蛋白質(zhì)的消化吸收及其功能評述

龐廣昌，陳慶森，胡志和，解軍波

(天津市食品生物技術重點實驗室，天津商業(yè)大學生物技術與食品科學學院，天津 300134)

生物活性肽是功能性食品研究的焦點領域，這主要是因為大多數(shù)生物功能都是由蛋白質(zhì)或者多肽行使。而且，現(xiàn)代文明病(現(xiàn)代代謝綜合征，或現(xiàn)代生活方式癥)的發(fā)展和蔓延，使人們談糖色變、談脂肪色變，唯獨蛋白質(zhì)，似乎它們從來就是正確生物功能的執(zhí)行者，從來沒有人懷疑它會有什么副作用，這可能就是生物活性肽受到現(xiàn)代人和科學工作者追捧的主要原因。誠然，蛋白質(zhì)屬于大營養(yǎng)，其酶解和消化終產(chǎn)物-氨基酸是機體合成自身所需蛋白質(zhì)的原料，特別是必需(和半必需)氨基酸，缺少就會患營養(yǎng)缺陷型疾病。但是正因為蛋白質(zhì)是主要生物功能的執(zhí)行者，生物必須自主合成蛋白質(zhì)和多肽，而不能接受其他與自己不同的蛋白質(zhì)和多肽，以保證自身的穩(wěn)定性和獨立性。而且，包括病毒在內(nèi)的所有生物，都是由不同的蛋白質(zhì)構成，允許異源蛋白質(zhì)進入體內(nèi)就意味著失去了獨立性，默認其他生物對自己的入侵。所以，科學家一直把食物蛋白質(zhì)作為營養(yǎng)看待，認為食入后都要經(jīng)過胃腸道消化成氨基酸才能被吸收。如果從這個角度來認識食物蛋白質(zhì)，只要其氨基酸構成合理(平衡)，所有蛋白質(zhì)的食用價值都應該是一樣的，只要我們給機體提供復合、平衡的氨基酸，機體就應該能夠很好地生存。但是，大量事實告訴我們，即使有充足、平衡的氨基酸，生物仍然不能很好地生存！這似乎又告訴我們：食物蛋白沒有只提供平衡的營養(yǎng)膳食那么簡單，換言之，食物蛋白質(zhì)不僅僅是為機體提供基本的氨基酸營養(yǎng)，應該還有重要功能。于是產(chǎn)生了一個最基本的問題：食物蛋白質(zhì)發(fā)揮什么功能？如何發(fā)揮功能？

早在20世紀70年代，Gardner等[1]就證明了，腸道把短肽吸收進血液循環(huán)中是普遍存在的，不僅如此，其吸收速度甚至超過游離氨基酸。這無疑為我們解釋短肽可以通過被機體選擇性吸收發(fā)揮功能提供了重要依據(jù)。但是，后來的大量實驗又證明：負責吸收和轉(zhuǎn)運這些二肽和三肽的蛋白質(zhì)是一個PepT家族，其中只有PepT1分布在腸道和腎部；PepT2分布在腎、肺、腦、乳腺和支氣管上皮；hPTR3分布在肺、脾、胸腺、腦、肝、腎上腺和心臟；PTR4則分布在腦、視網(wǎng)膜和胎盤。它們顯然主要是以二肽和三肽的形式運送氨基酸營養(yǎng)，這些短肽的命運是被體內(nèi)或細胞內(nèi)的酶系統(tǒng)降解為氨基酸作為營養(yǎng)[2]，就象葡萄糖被吸收到體內(nèi)，再通過血液循環(huán)運送到各個器官和組織一樣。事實上，PepT1可以傳遞所有400種二肽和8000種三肽[3]，說明其不存在選擇性和特異性，從而間接證明其主要功能是氨基酸營養(yǎng)的吸收和控制，而不是功能性短肽發(fā)揮功能。問題轉(zhuǎn)了一圈似乎又回到了原點：食物蛋白質(zhì)和肽類即使被消化成二肽或三肽吸收和轉(zhuǎn)運，并不能證明其發(fā)揮功能，那么到底是通過什么途徑發(fā)揮功能的呢？另一個觀點是：盡管多數(shù)蛋白質(zhì)食物都被酶解為氨基酸或短肽吸收，但是仍然會有小部分蛋白質(zhì)或多肽被完整吸收，也許正是由于它們發(fā)揮了重要生物功能。

已經(jīng)有大量研究表明，通過哺乳，母親可以將自己的獲得性免疫能力，如免疫球蛋白(IgG)傳遞給嬰、幼兒，口服疫苗也正是因為口服抗原的吸收才可能產(chǎn)生對該抗原的特異性免疫?，F(xiàn)在日益引起全世界，特別是發(fā)達國家重視的食物過敏問題本身也說明了食物蛋白可能被完整地吸收到體內(nèi)。事實上，研究證明機體也許正是通過飲食認識了周圍的物質(zhì)世界，從而獲得足夠多的對周圍物質(zhì)世界的免疫和識別能力。但是，研究同時證明這些蛋白質(zhì)或多肽的吸收是通過一種微皺褶細胞(M-cell)的吞噬和處理作用來實現(xiàn)的，它是腸道免疫識別異體抗原表位的基礎，也是食物過敏、黏膜免疫防御和食源性病原菌感染與致病的基礎?？梢娝茈y成為食物蛋白或者多肽發(fā)揮生物功能的主要依據(jù)。但是，研究結(jié)果一再證明，食物蛋白或多肽的確不只為機體提供氨基酸或短肽營養(yǎng)，而是發(fā)揮重要的生物功能，例如蜂王之所以是蜂王完全是因為她是吃蜂王漿長大的，是因為蜂王漿中的一種57kD的蛋白質(zhì)(royalactin，Rol或E-royalactin，ERol)的作用改變了蜂王的信號通路，并通過這些信號改變了她的染色體，改變了表觀遺傳性狀[4]。這也正是本文要重點討論的問題。

1 體內(nèi)或體外酶解蛋白質(zhì)可以獲得多種生物活性肽

筆者曾經(jīng)發(fā)表文章提出[5]：營養(yǎng)和貯藏蛋白作為食物蛋白的主要來源，可能蘊含著多種功能序列，所以適當?shù)拿盖谢蛳梢园阉鼈冡尫懦鰜?。其主要理論依?jù)是：營養(yǎng)和貯藏蛋白可能起源于功能蛋白結(jié)構域的不同組合，因為在生物進化的歷程中，越原始的生物越需要功能蛋白(肽)的簡約化，使其有限的編碼能力盡量編碼生存和繁殖所必需的功能蛋白(酶)。隨著生物從簡單到復雜的進化，特別是高等動、植物，它們需要為后代提供充足的營養(yǎng)以保證繁衍生息，所以才進化出營養(yǎng)和貯藏蛋白。而這些蛋白質(zhì)并不是憑空制造出來的，它應該來自功能蛋白或結(jié)構域的組合。從生物進化和適應的角度來推斷，這些營養(yǎng)蛋白如果能在為后代提供良好的營養(yǎng)需求之外，也能夠提供一些其適應環(huán)境所必需的功能多肽當然更具有生存優(yōu)勢。根據(jù)這些原理我們不難推測，構成營養(yǎng)和貯藏蛋白的結(jié)構域應該具有如下功能：抗微生物、抗氧化等防御功能；各種微量元素、礦物質(zhì)的結(jié)合與傳遞功能；后代的發(fā)育、分化和信號傳遞功能等。

1.1 乳源生物活性肽

近年來，已經(jīng)有大量研究集中在酶解營養(yǎng)和貯藏蛋白釋放多種功能的生物活性肽方面。其中最多的研究則聚焦在乳源生物活性肽的研究與開發(fā)上。乳品是特殊食品，它是滿足嬰幼兒營養(yǎng)、發(fā)育、分化、提高免疫力等所必需的。這方面已經(jīng)有大量研究結(jié)果和綜述性文章發(fā)表[6-7]，在此不再作詳細綜述。但是需要強調(diào)：既然乳是哺乳動物為其嬰、幼兒提供的專用食品，是否也能作為成年人群的最佳功能性食品是值得我們深入研究的一個重要課題，因為所有的哺乳動物都不可能一生靠哺乳生存，更不能因為其對嬰、幼兒成長和發(fā)育有益，而推斷其對成年人也具有健康功能。需要對其功能成分，特別是多肽，包括酪蛋白酶解肽的健康功能進行系統(tǒng)研究，特別是體內(nèi)研究才能科學運用和開發(fā)其功能性食品。很顯然，乳的功能主要是和嬰幼兒發(fā)育有關，其中的乳鐵蛋白及其酶解產(chǎn)物-乳鐵素、免疫球蛋白、先天免疫成分、各種細胞因子等主要用于嬰、幼兒發(fā)育、分化和免疫防御功能。乳的特異性成分-酪蛋白，曾經(jīng)被認為只是全營養(yǎng)(高營養(yǎng)價)蛋白，但是近年的研究表明，通過適當酶解可以釋放出多種生物活性肽，而且其功能非常廣泛，特別是刺激嬰幼兒的發(fā)育、分化和免疫預防功能。例如，酶解酪蛋白可以釋放出多種免疫調(diào)節(jié)肽、抗微生物肽等，可以提高機體的免疫與防御能力；釋放出阿片肽類，可以抗疲勞、改善睡眠、給嬰幼兒安慰感，同時可以調(diào)節(jié)免疫，不產(chǎn)生依賴性；釋放出礦物質(zhì)載體肽(例如：酪蛋白磷酸肽，亦即CPPs)可以促進鈣、鐵、鎂、鋅等重要礦物質(zhì)的吸收，對嬰、幼兒骨骼發(fā)育具有重要作用；釋放出抗血壓升高肽，用來抑制血壓的過渡升高；釋放出酪蛋白糖巨肽發(fā)揮抗感冒、控制體質(zhì)量、調(diào)節(jié)免疫等多種功能。

1.2 卵源生物活性肽

和乳相似，卵也是重要的生物活性肽資源，其原因是卵必須為受精卵細胞發(fā)育和分化準備好所有的營養(yǎng)、分化和發(fā)育條件。在卵生動物孵化過程中，不僅需要足夠的全營養(yǎng)，而且隨著其代謝過程，應該能夠通過酶解其乳白蛋白、乳球蛋白、卵黃等為其發(fā)育和分化提供必要的營養(yǎng)和生物活性成分，特別是生物活性肽。除此之外，在卵生動物發(fā)育早期，免疫系統(tǒng)尚未健全，所以其先天免疫和獲得性免疫的發(fā)育、分化和調(diào)節(jié)是至關重要的。已經(jīng)有大量卵源生物活性肽開發(fā)出來，特別是通過酶解卵蛋白釋放生物活性肽方面已經(jīng)取得了大量研究結(jié)果，并有不少相關的綜述性文章發(fā)表。

1.3 其他動物源生物活性肽

其他動物，特別是水生生物蛋白，經(jīng)過適當?shù)拿附庖材茚尫懦龆喾N生物活性肽，例如抗微生物肽、抗腫瘤肽、抗血壓升高肽、抗氧化肽等。由于水生生物特殊的生態(tài)環(huán)境，不同的生物個體共同處在一個水域中，互相之間的生存競爭發(fā)生在水溶液中，其相互作用也需要在水中進行。這種特殊的相互關系可能進化出很多生物活性成分，特別是食物活性肽。其中最典型的是抗微生物肽，這是幾乎所有生物所必需的，特別是水生生物和生活在復雜、骯臟的環(huán)境中的動物生存和繁殖所必需的。除此之外，具有毒性作用的成分，肽類也是生存競爭的必要條件。近年來，已經(jīng)有大量的，各種功能的生物活性肽通過酶解釋放出來，其中抗微生物肽、毒素、神經(jīng)活性肽、氧化還原調(diào)節(jié)和風味肽最具代表性。

1.4 植物源生物活性肽

植物的種子是重要的種質(zhì)資源，是植物抗逆、過冬和繁衍生息的基礎。和動物的卵相似，為了保證其胚胎的生存、生長和發(fā)育，必需為其子代貯存足夠多的營養(yǎng)和活性成分。已經(jīng)有不少酶解種子及其貯藏蛋白釋放生物活性肽的報道。比較集中的研究成果在大豆蛋白酶解肽方面。大豆的特殊性并不僅僅在于其作為重要的植物蛋白資源，還在于其特殊的生理代謝。豆科植物本身就是一個和根瘤菌形成彼此互惠的共生體系，不僅如此，固氮菌固氮所需要的厭氧環(huán)境和大豆本身所需要的好氧環(huán)境能夠?qū)崿F(xiàn)很好的結(jié)合也是豆科植物的最大特性。這個特性需要解決一系列代謝問題。推測恰恰是這些特殊的功能要求導致了大豆蛋白及其酶解肽具有重要的生物功能。近年來，已經(jīng)報道了很多來自大豆蛋白的生物活性肽，這些不僅使大豆蛋白本身成為人類重要的植物類食品蛋白資源，而且作為功能肽的重要來源。從大豆蛋白酶解釋放的生物活性肽以抗腫瘤肽和抗血壓升高肽最具特色，與此同時，大豆蛋白已經(jīng)成為當今最受青睞的具保健功能的蛋白食品之一。

2 食源性生物活性肽的主要功能

已經(jīng)報道了多種生物活性肽，其功能可能涉及幾乎所有生理功能，其分類也多種多樣，很不統(tǒng)一，互相交叉甚至矛盾，急需學術界通過討論進行規(guī)范。有根據(jù)其生理活性進行分類的，如抗微生物肽、阿片肽、抗氧化肽等；也有根據(jù)人類的感受進行分類的，如鮮味肽、咸味肽、甜味肽或者呈味肽等；還有根據(jù)其健康功能(多數(shù)是推測)進行分類的，如：抗血壓升高肽、抗腫瘤肽、抗血栓形成肽等[6]。這里僅對有代表性的食源性生物活性肽及與健康的關系進行簡單的評述[8]。

2.1 抗血壓升高肽(antihypertensive peptides)

抗血壓升高肽也有人稱為降壓肽，但是筆者認為按照英文翻譯比較準確，因為這類肽只有在血壓升高時才會通過抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶的作用抗血壓升高，而不是直接降血壓。血壓的生理調(diào)節(jié)(physiological regulation of blood pressure)是通過腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renin-angiotensin system，RAS)和激肽一氧化氮(the kinin NO)系統(tǒng)，一個重要的神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)。RAS包括血管緊張素原(angiotensinogen)通過高血壓蛋白酶原的蛋白酶水解激活轉(zhuǎn)化為血管緊張素-Ⅰ(angiotensin，AT-Ⅰ)。該反應是RAS途徑的第一個關鍵性調(diào)節(jié)步驟。AT-Ⅰ接著在碳端組氨酸殘基處由血管緊張素-Ⅰ轉(zhuǎn)化酶(angiotensin Ⅰ-converting enzyme，ACE)切割成為活化狀態(tài)的AT-Ⅱ。AT-Ⅱ是一個血管收縮因子通過結(jié)合到相應的受體上發(fā)揮作用。這種受體分布在機體的所有組織，從而引起生理上的級聯(lián)放大作用，導致血管收縮，血壓升高。但是過高的AT-Ⅱ水平可能會產(chǎn)生嚴重的血管收縮，從而使血管的收縮和舒張壓升高到非正常水平。此外，激肽-NO系統(tǒng)則涉及到血管舒緩激肽(bradykinin)合成與激活，它可以通過細胞內(nèi)鈣離子濃度的提高導致一氧化氮合成酶(nitric oxide synthases，NOS)的激活，產(chǎn)生NO，促進血管舒張，從而具有抗血壓升高的作用。ACE可以降解緩激肽，所以增加ACE可以導致雙重作用：防止血管舒張，激活血管收縮。可見通過ACE的抑作用可以實現(xiàn)抗血壓升高藥物或食品的初步篩選[9]。另外，直接抑制高血壓蛋白原酶(renin)，防止AT-Ⅰ的合成并轉(zhuǎn)化為AT-Ⅱ可能具有比ACE抑制劑更直接的抗血壓升高的作用。稱此途徑為ACE-非依賴性補救糜酶-催化途徑(ACEindependent alternative chymase-catalyzed pathway)[10]。需要強調(diào)的是：這些方法的特點是可以實現(xiàn)抗血壓升高肽的高通量的初步篩選，但這僅僅是體外實驗，和體內(nèi)實驗是兩回事。因為機體血壓升高的過程非常復雜，原因更加復雜，有關高血壓的病因?qū)W問題仍然不斷困惑著我們。

2.1.1 ACE-抑制食物蛋白酶解肽

通過ACE抑制活性篩選RAS調(diào)節(jié)肽的創(chuàng)建性工作是在蛇(Bothrops jararaca)毒中作出的[11]，之后，很快得到了廣泛關注，迅速用來進行食源性抗血壓升高肽的篩選研究。已經(jīng)先后在植物、動物、微生物等非常廣泛的食物資源中篩選出多種此類生物活性肽。當然研究最多的還是集中在乳、魚、蛋、大豆蛋白。與此同時，對其分離方法[12]、氨基酸序列和活性的關系、半抑制濃度、構效關系等也有大量報道[13]。

2.1.2 高血壓蛋白原酶-抑制食源性酶解肽

最近的研究已經(jīng)證明在ACE抑制的基礎上進一步通過高血壓蛋白原酶的抑制活性可以篩選到系列食源性抗血壓升高肽，而且證明其治療高血壓的潛力明顯好于僅僅通過ACE抑制所篩選的肽。最初的報道是通過蛋白酶水解亞麻仁蛋白后，進行超濾獲得低分子質(zhì)量組分，然后再進行高血壓原酶活性抑制篩選，獲得了一個組分，其IC50達到1.22～2.81mg/mL[14]。該組分再經(jīng)過ACE抑制篩選也表現(xiàn)出較低的半抑制質(zhì)量濃度。這種具有雙重抑制活性的組分可以潛在地增加抗血壓升高作用。之后，其他相似的研究，如酶解豌豆和火麻仁種子蛋白所進行的抗血壓升高肽的雙重篩選研究[15]獲得高血壓蛋白原酶半抑制質(zhì)量濃度(IC50)達到0.81mg/mL，ACE的IC50達到0.67mg/mL。此外，Li等[16]從豌豆蛋白酶解肽中分離到3種二肽：Ile-Arg，Lys-Phe和Glu-Phe，它們分別具有較弱的半抑制活性(IC50：9.2、17.8、22.6mmol/L)，但是其組合在一起的活性則很高，證明它們具有增效作用。與此同時，科學家也進行了大量構效關系、序列與活性關系的研究[17]。

2.1.3 食源性抗血壓升高肽的體內(nèi)研究

只有通過食用才是真正意義上的食品。所以筆者認為體外實驗的參考價值十分有限，對于藥物或者純粹的基礎理論研究只是不得已而為之，但是對于食品科學研究，只有體內(nèi)實驗才具有科學意義。體外的RAS酶抑制劑篩選方法為我們提供了一個高通量的離體篩選系統(tǒng)，但是只有經(jīng)過體內(nèi)實驗研究才有一定的參考價值。近年來，ACE-和高血壓蛋白原酶抑制劑-大麻籽蛋白水解物誘導的對血壓升高的抑制作用分別通過自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats，SHR)實驗得到了證明[15]。早在1995年[18]，來自乳蛋白酶解的三肽：Ile-Pro-Pro和Val-Pro-Pro的實際降壓作用也得到了動物實驗驗證。此外，70個高血壓的高加索人每天服用7.5mg的Ile-Pro-Pro，連續(xù)4周，其血壓得到了明顯控制[19]。這些抗血壓升高肽的作用可能與服用形式、劑量和時間長短以及遺傳背景，特別是高血壓的病因有復雜的關系。例如，也有研究表明，本來具有降壓作用的乳源三肽在高血壓前期患者服用后24h跟蹤器血壓變化并沒有顯著性改善[20]。顯然，跟蹤檢測血壓變化所得到的結(jié)果可以為我們提供更可靠的材料?？梢?，食源性生物活性肽的抗血壓升高作用可能通過多條途徑，不僅僅是RAS酶活性。而且高血壓的產(chǎn)生原因也異常復雜，包括飲食、體質(zhì)量、情緒和生理狀態(tài)等因素都會影響血壓，而現(xiàn)在的抗血壓升高藥物或食物篩選的體內(nèi)實驗也僅僅是通過高血壓動物模型做出的，人為的高血壓實驗動物模型只能代表一種病因，對這種高血壓有作用并不能表明對所有其他病因所引起的高血壓都有作用。

2.2 食源性抗氧化肽

飲食中的抗氧化物可以為機體內(nèi)源性酶和非酶抗氧化系統(tǒng)抵御氧化應激提供補充。雖然合成的抗氧化制劑已經(jīng)被廣泛用于食品工業(yè)中的食品保藏和貯運，但是食源肽類可能為我們提供天然的抗氧化添加劑。其實蛋白酶解物早就被廣泛用于食品和實驗系統(tǒng)的保護作用，例如濃度越高的蛋白質(zhì)穩(wěn)定性也就越好，牛血清白蛋白常常用作蛋白質(zhì)，特別是抗體的封閉和保護劑。從生物化學角度，這些保護作用可能正是由于其抗氧化和眾數(shù)作用。但是，對食源性抗氧化肽的系統(tǒng)研究則只有近年來才引起了學術界的關注。

植物和動物蛋白來源的抗氧化肽包括：豌豆、大豆、魚類、亞麻籽、奶酪、乳清和蛋類?？寡趸牡奶匦园ǎ呵宄磻匝?(reactive oxygen species，ROS)/自由基和抑制ROS誘導的生物大分子，如脂肪、蛋白質(zhì)和DNA的氧化和損傷作用。食源性抗氧化肽對自由基的淬滅作用主要是通過參與單電子傳遞反應[21]，因此，豐富的可以傳遞電子的氨基酸側(cè)鏈對于在生理條件下清除自由基，對于抗氧化肽的抗氧化能力有重要貢獻。其他抗氧化機制可能包括：過渡金屬螯合物的活性和鐵的還原作用。事實上，氨基酸側(cè)鏈中真正能發(fā)揮氧化還原作用的并不多，能夠轉(zhuǎn)移電子或金屬離子的側(cè)鏈也有限，所以包括蛋白質(zhì)及其酶解肽對大分子的保護作用應該還有其他機制，如蛋白質(zhì)及其酶解肽之間的相互作用所造成的空間位阻、由于其親水作用所產(chǎn)生的水化層、疏水作用或親脂作用所產(chǎn)生的膜樣結(jié)構以及氫鍵、離子鍵、范德華力等物理化學性質(zhì)可能都在其抗氧化和保護中發(fā)揮作用。

氨基酸側(cè)鏈的組氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸和芳香族氨基酸都對食源性肽的抗氧化活性有貢獻。疏水性氨基酸往往對抗氧化起重要的增強作用，因為它們可以增加抗氧化肽對細胞靶分子的親和力，例如生物膜上的多不飽和脂肪鏈[22]。但是，還不清楚這些抗氧化的氨基酸殘基對食物酶解肽復合物的具體貢獻，也不清楚這些酶解肽帶正或負電荷的具體作用。含巰基的半胱氨酸也可以作為合成谷胱甘肽的前體，谷胱甘肽是一個普遍存在的細胞抗氧化三肽，具有保持系統(tǒng)的氧化還原狀態(tài)，蛋白質(zhì)的結(jié)構和功能維護等重要生物活性，因此在體內(nèi)、外發(fā)揮重要的生理抗氧化防御作用[23]。另外，食源性肽也可以通過誘導基因表達，通過細胞組分的變化來抵御氧化應激所產(chǎn)生的損傷作用。在內(nèi)皮細胞中，一種從沙丁魚肌肉蛋白制備的二肽Met-Tyr可以刺激血紅蛋白加氧酶-1(heme oxygenase-1)和鐵蛋白的表達，從而保護細胞免受氧化應激損傷[24]。最近的研究表明，干酪素不同蛋白酶的水解物表現(xiàn)出不同的抗氧化活性，不依賴于其水解度，在人類T淋巴細胞中它可以增加細胞過氧化氫酶活性和還原型谷胱甘肽的量，但是對超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性沒有作用[25]。雖然干酪素水解物顯示出人類T淋巴細胞的劑量依賴性減少，但是，低劑量仍然表現(xiàn)出適度的抗氧化作用。在D-半乳糖-誘導的老化ICR小鼠中，口服水母膠原蛋白水解物可以誘導SOD的增加和谷胱甘肽過氧化物酶合成，并伴隨血清和肝臟丙二醛(一種氧化應激標志物)的減少[26]。雖然上述研究已經(jīng)取得了一定的研究進展，但是除在食品保藏與加工過程中的應用外，作為保健食品的研究與應用還有很多問題需要解決，特別是體內(nèi)實驗和人體實驗。在其作用機制方面也還是需要進行深入研究。

2.3 食源性鈣調(diào)蛋白肽(food protein-derived calmodulin，CaM)

Ca-結(jié)合肽，亦即CaM，是一種遍在的帶負電荷148個氨基酸殘基(16.6kD)組成的Ca2+-結(jié)合蛋白，具有可以增加細胞內(nèi)Ca2+的濃度等一系列重要或性[27]。一些臨床上十分重要的酶都需要Ca2+/CaM激活作用，包括：內(nèi)皮和神經(jīng)元細胞的一氧化氮合成酶(NOS)、環(huán)化核苷酸磷酸二酯酶-1(cyclic nucleotide phosphodiesterase-1，CaMPDE)、三磷酸腺苷酶(adenosine triphosphatase)、磷脂酶(phospholipase A2)、腺苷酸環(huán)化酶和蛋白激酶-Ⅱ(protein kinase Ⅱ)[28]。很多天然的CaM結(jié)合蛋白和肽的氨基酸序列揭示出在鈣結(jié)合位點存在著重復的帶正電荷和疏水氨基酸[29]。帶正電荷側(cè)鏈使得陽離子肽靠電荷作用結(jié)合鈣，稱為CaM結(jié)合因子[30]。食源性陽離子肽也可以結(jié)合CaM，從而抑制CaM-依賴性酶活性。早期的工作是從酪蛋白酶解分離到的一種CaM結(jié)合肽[31]，對應αs2-酪蛋白的f164～179，f183～206，f183～207和f90～109片段，可以抑制CaMPDE活性，IC50分別為38、6.9、1.1、1.0μmol/L，對未結(jié)合鈣的PDE沒有作用。在此基礎上，αs2-酪蛋白水解肽以及來源于其他蛋白質(zhì)酶解的富含正電荷的CaM結(jié)合肽也得到了相關研究。Li等[32]報道了酶解豌豆蛋白所獲得的陽離子肽，并證明可以抑制CaM-依賴性蛋白激酶-Ⅱ活性，為競爭性抑制。從堿性蛋白酶水解亞麻籽蛋白獲得的2種陽離子肽也可以結(jié)合CaM，并可以抑制內(nèi)皮和神經(jīng)元細胞的NOS[33]，分別屬于混合型和非競爭性抑制。此外，近來的研究還顯示，來自蛋清溶菌酶的陽離子肽既可以抑制CaMPDE也可以抗氧化[34]。

2.4 降血脂和降膽固醇肽

食物蛋白質(zhì)酶解也可以釋放具有降低膽固醇和血脂作用的肽。食源性降血脂和降膽固醇肽，這些蛋白質(zhì)包括大豆蛋白[35]、乳蛋白[36]、蕎麥蛋白[37]、卵白蛋白[38]和魚類蛋白[39]。然而，酶水解也可能導致抗降血脂肽的產(chǎn)生[40]。大多數(shù)這方面的研究工作集中在大豆蛋白水解肽或水解液。

大豆蛋白水解肽的降膽固醇和降血脂作用的動物和人體實驗室分別由Aoyama[41]和Hori[42]等用7S大豆球蛋白(β-conglycinin，β-伴大豆球蛋白)做出的。該蛋白的一個亞基可以強烈上調(diào)低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)受體表達，從而提高低密度脂蛋白的吸收和降解[43]。該肽負責激活作用的結(jié)構域已經(jīng)鑒定來自α-亞基，并進行了序列測定[44]。這是一種24個氨基酸殘基構成的肽，對應于α-亞基的127～150序列，對體外培養(yǎng)的Hep G2細胞可以通過增加LDL受體介導的LDL吸收調(diào)節(jié)膽固醇代謝平衡。此外，Cho等[35]也從大豆蛋白酶解液中分離到一種八肽(FVVNATSN)， 對離體培養(yǎng)的HepT9A4人肝細胞的LDL受體具有極強的激活作用。這可能也是大豆蛋白酶解所釋放的小肽具有保肝、護肝作用的原因之一。這些作用也在研究中得到證實，該項研究工作用細菌蛋白酶水解無大豆異黃酮的7Sβ-伴大豆球蛋白獲得一種生物活性肽，命名為ApoB-100，具有極低密度脂蛋白(very low-density lipoprotein，VLDL)及其降解并減少其合成的作用。這些研究結(jié)果支持先前有關大豆β-伴大豆球蛋白有益于人體血漿三酰甘油控制[45]的研究結(jié)果。

除改變基因表達之外，大豆蛋白酶解液和肽組分還表現(xiàn)出降膽固醇活性，這種活性是通過在腸道中結(jié)合膽酸和中性固醇類，從而通過增加排泄和清除作用來實現(xiàn)[46]。大豆蛋白水解液可以依賴其疏水性結(jié)合到膽酸上生成不溶性大分子[47]，最早觀察到的是蕎麥蛋白的胰蛋白酶酶解肽所形成的高分子質(zhì)量組分[48]。這說明，即使生物活性肽不能大量跨過腸道上皮進入血液循環(huán)，也可以發(fā)揮其降血脂作用。因為它可以通過和膽酸以及外在的膽固醇結(jié)合依賴其疏水作用清除它們。有兩種大豆來源的抗癌多肽-Lunasin (Lunasin XP-R和LunaSoyTM)已經(jīng)進行了商業(yè)化生產(chǎn)，主要用于降膽固醇食品添加劑。Lunasin是一種43個氨基酸殘基的多肽，分子質(zhì)量5.4kD，存在于大豆、大麥、黑麥和小麥中[49]。Lunasin通過阻斷組蛋白H3的Lys4殘基的乙?；饔脧亩档?-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶(HMG-CoA reductase)生成，從而減少膽固醇的生物合成發(fā)揮其降膽固醇活性。Lunasin還可以增加細胞LDL受體的合成，從而促進血漿LDL膽固醇的去除。進一步的研究應該集中在其作為食品口服后對高膽固醇血癥群體的實際治療和預防作用。

2.5 食源性抗腫瘤肽

具有抗癌作用的肽被稱為抗癌肽，或抗腫瘤肽，來自食物蛋白酶解的此類肽也經(jīng)常報道。大量有關抗癌肽的研究來自大豆抗癌肽-Lunasin。Lunasin的抗癌作用主要表現(xiàn)在對化學和病毒癌基因所引起的癌癥，其作用機制是通過抑制組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶(histone acetyl transferase，HAT)對組蛋白進行的特異性乙?；兔撘阴；緩降恼{(diào)節(jié)作用。H3和H4的乙?；种谱饔每梢砸种萍毎芷谶M程，使之停留在G1/S期，從而誘導癌細胞凋亡。雖然Lunasin在細胞培養(yǎng)中顯示出非常好的抗癌潛力，但是其分子質(zhì)量對于其口服后的吸收和活性以及實際的抗癌作用仍然存在很多問題。據(jù)Dia等[50]報道，在口服含Lunasin的大豆蛋白的人體實驗中，Lunasin吸收率為4.5%。他們還在血漿中測定到其他的Lunasin衍生肽的序列，認為這些肽可能是在胃腸道和血漿中被蛋白酶降解所產(chǎn)生的。另一項研究報道，來自黑麥的Lunasin可以有效地吸收進血液并到達肝、腎，而且保留了母體分子的抗癌HAT抑制活性[51]。有人認為，在富含Lunasin的食品中存在的蛋白酶抑制因子可能起到保護Lunasin免遭胃腸道消化作用。進一步的研究需要弄清楚Lunasin的作用機制、吸收到血液循環(huán)的動力學、代謝動力學、作用的靶細胞以及作為抗癌食品的實際治療和預防效果。除Lunasin之外，其他大豆來源的生物活性肽也有顯示出抗癌作用。據(jù)Wang等[52]報道，不同種類的大豆蛋白酶解肽也具有抑制離體培養(yǎng)的白血病細胞(L1210)生存的能力，其IC50為3.5mg/mL到6.2mg/mL，顯著低于Lunasin (其IC50為0.078mg/mL)。此外，富含Lunasin的莧屬植物(Amaranthus hypochondriacus)谷蛋白的胰蛋白酶酶解組分可以誘導HeLa細胞凋亡，1μg/mL和5μg/mL劑量處理的凋亡率分別達到30%和38%[53]。一個相似的研究還證明，大豆蛋白酶解肽的一個組分對離體培養(yǎng)的巨噬細胞樣小鼠腫瘤細胞系(P388D1)具有抑制細胞分裂的作用(使靶細胞停留在G2/M期)，其IC50達到0.16mg/mL[54]。最近，Hsu等[55]從金槍魚肉的木瓜蛋白酶和蛋白酶XXII酶解物中分離到2種多肽，其序列分別為：Leu-Pro-His-Val-Leu-Thr-Pro-Glu-Ala-Gly-Ala-Thr和Pro-Thr-Ala-Glu-Gly-Gly-Val-Tyr-Met-Val-Thr，這兩種肽表現(xiàn)出劑量依賴性抑制離體培養(yǎng)的乳腺癌細胞(MCF-7)增殖的作用，其IC50分別為：8.1μmol/L和8.8μmol/L。由此可見，酶解食物蛋白的確可以釋放具有抗癌功能的生物活性肽。Amaranthus mantegazzianus蛋白經(jīng)過酶解之后的抗癌作用比未酶解蛋白提高了兩倍以上[56]。來自一種太平洋牡蠣蛋白酶解短肽對BALB/c小鼠移植惡性肉瘤具有劑量依賴性抑制作用，并證明其作用機制可能是通過增加免疫。不過，目前最關鍵的問題是體內(nèi)實驗和體外實驗有根本的區(qū)別，而且動物實驗和人體實驗也有很多不同。隨著有關抗癌藥物和醫(yī)學研究的不斷深入，科學家越來越清醒地認識到，癌癥發(fā)生過程是一個極端復雜的過程。但是盡管如此，通過飲食和功能性食品來預防和治療癌癥仍然具有非常廣闊的前景。

2.6 食源性免疫調(diào)節(jié)和抗炎癥肽

免疫調(diào)節(jié)涉及到人類免疫功能的抑制和刺激作用。筆者曾經(jīng)多次提到提高免疫力可以治百病的錯誤言論。免疫是一把雙刃劍，太弱了會造成體弱多病和反復感染；而太強了則會引起自身免疫性和相關性疾病。特別是目前困擾著生命科學、食品科學、營養(yǎng)學和醫(yī)學領域的現(xiàn)代文明病(代謝綜合征，或稱為現(xiàn)代生活方式癥)，往往是由于營養(yǎng)過多和免疫過強所造成的。食源性免疫調(diào)節(jié)肽是通過上調(diào)或下調(diào)免疫系統(tǒng)，包括細胞因子的表達、抗體的產(chǎn)生和ROS-誘導的免疫功能調(diào)節(jié)來實現(xiàn)[57]。例如，大米蛋白的胰蛋白酶消化液具有促進吞噬作用、增強人多形核白細胞釋放過氧化物的作用[58]。此外，卵源肽也被證明具有免疫刺激活性，在癌癥的免疫治療中發(fā)揮增強免疫的功能[59]。一項最近的研究證明，口服豌豆蛋白酶解液可以使小鼠通過激活巨噬細胞降低NO的產(chǎn)生，同時減少炎癥細胞因子的分泌，腫瘤壞死因子(TNF)-α和白細胞介素(IL)-6分別降低到35%和80%[60]。志愿者口服小麥蛋白酶解物(3g/d)6d，其自然殺傷細胞活性顯著增加[61]。此外，另一項研究表明，乳清蛋白來源的肽可以增強細胞免疫功能[62]。

食源肽的抗炎癥作用大多數(shù)報道集中在改良巨噬細胞炎癥反應所引起的內(nèi)毒素損傷作用。例如，Lunasin以及Lunasin樣肽所表現(xiàn)出來的通過降低ROS所產(chǎn)生的抗炎癥作用。另外抗炎癥作用還表現(xiàn)在對炎癥和抗炎癥細胞因子的作用，如：TNF-α、IL-6、IL-1β、核因子-κB(NF-κB)等炎癥細胞因子或信號途徑的活性和表達水平，以及下調(diào)NO/PGE2合成、誘導并激活巨噬細胞表達NOS/COX-2[63]。Lunasin正是由于抑制巨噬細胞RAW264.7的NF-κB的p65/p50亞基向核中轉(zhuǎn)位，從而抑制炎癥細胞因子IL-6的表達，和NOS、COX-2的產(chǎn)生實現(xiàn)抗炎癥作用[64]。此外，據(jù)報道酪蛋白酶解物可以增加伴刀豆蛋白A (ConA)-刺激的人類輔助性T細胞(Th)-1產(chǎn)生IL-2，但是不能促進Th-2產(chǎn)生IL-10，表明這些肽可以激活T細胞介導的免疫應答，而對于體液免疫或抗體介導的免疫應答不起作用[65]。此外，食源性肽也可以保護生物避免輻射所引起的免疫抑制。最近的一項研究報道，一種來自大馬哈魚膠原酶解肽可以保護γ射線所引起的免疫抑制，增強脾臟產(chǎn)生IL-12，誘導產(chǎn)生IκB，減少游離的NF-κB，從而抑制脾細胞凋亡[66]。正如抗癌和CaM-結(jié)合肽一樣，大多數(shù)此類實驗都是在離體的條件下做出的，而且免疫調(diào)節(jié)和炎癥、抗炎癥調(diào)節(jié)是非常復雜的調(diào)解網(wǎng)絡，簡單的實驗很難說明問題，甚至不同的研究結(jié)果之間互相矛盾，所以進一步的工作應該集中在體內(nèi)實驗，特別是口服實驗研究方面，應針對目前普遍存在的胃腸道疾病、營養(yǎng)和免疫過度所引起的食物過敏、現(xiàn)代文明病等具體情況進行系統(tǒng)研究。近年來，筆者所在的實驗室也開展了一些食源性多肽對機體免疫調(diào)節(jié)作用及其信號通路的研究，創(chuàng)造了細胞通訊網(wǎng)絡方法，提出了機體中存在的細胞無線通訊模型，從而為整體研究食品或食源肽的免疫調(diào)節(jié)功能提供了一條新的思路和方法[67]。

3 氨基酸和肽類的吸收問題

食源性酶解肽具有極其重要的功能是毋庸置疑的，但是生物化學研究結(jié)果告訴我們：作為營養(yǎng)，機體只能以氨基酸的形式吸收，因為如果大量的蛋白質(zhì)或多肽鏈都能直接吸收，就會造成自身穩(wěn)定性的嚴重破壞，免疫學明白地告訴我們，機體正是通過蛋白質(zhì)或多肽來識別異己，并將其拒之體外的。如果機體不能識別所有這些異己的蛋白質(zhì)、多肽類大分子并排斥或清除在外，他自身就會變成了細菌或病毒的“培養(yǎng)基”。

雖然已有研究證明，少量生物大分子，特別是蛋白質(zhì)也可以進入機體，但是那些都是通過分布在腸道中的M細胞、樹突狀(DC)細胞的吞噬作用進入體內(nèi)的，其主要目的是機體通過其吞噬、加工和處理以后提呈給免疫細胞，特別是T、B淋巴細胞，從而機體可以通過在腸道中不斷采集食物樣品，通過免疫系統(tǒng)認識周圍的物質(zhì)世界。當然，這個過程也充滿風險，因為這也給有些細菌或病毒，例如人類免疫缺陷病毒(HIV)創(chuàng)造了可乘之機！此外，胃腸道，特別是腸道黏膜系統(tǒng)的完整性和功能對于防止過多的異己生物大分子進入機體也是極端重要的，對于胃腸系統(tǒng)病人和嬰幼兒可能正是由于腸黏膜系統(tǒng)的完整性不夠健全才會導致諸多疾病發(fā)生。也許正是如此，才有了哺乳的重要性?？梢娛吃葱缘鞍踪|(zhì)或多肽除營養(yǎng)功能外，其生物功能機制和途徑始終是一個關鍵性問題，也是蛋白和肽類功能性食品研究必需回答的問題。

半個世紀以來，腸道中肽和氨基酸的轉(zhuǎn)運得到了迅速發(fā)展[2]，早在1994年[68]，腸道中短肽轉(zhuǎn)運蛋白，PepT1就得到了系統(tǒng)描述和研究。作為短肽的載體，它介導短肽的跨腸上皮細胞刷狀緣膜的吸收。雖然肽的轉(zhuǎn)運證據(jù)早在20世紀50年代已經(jīng)被觀察到[69]，但是直到90年代，多數(shù)人還仍然認為跨腸道轉(zhuǎn)運和吸收主要是氨基酸，而不是短肽。此外，除通過PepT1轉(zhuǎn)運之外，肽也可以通過其他途徑吸收，如：細胞的取樣作用(內(nèi)吞)和細胞穿越肽(cell-penetrating peptides，CPP)，CPP可以像運送貨物一樣在黏膜外裝載穿過細胞質(zhì)膜以后再卸載，見圖1。

圖 1 肽類跨腸道細胞的吸收途徑Fig.1 Potential routes of peptide uptake in enterocytes

腸黏膜細胞以氨基酸為能量，以維護蛋白質(zhì)合成、核苷酸、多胺類和腸黏膜免疫狀態(tài)(例如：谷胱甘肽和黏膜素合成等)[70]。因此，雖然食物蛋白的某些氨基酸以二肽或三肽的形式進入腸道細胞，也是作為定量的營養(yǎng)吸收進行的。在狗[71]和家兔[72]的實驗中，幾乎測定不到完整的蛋白或多肽。在大鼠[73]、泌乳期赫斯坦奶牛[74]等多數(shù)動物中，高達85%的氨基酸是以小肽的形式吸收的。

在血液中也可以測定到飲食來源二肽和三肽，其濃度受飲食的影響，這表明它們作為重要的營養(yǎng)原料供應肝和各種組織。有人定量測定了體內(nèi)游離氨基酸和肽跨腸系黏膜的結(jié)果表明：1) 腸系流量，即從空腸、回腸、盲腸、結(jié)腸和胰腺流入腸系靜脈的游離氨基酸和肽是相似的；2)非腸系流，即流向內(nèi)臟，從反芻動物的胃、十二指腸和脾臟大量的都是肽狀態(tài)的氨基酸。這些研究證明，短肽作為氨基酸營養(yǎng)的貢獻是主要的，這一結(jié)論在多種動物中得到了進一步的證實[74]。

3.1 血漿中肽的命運

循還系統(tǒng)中的肽可能并不是在血漿中水解的，即使紅細胞有所消耗也非常有限[75]。肽似乎主要是被轉(zhuǎn)運到組織或器官細胞中，然后水解為游離的氨基酸，接著再利用這些游離氨基酸合成自身的蛋白質(zhì)[76]。細胞中肽的利用受營養(yǎng)狀態(tài)的控制，這表明，飲食的確影響循環(huán)系統(tǒng)中的肽的含量和肝外組織對肽的水解和利用效率[77]。短肽的遷移和清除具有組織特異性，表明其吸收和利用也具有組織特異性。疏水肽也可能與飲食蛋白來源有關，對其吸收和其后的組織利用起作用。疏水肽可以抗黏膜的酶解作用，往往比親水肽被更快地利用和吸收，親水肽則容易被水解[78]。含甲硫氨酸的二肽在不同細胞中的利用率不同，同時也具有轉(zhuǎn)運的細胞特異性。這說明氨基酸以二或三肽的形式循環(huán)可能對不同組織具有不同供應形式和運用機制[79]。Tagari等[80]的研究表明，肽狀態(tài)的氨基酸代表了最重要的總氨基酸的流通方式。上述研究證明，循環(huán)二、三肽的存在對于氨基酸營養(yǎng)的吸收和利用發(fā)揮主要作用。同時也證明二、三肽的吸收并不是為了發(fā)揮這些外來小肽的功能，而是機體自身氨基酸營養(yǎng)吸收和利用的控制手段和過程。

3.2 腸道細胞轉(zhuǎn)運小肽的證據(jù)

多個研究團隊獨立鑒定和分離了表達在腸道細胞基底外側(cè)膜上的小肽運載體，并發(fā)現(xiàn)它負責將腸道內(nèi)腔的二、三肽跨腸上皮細胞轉(zhuǎn)運到門靜脈循環(huán)。曾經(jīng)在沒有證據(jù)的情況下提出腸上皮細胞含有豐富的肽酶，可以水解肽類變?yōu)橛坞x的氨基酸，進入循環(huán)系統(tǒng)，所以機體只能以游離氨基酸的形式吸收到體內(nèi)。Kim等[81]曾經(jīng)測定了腸道上皮細胞對氨基酸與13種二肽和5種三肽的轉(zhuǎn)運情況，結(jié)果表明，肽的運轉(zhuǎn)達到80%～90%。二、三肽運載體在腸細胞基底外側(cè)膜上的發(fā)現(xiàn)[82]和相對抗酶解肽的轉(zhuǎn)運研究至少證明了氨基酸以肽的形式跨腸黏膜運輸?shù)窖h(huán)系統(tǒng)是最重要的吸收機制。

3.3 PepT1的克隆和鑒定

肽類運載體是一種質(zhì)子偶聯(lián)性寡肽運載體超家族，也稱為肽運載體家族[83]。1994年，第一個運載體-PepT1 mRNA從家兔中克隆[68]。雖然結(jié)果顯示了它有吸收肽并轉(zhuǎn)運到腸道細胞內(nèi)的功能，但是直到90年代才得到確切證明。肽類傳遞體已被發(fā)現(xiàn)廣泛存在于細菌、酵母菌、植物和無脊椎動物中[83]。最近，一個原核細胞H+-依賴性肽運載體YdgR被鑒定，發(fā)現(xiàn)其特性和功能與哺乳動物的PepT1十分相似[84]，說明肽運載體是生物從環(huán)境中吸收氨基酸營養(yǎng)的基本機制。

3.4 PepT1的底物特異性

推算的所有400種二肽和8000種三肽都可以由PepT1轉(zhuǎn)運。水可能在轉(zhuǎn)運過程中發(fā)揮重要作用，例如在底物和PepT1結(jié)合結(jié)構域中保護氨基酸側(cè)鏈的電荷，允許帶電荷以及不帶電荷的肽結(jié)合到相同的結(jié)構域等[83]。金屬離子如Zn2+、Mn2+和Cu2+也可以通過和該運載體相互作用增強肽的吸收[85]。有趣的是，PepT1也可以接受與二、三肽結(jié)構相似的藥物化合物，并參與其轉(zhuǎn)運，具有重要的治療價值[86]。此外，PepT1和PepT2還可以轉(zhuǎn)運頭孢菌素、青霉素以及氨肽酶抑制劑-苯丁抑制素等[87]。這些研究結(jié)果表明，PepT1主要是肽類營養(yǎng)的吸收途徑，與肽類營養(yǎng)以外的生物活性肽功能似乎關系不大。

肽類運載體具有質(zhì)子依賴性，對于中性和陽離子肽類底物PepT1的質(zhì)子底物比為1，而陰離子底物則為2[88]。肽和H+被PepT1吸收后，質(zhì)子再由刷狀緣膜上的Na+/H+交換泵泵到細胞外側(cè)。這個過程和基底外側(cè)膜上的Na+/K+ATPase泵相偶聯(lián)再把Na+和K+交換，恢復其電化學梯度。顯然這和其他營養(yǎng)，如葡萄糖的吸收非常相似，都和質(zhì)子泵或/和Na+/K+泵偶聯(lián)，一方面驅(qū)動其主動運輸過程，另一方面對所吸收的營養(yǎng)進行精確計數(shù)。筆者認為，這一精確的計數(shù)功能非常重要，它不僅可以和中樞神經(jīng)系統(tǒng)進行快速的信號交流，而且對于營養(yǎng)吸收的神經(jīng)(食欲)控制發(fā)揮至關重要的作用。特別是隨著過度營養(yǎng)和不平衡營養(yǎng)膳食造成的疾病的不斷發(fā)展和蔓延，應該深入進行營養(yǎng)吸收計數(shù)及其控制機制的研究，這對于功能性食品發(fā)揮作用及其機制的研究也具有重要意義。

3.5 PepT1的分布

PepT1 mRNA及其蛋白質(zhì)主要表達在腸道和腎上皮細胞[83]。腎臟還有一種肽運載體PepT2，和PepT1相對照，PepT2在腎小管上表達水平最高，但是在肺、乳腺、脈絡叢和神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)膠質(zhì)細胞上都有少量表達，但是并不表達在腸道[83]。腸道特異性PepT1的表達受核轉(zhuǎn)錄因子CDX2的控制，該轉(zhuǎn)錄因子在腸道上皮細胞增殖、分化和成熟中起重要作用[89]。該轉(zhuǎn)錄因子和Sp1轉(zhuǎn)錄因子非常相似，可以識別PepT1啟動子控制位點，從而控制其表達活性[90]。

3.6 PepT1對飲食的調(diào)控

一般來講，肽運載體表達和活性隨飲食蛋白和肽的水平而增加。Shiraga等[91]用20%的酪蛋白飲食喂養(yǎng)大鼠一周，然后A組轉(zhuǎn)變?yōu)闊o蛋白飲食，其他組則分別切換到50%、20%或5%的酪蛋白飲食，喂養(yǎng)3d。結(jié)果顯示，高水平的飲食蛋白與高水平的PepT1 mRNA和蛋白相對應，高蛋白飲食導致了二肽吸收的明顯增加(72%比18%)。在大鼠中，短期饑餓表現(xiàn)出PepT1 mRNA和蛋白表達的增加[92]。例如，饑餓4d的大鼠，其PepT1mRNA和蛋白表達增加179%。肽運載體的表達也和晝夜節(jié)律有關[93]。在大鼠中，PepT1在晚上增加表達，與喂養(yǎng)行為也有關系。有趣的是，禁食，或加強白天的飲食次數(shù)，或者廢除白天喂食，PepT1的表達節(jié)律也會隨之改變[93]。這提示我們肽運載體表達的可塑性大而且迅速，以適應環(huán)境的變化。Shimakura等[94]提出：PepT1 的感應是由過氧化酶體激活受體α (peroxisome-proliferator-activated receptor α，PPARα)介導的，PPARα是一個和受體家族，受脂肪酸配基的激活，因此在對饑餓應答中發(fā)揮重要作用。在PPARα缺陷型小鼠中，禁食不再誘導PepT1表達，而野生型小鼠則表現(xiàn)出PPARα和PepT1在進食48h后表達的明顯增加。有趣的是，大量研究證明PPARα和機體的能量控制、壽命、衰老和多種疾病有密切關系，這充分說明了PepT1實質(zhì)上是氨基酸營養(yǎng)吸收控制的重要一環(huán)，能夠在很大程度上說明蛋白酶解肽與非酶解的蛋白和游離氨基酸相比其功能和作用明顯不同。

3.7 PepT1的發(fā)育和激素調(diào)控

發(fā)育、代謝和激素水平都可能影響小腸中肽的轉(zhuǎn)運。已經(jīng)證明可以調(diào)節(jié)肽吸收和轉(zhuǎn)運的激素有：胰島素[95]、瘦素[96]、表皮生長因子[97]和甲狀腺激素T3[98]。胰島素并不定位于腸道內(nèi)腔，但是正常生理條件下，循環(huán)系統(tǒng)的胰島素可以結(jié)合到腸道細胞基底外側(cè)膜的受體上，從而控制機體營養(yǎng)吸收和胰島素分泌及其抗性[99]。十二指腸PepT1的表達一般隨年齡而降低，空腸和回腸PepT1則隨年齡而增加。

3.8 PepT1的調(diào)控與疾病

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PepT1在結(jié)腸比小腸表達相對很少[100]，但是短腸綜合癥患者的結(jié)腸則明顯上調(diào)表達[101]。推測這是對氨基酸營養(yǎng)的一個補救性“措施”。相同的調(diào)控模式也表現(xiàn)在潰瘍性結(jié)腸炎和Crohn’s病患者。然而，內(nèi)毒素處理大鼠則可以下調(diào)PepT1 mRNA及其蛋白表達，其表達調(diào)控可能是通過炎癥細胞因子，如IL-1β和腫瘤壞死因子-α[102]，推測這是由于機體檢測到細菌或者病毒入侵時所做出的安全防范“措施”。

3.9 肽吸收的選擇性補救機制

除PepT1之外，科學家也注意到一種細胞穿透肽(cellpenetrating peptides，CPP)可能作為氨基酸營養(yǎng)以肽的形式吸收的一個補救途徑。當然大家的興趣還在于它有可能發(fā)展為一條口服給藥途徑。細胞穿透肽是一類具有跨質(zhì)膜轉(zhuǎn)位能力，同時還可以將胞外裝載的“貨物”釋放到細胞內(nèi)[103]，轉(zhuǎn)運的分子包括：寡核苷酸[104]、肽、核苷酸[105]和蛋白質(zhì)[106]。有研究證明4種不同的CPP具有轉(zhuǎn)運標記的五肽進入人類黑色素瘤的能力。

3.10 飲食肽及其功能

已知所有動物都可以以二、三肽的形式吸收氨基酸營養(yǎng)，而且小肽的吸收似乎比氨基酸更有效。因此，我們有理由相信小肽或酶解蛋白作為氨基酸營養(yǎng)對于動物的生長、發(fā)育具有明顯的優(yōu)勢。此外，二、三肽的吸收更快、更有效[107]、更有利于體內(nèi)在組織或器官之間的循環(huán)、供應和調(diào)控。

據(jù)報道，用酶解蛋白物喂魚，可以增加其小腸PepT1的表達[108]。用酶解蛋白喂食海鱸魚和未酶解相比其增重和生存能力提高20%～40%[107]。Kotzamanis等[109]觀察到10%酶解短肽喂養(yǎng)海鱸魚幼仔表現(xiàn)出最好的生長、生存率和小腸刷狀緣膜酶活力，通過弧菌感染證明，這一組的免疫狀態(tài)也得到了顯著改善。肽類轉(zhuǎn)運基因的調(diào)控已經(jīng)得到了集中研究，證明PepT1受飲食、發(fā)育時期、激素和健康狀況的影響和控制。雖然其控制機制仍然不完全清楚，但是很可能涉及到該基因家族的轉(zhuǎn)錄控制、mRNA的穩(wěn)定性及其蛋白質(zhì)的穿梭定位與激活。

總之，大量研究表明，氨基酸營養(yǎng)的吸收與控制并不僅僅依賴于游離氨基酸的吸收，二、三肽不僅可以通過其運載體吸收，而且構成氨基酸營養(yǎng)吸收的主體。由于小肽在機體氨基酸代謝和組織、器官循環(huán)、運輸中具有重要地位，而且整個吸收和循環(huán)過程中受機體激素、生理、代謝、免疫和營養(yǎng)狀態(tài)的嚴格和有效控制，所以肽類飲食顯然具有和游離氨基酸以及未經(jīng)酶解的蛋白質(zhì)明顯不同的健康功能。事實上，機體在不缺少營養(yǎng)的條件下，其營養(yǎng)組成、是否平衡已經(jīng)不重要了，因為沒有哪一種生物只能在各種營養(yǎng)既不能不足也不能超過的情況下才能生存。顯而易見，營養(yǎng)的吸收與控制才是機體健康和生理活動的基礎，現(xiàn)代文明病的發(fā)病原因可能正是由于其營養(yǎng)吸收與控制失調(diào)所造成的。正如食用葡萄糖不會造成胰島素抗性，而注射或輸液會造成胰島素抗性一樣，生物活性肽發(fā)揮生理功能的重要途徑可能就是因為其吸收和轉(zhuǎn)運控制及其反饋作用。

4 生物活性肽發(fā)揮功能的途徑

生物活性肽的分離、鑒定和篩選過程一般都是通過體外實驗，但是體外實驗不可能代表體內(nèi)實驗結(jié)果，更不能代表其真實功能。另一個不可忽視的問題是：對功能性成分的功能性研究往往沿用了藥物研究的實驗方法，但是藥物主要用來治病，而食品，即使保健食品也不能標記為可以治療某種疾病。所以從理論上講，目前所沿用的建立致病動物模型的方法在醫(yī)藥開發(fā)上可能是臨床實驗之前的必經(jīng)之路，而在功能性食品或生物活性肽的功能實驗中卻是難以站得住腳的。另外，生物活性肽的功能實驗所面臨的難題還在于：1)生物活性肽一般不能完整進入體內(nèi)。除二、三肽有專門的吸收和轉(zhuǎn)運途徑之外，有些小肽還有例如CPP作為補救途徑，另外就是由腸道中專門用來取樣的DC細胞，它們對生物大分子通過吞噬和處理并加以甄別，將有特色的抗原決定簇提呈給T、B淋巴細胞，實現(xiàn)機體對其食入物的識別與記憶，從而獲得特異性免疫能力。還有就是M-細胞，它也是腸腔中大分子進入體內(nèi)的重要通道，但是其目的是為B細胞提供抗原表位，從而使B細胞激活并成熟為可以分泌抗體的漿細胞以及記憶細胞。2)即使個別生物活性肽可以進入體內(nèi)，也會很快被多種機制清除掉，這是機體免疫系統(tǒng)的主要功能和職責。事實上，腸黏膜的主要功能正是將基本營養(yǎng)以外的異己分子，特別是生物大分子阻隔在腸腔內(nèi)，所以筆者強烈反對人為增加腸道對異己分子，特別是大分子通透性的研究和探索，因為這可能為病毒或細菌的感染和入侵提供可乘之機。3)同一種食品對不同人群可能有不同的功能，取決于各自不同的生理狀況、吸收能力和遺傳背景，甚至精神狀態(tài)也會有明顯作用。何況人和動物間，甚至與體內(nèi)和體外實驗之間的差異更是不可忽視。體外實驗有功能的生物活性肽是否在體內(nèi)有作用顯然取決于吸收、腸道利用及其對胃、腸消化系統(tǒng)的敏感性[110]。研究表明，乳源性生物活性肽MAP1和MAP2在體外顯示出明顯的ACE抑制活性，但是高血壓志愿者口服實驗表明，只有MAP1具有抗血壓升高作用[19]。

有人提出：體內(nèi)、外實驗結(jié)果不同的原因可能主要是因為其活性肽的命運不同，只有那些能夠吸收到體內(nèi)的生物活性肽才能發(fā)揮功能[13]。至少筆者不同意這一觀點，盡管持這種觀點的人很多。如上所述，雖然并非所有的蛋白質(zhì)和多肽都不能吸收，但是除二、三肽可以進入循環(huán)系統(tǒng)外，絕大多數(shù)都會被皮下或血液、淋巴液中的免疫細胞吞噬處理，這不僅是免疫識別、監(jiān)視和自穩(wěn)定作用的基礎，同時也是食物過敏的基礎，但不能構成其發(fā)揮生物功能的基礎。已經(jīng)有人提出，二肽或三肽可以通過運載體吸收，所以我們應該調(diào)查這些肽是否可以發(fā)揮重要的生物功能[111]。有人將乳源三肽(Ile-Pro-Pro，Val-Pro-Pro)和酸奶一起服用，結(jié)果的確在血液中測定到毫微摩爾水平的Ile-Pro-Pro[112]，并聲稱這是第一個測定到未被消化進入循環(huán)系統(tǒng)的生物活性肽。但是其生物功能就在于如此低濃度的生物活性肽？筆者推測就是如此微量的活性肽也會很快被轉(zhuǎn)化利用或者排出體外。盡管不排除二、三肽發(fā)揮生物活性的可能性，但是筆者認為如果有，那也不會是什么好事情，因為機體是一個自我調(diào)節(jié)和自穩(wěn)定系統(tǒng)，并由自身的激素、細胞因子和趨化因子形成一個密度很高的無線通訊網(wǎng)絡，不應該隨便讓異己的肽類物質(zhì)干涉自己的“內(nèi)政”。而且，食品，包括功能性食品不一定只有進入機體才起作用，它們在胃、腸道中照樣可以發(fā)揮生物活性，例如：膽固醇結(jié)合肽、食欲控制肽、可食性纖維素、變性淀粉等[113]。事實上，飲食中的生物活性肽起作用的途徑很多，主要的并不是通過吸收到體內(nèi)，而是通過信號系統(tǒng)發(fā)揮生物功能，在其信號傳遞方面已經(jīng)得到了非常系統(tǒng)和深入的研究。

4.1 肽類食品的味覺和嗅覺受體途徑

人體對營養(yǎng)的傳感主要有兩個方面：味覺和嗅覺，并用來區(qū)分有害食品還是營養(yǎng)食品。4種基本味覺：甜、苦、鮮、香與特異性的G蛋白偶聯(lián)受體(G-proteincoupled receptors，GPCRs)相聯(lián)系，也就是味覺受體(taste receptors)，最初發(fā)現(xiàn)它們分布在舌頭的味蕾和鼻咽部。有800多種味覺受體，有趣的是，這些受體不僅分布在舌和鼻咽部，整個消化道系統(tǒng)都有分布。事實上，這些受體可以為機體提供對食品的營養(yǎng)評價，從而控制我們的飲食、營養(yǎng)與健康，例如食欲控制、營養(yǎng)吸收、分配和處理[114]。

4.1.1 蛋白質(zhì)(肽類)傳感受體

富含蛋白質(zhì)的膳食和蛋白質(zhì)消化產(chǎn)物在體內(nèi)、體外的實驗均已證明可以刺激腸內(nèi)分泌激素的釋放。和其他營養(yǎng)一樣，GPCR-依賴性和非依賴性途徑都涉及到氨基酸和多肽的傳感作用。有些氨基酸，如谷氨酸鹽，已經(jīng)顯示出可以去極化腸內(nèi)分泌細胞，從而作為它們通過鈉離子偶聯(lián)遞體產(chǎn)生電荷吸收，從而導致鈣離子依賴性分泌刺激。二和三肽可以刺激STC-1細胞伴隨PEPT1的轉(zhuǎn)運，表明傳遞體介導的吸收可能與膜電勢偶聯(lián)，從而對小肽刺激分泌腸內(nèi)分泌激素有貢獻。

已知一系列GPCRs直接對氨基酸和選擇性二肽、三肽作出響應。氨基酸敏感性GPCRs通常具有一個細胞外的Venus捕蠅草結(jié)構域，負責配基結(jié)合，并包括鈣敏感性受體 (CaSR)、GPCR6A、異質(zhì)二聚體鮮味味覺受體T1R1/T1R3、以及代謝型谷氨酸受體。證據(jù)顯示，這些受體作為GI，氨基酸傳感器是多變的。

在這些GPCRs中，腸內(nèi)分泌細胞的氨基酸傳感器就是CaSR。該受體最初是在甲狀旁腺中作為Ca2+傳感器鑒定出來的，但是后來發(fā)現(xiàn)其普遍存在于食道的一系列細胞類型中，它們與多種生理響應密切相關，包括：胃腸動力、NaCl和水的轉(zhuǎn)運、Ca2+的吸收以及結(jié)腸細胞的分化[115]。在胃泌素分泌G細胞、生長激素抑制素分泌D細胞和CCK分泌I細胞中，CaSR表達非常強，從而介導氨基酸引發(fā)的激素分泌?？梢奀aSR的確在肽類傳感中發(fā)揮重要作用。

T1R1/T1R3異聚體受體作為鮮味受體分布在味蕾上。一個最近的研究觀察到了mGluR家族在內(nèi)分泌細胞中一系列成員的表達，他們提出：這些受體可能有助于通過mGluR-依賴性抑制生長激素抑制素抑制氨基酸誘發(fā)的胃酸釋放。GPR92/93并不是Venus-捕蠅草家族，但是它可以被蛋白胨激活。GPR92主要是和Gαq、Gα12/13相偶聯(lián)，有研究證明它可以調(diào)節(jié)一系列下游效應因子：Ca2+、cAMP、PKA和ERK[116]?？梢姡念愂称凡粌H可以通過這些受體告知機體氨基酸營養(yǎng)的供給情況，而且可以通過多條信號途徑調(diào)節(jié)機體免疫內(nèi)分泌系統(tǒng)并作出響應。

4.1.2 苦味肽傳感受體

大約有25種苦味受體家族(T2R)屬于A組GPCR超家族。已經(jīng)證明苦味受體所介導的調(diào)節(jié)主要用來限制毒素的消化和吸收，但是也有少量研究顯示苦味物質(zhì)可以刺激釋放胃饑餓素、CCK和GLP-1。更特異性的營養(yǎng)相關傳感作用，亦即T2R1已經(jīng)證明對苦味二肽和三肽傳感，但是，正在探討是否該受體在腸道中表達，亦即是否具有對腸道內(nèi)腔消化的蛋白質(zhì)(肽)傳遞信號的能力?？辔峨男盘杺鬟f的生理意義有待深入研究，但是推測可能與機體對營養(yǎng)的安全檢測和吸收有關。

4.1.3 神經(jīng)降壓肽受體(neurotensin receptor)

神經(jīng)降壓肽(素)(NTS)是一種13個氨基酸殘基構成的肽，具有通過其受體(the neurotensin receptor，NTSR1)，即一種GPCR，發(fā)揮神經(jīng)遞質(zhì)和激素活性的小肽[117]。NTS具有多種生理功能，特別是在帕金森氏癥、精神分裂癥、調(diào)節(jié)多巴胺神經(jīng)傳遞、降低體溫、抗情緒傷害和促進腦瘤生長等方面發(fā)揮重要作用。在大腦中，NTS促進多巴胺系統(tǒng)的活性，阿片非依賴性鎮(zhèn)痛以及食欲抑制作用。在腸道中，NTS則控制一系列消化過程。White等[118]最近發(fā)現(xiàn)NTS的肽類或非肽類拮抗劑也可以結(jié)合在GPCR上，阻斷NTS的信號傳遞，從而為治療神經(jīng)紊亂、癌癥和肥胖提供一條新的途徑。

4.1.4 阿片肽傳感受體

有些食物會產(chǎn)生明顯的精神上的快樂感受，從而用于一般的消除痛苦和娛樂。但是鴉片類藥品也會導致依賴性和濫用。事實上，這類食品或藥品也被用來進行安全止痛。相關的受體屬于G蛋白偶聯(lián)受體，不同類型的分布明顯不同，除分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)外，若干阿片受體(GPCRs)分布在外周組織，如胃、腸道系統(tǒng)，其主要功能是傳感損傷和止痛。這些受體和“經(jīng)典”阿片受體μ、δ、κ (μ-OR，δ-OR和κ-OR)不同，是痛敏肽和孤啡肽受體(NOP，或ORL-1)。這些受體是最近根據(jù)孤兒GPCR1類受體的特點克隆到的。在2012年485期Nature上，發(fā)表了系列文章，報道了這方面的研究結(jié)果，特別是其受體結(jié)構與配體或拮抗劑的相互識別和作用[119]。這些研究為尋找沒有依賴性和副作用的阿片類食品或藥物提供了重要信息。阿片類受體也屬于G蛋白偶聯(lián)受體超家族，其作用途徑是通過受體和配體結(jié)合激活相關的G蛋白，通過G蛋白進一步引發(fā)一系列生理應答[120]。

4.1.5 腸道中的蛋白受體及其吸收與轉(zhuǎn)運

蛋白質(zhì)被降解為氨基酸、二肽或三肽混合物后才可以被吸收和轉(zhuǎn)運。肽類、氨基酸類營養(yǎng)的運轉(zhuǎn)可能對于基因表達和代謝具有重要作用。研究表明，對信號傳遞途徑，例如涉及到雷帕霉素復合物-1(rapamycin TOR complex 1)或非阻遏激酶2(non-derepressing kinase 2，GCN2)等都有控制作用[121]。蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物具有刺激EEC肽分泌的作用[122]。從其機制來看，腸道中的蛋白質(zhì)傳感器可能應用3種和糖傳感器相同的機制。已經(jīng)有人提出GPR93的表達可以進一步激活腸促胰酶肽(promote cholecystokinin，CCK)的分泌，CCK至少在EEC細胞系中分泌[116]。其次，氨基酸和二肽運載體可能在EEs中發(fā)揮離子傳遞受體的功能。這些受體、肽運載體和內(nèi)分泌信號途徑的相互作用充分證明，食物蛋白或酶解肽或生物活性肽不僅可以通過質(zhì)子泵、Na+/K+ATP酶泵向機體傳遞氨基酸營養(yǎng)的定量化信息，從而控制機體相關的生理活動，而且可以通過復雜的胃腸黏膜信號途徑發(fā)揮多種生理和免疫調(diào)節(jié)功能。

4.2 免疫調(diào)節(jié)與細胞通訊網(wǎng)絡

因為食品是機體營養(yǎng)供應的基礎，所以不論營養(yǎng)缺陷或者營養(yǎng)過度都會影響機體的免疫系統(tǒng)，大量研究證明：GPCRs不僅是營養(yǎng)傳感器，更是重要的免疫信號傳遞系統(tǒng)。筆者大膽推測，所有的食品都具有免疫調(diào)節(jié)作用，不是上調(diào)就是下調(diào)。對于營養(yǎng)不足的人來說，往往會產(chǎn)生免疫低下，但是對不缺少營養(yǎng)的人，一般不應該產(chǎn)生免疫低下[123]，因為免疫是機體的防御系統(tǒng)，是機體首先要保證的，就像一個國家的國防系統(tǒng)必需得到保障一樣。免疫學告訴我們：免疫是一把雙刃劍，低下意味著反復感染、疾病纏身；而免疫過強則會產(chǎn)生自身免疫性疾病。就像到處漫延的富營養(yǎng)化環(huán)境污染一樣，富營養(yǎng)化同時也污染著人的胃、腸道，嚴重影響著大眾健康。富營養(yǎng)化導致了機體的過渡免疫：糖尿病、生殖能力下降、高血壓、高血脂、心腦血管疾病、過敏、慢性腸炎等，甚至大多數(shù)癌癥都與免疫過強，而不是免疫低下有關。早在2006年，筆者提出：功能性食品，特別是多肽，主要是通過刺激機體的胃腸道系統(tǒng)分泌或改變其細胞因子表達向機體傳遞信號，發(fā)揮調(diào)節(jié)功能[124-125]。接著我們研究了一些有代表性的功能成分，證明它們的確是通過改變細胞因子，并通過循環(huán)系統(tǒng)傳遞到機體相應的組織或器官發(fā)揮功能[126-127]。綜合國內(nèi)外和本實驗室的研究結(jié)果，筆者提出：在機體中存在一個無線通訊網(wǎng)絡：其信號分子就是細胞因子和趨化因子，細胞之間正是通過釋放和接受(受體)這些信號分子傳遞無線信號。其傳播途徑是通過循環(huán)系統(tǒng)[67,128]。食品和營養(yǎng)，特別是功能性食品正是通過胃腸道，特別是腸道系統(tǒng)的受體和“取樣細胞”-DC細胞和微皺折(M)細胞，對胃腸道中的食品、營養(yǎng)和安全情況通過各種信號通路和細胞(趨化)因子分泌，再通過循環(huán)系統(tǒng)和機體中相應的細胞、組織和器官進行通訊。為了能夠定量描述該通訊網(wǎng)絡，筆者進一步建立了細胞通訊網(wǎng)絡模型，并以酪蛋白酶解肽對機體細胞通訊網(wǎng)絡的作用進行了實驗和分析。目前筆者所在的實驗室已經(jīng)對多種功能性食品和中國人根據(jù)數(shù)千年經(jīng)驗所總結(jié)出來的“溫、涼、寒、熱、平”不同屬性進行了系統(tǒng)研究，證明它們對機體細胞通訊網(wǎng)絡的作用和傳統(tǒng)經(jīng)驗基本吻合[129]。這一方面證明了功能性食品的確是通過改變細胞通訊網(wǎng)絡發(fā)揮生物功能，另一方面也為傳統(tǒng)的中醫(yī)和食品保健功能的分子細胞生物學機制研究奠定了理論基礎。

4.3 功能多肽對腸道微生態(tài)的作用

功能多肽對腸道微生態(tài)的作用已經(jīng)積累了大量的研究。1998年，Salminen等[130]對此作了非常系統(tǒng)的綜述。消化道里的細菌和宿主的消化酶將飲食中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為肽，其中也有我們所說的生物活性肽。當然，有些生物活性肽可能是在餐前的發(fā)酵過程中產(chǎn)生的，但是所有這些肽都必需經(jīng)過腸道微生物的作用。這些營養(yǎng)肽和生物活性肽對宿主的作用既涉及到局部作用，例如：黏液素的產(chǎn)生，也涉及系統(tǒng)作用，如誘導降血壓作用[131]。腸道中布滿可以和不同的肽包括生物活性肽相互識別的受體，其中不少已經(jīng)鑒定出來。但是還有很多并沒有鑒定出來。有趣的是，有人試圖分離飲食蛋白經(jīng)腸道中乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的肽類，發(fā)現(xiàn)所有分離到的三肽組分都對宿主發(fā)揮同樣的生物活性[132]。筆者認為：這些三肽很可能是通過PepT1的運轉(zhuǎn)和計數(shù)發(fā)揮機體對肽類營養(yǎng)的控制所用。

已經(jīng)有大量通過胃腸道微生物作用所形成的生物活性肽的報道。β-酪啡肽-7就是奶在腸道中消化產(chǎn)生的，它可以使黏液素明顯增加[133]。這些生物活性肽直接作用于腸上皮杯狀細胞的基底外側(cè)μ-阿片肽受體[134]。這種相互作用似乎可以改善腸道的保護作用，從而改善腸道健康。已經(jīng)有體內(nèi)實驗研究報道，例如，口服乳酸發(fā)酵的酸奶的確可以促進杯狀細胞、潘氏細胞的增殖[135]。乳酸菌的發(fā)酵產(chǎn)物也可以抑制前列腺素介導的急性和慢性炎癥細胞因子-IL-1β的釋放，并證明這個過程是通過一種阿片受體介導的腸上皮細胞應答[136]。

研究表明，乳酸菌是由于所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物和腸上皮上的組胺激活受體(histaminergic receptor)發(fā)揮抗血壓升高作用[137]。腸道微生物產(chǎn)生的組胺樣分子可以由乳酸菌所產(chǎn)生的組胺激活受體拮抗劑消除。有研究發(fā)現(xiàn)，魚蛋白消化也可以產(chǎn)生生物活性肽[138]。從奶或魚的發(fā)酵所產(chǎn)生的生物活性肽也可以增加腸上皮下固有層中IgA(+)B細胞的增殖[139]。魚蛋白消化可以改變炎癥或抗炎癥細胞因子IL-4、IL-6、IL-10、IFN-γ和TNF-α的合成與分泌。

4.4 腸道和其他器官的通訊聯(lián)系

近些年來的大量研究表明，胃腸道及其微生態(tài)系統(tǒng)和其他器官和組織存在著極其密切的聯(lián)系，這些聯(lián)系不僅包含神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)上的聯(lián)系，也包含營養(yǎng)和代謝上的聯(lián)系[140]。最近，Science上刊登了系列綜述，全面總結(jié)了胃、腸道微生態(tài)系統(tǒng)和健康的關系[141]。Nicholson等[142]綜述了食物、宿主和腸道微生物之間在代謝上的復雜關系，特別是這些相互作用對機體健康和疾病的影響及信號傳遞途徑。

4.4.1 腸道和肝之間的信號交換(the gut/liver axis)

肝腸循環(huán)(enterohepatic circulation)主要功能是維護肝臟中膽酸和膽固醇的代謝與腸道之間的協(xié)調(diào)關系。其信號傳遞主要是由核受體信號途徑所控制。核受體FXR在肝和腸道中高表達，主要功能就是維護膽固醇/膽酸的體內(nèi)代謝平衡和各種代謝酶的調(diào)控與傳遞[143]。

4.4.2 腸/大腦信息交換樞紐(the gut/brain axis)

肽類激素及其類似物可以從胃腸道系統(tǒng)分泌，也可能來源于腸道內(nèi)的酶解肽(飲食中的激素活性肽)，它們可以通過和相應的受體識別或互作將腸道內(nèi)的能量和營養(yǎng)平衡情況傳遞給大腦。通過大腦做出判斷，從而控制食欲和能量消費。涉及這一控制過程的是腦干和下丘腦，通過迷走神經(jīng)進行快速響應。Sam等[144]對此進行了系統(tǒng)綜述。筆者認為：該系統(tǒng)可能和營養(yǎng)傳感受體(GPCRs)及其相應的計數(shù)系統(tǒng)(鈣通道和鈉鉀泵)相偶聯(lián)實現(xiàn)能量和營養(yǎng)的定量控制。

4.4.3 大麻堿信號傳遞通過腸/腦/肝/神經(jīng)(intestine/brain/liver/neural axis)樞紐控制炎癥平衡

在機體處于發(fā)炎狀態(tài)，即發(fā)燒時，明顯伴隨食欲不振，這充分說明在免疫狀態(tài)、營養(yǎng)吸收和能量控制之間有密切的聯(lián)系。能量吸收和調(diào)節(jié)主要受大腦控制。大腦則接受胃、腸道、肝、胰腺、脂肪組織和骨骼肌的信號控制，這些信號就是它們之間負責傳遞信息的信號分子[145]，例如細胞因子和趨化因子，因為這些炎癥或抗炎癥的細胞因子或趨化因子的確控制著機體的體溫、食欲和免疫狀態(tài)。

4.4.4 CCR6作為肺和腸道之間免疫調(diào)節(jié)和傳遞系統(tǒng)

趨化因子組成和結(jié)構相關的一個細胞因子家族。趨化因子通過濃度梯度和各自的趨化因子受體控制著白細胞的遷移和活性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過CCR6在腸道和肺之間構成密切的相互協(xié)調(diào)關系[146]。最近的研究發(fā)現(xiàn)[147]，腸道上皮或皮下的樹突狀(DC)細胞可以通過分泌趨化因子指導白細胞在血管或淋巴管中的遷移。遷移的靶位點和路線正是通過相應的趨化因子的濃度梯度。這一結(jié)果完全符合我們的判斷[67]?，F(xiàn)在看來越來越明確：胃腸道中的營養(yǎng)和食品成分，特別是蛋白質(zhì)或肽類，通過樹突狀細胞或M細胞的吞噬處理作用將抗原決定簇傳遞給T、B細胞，建立起對這些抗原的識別作用，也就是獲得性免疫作用；同時通過分泌細胞因子調(diào)節(jié)白細胞活性；通過趨化因子控制白細胞遷移；通過M細胞為B細胞分化為漿細胞提供抗原表位。從飲食中所獲得的這些先天和獲得性免疫識別作用，通過腸道和肺之間的交流，為呼吸道提供免疫防御和識別作用。這可能正是構成飲食太單一或環(huán)境太清潔的人一旦處在比較復雜或者污染比較嚴重的環(huán)境中往往會出現(xiàn)呼吸道疾病甚至發(fā)燒的重要原因。筆者判斷這正是由于他沒有建立起對這些抗原的免疫能力，因而當這些抗原被吸入呼吸系統(tǒng)后，由于事前沒有建立起針對這些抗原的清除系統(tǒng)(獲得性免疫)，往往會誘發(fā)炎癥。

4.4.5 饑餓素的激活和生殖信號控制樞紐(the reproductive axis)

饑餓素(ghrelin)是一種從胃中分泌進入循環(huán)系統(tǒng)的肽類激素，但是實驗證明，在其他一系列組織中也有分泌。該激素具有內(nèi)分泌和旁分泌作用。有趣的是，它在各種生殖組織中都有表達活性，這表明饑餓素可能調(diào)節(jié)生殖生理或病理過程[148]，大量研究證明，肥胖往往伴隨生殖能力下降，推斷與腸胃道和生殖系統(tǒng)的信息交流樞紐有關。筆者判斷：因為懷孕過程所面對的主要難題就是母體對受精卵以及其后的胎兒的免疫耐受問題，所以母體營養(yǎng)太過造成免疫過強，從而影響生殖能力。

5 食源性生物活性肽的加工和生產(chǎn)問題

由于現(xiàn)代文明病的漫延，已經(jīng)對富含糖類和脂肪類食品敲起了警鐘，這同時也激起了商家對富含蛋白質(zhì)和肽類食品的重視。綜合到目前為止的研究結(jié)果，筆者認為蛋白或肽類食品開發(fā)與生產(chǎn)應該著重做好如下幾個方面的研究：1)由于蛋白質(zhì)資源上的限制，提高蛋白質(zhì)的消化和吸收率應該成為食品和功能性食品開發(fā)研究的重要方向。提高蛋白吸收率的加工方法很多，包括發(fā)酵、酶解和各種物理加工方法，如：蒸、煮、超微破碎、高壓、高溫等。因為變性的蛋白更有利于消化，所以這些加工方法都可以提高機體對蛋白質(zhì)的利用率。2)生物轉(zhuǎn)化加工。由于自然界中的蛋白質(zhì)往往并不能保證其氨基酸平衡，例如谷物蛋白往往缺少賴氨酸，玉米醇溶蛋白等往往氨基酸含量單一或不平衡；動物血中的蛋白往往利用和消化率很低。這些問題往往不能僅僅通過食品加工提高其營養(yǎng)價值，研究證明通過科學發(fā)酵或酶的轉(zhuǎn)化作用可以將其轉(zhuǎn)化為更易吸收和利用的蛋白食品。3)生物活性肽的研究與開發(fā)。大多數(shù)食品都是來源于營養(yǎng)和貯藏蛋白，由于這些蛋白可能起源于功能蛋白的不同結(jié)構域，所以通過適當?shù)拿附饣虬l(fā)酵能夠釋放出多種生物活性肽。雖然這些生物活性肽有可能開發(fā)為藥物，但是食源性肽類藥物研究和開發(fā)面臨很多問題，其中最大的問題就是吸收問題。一方面生物的防御機制不允許異己肽類進入，另一方面即使偶爾進入循環(huán)系統(tǒng)也會很快被降解、利用或清除。如果其識別受體就在胃腸道中，那么我們是否需要把它們分離、純化出來？筆者認為，食源性生物活性肽的研究與開發(fā)應該針對要開發(fā)的生物活性肽酶解、轉(zhuǎn)化或加工條件的研究，以及其體內(nèi)作用機制的研究，通過優(yōu)化其工藝參數(shù)獲得含有該生物活性肽的功能性食品，而不是將其純化和分離出來。4)盡管可能有很多食源性生物活性肽，但是肽類的諸多功能還是由于短肽更容易吸收和體內(nèi)的循環(huán)與轉(zhuǎn)運。所以經(jīng)過消化的肽類食品本身就是一種很好的功能性食品。事實上，對于消化弱勢群體，例如老人、嬰幼兒或病人，他們往往特別需要補充足夠多的短肽類營養(yǎng)(而不是蛋白質(zhì)或氨基酸)，因為他們依賴自身的消化能力往往難以把食物中蛋白質(zhì)消化成短肽，所以把蛋白質(zhì)消化為短肽就可以成為這些人的功能性食品。5)專用食品的研發(fā)。筆者一直對功能性食品這一定義持懷疑態(tài)度。認為應該用“專用食品(special food)”來代替功能性食品(functional food)。因為功能性食品往往不能確切表明其適合人群，再加上商業(yè)宣傳上往往夸其食品功能，從而誤導消費者。例如：增強免疫的食品，往往被打扮成包治百病的功能性食品加以宣傳：“人之所以得病，包括癌癥，是因為免疫低下”，所以只要大力宣傳：“可以促進免疫的功能性食品”就可以達到“包治百病”的宣傳目的。而我們知道，免疫是一把雙刃劍，尤其值得重視的是：大量研究結(jié)果證明：目前的大多數(shù)疾病都是由于過高的營養(yǎng)造成過高的免疫應答。所以如果上述提高免疫的宣傳是假的也許還好，如果是真的，對于免疫過高的食用者無疑會起到相反的作用。而專用食品則可以明確其適合食用的人群，例如專門用于消化弱勢群體的肽類食品；專門用于免疫低下人群的促進免疫的食品；專門用于免疫過度人群的食品；專門用于苯丙酮酸尿癥患者的食品等。

6 結(jié) 語

大量研究結(jié)果證明，高熱量食品的過度食用，不僅會導致肥胖、糖尿病、高血脂和心腦血管疾病，而且會加速老化進程。所以高蛋白質(zhì)食品獲得了更多消費者的青睞。但是，蛋白質(zhì)食品的營養(yǎng)和健康作用是不一樣的，而且經(jīng)驗和研究都證明，不同的蛋白質(zhì)食品其功能也是不一樣的。所以科學食用蛋白質(zhì)，特別是研究和開發(fā)蛋白質(zhì)類功能性食品具有非常重要的科學意義和應用前景。從上述研究結(jié)果我們不難得出如下結(jié)論：1)機體對蛋白質(zhì)的吸收需要消化為短肽或氨基酸，即使偶爾有完整蛋白被吸收，那也是因為機體通過“采集食物樣品”來認識周圍的物質(zhì)世界，而且很快就會被機體清除掉。2)機體吸收短肽，特別是二、三肽的能力比氨基酸還要高得多，而且短肽更有利于機體通過循環(huán)系統(tǒng)滿足不同組織、器官和生理功能。3)短肽和氨基酸的吸收通過Na+/K+泵和鈣離子通道進行嚴格計數(shù)，并通過神經(jīng)向大腦傳遞信號，通過胃腸激素傳遞生理信號，這是機體對營養(yǎng)、飲食和食欲控制的需要，也是機體本身合成與分解代謝調(diào)控的需要。4)食物中的蛋白質(zhì)經(jīng)過體外或體內(nèi)消化，特別是胃腸道系統(tǒng)中的酶、微生物消化會產(chǎn)生多種生物活性肽，這些肽除具有營養(yǎng)作用外，還可能具有多種生理功能，例如抗血壓升高作用、免疫調(diào)節(jié)作用、誘發(fā)炎癥或抗炎癥作用、改變腸道內(nèi)的微生物區(qū)系或微生態(tài)作用、降膽固醇作用等。5)生物活性肽或蛋白質(zhì)發(fā)揮生理作用的機制并非通過吸收進入體內(nèi)，至少絕大多數(shù)不能被吸收，即使少量吸收也會被作為抗原處理掉，或者作為異物清除掉。因此，它們發(fā)揮生理作用主要是通過和腸道內(nèi)復雜的受體系統(tǒng)、微生物系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)相互作用，通過改變自己的信號系統(tǒng)對機體發(fā)揮各種生理功能。已知這些信號分子主要是細胞因子、趨化因子和激素，通過循環(huán)系統(tǒng)和機體中相應的組織、器官或細胞構成無線通訊網(wǎng)絡，使機體通過和胃腸道之間的信息交流實現(xiàn)和諧與動態(tài)平衡。

依據(jù)上述總結(jié)，筆者認為以后的研究工作應該集中在：1)通過體外消化、生物轉(zhuǎn)化獲得具有不同生理功能的，適應于不同人群的專用蛋白或多肽類食品；2)加強對蛋白或肽類食品在胃腸道內(nèi)發(fā)揮功能作用機制的研究。3)加強各類生物活性肽發(fā)揮生物學功能的體內(nèi)實驗研究；4)加強胃腸黏膜系統(tǒng)有關受體及其信號傳遞功能的研究，以闡明生物活性肽發(fā)揮生物功能的信號途徑和機制。5)加強蛋白質(zhì)類食品加工工藝和食品消化吸收率及其與功能調(diào)節(jié)之間關系的研究，為適應不同人群的生理需求開發(fā)出專用食品或輔助治療性食品。6)加強針對現(xiàn)代文明病具有輔助治療和預防作用的食品的研究，特別是肽類食品的研究與開發(fā)，預期此類食品將具有巨大的市場潛力。

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