蛋白質(zhì)既是構(gòu)造組織和細胞的基本材料，又與各種形式的生命活動緊密相聯(lián)。在臨床上，疾病的發(fā)生和預(yù)防、治療和預(yù)后，也都和體內(nèi)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)狀況息息相關(guān)。
目前蛋白質(zhì)的研究在化學結(jié)構(gòu)、空間構(gòu)象、生物功能及其調(diào)節(jié)控制等方面都有很大發(fā)展，只有在蛋白質(zhì)的生化基礎(chǔ)上理解蛋白質(zhì)的營養(yǎng)意義，才能更好地在臨床上應(yīng)用。
2.2.1 蛋白質(zhì)的化學
蛋白質(zhì)分子是生物大分子，分子量約從5，000到數(shù)百萬。其基本單位是氨基酸，通式為：
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由于氨基和羧基都在α-C上，故稱為α-氨基酸。式中R表示側(cè)鏈。側(cè)鏈不同，氨基酸的種類就不同。組成蛋白質(zhì)的氨基酸一共有20種，各氨基酸按一定的排列順序由肽鍵（酰胺鍵)聯(lián)結(jié)成長鏈。肽鍵是由一個氨基酸殘基的α-羧基和另一個氨基酸殘基的α-氨其組成，如下所示：
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一個蛋白質(zhì)分子由一個或幾個肽鏈組成，每個鏈大約含有20到幾百個氨基酸殘基。肽鏈的氨基端稱為N-端、羧基端稱為C-端。蛋白質(zhì)有一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)、四級結(jié)構(gòu)。一級結(jié)構(gòu)只指肽鏈中氨基酸排列的順序，二至四級結(jié)構(gòu)表明主、側(cè)鏈空間排列的關(guān)系。分子量超過1，000，000的蛋白質(zhì)都有四級結(jié)構(gòu)。
按照氨基酸側(cè)鏈及氨基與羧基的數(shù)量，可將20種氨基酸分為三類（表2-1)。
這20種氨基酸在體內(nèi)能參與蛋白質(zhì)合成，都是人體所不可缺少的。其中異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、組氨酸（表2-1)9種，在體內(nèi)不能自行合成，或合成速率不能滿足機體需要，必須由食物供給。這些氨基酸稱為必需氨基酸。9種中的組氨酸是嬰幼兒必需氨基酸，嬰兒缺乏時患濕疹。其余11種在體內(nèi)能自行合成，稱為非必需氨基酸。但是半胱氨酸和酪氨酸在體內(nèi)能分別由蛋氨酸和苯丙氨酸合成，這兩種氨基酸如果在膳食中含量豐富，則有節(jié)省蛋氮酸與苯丙氨酸兩種必需氨基酸的作用，因此有時稱為半需氨基酸。
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注：*必需氨基酸 **脯氨酸的全結(jié)構(gòu)，不是R結(jié)構(gòu)
蛋白質(zhì)合成后，分子中某些氨基酸的衍生物。如兩個半胱氨酸可借二硫鍵結(jié)合形成一個胱氨酸；膠原中的賴氨酸可羥基化成為羥賴氨酸；肌肉蛋白中的組氨酸經(jīng)甲基化合成3-甲基組氨酸等。這些衍生物或者被排泄或繼續(xù)分解代謝，不能再合成蛋白質(zhì)。
從氨基酸的結(jié)構(gòu)看，除甘氨酸外，其余氨基酸的α-碳原子都是不對稱的，因而都具有旋光性。將α-碳原子的構(gòu)型和甘油醛比較，可以見到蛋白質(zhì)中的氨基酸都是L型的。L型和D型氨基酸的代謝反應(yīng)不同，人體能利用所有的L型氨基酸而對D型的僅限于蛋氨酸和苯丙氨酸。
氨基酸分子上含有氨基和羧基，故稱兩性電解質(zhì)，每一種氨基酸都有特定的等電點。氨基酸能與金屬離子或酸生成鹽、與醇生成酯、與有機酸形成酰胺化合物。氨基酸分子上還含有不少特殊基團，可與種種物質(zhì)進行化學反應(yīng)，參與機體代謝作用。在生化檢驗中，氨基酸能與某些試劑生成有色化合物，構(gòu)成氨基酸定性、定量測定的基礎(chǔ)。如大多數(shù)氨基酸與茚三酮反應(yīng)生成藍紫色化合物。
蛋白質(zhì)由氨基酸組成，除具有與氨基酸相似的化學性質(zhì)外，還有膠體性質(zhì)和凝固、變性等現(xiàn)象。蛋白質(zhì)顆粒大，且表面帶有許多極性基團，在溶液中有高度的親水性。因此蛋白質(zhì)水溶液是一種較穩(wěn)定的親水膠體。少量的親水膠全可以和大量水分結(jié)合，形成各種流動性不同的膠體系統(tǒng)，這就形成了各種組織細胞不同的形狀、彈性和粘度。
蛋白質(zhì)的分類方法很多。為了從不同角度了解蛋白質(zhì)的概況，現(xiàn)將幾種分類方法簡介如下。
按照蛋白質(zhì)中必需氨基酸的含量分類：
（1)完全蛋白 蛋白質(zhì)組成中含有全部的人體必需氨基酸，如酷蛋白、卵蛋白。
（2)不完全蛋白 蛋白質(zhì)組成中缺乏一種或幾種人體必需氨基酸，如白明膠。
按照蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和溶解度分類：
（1)簡單蛋白 包括動、植物組織中的白蛋白、球蛋白和植物組中的谷蛋白、麥醇溶蛋白，還有動物組織中含堿性氨基酸比較多的魚精蛋白、組蛋白。
（2)硬蛋白 包括溶解度最低、不易消化的毛發(fā)、指甲、蹄、角中的角蛋白和皮膚、骨胳中的膠原蛋白、彈性蛋白。
（3)結(jié)合蛋白 包括在蛋黃中與磷酸組成的磷蛋白、與脂肪或類脂組成的脂蛋白和在骨胳、肌腱、消化液中與糖結(jié)合的粘蛋白、糖蛋白，與核酸、血紅素、金屬結(jié)合的核蛋白、血紅蛋白、金屬蛋白等。
按照蛋白質(zhì)的功能分類：
（1)活性蛋白 包括在生命活動過程中一切有活性的蛋白質(zhì)：如酶、激素蛋白、輸送和儲存蛋白、肌動蛋白、受體蛋白等。
（2)非活性蛋白 包括不具活性的、擔任生物保護和支持作用的蛋白質(zhì)：如膠原、角蛋白、彈性蛋白等。
以上各種分類方法都有一定的局限性，隨著科學研究的發(fā)展，將不斷補充修正。
2.2.2 游離氨基酸代謝庫
體內(nèi)氨基酸有結(jié)合型和游離型兩種。結(jié)合型的濃度平均為2mol，而游離型約0.01mol,為結(jié)合型的0.5%。從幼年大鼠組織中氨基酸的分布看出，游離型必需氨基酸在組織和血漿中的濃度都很低，而丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺和甘氨酸四種非必需氨基酸在組織中較高、血漿中則低（表2-2)。說明這幾種非必需氨基酸能廣泛在細胞內(nèi)合成和儲留。將體內(nèi)游離必需氨基酸的濃度與大鼠每日氨基酸需要量比較（表2-2)，游離氨基酸庫每日必須轉(zhuǎn)換數(shù)次才能滿足大鼠生長的需要量。
表2-2 幼鼠（50g)體內(nèi)氨基酸濃度和必需氨基酸需要量
| 蛋白質(zhì) | ||
| g·100g-1食物* | KJ·100kJ-1食物** | |
| 蘋果 | 0.3 | 2.8 |
| 稻米（上白梗) | 6.7 | 7.8 |
| 帶魚 | 18.1 | 52.1 |
| 小麥粉（富強粉) | 9.4 | 10.7 |
| 土豆 | 2.3 | 11.9 |
| 花生米 | 26.2 | 19.2 |
| 瘦豬肉 | 16.7 | 20.2 |
| 雞蛋 | 14.7 | 34.6 |
| 黃豆 | 36.3 | 35.2 |
| 豆腐（北) | 7.4 | 41.1 |
| 牛肉 | 20.1 | 46.7 |
血漿游離氨基酸經(jīng)細胞膜進入組織細胞。在細胞上膜上具有轉(zhuǎn)運中性、堿性、酸性各種類別氨基酸的載體，各類中不同氨基酸之間具有相互競爭的作用。
氨基酸在體內(nèi)代謝途徑可以歸納為三種：①摻入組織蛋白。經(jīng)過一段時間后，隨著組織蛋白的分解，又重入游離氨基酸庫；②進行分解代謝。其碳架形成CO2呼出、或轉(zhuǎn)化為糖原和脂肪蓄積，其氨基形成尿素排出；③合成其他含氮化合物，如嘌呤堿、肌酸、腎上腺素。這些物質(zhì)繼續(xù)降解不再返回游離氨基酸庫。此外，還合成其他非必需氨基酸。
2.2.3 氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)樯砘钚晕镔|(zhì)
氨基酸在體內(nèi)主要是用來合成蛋白質(zhì)，少量用于合成其他一些有生理活性的物質(zhì)。
合成非必需氨基酸：酪氨酸和半胱氨酸分別由苯丙氨酸和蛋氨酸衍生而來，其他非必需氨基酸可由檸檬酸循環(huán)所產(chǎn)生的α-酮戊二酸或其他氨基酸與酮酸形成（圖2-1)。
上述合成不普遍存在于各種組織，如苯丙氨酸只在肝臟受羥化酶催化而形成酪氨酸。
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圖2-1 非必需氨基酸的合成
嘌呤和嘧啶的生物合成：嘌呤和嘧啶堿可從食物供給，也能在體內(nèi)自行合成。合成的主要原料是門冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸等。
肌酸和肌酸酐的生物合成：肌酸由食物供給，也可以在體內(nèi)從蛋氨酸、甘氨酸和精氨酸合成。肌酸由血液送至肌肉，被主動吸收，每天轉(zhuǎn)換率為2%。體內(nèi)大部分肌酸以肌酸和磷酸肌酸的形式儲于骨胳肌。在靜止的肌肉中則以磷酸肌酸為主，而在疲勞的肌肉中，磷酸肌酸濃度卻很低。這是由于磷酸肌酸在磷酸肌酸轉(zhuǎn)移酶的作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)榧∷岷虯TP的結(jié)果：
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這個反應(yīng)使肌肉在無氧條件下，能從磷酸肌酸獲得附加的但數(shù)量有限的ATP。不論肌酸或者磷酸肌酸主要通過非酶脫水反應(yīng)緩慢而不可逆地形成肌酸酐。肌酸酐不被利用，進入血液隨尿排出，每日肌酸酐生成的量相當恒定，約為總肌酸庫的1.7%。
2.2.4 蛋白質(zhì)的生物合成和周轉(zhuǎn)
蛋白質(zhì)有高度的特異性。食物蛋白必須經(jīng)過消化水解成為氨基酸而吸收，再合成人體所需要的各種蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的合成體系主要由信使核糖核酸（mRNA)、轉(zhuǎn)運核糖核酸（tRNA)、核糖核蛋白體核酸（rRNA)和某些蛋白質(zhì)因子共同組成。mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板，tRNA是搬運氨基酸（原料)的工具，rRNA相當于裝配機，促進氨基酸相互以肽鍵相結(jié)合。各種氨基酸在各自的搬運工具攜帶下，在裝配機上按照模板的要求有次序地相互結(jié)合，生成具有一定氨基酸排列順序的特定多肽鏈。合成后的多肽鏈，有的經(jīng)過一定處理，有的與其他多肽鏈、糖、脂質(zhì)等結(jié)合后形成具有生物活性的蛋白質(zhì)。當合成原料（特別是必需氨基酸)供給不足時，可引起細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成減緩或停止。
每日蛋白質(zhì)合成的量取決于生長、合成各種酶和修補組織細胞的需要。各種組織細胞合成與分解的速率差異很大，如小腸粘膜每1～2天更新一次而紅細胞的壽命則約為120天；又如用同位素研究表明每天能合成血漿白蛋白10g、纖維蛋白2g，而幼年大鼠骨胳中膠原的生物半壽期卻長達300天。用給予人體標記15N氨基酸方法估計不同年齡組成蛋白質(zhì)合成的速率，得出體重約70kg的成年男子每日蛋白質(zhì)合成量大于200g（表2-3)。這個數(shù)量超過成人每日蛋白質(zhì)需要量或攝入量若干倍，因而可以理解陳舊蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨基酸仍能用于蛋白質(zhì)的再合成。
表2-3 不同年齡組總蛋白質(zhì)合成率
| 年齡組 | 人數(shù) | 體重（kg) | 年齡（范圍) | 總蛋白質(zhì)合成率（g.kg-1.d-1) |
| 新生兒（早產(chǎn)) | 10 | 1.94 | 1～46天 | 17.46 |
| 嬰兒 | 4 | 9.0 | 10～20月 | 6.9 |
| 青年 | 4 | 71 | 20～23歲 | 3.0 |
| 老年 | 4 | 56 | 69～91歲 | 1.9 |
2.2.5 氨基酸的降解
各種氨基酸按照特定的化學反應(yīng)進行降解。圖2-2表明大鼠體內(nèi)氨基酸降解的主要場所和產(chǎn)物。
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圖2-2 氨基酸主要降解場所與產(chǎn)物
有7種必需氨基酸主要在肝臟降解，其余異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸3種必需氨基酸（支鏈氨基酸)主要在肌肉中以及腎、腦中降解。支鏈氨基酸在肌肉中經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用變?yōu)楸岷凸劝彼�，繼而分別形成丙氨酸和谷氨酰胺，再經(jīng)血循環(huán)分別送到肝臟和腸。在腸壁轉(zhuǎn)變?yōu)楸彼岷凸劝彼帷１彼峤?jīng)門靜脈送入肝臟，其氨基形成尿素、碳架經(jīng)糖原異生作用轉(zhuǎn)為糖（圖2-3)。
尿素的形成幾乎全部局限在肝臟中，因肝臟是唯一含有精氨酸酶的組織。首先是氨和CO2合成氨甲酰磷酸，然后經(jīng)過瓜氨酸、精氨（酸代)琥珀酸、精氨酸等一系列合成反應(yīng)（圖2-4)，最后精氨酸在精氨酸酶的催化下分解為尿素和鳥氨酸。鳥氨酸重返尿素合成的循環(huán)，尿素隨尿排出。
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圖2-3 葡萄糖-丙氨酸循環(huán)
CO2+NH3+ATP
↓
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圖2-4 尿素合成的途徑
尿氨是蛋白質(zhì)代謝的最終產(chǎn)物之一，在腎臟合成。由血漿送來的谷氨酰胺，在腎臟的近曲小管上皮細胞中，經(jīng)谷氨酰胺酶催化水解為氨和谷氨酸鹽。谷氨酸鹽在谷氨酸脫氫酶的催化下，又產(chǎn)生氨和α-酮戊二酸。氨隨尿排出；α-酮戊二酸經(jīng)糖原異生作用形成葡萄糖，送入血循環(huán)重新利用。在饑餓或糖尿病等發(fā)生酸中毒的情況下，尿氨增多，腎臟既排泄氨又成了供給葡萄糖的場所。氨的形成也使身體保存了鈉離子，否則鈉離子將用于中和酸而被排出。
蛋白質(zhì)是構(gòu)成人體組織的主要成分，是供給氮的唯一來源，其含量約占人體總固體量的45%。。人體的一切細胞組織都由蛋白質(zhì)組成。許多具有重要生理作用的物質(zhì)，缺少蛋白質(zhì)就不存在。如有催化作用的酶；調(diào)節(jié)各種代謝過程的蛋白激素；輸送各種小分子、離子、電子的運輸?shù)鞍�；肌肉收縮的肌動蛋白；有防御功能的免疫球蛋白；構(gòu)成機體支架的膠原蛋白等。
在一般情況下供給熱能不是蛋白質(zhì)的主要功用。但是在組織細胞不斷更新過程中，蛋白質(zhì)分解成氨基酸后，有一小部分不再利用而分解產(chǎn)熱；也有一部分吸收的氨基酸，由于攝食過多或不符合體蛋白合成的需要，則氧化產(chǎn)熱。人體每天所需熱能大約有10～15%來自蛋白質(zhì)。在特殊情況下，當糖和脂肪攝入不足時，蛋白質(zhì)用于產(chǎn)生熱能。
機體儲存蛋白質(zhì)的量很少，在營養(yǎng)充足時，也不過只有體蛋白總量的1%左右。這種蛋白質(zhì)稱為易動蛋白，主要儲于肝臟、腸粘膜和胰腺，丟失后對器官功能沒有改變。當膳食蛋白缺乏時，組織蛋白分解快、合成慢，導致如下一系列生化、病理改變和臨床表現(xiàn)：腸粘膜和消化腺較早累及，臨床表現(xiàn)為消化吸收不良、腹瀉；肝臟不能維持正常結(jié)構(gòu)與功能，出現(xiàn)脂肪浸潤；血漿蛋白合成發(fā)生障礙；酶的活性降低，主要是黃嘌呤氧化酶和谷氨酸脫氫酶降低；由于肌肉蛋白合成不足而逐漸出現(xiàn)肌肉萎縮；因抗體合成減少，對傳染病的抵抗力下降；由于腎上腺皮質(zhì)功能減退，很難克服應(yīng)激狀態(tài)；膠原合成也會發(fā)生障礙，使傷口不易愈合；兒童時期可見骨骼生長緩慢、智力發(fā)育障礙。蛋白質(zhì)長期攝入不足，可逐漸形成營養(yǎng)性水腫，嚴重時導致死亡。
2.4.1 蛋白質(zhì)的消化與吸收
食物蛋白在胃液消化酶的作用下，初步水解，在小腸中完成整個消化吸收過程。胃蛋白酶原從胃底部和幽門部的主細胞分泌，在胃酸和已存在的胃蛋白酶作用下，釋出一部分多肽，形成具有活性的胃蛋白酶。胃蛋白酶的作用較弱、專一性較差，除粘液蛋白外，只能促進各種水溶性蛋白質(zhì)水解成為多肽，主要水解苯丙氨酸、酪氨酸和亮氨酸組成的肽鍵。
胰液中有胰蛋白酶、胰液乳蛋白酶、彈性蛋白酶等內(nèi)肽酶和羧基肽酶A與B等外肽酶。胰酶催化蛋白質(zhì)水解的作用和專一性都較強。作過胃切除術(shù)的人，食物蛋白未經(jīng)胃蛋白酶的作用，其消化率并不受到嚴重的影響。胰蛋白酶作用于有堿性氨基酸殘基的羧基組成的肽鍵；胰凝乳蛋白酶主要作用于有芳香族氨基酸殘基的羧基組成的肽鍵；彈性蛋白酶作用于有脂肪族氨基酸殘基的羧基組成的肽鍵；羧基肽酶A作用于中性氨基酸殘基C端的肽鍵；羧基肽酶B作用于堿基氨基酸殘基的C端的肽鍵（圖2-5)。
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圖2-5 胃腸道內(nèi)蛋白質(zhì)的消化（根據(jù)Gilter修改)
初分泌的各種胰酶都是無活性酶原，排至十二指腸后才被激活發(fā)揮作用。胰蛋白酶原被小腸上皮細胞刷狀緣表面的腸激酶激活，失N端六肽變成胰蛋白酶。胰蛋白酶再激活胰凝乳蛋白酶原、彈性蛋白酶原和羧基肽酶原，使變成相應(yīng)的酶（圖2-5)。胰蛋白酶原的分泌受腸內(nèi)食物蛋白的影響，當胰蛋白酶與食物蛋白結(jié)合完畢后，多余的胰蛋白酶能抑制胰腺再分泌。
胰酶水解蛋白的產(chǎn)物，僅1/3為氨基酸，其余為寡肽（10個氨基酸以下的肽鏈)。腸液中肽酶極少，而在腸粘膜細胞的刷狀緣和胞液中，分別含有多種寡肽酶，能從肽鏈的N端逐步水解肽鏈，稱之為氨基肽酶。刷狀緣含有的酶能水解2～６個氨基酸組成的肽；腸液中的酶主要水解二肽、三肽。一般認為正常情況下，四肽以上的肽鏈遇到刷狀緣，先水解為三肽或二肽，吸收入細胞后再進一步分解為氨基酸。
L-氨基酸和二、三肽主要通過耗能需鈉主動轉(zhuǎn)運從腸壁吸收。在腸粘膜細胞膜上，具有吸收不同種類氨基酸和二、三肽的高度專一性的轉(zhuǎn)運體系。D-氨基酸可能與相應(yīng)的的L-氨基酸利用同一轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，但它和該系統(tǒng)的親和力遠不及L-氨基酸。在蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)物的吸收中，二、三肽的吸收速率比氨基酸快，中性和較為親水的氨基酸的吸收速率又比堿性和較為疏水的氨基酸為快。
腸道中的蛋白質(zhì)并非全部來自膳食，還有來自脫落粘膜的上皮細胞和消化酶等內(nèi)源性蛋白質(zhì)。據(jù)估計成人每天有內(nèi)源性蛋白35～130g（蛋白質(zhì)攝入量低時少些)參與體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝。內(nèi)源性蛋白不受烹煮和胃酸的作用，而且表面被腸液粘蛋白保護，故較難消化。大部分內(nèi)源性蛋白質(zhì)需進入回腸才能充分消化吸收。在回腸末段和大腸中細菌的酶也能分解蛋白質(zhì)，但人的結(jié)腸不能吸收氨基酸，生成的氨基酸只能隨糞便排出。
2.4.2 肝臟的作用
攝食蛋白質(zhì)后，門靜脈血中氨基酸的濃度和模式都有改變，但體循環(huán)血中氨基酸的變化不大。這是由于肝臟是必需氨基酸（支鏈氨基酸除外)進行分解代謝的主要場所，肝臟能控制吸入的氨基酸，并能按照機體的需要調(diào)節(jié)其代謝速率。
大量進食氨基酸后，多余的氨基酸大部分由肝臟降解為尿素，小部分在肝臟用于合成蛋白質(zhì)。如Elwyn(1970)給狗大量肉食（140g)后，吸入的氨基酸約57%降解為尿素，14%合成肝臟蛋白，6%合成血漿蛋白，其余23%進入體循環(huán)。
氨基酸進入肝臟過多時，可以通過酶的作用加以控制。正常情況下，肝臟中分解氨基酸的酶含量相對較少，大量供給氨基酸時，酶的含量適應(yīng)性地增加，使超過身體需要量的氨基酸分解破壞。
肝臟中蛋白質(zhì)的合成量，取決于氨基酸攝入量和氨基酸的模式。這可從核蛋白體的合成反映出來。當氨基酸攝入量很少或不平衡時，多核蛋白體解聚為低核蛋白體和單核蛋白體，核糖核酸分解；氨基酸攝入量充足和比例適宜時則相反。
2.4.3 血液氨基酸濃度的調(diào)節(jié)
血漿游離氨基酸是氨基酸在各組織間轉(zhuǎn)運的主要形式。肝臟通過維持血漿氨基酸的濃度，調(diào)整不同攝入量和組織需要量之間的平衡。正常成人血漿游離氨基酸總濃度為350～650mg·L-1，晝夜周期性相差約30%，個別氨基酸晝夜差一般不大于50%。
血漿氨基酸是受肝臟調(diào)節(jié)，但當氨基酸攝入量超過代謝限度時，血漿氨基酸的濃度會急劇上升。如分別給斷乳大鼠和成年大鼠以含不同量色氨酸的飼料，當色氨酸含量超過生長或維持需要的最大量（斷乳鼠色氨酸需要量占飼料0.1%、成年鼠色氨酸需要量占飼料0.03%)時，血漿色氨酸濃度增高。這種方法曾用于測定人體必須氨基酸的需要量，如測得成人色氨酸的需要量為3mg/kg體重。這與用氮平衡法得出的需要量結(jié)果一致。然而，對其他氨基酸（如賴氨酸)的測定沒有得到理想的結(jié)果。
血漿氨基酸濃度也受膳食糖的影響。在進食糖后，胰島素的分泌增多。在胰島素的作用下，大多數(shù)氨基酸進入肌肉，而使血漿中的濃度下降。其中以支鏈氨基酸的下降最為明顯，在進食一次葡萄糖后可降低40%；而某些氨基酸（如色氨酸)受影響很少。
氨基酸進入腦細胞的量，也決定于血漿中其他競爭性氨基酸的濃度。給大鼠色氨酸后，腦中游離色氨酸的含量增高，5-羥色胺增多；給大鼠進食糖，引起血漿中支鏈氨基酸大幅度下降，促進色氨酸進入腦組織，同樣使腦中5-羧色胺增高。
上述作用不僅與5-羧色胺的代謝有關(guān)，而且在病理情況下，對腦功能的影響也有重要意義。肝臟硬化、功能不全時，在腸道細菌作用下產(chǎn)生的胺和氨，不能正常地在肝臟分解與轉(zhuǎn)變，而是由循環(huán)通過血腦屏障進入腦細胞。如苯丙氨酸在細菌作用下變成苯乙胺，到腦中轉(zhuǎn)變?yōu)棣?羧酪胺（樟胺)，成為與兒茶酚胺競爭的假神經(jīng)遞質(zhì)。在正常情況下，能被肝臟調(diào)節(jié)的氨基酸（如色氨酸、苯丙氨酸)，這時也不再受控制，隨著血漿進入腦組織。另外，在正常情況下，主要在肝臟降解的胰島素也不再分解。血漿胰島素含量增高，促進支鏈氨基酸進入肌肉；血漿支鏈氨基酸下降，又增加了色氨基酸進入腦細胞的比例。上述種種因素能使腦組織中5-羥色胺產(chǎn)生過多，引起肝昏迷。根據(jù)以上論點，給肝昏迷患者以含高支鏈氨基酸的膳食或輸液，能有效地解除癥狀。
2.4.4 骨骼肌的作用
骨胳肌是身體最大的組織，約占體重的45%。因此，在蛋白質(zhì)代謝中，肌肉氨基酸的代謝占相當重要的位置。肌肉是氨基酸代謝的場所，也是支鏈氨基酸代謝的主要場所，在肌肉氨基酸代謝中，胰島素起重要的調(diào)節(jié)作用。它能促進氨基酸，特別是支鏈氨基酸，進入肌肉組織，促進肌肉蛋白的合成，并減緩其分解。腎上腺皮質(zhì)激素和胰島素的作用則相反。
測定肌肉蛋白代謝的方法主要有兩種，即比較肌肉動靜脈血中氨基酸含量的差別和測定尿中3-甲基組氨酸的排出量。
禁食者肌肉中釋放大量丙氨酸和谷氨酰胺，其量相當于70kg體重的男子每日丟失75g肌肉蛋白。丙氨酸是由葡萄糖分解產(chǎn)生的丙酮酸與氨基酸分解釋出的氨基合成的，通過血液送入肝臟，在肝臟經(jīng)糖原異生成形成葡萄糖和尿素。前者返回肌肉，重新利用，形成了葡萄糖-丙氨酸循環(huán)，后者隨尿排出（圖2-3)。是氨基酸分解產(chǎn)生的氨基在血液中運輸?shù)男问健９劝彼岚分饕M入腸壁組織和腎臟，在腸壁中再轉(zhuǎn)變?yōu)楸彼岫筮M入肝臟；在腎臟中分解釋出氨，成為尿氨的主要來源，同時也進行糖原異生作用。
3-甲基組氨酸是肌肉中肌動蛋白、肌球蛋白分解時，3-甲基組氨酸的排出量曾用來研究食物成分對肌肉蛋白分解速率的影響。給幼年大鼠普通的、缺乏蛋白質(zhì)和缺乏熱能與蛋白質(zhì)的三種飼料。發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)缺乏組，尿中3-甲組氨酸的排出量很快減至原排出量的1/5，補以蛋白質(zhì)后排出量增高；熱能與蛋白質(zhì)缺乏組，尿中3-甲基氨基酸開始增多，隨后逐漸下降。實驗表明，蛋白質(zhì)缺乏時，肌肉蛋白停止分解，而在熱能與蛋白質(zhì)缺乏時，肌肉蛋白先加速分解，然后減慢。印度營養(yǎng)不良的兒童，3-甲基組氨酸的排出量低，營養(yǎng)補充后則升高。減肥者長期禁食，尿中3-甲基組氨酸排出量亦逐漸下降。
尿中3-甲基組氨酸的排出量也受年齡和激素的影響。新生兒每公斤體重的排出量高于成年人，老年人的排出量又比中、青年為低。
2.4.5 氮平衡
體內(nèi)氮代謝的最終產(chǎn)物主要隨尿排出，汗液和脫落的皮屑中含有少量含氮化合物，還有微量的氮隨毛發(fā)、鼻涕、月經(jīng)、精液等丟失。腸道中未被吸收的含氮化合物從糞排出。
尿中主要的含氮化合物有尿素、氨、尿酸和肌酸酐，其量隨蛋白質(zhì)的攝入而異（表2-4)。
表2-4 成人不同膳食每日尿氮排出量（g)
| 尿氮來源 | 高蛋白膳 | 低蛋白膳 | 禁食 | |
| 第1天 | 第2天 | |||
| 總氮 | 16.80(100) | 3.60(100) | 10.51(100) | 8.71(100) |
| 尿素氮 | 14.70(87.5) | 2.20(61.7) | 8.96(85.1) | 6.62(75.4) |
| 氨氮 | 0.49(3.0) | 0.42(11.3) | 0.40(3.8) | 1.05(12.0) |
| 尿酸氮 | 0.18(1.1) | 0.09(2.5) | 0.12(1.1) | 0.17(1.9) |
| 尿肌酸酐氮 | 0.58(3.6) | 0.60(17.2) | 0.44(4.2) | 0.39(4.4) |
| 其他氮 | 0.85(4.9) | 0.27(7.3) | 0.59(5.6) | 0.54(6.1) |
注：（)內(nèi)為尿總氮的%
普通膳食時，尿素氮占總氮量80%以上；低蛋白膳時，尿素氮降低；饑餓時，氨氮增高。尿肌酸酐的排出量似乎與膳食蛋白的含量無關(guān)。
組織蛋白的分解代謝和合成代謝處于動態(tài)平衡，這種平衡可用氮平衡表示：
B=I棧?/FONT>U+F+S)
氮平衡（B)是攝入氮量（I)和排出氮量[尿氮（U)、糞氮（F)、皮膚（S)]的差數(shù)。成年人攝入和排出的氮量大致相等，B等于或接近零（攝入氮的±5%以內(nèi))，稱為氮平衡；兒童在生長發(fā)育時期，有一部分蛋白質(zhì)在體內(nèi)儲留，B為正數(shù)，稱為正氨平衡；衰老、短暫的饑餓或某些消耗性疾病，排出氮量大于攝入氮量，B為負數(shù)，稱為負平衡。
氮的攝入量和排出量可用實驗方法測得。在測定中，由于食物未完全消化，攝入量的計算往往偏高；由于樣品丟失或忽略不計，排出量的計算往往偏低。兩者誤差的總和可使攝入量和排出量相差10～15%。
氮平衡受熱能攝入量的影響，熱能有節(jié)省蛋白質(zhì)的作用。如1973年FAO/WHO專家委員會報告，給受試者蛋白質(zhì)0.57g·kg-1體重，當熱能供給量充裕時，出現(xiàn)正氮平衡；而當熱能供給量在維持水平時，出現(xiàn)負氮平衡。氮平衡還受生長激素、睪酮、皮質(zhì)類固醇和甲狀腺素等激素的影響。這些激素有促進蛋白質(zhì)合成的作用，或促進蛋白質(zhì)分解、抑制合成的作用。
人類對蛋白質(zhì)需要量的研究，雖已有100多年的歷史，但理論上的發(fā)展緩慢。50年代前后，Rose等人對人體各種必需氨基酸需要量進行了一系列的測定，以后國聯(lián)和聯(lián)合國曾多次召集專家討論和修訂蛋白質(zhì)和氨基酸的需要量，有關(guān)的研究工作至今仍在進行中。
2.5.1 蛋白質(zhì)的需要量和供給量
營養(yǎng)素的需要量是維持人體正常生理功能和健康所必需的最低量；供給量是能滿足人群中絕大多數(shù)人需要的攝取量，是根據(jù)需要量制訂的。蛋白質(zhì)需要量的測定方法有要因加算法、氮平衡法兩種。
要因加算法（factorial method)是用測定必需丟失氮（obligatory nitrogen loss)來確定蛋白質(zhì)需要量的方法。人（或動物)在進食無蛋白膳的條件下所丟失的內(nèi)源氮，包括尿、糞氮和皮膚氮等，稱為必需丟失氮。為維持健康，每日丟失的氮必須給予補償，從補償量可以得出蛋白質(zhì)的需要量。人從攝入普通膳改為無氮膳后，氮的排出量會逐日下降。約8～14天后達到穩(wěn)定的最低值，此值即內(nèi)源氮。FAO/WHO專家委員會在1965年介紹了要因加算法，1973年作了修改，其測定值和蛋白質(zhì)供給量的計算見表2-5。
表2－5 用要因加算法計算成年男子蛋白質(zhì)供給量（FAO/WHO1973)
| 平均必需丟失氮（mg·kg-1·d-1) | |
| 尿氮 | 37 |
| 糞氮 | 12 |
| 皮膚氮 | 3 |
| 其它氮 | 2 |
| 總氮 | 54 |
| 個體差異增加（%) | 30 |
| 按卵蛋白計算增加（%) | 30 |
| 氮供給量（mg·kg-1·d-1) | 91 |
| 蛋白質(zhì)供給量（g·kg-1·d-1) | 0.57 |
| 蛋白質(zhì)供給量（g·70kg-1·d-1) | 40 |
平均必需丟失氮加上兩個標準差（個體差異)可以得到滿足97.5%人群需要的供給量，也可按照生物學個體差異的規(guī)律加上兩個15%以計算供給量。此處按后者計算，54mg加上30%得70mg。為補償丟失氮，用參考蛋白作用標準來換算蛋白質(zhì)需要量。由于卵蛋白在常規(guī)大鼠實驗中的利用率為95～98%，1965年用其作為天然參考蛋白，但以后在人體氮平衡實驗中證明卵蛋白的利用率僅70%左右。因此，在1973年的計算中，為校正卵蛋白利用率的不足，在70mg氮上增加30%得91mg。以0.091g·kg-1體重氮乘上6.25,得蛋白質(zhì)供給量0.57g·kg-1體重。有些國家在這種方法的基礎(chǔ)上加以修改，提出本國蛋白的供給量。如美國（1980年)為0.8g·kg-1體重，日本（1980年)為1.18g·kg-1體重。
氮平衡法（nitrogen balance method)是在控制膳食中有同量蛋白質(zhì)的情況下，求出達到維持氮平衡時的蛋白質(zhì)攝入量，作為機體蛋白質(zhì)的需要量。這種方法雖然古老，而且測定值又受體內(nèi)蛋白質(zhì)儲備和熱能攝入量的影響，但目前國際上仍作為測定人體蛋白質(zhì)需要量的一種方法。1963年國際根據(jù)Sherman的氮平衡實驗，提出成年人蛋白質(zhì)需要量為1g/kg體重。王成發(fā)和陳學存對成年男子進行氮平衡實驗，在熱能供給充裕的情況下，蛋白質(zhì)的需要量在0.9～ 1.0g·kg-1體重范圍內(nèi)。我國膳食以植物性食品為主，植物蛋白的生物價值稍低。因此，每日膳食中蛋質(zhì)的供給量應(yīng)按1.1g·kg-1體重，成年男子63kg體重為70g(1988年第五屆全國營養(yǎng)學術(shù)會議修訂)。兒童時期需要更多的蛋白質(zhì)以保證生長發(fā)育，1歲以內(nèi)嬰兒蛋白質(zhì)的需要量：人乳喂養(yǎng)者為2g·kg-1體重；牛乳喂養(yǎng)者3.5g·kg-1體重；混合喂養(yǎng)者4g·kg-1體重。1歲以后逐漸減少，直至成年人的1.1g·kg-1體重。妊娠期為保證母體和胎兒增長需要，在妊娠第4～6個月每日供給量增加15g、第7～9個月每日增加25g。乳母每日也增加25g。
2.5.2 必需氨基酸需要量
人體需要蛋白質(zhì)，確切地說是需要蛋白中的氨基酸，因此測定氨基酸的需要量比測定蛋白質(zhì)的需要量更有直接意義。
研究氨基酸需要量的方法是給實驗對象先攝食缺乏某一種氨酸的食物，然后補充不同量的該種氨基酸。當達到氮平衡（成人)或促進生長發(fā)育（兒童)時，所需的最低量即該種氨基酸的需要量。Rose首先用氮平衡法得出成年男子各種氨基酸的需要量。以后，不少學者研究了不同年齡、性別的人群的必需氨基酸需要量。用氮平衡法得出的需要量一般選范圍較大，現(xiàn)將Rose等人測定的需要量平均值列于表2-6。目前我國暫參照FAO/WHO（1973)數(shù)據(jù)，作為成年男子必需氨基酸需要量標準。
表2-6 人體必需氨基酸平均需要量（mg·kg-1·d-1)
| 嬰兒（Holt) | 兒童10～12歲（Nakagawa) | 成年男子（Rose) | 成年女子（Hegsted) | 成人（FAO/WHO 1973) | |
| 組氨酸 | 25 | - | - | - | - |
| 異亮氨酸 | 111(5.8) | 28(7.0) | 10(3.3) | 10(3.3) | 10(2.9) |
| 亮氨酸 | 153(8.1) | 49(12.3) | 11(3.7) | 13(4.3) | 14(4.0) |
| 賴氨酸 | 96(5.1) | 59(14.8) | 9(3.0) | 10(3.3) | 12(3.4) |
| 蛋氨酸+胱氨酸 | 50(2.6) | 27(6.8) | 14(4.7) | 13(4.3) | 13(3.7) |
| 苯丙氨酸+酪氨酸 | 90(4.7) | 27(6.8) | 14(4.7) | 13(4.3) | 14(4.0) |
| 蘇氨酸 | 66(3.5) | 34(8.5) | 6(2.0) | 7(2.3) | 7(2.0) |
| 色氨酸 | 19(1.0) | 4(1.0) | 3(1.0) | 3(1.0) | 3.5(1.0) |
| 纈氨酸 | 95(5.0) | 33(8.3) | 14(4.7) | 11(3.7) | 10(2.9) |
| 總計（除去組氨酸) | 680 | 261 | 81 | 80 | 83.5 |
（)內(nèi)數(shù)值是根據(jù)原表以色氨酸為1的計算值。
摘自White,PL et(1974):"Total ParenteralNutrition",p.65
前已提到胱氨酸和酪氨酸在體內(nèi)可以分別由蛋氨酸和苯丙酸合成。攝入此兩種非必須氨基酸可分別節(jié)省蛋氨酸和苯丙氨酸，即胱氨酸可代替30%蛋白酸、酪氨酸可代替50%苯丙氨酸。
人體蛋白質(zhì)和必需氨基酸的需要量（按kg體重計)，都隨年齡的增長而下降，但必需氨基酸下降的幅度更大些。成人每公斤體重必需氨基酸的需要量僅約為嬰兒需要量的1/8。將各年齡組必需氨基酸的平均需要量加上30%計算成為97.5%人群的需要量，再和相應(yīng)年齡組的蛋白質(zhì)需要量比較，分別得出必需氨基酸的需要量占蛋白質(zhì)需要量的比值：嬰兒為43%；兒童為36%；成人為19～20%。嬰幼兒的需要量比成人高的理由是：嬰幼兒除了滿足維持的需要量（補償內(nèi)源氧化損失的氨基酸)外，還有生長發(fā)育的需要。
各種必需氨基酸除了要求數(shù)量足夠，還要求互相間的比例（或稱模式)恰當。因為人體細胞蛋白質(zhì)的氨基酸有一定的比例，膳食蛋白所提供的各種必需氨基酸和這種比例相近，才能充分為機體所利用。如果缺乏其中的一種，則tRNA就不可能及時地將所需要的各種氨基酸全部帶給rRNA，其他氨基酸得不到充分利用，蛋白質(zhì)的合成也就不能順利進行。表2-6括號內(nèi)的數(shù)值列舉了各個模式。實驗證明不給或給過量的某種氨基酸，造成與適宜模式有較大的偏離時，都可引起受試動物發(fā)生代謝障礙或出現(xiàn)毒性癥狀。如每日飼料中增加2%蛋氨酸，可使動物生長遲緩，肝、脾、胰發(fā)生退行性變性，腎臟肥大等；而蛋氨酸供給不足，也可引起物肝臟壞死；賴氨酸不足，大鼠可出現(xiàn)脂肪肝；色氨酸不足，造成煙酸缺乏。
還應(yīng)指出：熱能和非必需氨基酸的供應(yīng)必須充裕，才能使表2-6中列舉的必需氨基酸的量能夠滿足機體構(gòu)成組織蛋白的營養(yǎng)效能。
2.5.3 影響蛋白質(zhì)需要量的因素
膳食熱能有節(jié)省蛋白質(zhì)的作用，熱能供給不足，蛋白質(zhì)將氧化產(chǎn)生熱能。Callowag（1974)等發(fā)現(xiàn)供給氮7～8g，逐步增加熱能時，氮的損失就減少；當熱能供給達到12600kJ時，就得到正氮平衡。因而在營養(yǎng)支持時和研究蛋白質(zhì)需要量的實驗中，都必須注意在給時，就得到正氮平衡。還要配合足夠的熱能。熱環(huán)境對蛋白質(zhì)需要量的影響，意見不一致。Consolazio分析熱適應(yīng)者在38.7℃下進行中等體力勞動時，手臂汗液氮含量為241mg·L-1，因而認為人在熱環(huán)境下進行中等體力勞動時，蛋白質(zhì)的攝取量應(yīng)在一般攝入量的基礎(chǔ)上增加13～14%。但Ashworth測定6名牙買加熱適應(yīng)者的全身汗液，發(fā)現(xiàn)汗氮濃度不高；Weinen測定6名坦桑尼亞青年的汗液，發(fā)現(xiàn)汗氮每日最大丟失量只有0.5～1g；Thaper還發(fā)現(xiàn)當汗氮濃度增高時，尿氮含量會代償性降低；因此，他們認為即使在熱環(huán)境多汗的情況下，也不必增加蛋白質(zhì)的供給量。
重體力勞動時，熱能需要量增高。蛋白質(zhì)攝入量隨著膳食攝入量的增加而有所增高。體力勞動是否增加蛋白質(zhì)的需要量，也有不同的意見。較多的看法傾向于在勞動尚不熟練的階段或在運動訓練時期，提高蛋白質(zhì)的供給對修補組織和預(yù)防運動性貧血是有益的。Buskirk等（1972)認為某些可能發(fā)生挫傷的運動，如足球或摔跤，蛋白質(zhì)需要量增至每日2.5g·kg-1體重。實驗研究報道我國體操運動員蛋白質(zhì)需要量是1.8g·kg-1體重，其中2/3是優(yōu)質(zhì)蛋白，蛋白質(zhì)占總熱能的12～14%；兒童或者少年運動員按單位體重計算，蛋白質(zhì)的需要量比成年人高，9～11歲體操運動員的需要量為3g左右。已知劇烈的肌肉活動可增加紅細胞的破壞。Yamaji通過實驗證明，在運動實驗開始時，紅細胞、血紅蛋白、血清蛋白都下降。下降持續(xù)時間的長短和蛋白質(zhì)攝取量有關(guān)，如每天攝取蛋白質(zhì)1～1.5g·kg-1體重，血紅蛋白和血清蛋白降低后不易恢復。Yoshimura稱這種運動期間出現(xiàn)的貧血為運動性貧血。他根據(jù)動物實驗推測運動性貧血的機理是：劇烈運動時，可能由于腎上腺素的作用，使脾臟收縮釋放出溶血因子以破壞紅細胞。從紅細胞游離出的血紅蛋白可用于制造肌紅蛋白和新的紅細胞，以適應(yīng)運動的需要。為了預(yù)防運動性貧血，Yoshimura提出在體力鍛煉期間，蛋白質(zhì)供給量應(yīng)為每日2g·kg-1體重。
在失眠、精神緊張、生活節(jié)律改變等應(yīng)激情況下，蛋白質(zhì)需要量增加6～12%不等，但個體差異較大。
評價蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀況的指標主要有以下數(shù)種。
2.6.1 上臂肌圍（arm muscle circumference,AMC)和上臂肌區(qū)（arm muscle area,AMA)
上臂肌圍和上臂肌區(qū)是評價總體蛋白儲存的較可靠的指標。假設(shè)上臂為圓筒，上臂骨徑不計，測量上臂中點處的圍長（AC)和三頭肌部皮褶厚度（TSF)，即可計算上臂肌圍和上臂肌區(qū)。其計算式：
AMC（mm)=AC(mm)-3.14×TSF(mm)
AMA(mm2)=[AC(mm)-3.14×TSF(mm)]2/(4×3.14)
AMC評價標準：國際標準25.3cm(男)、23.2cm(女)，日本24.8cm（男)、21.0cm(女)。測定值＞90%標準值為正常。我國某單位根據(jù)1532艦艇人員（男)的測量，提出AMC≥237mm為正常，＜237mm為缺乏；AMA≥4490mm2為正常，＜4490mm2缺乏。
上臂肌圍測算簡便，評價結(jié)果和其他蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀況的評價（總體K和肌肉CT)的結(jié)果有顯著相關(guān)。但測量易有誤差，由于上臂是紡綞形的，即使同一人操作，上臂圍和皮褶厚度兩處測量誤差的合計可約達10%。此外，“上臂為圓筒形”“骨徑不計”的假設(shè)是不妥當?shù)摹?/p>
2.6.2 血清蛋白
低蛋白膳可引起血漿蛋白合成降低。用血漿蛋白除去法（plasmaphresis)使動物丟失50%的血漿蛋白，再飼以高蛋白膳可在一日內(nèi)迅速恢復其損失的1/3，并在二周內(nèi)完全恢復到正常水平。如果血清總蛋白和白蛋白長期低于正常值，可以說明體蛋白不足。
血清蛋白中白蛋白（albumin,Alb)、前白蛋白（prealbumin,PreAlb)、運鐵蛋白（transferrin,TFN)和視黃醇結(jié)合蛋白（retinol binding protein,RBP)主要都在肝臟合成。這幾種血清蛋白濃度降低，可以認為是臟器蛋白缺乏、生化合成減低的緣故。
（1)白蛋白白蛋白是群體調(diào)查時常用的指標。人群調(diào)查發(fā)現(xiàn)平均血清白蛋白水平低，往往與膳食蛋白的攝入量不足有關(guān)。
Alb評價標準：＞35g·L-1正常，28～34g·L-1輕度缺乏，21～27g·L-1中度缺乏，＜21g·L-1嚴重缺乏。當白質(zhì)蛋白濃度低于28g·L-1時，會出現(xiàn)水腫。
白蛋白測定樣品易采集，方法簡易。但白蛋白體庫大（4～5g·L-1)、生物半壽期（20d)長，早期缺乏時不易測出。
（2)運鐵蛋白運鐵蛋白是輸送鐵的蛋白。和白蛋白比較，運鐵蛋白體庫較小、生物半壽期（8～10日)較短，故能及時地反映臟器蛋白急劇的變化。在高蛋白膳治療時，血漿中濃度上升快，是判斷治療效果的良好指標。
TFN評價標準：2500～3000mg·L-1正常。1500～2000 mg·L-1輕度缺乏，1000～1500mg·L-1中度缺乏，＜1000 mg·L-1嚴重缺乏（用放射免疫法測定)。
運鐵蛋白的濃度又受鐵的影響。當?shù)鞍踪|(zhì)和鐵的攝取量都低時，其血漿濃度出現(xiàn)代償性增高，在評價時應(yīng)注意。
（3)前白蛋白前白蛋白的主要功能是運輸甲狀腺素。它的體庫很小，生物半壽期1.9天。
PreAlb評價標準：157～296 mg·L-1為正常，100～150mg·L-1輕度缺乏，50～100 mg·L-中度缺乏，＜50 mg·L-1嚴重缺乏。
在任何急需合成蛋白質(zhì)的情況下，如創(chuàng)傷、急性感染，血清前白蛋白都迅速下降。因而從測試資料判斷是否有蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良必須慎重。
（4)視黃醇結(jié)合蛋白視黃醇結(jié)合蛋白是運輸維生素A醇的特殊蛋白。從腎小球濾過，在腎臟代謝，生物半壽期10h。是評價蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良急性變化的敏感指標。
RBP評價標準：2～76 mg·L-1為正常。此指標高度敏感，甚至在很小的應(yīng)激情況下，也有變化，因而臨床很少應(yīng)用。腎臟有病變時，血清RBP濃度升高。
此外，血清總蛋白、球蛋白也用作評價指標。我國正常成年人血清總蛋白的正常值是65～80g·L-1、白蛋白/球蛋白的比是1.5～2.5:1。但這兩項指標特異性差，尤其是球蛋白，在有感染和寄生蟲病時都增高。
應(yīng)該看到，血清蛋白濃度不僅與蛋白質(zhì)攝取和合成有關(guān)，也受分解、血管內(nèi)外運行、滲出和細胞外液增加等因素的影響。因此，在評價時必須綜合分析，避免過于簡單地下結(jié)論。
2.6.3 血清氨基酸比值（serum amino acid ratios,SAAR)
在蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良時，可能由于適應(yīng)性代謝的結(jié)果，血清游離氨基酸的模式發(fā)生變化。蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良的兒童，空腹血亮氨酸、異亮氨酸等必需氨基酸和酪氨酸、精氨酸等非必需氨基酸減少；而其他非必需氨基酸正�；蛟龈�。
SAAR=（甘氨酸+絲氨酸+谷酰胺+�；撬�)/（異亮氨酸+亮氨酸+纈氨酸+蛋氨酸)
評價標準：SAAR〈2為正常，〉3蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良。
此指標測試儀器復雜，而且受試者必須在熱能攝入充足而蛋白質(zhì)不足的條件下，才有意義，因而不常采用。
2.6.m.payment-defi.com/hushi/4 尿肌酸酐（urinary creatinine)
尿肌酸酐來自肌酸的磷酸肌酸，而后兩者儲于骨胳肌（參看2.2.3節(jié))。因此，測定24h尿肌酸可作為瘦體組織營養(yǎng)狀況評價的指標。人群調(diào)查表明瘦體組織和尿肌酸酐兩者有非常顯著的相關(guān)。但由于肌酸來自食物和體內(nèi)合成兩個部分，用尿肌酸評價廋體重約有0.3～0.5%的誤差。在測定技術(shù)上，24h尿樣很難準確收集，即使收尿時間有15min之差，也能使測定結(jié)果產(chǎn)生1%誤差。
2.6.5 尿肌酸酐/身高指數(shù)（urinaryceratinine/height index,CHI)
尿肌酸酐/身高指數(shù)是24h尿肌酸酐（A)和同性別、同身高的成年人24h預(yù)期的尿肌酸酐（B)的比值：
CHI=A/B×100
A=受試者24h尿肌酸酐
B=與受試者同身高中等體型理想體重的人預(yù)期的24h尿肌酸值[或采用肌酸酐系數(shù)23mg·kg-1(男)、18 mg·mg-1(女)體重計算]。
CHI評價標準：60～80%中度缺乏，＜60%嚴重缺乏。
這項指標評價體蛋白營養(yǎng)狀況還存在一些問題：①24h尿難于準確收集；②理想體重不適用，有些病人正常時的體重不符合理想體重；③標準沒有年齡差別，而實際上尿肌酸酐隨年齡增長而降低。因而臨床應(yīng)用價值不大。
2.6.6 發(fā)根的生化和形態(tài)檢查
頭發(fā)生長時的毛基質(zhì)細胞有高度合成蛋白質(zhì)的能力、增殖快。檢查頭發(fā)的生化和形態(tài)可以作為早期判斷蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良的指標。據(jù)Zain等人的調(diào)查，335名兒童發(fā)根中DNA和可溶性蛋白質(zhì)隨蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良的發(fā)展而有進行性的減少。Bradfield(1970)觀察8名健康男子蛋白質(zhì)的攝取和頭發(fā)生長的關(guān)系。在攝食無蛋白膳15天后，見到發(fā)根球部明顯萎縮，而血清蛋白尚未見到異常。Smelser介紹用拔毛發(fā)計測定拔發(fā)所需的功，可以反映蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀況。拔毛用力度和體重、上臂肌圍、血清白蛋白有顯著相關(guān)。
上述指標，種類雖然很多，但各有不足之處，實際應(yīng)用還須結(jié)合膳食史和臨床觀察進行綜合評價。
2.7.1 食物氮的存在形式
食物來源于動、植物，其中氮的存在形式有很大差別。肉類絕大部分的氮以蛋白質(zhì)形式存在，僅有少量游離氨基酸或肽以及核酸、磷脂氮、肌酸、鵝肌肽；魚類則非蛋白氮含量豐富，約占總氮量的10～30%；乳氮約20%屬于非蛋白氮。植物性食物含氮化合物的成分差異更大，種子類幾乎95%的氮存在于蛋白質(zhì)，而根莖類如土豆、胡蘿卜等，蛋白質(zhì)少于50%，多數(shù)氮以肽和游離氨基酸的形式存在，特別是土豆富含谷氨酰胺和門冬氨酸。此外，植物組織中含有不少非蛋白氨基酸，這些氨基酸有些能在體內(nèi)代謝，而多數(shù)原樣不變從尿排出；還有少量是有毒的，如刀豆中的刀豆氨酸、蠶豆中的β氰基丙氨酸。新的蛋白質(zhì)來源如單細胞蛋白含核蛋白很高，其量可達蛋白質(zhì)總量的50%。由于核酸在人體內(nèi)最終代謝產(chǎn)物為尿酸，大量食用可引起血漿尿酸濃度增高，易形成尿結(jié)石和痛風癥。因此，單細胞蛋白不經(jīng)去核酸處理，不宜作為人類食物的來源。
食物中蛋白質(zhì)的含量一般采用凱氏定氮法進行測定，然后換算成蛋白質(zhì)的量。動、植物性食物蛋白的含氮量約為15.7～19%，平均16%。將測得的氮值乘以6.25（蛋白質(zhì)換算系數(shù))，即得該食物的粗蛋白的含量。需要比較準確地計算時，可采用不同的換算系數(shù)（表2-7)。
表2-7 氮換算成蛋白質(zhì)的換算系數(shù)
| 換算系數(shù) | |
| 面粉（中或低出粉率) | 5.70 |
| 全麥 | 5.83 |
| 大米 | 5.95 |
| 花生 | 5.46 |
| 黃豆 | 5.71 |
| 芝麻 | 5.30 |
| 乳類 | 6.38 |
這種計算方法是按食物總氮全部以蛋白質(zhì)的形式存在而計算的，對含非蛋白氮高的食物來說，蛋白質(zhì)的計算的值無疑過高。因此用定氮法測得的蛋白質(zhì)，稱之為粗蛋白。
2.7.2 常用食物的蛋白質(zhì)含量
食物成分表上食物的蛋白質(zhì)含量是以每100g食物中的量表示的。這個量沒有表達該食物的蛋白質(zhì)和熱能的關(guān)系。因為人體的熱量需要決定了食物的攝取量。因此，食物作為蛋白質(zhì)來源的價值也決定于其本身的熱值。如我國成年男子從事輕體力勞動時，每日膳食熱能供給量為10920kJ，蛋白質(zhì)供給量為80g。由食物蛋白提供的熱能約占總熱能的11%。適宜的食物，其中蛋白質(zhì)提供的熱能占總熱能的10～15%。因此，將食物中蛋白質(zhì)用蛋白質(zhì)的熱能占食物總熱能的百分數(shù)表示（表2-8)，可以大體判斷該食物作為蛋白質(zhì)來源的價值。從表2-8看，花生、黃豆、魚、瘦豬肉都是很好的食物蛋白的來源；如果選擇大米作為膳食唯一的食物來源。其蛋白質(zhì)顯然不能滿足人體蛋白質(zhì)的需要量。
表2-8 幾種食物的蛋白含量及其熱能與食物總熱能的比（%)
| 蛋白質(zhì) | ||
| g·100g-1食物* | kJ·100kJ-1食物** | |
| 蘋果 | 0.3 | 2.8 |
| 稻米（上白梗) | 6.7 | 7.8 |
| 帶魚 | 18.1 | 52.1 |
| 小麥粉（富強粉) | 9.4 | 10.7 |
| 土豆 | 2.3 | 11.9 |
| 花生米 | 26.2 | 19.2 |
| 瘦豬肉 | 16.7 | 20.2 |
| 雞蛋 | 14.7 | 34.6 |
| 黃豆 | 36.3 | 35. |
| 豆腐（北) | 7.4 | 41.1 |
| 牛肉 | 20.1 | 46. |
*摘自中國醫(yī)學科學院衛(wèi)生研究所:食物成分表
**按食物成分表計算得出
2.7.3 膳食蛋白質(zhì)的質(zhì)量評價
膳食的蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值在很大程度上，取決于為機體合成含氮化合物所能提供必需氨基酸的量和模式。所有評定蛋白質(zhì)質(zhì)量的方法都是以此概念作為基礎(chǔ)的。評價的方法有許多種，但任何一種方法都以一種現(xiàn)象作為評定指標，因而具有一定的局限性，所表示的營養(yǎng)價值也是相對的，因此，具體評價一種食物或混合食物蛋白時，應(yīng)該根據(jù)不同的方法綜合考慮。以下敘述幾種常用的評價方法。
（1)蛋白質(zhì)消化率（digestibility,D)食物的蛋白質(zhì)消化率是指食物蛋白受消化酶水解后吸收的程度，用吸收氮量和總氮量的比值表示：
D=吸收N/攝入N×100
食物蛋白質(zhì)真實消化率（ture digestibility,TD)可用進食實驗測得：
TD=[攝入N-（糞N-糞代謝N)]/攝入N×100
糞氮不全是未消化的食物氮，其中有一部分來自脫落腸粘膜細胞、消化酶和腸道微生物。這部分氮稱為糞代謝氮，可在受試者攝食無蛋白膳時，測得糞氮而知，其量約為0.9～1.2g·24h-1。如果糞代謝氮忽略不計，即為表觀消化率(apparent digestibility,AD):
AD=(攝入N-糞N)/攝入N×100
表觀消化率比真實消化率低，對蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的估計偏低，因此有較大的安全系數(shù)。此外，由于表觀消化率的測定方法較為簡便，故一般多采用。
用一般烹調(diào)方法加工的食物蛋白的消化率為：奶類97～98%、肉類92～94％、蛋類98%、大米82%、土豆74%。植物性食物蛋白由于有纖維包圍，比動物性食物蛋白的消化率要低，但纖維素經(jīng)加工軟化破壞或除去后，植物蛋白的消化率可以提高。如大豆蛋白消化率為60%，加工成豆腐后，可提高到90%。
（2)蛋白質(zhì)的生物價值（biological value,BV)蛋白質(zhì)的生物價值是為維持和/或生長而在體內(nèi)保留氮和吸收氮的比值：
BV=[攝入N-（糞N-糞代謝N)-（尿N-尿內(nèi)源N)]/[攝入N-（糞N-糞代謝N)]×100
蛋白質(zhì)生物價值受很多因素的影響。對不同食物蛋白的生物價值進行比較時，實驗條件應(yīng)該一致，否則即使同一種食物也會得出不一致的結(jié)果。如雞蛋蛋白的熱能占總熱能8%時，生物價值為91；占16%時為62。一般情況下，實驗動物多采用初斷乳的大鼠，飼料中蛋白質(zhì)含量占10%。幾種食物蛋白的生物價值見表2-9。
表2-9 幾種食物蛋白的生物價值
| 生物價值 | 生物價值 | 生物價值 | |||
| 大米 | 77 | 土豆 | 67 | 全雞蛋 | 94 |
| 小麥 | 67 | 大豆 | 64 | 牛肉 | 76 |
| 面粉 | 52 | 蠶豆 | 58 | 豬肉 | 74 |
| 甘薯 | 72 | 花生 | 59 | 蝦 | 77 |
| 玉米 | 60 | 白菜 | 76 | 牛奶 | 85 |
（3)蛋白質(zhì)凈利用率（net proteinutilization,NPU)蛋白質(zhì)生物價值沒有考慮在消化過程中未吸收而丟失的氮，所以Miller等建議將生物價值乘以消化率，稱之為蛋白質(zhì)凈利用率：
NPU=BV×D=保留N/攝入N
動物的蛋白質(zhì)凈利用率也可用體氮法進行測定。用同窩斷乳大鼠分別飼以含維持水平蛋白質(zhì)的實驗飼料（A組)和無蛋白的飼料（B組)各10d。記錄各組每日攝食量。實驗終了時測定各組動物尸體總氮量和飼料含氮量，按下列計算：
NPU=（BF-BK+IK)/IF
式中: IF=A組N攝入量
BF=A組尸體總N量
BK=B組尸體總N量
IK=B組N攝入量
也可測定實驗動物尸體的干重和含水量，利用已知的幼鼠尸體N/H2O的平均比值計算尸體含氮量，則操作更為簡便。
（4)蛋白質(zhì)效力比（protein efficiencyratio,PER)蛋白質(zhì)效力比是攝入單位重量蛋白質(zhì)的體重增加數(shù)：
PER=體重增加（g)/攝入蛋白質(zhì)（g)
通常用雄性斷乳大鼠為實驗對象。Osborne等證明PER隨飼料中蛋白質(zhì)的水平而改變，因而建議在適宜的蛋白質(zhì)的水平上進行實驗。習慣上用含10%蛋白質(zhì)的飼料，AOAC提出的標準步驟則用含9.09%蛋白質(zhì)的飼料飼養(yǎng)動物。
此測定最大的缺點是沒有把維持所需的蛋白質(zhì)考慮在內(nèi)，因而所得結(jié)果常不成比例。例如PER為2時，其質(zhì)量不等于PER為1時的兩倍。不同實驗測得的PER的重復性往往不佳，為了減少實驗室間的變異，假設(shè)酪蛋白（參考蛋白)的PER值：
校正的PER=PER×（2.5/酪蛋白的實測PER)
（5)相對蛋白質(zhì)價值（realative proteinvalue,RPV)相對蛋白質(zhì)價值是動物攝食受試蛋白的劑量-生長曲線斜率（A)和攝食參考蛋白的劑量-生長曲線斜率（B)比：
RPV=A/B×100
以含3～4種不同劑量的受試食物蛋白喂養(yǎng)斷乳大鼠，將大鼠體重增長數(shù)（Y)對受試蛋白的進食克數(shù)（X)繪制回歸方程，求其斜率（A)。同時用含不同劑量的乳白蛋白（參考蛋白)喂養(yǎng)動物，同法得劑量-生長回歸方程及斜率（B)。假設(shè)前一回歸方程為Y1=2.35X1-0.36，后一回歸方程為Y2=4.12X2-0.28，則此受試蛋白的相對蛋白質(zhì)價值可計算如下：
RPV=2.35/4.12×100=57
由受試蛋白測得的回歸方程，斜率越大蛋白質(zhì)利用率越高。
（6)氨基酸評分（amino acid score)或化學評分（chemicalscore) 1946年Block等指出在合成蛋白質(zhì)的場所，構(gòu)成蛋白質(zhì)所必需的氨基酸（AA)必須同時存在，缺乏其中任何一種就會影響合成，因此用食物蛋白氨基酸的組成評價蛋白質(zhì)。查表計算或測定某種受試食物蛋白或混合食物蛋白中每一種必需氨基酸的含量，與參考蛋白進行比較，以每種氨基酸與參考蛋白氨基酸的比值表示。比值最低的那種氨基酸，即為第一限制氨基酸，此最低比值即受試食物蛋白的氨基酸評分或化學評分。氨基酸評分可計算如下：
氨基酸評分=每克受試蛋白的某種AA含量（mg)/每克參考蛋白的該種AA含量（mg)×100
或 氨基酸評分=受試蛋白每克N的某AA含量(mg)/參考蛋白每克N的該種AA含量（mg)×100
食物蛋白中氨基酸的含量可用比較的參考蛋白的關(guān)系表示或用每克氮的關(guān)系表示。Block等原用卵蛋白作為與受試蛋白比較的參考蛋白，經(jīng)后人修改現(xiàn)多采用FAO/WHO（1973)根據(jù)學齡前兒童最低需要量制定的理想氨基酸需要量模式（表2-10)與受試蛋白進行比較。
根據(jù)理想模式測得的氨基酸評分適用于兒童對食物蛋白利用率的評價；但對成年人則低估了該蛋白質(zhì)的質(zhì)量，因為成年人對每克蛋白質(zhì)氨基酸的需要量較低。
表2-10 理想的氨基酸需要量模式
| 含量（mg·g-1蛋白質(zhì)) | |
| 異亮氨酸 | 40 |
| 亮氨酸 | 70 |
| 賴氨酸 | 55 |
| 蛋氨酸+胱氨酸 | 35 |
| 苯丙氨酸+酪氨酸 | 60 |
| 蘇氨酸 | 40 |
| 色氨酸 | 10 |
| 纈氨酸 | 50 |
表2-11 幾種食物蛋白的氨基酸評分
| 蛋白質(zhì)來源 | 氨基酸含量（mg·g-1蛋白質(zhì)) | 氨基酸評分（限制氨基酸) | |||
| 賴氨酸 | 含硫氨酸 | 蘇氨酸 | 色氨酸 | ||
| 理想模式 | 55 | 35 | 40 | 10 | 100 |
| 稻谷 | 24 | 38 | 30 | 11 | 44（賴氨酸) |
| 豆 | 72 | 24 | 42 | 14 | 68（含硫氨酸) |
| 奶粉 | 80 | 29 | 37 | 13 | 83（含硫氨酸) |
| 谷、豆、奶粉混合（67：22：11) | 51 | 32 | 35 | 12 | 88（蘇氨酸) |
*根據(jù)Pellett,Pl etal(1978):“Nutritional Evaluation of Protein Foods”計算
2.7.4 蛋白質(zhì)的互補作用
幾種食物混食，由于必需氨基酸的種類和數(shù)量互相補充，而能更接近人體需要量的比值，使生物價值得到相應(yīng)的提高，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的互補作用。如小麥、小米、牛肉、大豆各個單獨食用時，其蛋白質(zhì)生物價值分別為67、57、69、64，而混食的生物價值可高達89。中美洲和巴拿馬營養(yǎng)研究所（INCAP)制成一種植物混合食物，稱為“Incaparina”，其中含玉米粉29%、高梁29%、棉籽粉38%、啤酒酵母3%、碳酸鈣1%及維生素A。這種混合食物是營養(yǎng)不良地區(qū)低蛋白膳食的良好補助食物，其蛋白質(zhì)的生物價值僅略次于牛乳蛋白。
用限制氨基酸補充到相應(yīng)的食物中，如用賴氨酸補充谷類蛋白，用蛋氨酸、賴氨酸和蘇氨酸補充花生粉，同樣可以起到互補作用。如在面粉中添加賴氨酸0.2%，面粉蛋白的生物價值可由47提高到71，學齡兒童食用這種賴氨酸強化食品一年后，身高、體重和抵抗力等均較對照組有顯著提高。
因為組成蛋白質(zhì)氨基酸必須同時存在才能合成蛋白質(zhì)，而且機體內(nèi)氨基酸的儲存量很少，因此膳食中不同蛋白質(zhì)必須在同一餐攝入才能起到互補作用。如每3h單獨以一種必需氨基酸飼養(yǎng)大鼠，氨酸的利用不佳，大鼠不能生長。
2.7.5 加工對食物蛋白營養(yǎng)價值的影響
食物加工的方法有加熱、冷凍、攪拌、高壓、鹽腌等，其中以加熱對蛋白質(zhì)的影響最大。蛋白質(zhì)經(jīng)過加熱處理，構(gòu)型（Configuration)改變，固有的生物活性喪失，這種變化稱為變性。如蛋清受熱凝固、瘦肉受熱收縮變硬都是變性現(xiàn)象。各種蛋白質(zhì)的耐熱性能不一，多數(shù)在60～80℃開始變性。變性不同于變質(zhì)，蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)未變。
烹調(diào)和防止食物腐敗往往采用100～200℃的加熱法。在上述溫度下和沒有糖存在時，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象（Conformation)的次級鍵發(fā)生斷裂，破壞了肽鍵原有的空間排列。原來在分子內(nèi)部的一些非極性基團暴露到分子表面，使蛋白質(zhì)的溶解度降低，甚至凝固。同時各種反應(yīng)基團如-NH2、-COOH、-OH、-SH釋放出來，使蛋白質(zhì)易于酶解，也變得容易消化。食物中氨基酸的損失不大。
某些食物中含有阻礙酶作用的抑制劑。如大豆中的抗胰蛋白酶、血球凝集素，蛋清中的卵粘蛋白等受熱后因變性而失去活性。解除了對酶的抑制作用，從而提高了食物的營養(yǎng)價值。
大部分食品除蛋白質(zhì)外，還含有具還原性的糖類。蛋白質(zhì)過度加熱，尤其在有還原糖存在的條件下，可產(chǎn)生非酶的美拉德（Maillard)反應(yīng)。食物變成棕褐色，其中氨基酸主要是賴氨酸遭到破壞，減低了蛋白質(zhì)的生物價值。同時蛋白質(zhì)的酶解也下降，使食物不易消化。美拉德反應(yīng)的過程甚為復雜，即使在較低溫度下也能進行，只是反應(yīng)速率相當緩慢。
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