肠道氨基酸：营养的新视角

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1、肠道氨基酸：营养的新视角伍国耀，博士氨基酸生物化学和营养动物科技学院德克萨斯农工大学大学城，德克萨斯，美国77843邮箱:g-wu@tamu.eduI.关于小肠的基本概念内脏解剖图（肝脏和门静脉回流组织）肝脏和门静脉回流组织(PDV)肝脏胃门静脉脾十二指肠胰腺肠系膜静脉肠系膜上静脉直肠浆膜小肠肠粘膜—小肠腔管里的营养吸收浆膜—动脉血的营养粘膜这两层膜是生物化学，形态学，免疫学和功能学完全不同的。门静脉输出动脉输入细胞脱落已经分化的细胞隐窝绒毛联结处绒毛杯状细胞吸收上皮细胞肠内分泌细胞分化和迁移隐

2、窝增生的原生细胞干细胞干细胞更新鼓膜中层潘氏细胞小肠是一个高度分化和复杂的器官Science(May2005)小肠作为淋巴器官(Science307;March2005)免疫球蛋白A主细胞上皮细胞识别细菌的信号传感血浆细胞噬菌体细胞T和B淋巴细胞粘膜内淋巴细胞派伊尔结树突状细胞调节性T细胞粘膜固有层小肠的细胞类型干细胞在从隐窝向绒毛顶端迁移时，干细胞分化成下列4种成熟细胞类型。1)潘氏细胞2)杯状细胞—粘液蛋白合成和分泌3)内分泌细胞—消化道源激素4)吸收上皮细胞（肠上皮细胞）—吸收免疫细胞（主

3、细胞，T和B细胞，派伊尔(氏)淋巴集结，树突细胞，上皮内淋巴细胞，浆细胞和噬菌体）血管（内皮细胞和平滑肌细胞）—血管新生，血流和营养运输Wu(1998)TrendsCompBiochemPhysiol4:39-74小肠的功能食物消化和营养运输（生命的基础）机体内环境和外环境分离的屏障（排除病原体和迁移内腔微生物进入循环）最大的淋巴器官（保护机体抵抗外源病原）代谢转化（例如：氨基酸合成）Wu(1998)TrendsCompBiochemPhysiol4:39-74日粮蛋白质教科书关于单胃动

4、物蛋白质胃和小肠蛋白酶消化和吸收的观念多肽小肠肽酶游离AA吸收肠上皮细胞消化后，将近100%的氨基酸门静脉MaynardLA,LoosliJK,HintzHFandWarnerRG(1979)AnimalNutrition.7thed.McGraw-HillBookCompany,NewYork,NY日粮蛋白质单胃动物消化吸收胃和小肠蛋白酶的新观念多肽(WuG.2010.AdvNutr1:1-7)小肠肽酶小肽(2或3个氨基酸残基)二肽酶或三肽酶转运氧化游离氨基酸肠上皮细胞和内腔CO2+ATP转运

5、微生物(25-95%)蛋白质游离氨基酸和小肽非必需氨基酸和NM(例：Arg,Ala,Tyr)(5-75%)门静脉II.小肠氨基酸代谢的生理学特性胃肠道和肝脏具有很高的蛋白质合成胃肠肝脏肌肉每日蛋白质合成相对量鼠1001257绵羊78503猪958512奶牛45271.6人类38251.5猪胃肠道占体重的比例<4%，但消耗了超过20%的氧Burrinetal.2005;2006门脉组织对整体氨基酸代谢的贡献氨基酸猪绵羊(%机体)赖氨酸4450亮氨酸4649苯丙氨酸5251MacRaeetal.19

6、97;Stolletal.1999VanGoudoeveretal.2000VanderShooretal.2001小肠对能量的高需求旧观念：葡萄糖主要能量底物新观念：氨基酸主要能量底物（氨基酸：例如谷氨酸、谷氨酰胺和天冬氨酸）Wuetal.2010.DynamicsinAnimalNutritionIII.小肠氨基酸代谢的新发展对教科书关于动物氨基酸代谢传统观念的又一个挑战如何利用体内同位素标记法研究小肠氨基酸代谢胃内同位素灌注肠腔13COOH13C粘膜蛋白内脏代谢=胃内流量–静脉流量13C1

7、3C-NH213COOH代谢吸收静脉内同位素灌注全身的血液Burrinetal.2005人类婴儿对首次通过内脏的肠道氨基酸的大量代谢内脏代谢氨基酸占肠吸收量的%参考文献亮氨酸48Beaufrère等，(1992)赖氨酸32VanderSchoor等，(2003)谷氨酰胺53Darmaun等，(1997)谷氨酸75Riedijk等，(2007)(85%氧化为CO)2仔猪小肠对必需氨基酸和非必需氨基酸的降解必需氨基酸%非必需氨基酸%精氨酸40丙氨酸10组氨酸29天冬酰胺26异亮氨酸34天冬氨酸95亮

8、氨酸36胱氨酸31赖氨酸45谷氨酸97蛋氨酸31谷氨酰胺67苯丙氨酸37甘氨酸31脯氨酸41丝氨酸34苏氨酸50酪氨酸29色氨酸25缬氨酸35占日粮摄入量的%StollandBurrin(2006)JAnimSci84:E60-E72Wuetal.(2010)DynamicsinAnimalNutrition小肠大量地代谢日粮中的谷氨酸，谷氨酰胺，天冬氨酸，脯氨酸主要产物：谷氨酰胺脯氨酸谷氨酸ATP谷胱甘肽鸟氨酸尿素循环二氧化碳-酮戊二酸精氨酸氨三羧酸谷胱甘肽天冬循环二氧化碳瓜氨酸氨酸草酰乙酸