營養代謝有哪些? 蛋白質消化從「胃」開始首先，胃的壁細胞看到食物進來了，就會開始分泌鹽酸，使胃液的pH值迅速降低至pH=2左右這個酸度會使蛋白質變性，使它立體的三維結構被瓦解為二維的肽鍊, 讓肽鍵暴露, 為之後酶的工作做好鋪墊與此同時，胃的主細胞會分泌胃蛋白酶原（pepsinogen），而它正好會被鹽酸所創造的酸性環境所激活，自己把自己剪上一刀，變成具有活性的胃蛋白酶（pepsin）胃蛋白酶可以對某一些肽鍵下手，由此開始了蛋白質消化的第一步，今天小編就來聊一聊關于營養代謝有哪些?接下來我們就一起去研究一下吧!

營養代謝有哪些

蛋白質消化從「胃」開始。首先，胃的壁細胞看到食物進來了，就會開始分泌鹽酸，使胃液的pH值迅速降低至pH=2左右。這個酸度會使蛋白質變性，使它立體的三維結構被瓦解為二維的肽鍊, 讓肽鍵暴露, 為之後酶的工作做好鋪墊。與此同時，胃的主細胞會分泌胃蛋白酶原（pepsinogen），而它正好會被鹽酸所創造的酸性環境所激活，自己把自己剪上一刀，變成具有活性的胃蛋白酶（pepsin）。胃蛋白酶可以對某一些肽鍵下手，由此開始了蛋白質消化的第一步。

在胃裡呆上一小會兒，這些已被部分被降解成多肽的蛋白質們便會進入小腸。小腸是消化的主要場所。在這裡，胰腺（pancreas）是消化蛋白質的主力軍。 胰腺一邊分泌碳酸氫鹽（bicarbonate), 來中和随食糜一同到來的胃酸，把pH升高至6-6.5，這會給即将參加勞動的蛋白酶們提供舒适的工作環境。同時，胰腺又會分泌多種酶原。當這些酶原到達腸腔後，小腸上皮細胞的腸激酶（enterokinase）會把胰蛋白酶(trypsin)激活。而活過來的胰蛋白酶轉身又會去把其它幾種蛋白酶挨個激活 --- 它們包括糜蛋白酶（chymotrypsin）, 彈性蛋白酶（elastase）, 和羧肽酶 （carboxypeptidase A & B）。 不難看出， 胰蛋白酶的作用相當重要，它決定着諸多其它蛋白酶是否能夠發揮正常功能。胰蛋白酶抑制劑 (trypsin inhibitor)就是常見的抗營養因子之一 ，它會不可逆地抑制胰蛋白酶的活性，從而幾乎從源頭就影響了蛋白質的消化。幸運的是，胰蛋白酶抑制劑對熱敏感，适當的熱處理就可以使之失活。這就是為什麼飼料廠實驗室需要常常測量大豆原料中的胰蛋白酶抑制劑水平，以确保這個抗營養因子已被适當地處理掉。但是，如果熱處理的溫度過高或時間過長，卻又會有損蛋白質的營養價值。由于在熱處理中，肽鍊上的某些氨基酸，尤其是賴氨酸，會與葡萄糖或乳糖發生反應，生成一種氨基糖複合物（美拉德反應 ）。而胰蛋白酶無法切段這些複合物上的肽鍵，導緻上面的氨基酸不能被消化吸收。

不同的蛋白酶被激活後， 開始剪切各自負責的肽鍵，繼續降解蛋白質和多肽。這樣，在胃和胰腺酶的作用下，攝入蛋白質的大約20%就已被降解為遊離氨基酸，而剩下的80%，還是多肽。它們還不能被吸收啊。需要被腸細胞的刷狀緣(brush border membrane)繼續消化。如果我們在顯微鏡下觀察小腸的結構，就能看到，小腸上有一根根手指狀的絨毛(villi)，每一根絨毛内都含有豐富的毛細血管網和淋巴管道。而絨毛的外圈主要是由腸上皮細胞(enterocyte)所組成，每一個上皮細胞面向腸腔的一側被稱作刷狀緣，每一個細胞的刷狀緣側又有上千根微絨毛(mircovilli)， 極大地擴張了營養物質的消化吸收面積。刷狀緣細胞上的微絨毛（microvilli）的确就像一把把小刷子，伸手去捕獲腸腔裡的營養物質，進行進一步消化和吸收。刷狀緣上有好幾個不同的蛋白酶，負責不同的肽鍵；它們最終能将所有小肽降解為遊離氨基酸和二肽、三肽。而這些酶的作用，需要鎂、鋅、錳等金屬離子的參與，因此礦物元素也是飼料中重要的營養成分。

一般而言，随着年齡的增加，消化功能會不斷完善，因此對蛋白的消化率也相應提高。

當蛋白質被降解為遊離氨基酸和二肽、三肽後，它們就終于有了被吸收的資格了。因為小腸那極其有利的絨毛與微絨毛結構，除了消化功能外，它自然也是營養物質的主要吸收場所。氨基酸吸收分兩步進行。第一步，從腸腔進入小腸上皮細胞内，這一步需要通過刷狀緣；第二步，從小腸上皮細胞進入血液循環，這一步通過的是基側膜（Basolateral membrane)。根據負責的氨基酸種類、是否需要鈉離子和其它離子的配合，兩側的膜上都分别有好幾種不同的轉運載體 (transport system)。當腸細胞需要氨基酸時而腸腔内沒有供應的時候，基側膜上的轉運載體也可從血液中調取氨基酸，供腸細胞所用。小肽吸收也需依靠專門的轉運載體。 當被吸收進小腸細胞後，大部分小肽會迅速被水解為氨基酸，繼而通過基側膜的氨基酸轉運載體進入血液。隻有極少量的小肽會進入血液。

被吸收的氨基酸有的在腸細胞裡就已參與代謝，而大部分則會先經過肝髒的加工處理，要麼直接或間接（轉氨基反應）用于合成新的蛋白質，要麼用于合成一些特殊的化合物（比如嘌呤）。而多餘的氨基酸是無法被身體所儲存的，它們則會經過脫氨基作用變成酮酸（alpha-keto acids)，供葡萄糖和脂肪的合成，同時提供能量；而脫下來的這個氨基，則會用于尿素(urea; 人和豬)或尿酸(uric acid; 禽類)的合成，從動物尿液中排出。沒被消化吸收的蛋白質則會進入後腸，被微生物部分發酵後，排出體外。

另外，營養師們會特别注意氨基酸之間的平衡。這是因為各個氨基酸之間存在着交互作用，有時這個作用是互相抑制的、不好的，我們稱為拮抗作用 。氨基酸的拮抗作用發生在結構相似的氨基酸之間，一個原因就正是因為它們在吸收過程中需要共用同一個轉運系統，因此彼此之間存在競争。一個典型的例子就是三個支鍊氨基酸（亮氨酸、異亮氨酸、缬氨酸）——一旦飼料中某一個支鍊氨基酸過量時，便會嚴重阻礙其它支鍊氨基酸的有效吸收。

當脂類進入十二指腸時，與大量的胰脂肪酶和膽汁混合。其中，膽汁(bile)由肝髒分泌，平時乖乖儲存在膽囊裡。當膽囊發現主人進食後，便會将膽汁大量排入小腸。膽汁本身并不是酶，而是一個含有水分、無機成分（鈉|鉀|鈣等）、和有機成分（膽鹽|脂肪酸|磷脂|膽固醇等）的混合液體。它的角色，便是胰脂肪酶的最佳拍檔。

脂類不溶于水，但酶促反應需要水的參與。這時，膽汁中的這些有機成分便可作為乳化劑，來“僞裝”脂類，使其親水。具體來說，膽汁中的明星隊員「膽鹽」它一端溶于水，一端溶于油，因此在與脂肪接觸時，能夠将親油的那一端插入脂肪中，将大塊脂肪撬開成一顆顆小油滴，而親水那一端則在外圍包裹住油滴，使它能夠融入水裡。膽鹽的這一步工作使得脂肪與酶的接觸面積增加，同時也激活脂肪酶，使其能夠發揮作用，最終将甘油三酯分解成為2個遊離脂肪酸 1個甘油一酯（隻有極少數的甘油三酯能甩掉三個脂肪酸尾巴）。與此同時，攝入的磷脂和固醇類也會被相應的酶水解成脂肪酸、溶血性卵磷脂、和膽固醇。所以，脂類在小腸中的消化産物是一個複雜的混合體。

膽汁可以與這些消化産物聚合在一起，形成一個名叫混合乳糜微粒(micelle)的大雜燴 —— 一個水溶性的小球（直徑約為5-10納米），攜帶着脂類的消化産物以及大量的脂溶性維生素、類胡蘿蔔素等營養物質前往吸收的場所—小腸微絨毛。當micelle與腸絨毛接觸時，球就會破裂，釋放出這些脂類水解産物和營養物質，從而能被吸收。因此脂肪在脂溶性營養元素的吸收過程中扮演着關鍵作用。

任何營養物質從腸腔進入循環系統都得分兩步走：第一步，從腸腔進入小腸上皮細胞内，這一步需要通過刷狀緣；第二步，從小腸上皮細胞進入血液或淋巴循環，這一步通過的是基側膜。

與氨基酸吸收的主動運輸方式不同，脂類從腸腔進入小腸細胞的吸收方式（即第一步）是依靠易化擴散 —— 一個不耗能的被動轉運過程，不需要轉運載體的參與。進入小腸細胞後，短鍊和中鍊脂肪酸可以直接穿過基底膜進入血液循環。但是，長鍊脂肪酸必須與甘油一酯重新合成脂肪（甘油三酯），這個過程是需要耗能的。這裡新合成的脂肪與攝入的脂肪有些不同，它會攜帶着一些磷脂、膽固醇酯，并被一層蛋白脂膜包裹。這個結構稱為乳糜微粒(chylomicrons)。隻有以乳糜微粒的形式，這些脂類消化産物才可以借着「胞吐作用」通過基底膜進入淋巴系統（即第二步）。乳糜微粒在淋巴系統中遊走，一直要到心髒附近最終進入血液循環。在這個過程中，沿途的細胞都可以從血液中的乳糜微粒裡取用它們需要的脂肪。

用過的膽鹽不會浪費掉，它會在回腸或空腸被動物吸收，經過血液循環到達肝髒，休整一下，再重新分泌、重複利用，這被稱為膽汁腸肝循環。

脂類進入血液循環後，就必須依靠與蛋白質的結合來賦予它水溶性，因此脂類在血液中，需以脂蛋白(lipoprotein)的形式轉運。根據其密度和組成，脂蛋白可以分為4類：前面所講的乳糜微粒、極低密度脂蛋白（very low density lipoprotein,簡稱VLDL）、低密度脂蛋白（low density lipoprotein; LDL）， 和高密度脂蛋白(high density lipoprotein; HDL)。密度越高，蛋白含量越高；密度越低，脂肪含量就越高。這樣一來，攝入的脂類便可到達脂肪組織、肌肉、乳腺等需要它們的地方。脂肪作為主要成員，該供能時就燃燒自己、氧化供能，不需要供能時便到脂肪組織去養個膘。而那些結構性或功能性的脂類則各司其職，共同維持機體的正常生理過程。

碳水化合物的消化主要在腸道進行，碳水化合物～澱粉～（胰蛋白酶）～麥芽糖～（麥芽糖酶）～葡糖糖，後在肝髒進行重新分配再進入細胞。

飼料進入瘤胃後，在微生物作用下，發生一系列複雜的消化和代謝過程，産生揮發性脂肪酸(VFA)，飼料的分解産物可用來合成微生物蛋白、糖原和纖維素等，供機體利用。

1、糖類的分解和利用:

均能被微生物發酵，其中可溶性糖類的發酵速度最快，澱粉次之，纖維素和半纖維素最慢。主要是纖維素，其中40%—45%在瘤胃内被細菌和纖毛蟲分解，其他糖類由不同細菌和纖毛蟲發酵。發酵的終産物主要是揮發性脂肪酸(VFA)、CO2和甲烷(CH4)。VFA主要是乙酸、丙酸、丁酸，可以經動物瘤胃壁吸收進入血液，被機體利用，其中乙酸和丁酸是泌乳期反刍動物合成乳脂的主要原料。

瘤胃微生物在發酵糖類的同時，還能把分解産生的單糖和雙糖轉化成糖原，儲存于細胞内。微生物随食糜進入皺胃和小腸後能被消化，糖原可被宿主吸收利用，是反刍動物機體葡萄糖的來源之一。

2、蛋白質的分解和合成:

反刍動物能利用飼料中的蛋白氮和非蛋白氮，合成微生物自身的蛋白質，供宿主利用。

飼料蛋白進入瘤胃後50%—70%被微生物的蛋白酶分解為多肽和氨基酸。氨基酸經脫氨基酶的進一步分解，生成有機酸、氨和CO2。微生物也可以直接利用氨基酸和多肽合成蛋白質，儲存于微生物内，所以瘤胃中遊離氨基酸很少。

瘤胃内的微生物還能分解飼料中的非蛋白含氮化合物,如尿素、铵鹽、酰胺等，産生氨和CO2。一部分氨作為氮源，可被微生物利用，用來合成菌體蛋白，儲存在微生物體内；一部分可被瘤胃壁吸收進入血液，經門靜脈運輸到肝，經鳥氨酸循環生成尿素。一部分尿素分泌到唾液中，進入瘤胃後被細菌分泌的脲酶分解為CO2和氨。氨被瘤胃壁吸收後，可重新合成尿素，這一過程稱尿素再循環。

糖類的分解産物和揮發性脂肪酸可為蛋白質的合成提供碳源，并可提供能量。微生物随食糜進入皺胃後，微生物蛋白可被宿主利用。

3、維生素的合成:

瘤胃中的微生物能夠合成B族維生素和維生素K。因此，成年反刍動物的飼料中即使缺少這類維生素，也不會發生上述維生素的缺乏症。如果飼料中缺乏钴，瘤胃的微生物就不能合成足夠的維生素B12，也可能發生維生素B12的缺乏症。幼齡反刍動物因其瘤胃發育不完善，微生物區系尚未完全建立有可能患維生素缺乏症。

4、脂肪的分解與合成:

瘤胃中的微生物能夠水解飼料中的脂肪，生成甘油和脂肪酸，其中甘油發酵生成丙酸，少量被轉化為琥珀酸和乳酸；不飽和脂肪酸在體内可轉化為飽和脂肪酸。因此，反刍動物的體脂中飽和脂肪酸的含量比單胃動物高。

細菌能夠合成少量奇數碳的脂肪酸、支鍊脂肪酸以及脂肪酸的各種反式異構體。飼料中脂肪水平能夠影響脂肪酸的合成。瘤胃微生物内的脂肪酸主要以膜磷脂或遊離脂肪酸的形式存在。

5、氣體的生成:

瘤胃微生物發酵過程中，能産生大量氣體。牛一晝夜可産生600-1300L 氣體，主要是CO2和CH4，還有少量的N2、O2和H2S。氣體的組成随飼料種類和飼喂時間不同而有較大差異。犢牛出生後的幾個月，瘤胃中的氣體以CH4為主，随着日糧中纖維素的含量增加，CO2的含量逐漸增加，6月齡達到成年牛的水平。正常情況下瘤胃中CO2含量比CH4多，但饑餓和氣脹時，CH4的含量明顯超過CO2。

CO2主要由糖發酵和氨基酸脫羧産生，小部分由唾液内的HCO3-轉化産生。CH4是瘤胃内發酵的主要終産物之一，由CO2還原或有甲酸分解産生。

瘤胃中約1/4的氣體通過瘤胃壁吸收進入血液，經肺排除;小部分被微生物利用和随食物殘渣經腸胃排除；大部分靠嗳氣排除。

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