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蛋白质
本课程主要帮助学员了解疾病状态下蛋白质代谢特点，蛋白质不足和过量的危害，掌握疾病状态下蛋白质的来源、供给量及比例、蛋白质营养状况评价。
一、 疾病状态下蛋白质代谢特点
蛋白质的生理功能早在1838年，Muder提出并定义蛋白质为一类物质后，人们发现蛋白质是机体所有活细胞的必需成分，几乎在所有生命过程中都起关键作用，为此被科学家定义，生命是蛋白质的活的形式。蛋白质功能上的多样性由其结构不同而决定。
1、 构成和修补人体组织
l 蛋白质是人体组织中不可缺少的组成部分。同样也维持机体组织的结构与功能。
l 可促进儿童和青少年的生长发育。
l 身体受伤后更需要蛋白质维持机体组织的生长和修复。
2、 维持体液平衡、酸碱平衡
l 血液中的白蛋白、球蛋白帮助维持身体内的液体平衡。如果蛋白质摄入不足，造成临床上蛋白质缺乏性水肿。
l 血液中的氢离子决定血液的PH值。体内有五种缓冲系统，使血液PH维持恒定。
3、形成激素、酶和抗体
l 机体内甲状腺激素、肾上腺素是氨基酸的衍生物，胰岛素、下丘脑激素、垂体激素是多肽。这些属于蛋白质的激素在体内都起着重要的调节功能等。
l 体内所有酶都是蛋白质。
l 构成具有免疫功能的抗体。免疫球蛋白属Υ-球蛋白，补体是糖蛋白，淋巴因子的本质也是蛋白质。因此当蛋白质摄入不足，免疫功能将会受损，身体抵抗力下降，容易引发或加重各种疾病。
4、 构成神经组织、神经递质和结缔组织
l 蛋白质约占神经组织固体物的38%~40%，其中包括多种球蛋白、核蛋白和一些特殊的硬蛋白——神经角蛋白。
l Υ-氨基丁酸、多巴胺、去甲肾上腺素、5-羟色胺这些氨基酸衍生物都是重要的神经递质。
l 结缔组织是由部分细胞和细胞间质构成。细胞间质包括胶原纤维（纤维性糖蛋白）和无定形的基质（蛋白聚糖）。
l 结缔组织具有粘合、连接、支持、负重、防御等生理功能。
5、供给能量
l 蛋白质在体内降解成氨基酸后，经脱氨基作用生成的α-酮酸，可以直接或间接经三羧酸循环氧化分解，同时释放能量，是人体的能量来源之一。
l 1g蛋白质在体内产生16.7KJ(4.0Kcal)的能量。
6、 运输
l 蛋白质在体内转运底物如脂肪、维生素、矿物质和氧。
l 血液中的脂蛋白、运铁蛋白、视黄醇结合蛋白具有运送营养素的功能；血红蛋白具有携带、运送氧的功能。
l 白蛋白能与机体许多难容性的有机物和无机离子可逆的结合形成易容性的复合物，成为这些物质在血液循环中的运输形式。
正常人蛋白质的代谢变化
蛋白质的合成和分解
l 体内蛋白质处于不断合成和分解的动态平衡。
l 成人体内的蛋白质每天1%-2%被降解，主要是肌肉蛋白。
l 降解产生的氨基酸70%-80%又被重新利用合成新的蛋白质。
l 摄入正常膳食的正常人每日从尿中排出氮约8-12g。
l 不摄入蛋白质或禁食一切事物，每日从尿中排出氮约2-4g。

每日合成蛋白质的量取决于：
l 生长的需求
l 合成消化酶和其他酶的需要
l 更新被降解的蛋白质的需要
各种蛋白质降解速率不同，这些速率随生理变化而变化。为了满足生理需求，重要调节酶的降解既可以加速亦可滞后，从而改变酶含量，进一步改变代谢产物的流量和浓度。
过量氨基酸不能被储存。不管氨基酸来源如何，未立即合成到新蛋白质中去的那部分氨基酸被迅速降解。过量氨基酸的消耗并不能达到等量减少碳水化合物和脂类消耗的目的。
影响蛋白质合成和分解的因素
表1 不同条件对机体内蛋白质合成和分解的影响
条件
蛋白质合成
蛋白质分解
蛋白质净分解
营养
―
↓
↓
饥饿
↓
↓
↑
运动
―
↑
↑
衰老
―
―
―
急性病
↑
↑
↑
慢性病
↑
↑
↑
氨基酸的代谢
l 体内氨基酸可合成蛋白质和多肽，也可转变成其他含氮化合物。
l 各种氨基酸具有共同结构特点，代谢途径有共同之处，但不同的氨基酸由于结构的差异，代谢方式也不同。
l 体内氨基酸代谢的概况。

体内氨基酸代谢的概述
外源性氨基酸
氨基酸代谢库

血液氨基酸
组织氨基酸
组织蛋白质
脱氨基作用
α酮酸
NH3
非必需氨基酸
糖和脂类
CO2+H2O

=
尿素
谷氨酰胺
其他含氮化合物
脱氨基作用
胺类+ CO2
代谢改变
嘌呤、嘧啶、肌酸等含氮化合物

氨基酸代谢的调节
l 蛋白质的氨基酸模式和种类（膳食或外源性氨基酸）与机体氨基酸需要相符的程度。
l 个体总氮摄入量与总氮需要量的接近程度。
l 必需和非必需氨基酸之间的平衡程度。
l 能量摄入要与能量需要相符。

饥饿时蛋白质代谢的变化
1、短期饥饿（＜７２ｈ）
l 肌肉蛋白质分解增加：
蛋白质分解增加出现较迟，造成摄入血的氨基酸量增加，肌肉蛋白质分解的氨基酸大部分转变为丙氨酸和谷氨酰胺释放入学循环，进入肝后作为氧化供能及糖异生原料。
l 饥饿第三天，肌释出丙氨酸占输出总氨基酸的３０－４０％。
l 饥饿时动员储存的蛋白质成为主要能源。
２、长期饥饿（＞７２ｈ）
l 蛋白质分解加强：为满足脑组织对糖的需要，在肝脏和肾脏中进行的糖异生过程需要肌肉不断提供氨基酸前体、脂肪组织的甘油以及肌肉无氧糖酵解提供的乳酸盐。
l 导致负氮平衡，每日丢失的蛋白质累积达７５ｇ（３００ｇ肌肉）。在氨基酸糖异生过程中所含的碳链经过糖异生途径，而氨基酸被转化为尿素排出。
l 饥饿持续至三到四周，蛋白质的分解明显降低。肌释出氨基酸减少，负氮平衡有所改善。
应激时蛋白质的代谢变化
应激时蛋白质代谢的主流是分解过程增强，但同时也有某些蛋白质合成增加的现象。当机体存在创伤、感染和重症疾病时，常常伴有饥饿，此时的代谢变化与不同应激期相关。
l 在经受不同损伤后，患者发生系统性炎症反应是有益的，并随着病情的缓解而消失。
l 然而如果系统性炎症反应过于强烈或持久就可能导致蛋白质代谢的严重紊乱，其结果是分解代谢或代谢亢进，发生急性蛋白质营养不良，同时伴有免疫功能障碍和多器官功能损害。
l 无论是外伤或感染导致的应激状态，高分解状态均有共同特点。肌肉蛋白水解升高、肝脏尿素生成增多、葡萄糖产生增多，脂肪动员增加，全身蛋白分解增加并伴有蛋白合成的轻度升高，这导致负氮平衡。
重症疾病引起的神经内分泌控制机制改变的级联反应很大程度影响了蛋白质氨基酸的代谢，进而影响机体蛋白质的组成。瘦体群的丢失，特别是体细胞质量的丧失会导致机体的防御系统受损，同时致使重症患者的发病率和病死率增高。
二、 疾病状态下蛋白质的供给量及比例
疾病状态时蛋白质的需要量
决定因素—各种疾病状态、每种疾病的严重程度、急性期恢复期
l 疾病状态下，机体对氮的需求增加，其需要量可能随着代谢的变化而增加。
l 对于应激状态下的病人，影响机体氮平衡最主要的因素是总能量摄入量、蛋白质供给量及病人的代谢状况。
l 蛋白质摄入量为0.75g优质蛋白质/d，热氮比100-200:1，这一比例可保证体蛋白储存（WHO推荐）。
l 疾病状态下（肝肾功能正常）目标蛋白质供给量一般为1.2-1.5g/Kg.day,约相当于氮0.20-0.25g/Kg.day:热氮比100-150:1.
l 蛋白质所提供能量占总能量的15%-20%（相对）。
某些疾病需要限制蛋白质
l 急性肝衰竭时，必须限制蛋白质摄入预防肝昏迷。
l 氮质血症是，氮排出功能受限，限制蛋白质应当避免组织蛋白质消耗。
l 急性肾衰竭时，应当综合考虑患者高分解代谢及排水、电解质功能受限的现实，以及治疗的影响，确定蛋白质供应量。

三、 疾病状态下蛋白质不足和过量的危害
蛋白质摄入不足的危害
l 可影响毛细血管生成、成纤维细胞增殖、蛋白多糖和胶原合成，进而引起机体蛋白的消耗和氮的丢失增加。
l 伤口愈合与营养状态相关。危重患者多见中重度蛋白质—能量营养不良而影响伤口愈合。
l 负氮平衡得不到及时纠正，会出现严重营养不良、水肿、水电解质以及酸碱失衡，甚至会出现多器官功能障碍综合征等严重的病理生理变化，直接影响病人的预后。
蛋白质摄入过量的危害
l 过多的动物性蛋白摄入，会摄入较多的脂肪和胆固醇。
l 过多的动物性蛋白摄入，造成硫氨基酸摄入过多，这样可加速骨骼中钙质的丢失，易产生骨质疏松。
l 过量摄入蛋白质和氨基酸可导致尿素和其他化合物的生成量超出肝脏和肾脏的清除能力，并不增加肌肉数量、力量、爆发力和耐力。
四、 蛋白质的来源
食物来源
l 动物性食物（如肉、鱼、蛋、奶）的蛋白质含量高（10%-20%）
l 植物性食物（如谷类、薯类、豆类等）
l 各种肉汤中含有合成蛋白质的有效成分很少
肠内制剂
l 全营养素型：氮源为多肽、氨基酸、整蛋白
l 蛋白质组件：氮源为氨基酸混合物、蛋白质水解物或高生物价整蛋白（包括牛奶、酪蛋白、乳清蛋白分离物）
肠外制剂
氨基酸是肠外营养时的氮源物质。由于各种蛋白质都有特定的氨基酸组成，因此输入的混合氨基酸液中氨基酸的配比应该合理，缺少某种（些）氨基酸或含量不足，则会造成氨基酸的利用率和蛋白质的合成受到限制，从而影响肠外营养疗效。
选择氨基酸制剂时，应考虑
l 氨基酸的浓度
l 能量和含氮量
l 氨基酸种类
l 必须氨基酸与非必需氨基酸的比值
l 支链氨基酸（BCAA含量）
l 是否含有葡萄糖和木糖醇
l 无机盐种类含量
氨基酸的浓度有3%、5%、7%、8.5%、10%、11.4%等。目前临床上常用的氨基酸制剂是平衡型氨基酸溶液。近年来也有适应于婴儿、肝病、肾病、烧伤及肿瘤等各种疾病的氨基酸溶液供临床使用。
五、疾病状态下蛋白质营养状况评价
膳食调查
1.饮食习惯：包括地域特点、饮食餐次、进食规律性、食物禁忌、食物喜好、口味特点、喜好的烹调方法等。
2.食物摄入量：每日三餐、加餐食物量及种类。
3.疾病前后食物摄入量及种类、烹调方法的变化。
临床检查
1、 病史采集
l 已存在的病理与营养素影响因子
l 用药史及治疗手段
l 食物的过敏及不耐受性
2、 营养体格检查 恶液质、肌肉萎缩、水肿或腹水等

实验室检查
l 白蛋白、前白蛋白、转铁蛋白、纤维结合蛋白、视黄醇结合蛋白等。
l 血浆氨基酸谱
l 肌酐身高指数、3-甲基组氨酸
l 尿总氮、氮平衡
1、血浆蛋白
l 是疾病严重程度的有效指标，但不一定是营养治疗结果的良好测定指标。
l 对血清肝脏蛋白变化趋势的序列研究比单词测试更有价值，当患者康复时，这种趋势可反映其恢复情况。
表3、评价蛋白质营养状况的血浆蛋白指标
指标
临床意义
半衰期
功能
降低原因
升高原因
ALB
白蛋白
35-50为正常
28-34为轻度不足
21-27为中度不足
,<21为重度不足
14-20d
维持渗透压和转运物质
肝病、感染、肾病综合征、手术后水肿、水潴留、吸收不良
脱水
PA
前白蛋白
0.2-0.4为正常
0.16-0.20为轻度
0.10-0.15为中度
<0.10为重度不足
2-3d
转运甲状腺素和维生素A
急性分解代谢状态、手术后、能量及氮平衡改变、肝病、感染、透析
慢性肾功能衰竭
TRF
转铁蛋白
2.0-4.0为正常
1.5-2.0为轻度
1.0-1,5为中度
<1.0为重度不足
8-14d
与血浆铁结合并转运至需铁组织
慢性感染、急性分解代谢状态、肾病综合征、铁储存增加、肝损害、水潴留、营养不良
妊娠、肝炎、铁缺乏、脱水、慢性失血
FN
纤维结合蛋白
0.20-0.28为正常
4-24h
有调理素功能，激活补体，增强单核巨噬细胞清楚毒性物质、颗粒和免疫复合物功能
器官功能衰竭、严重营养不良、广泛创伤、烧伤、手术及脓毒血症、严重感染、重症肝炎、失代偿期肝硬化、肝癌转移
急性肝炎早期和代偿性肝硬化
RBP
视黄醇结合蛋白
0.027-0.076
为正常
12h
转运维生素A
维生素A缺乏，急性分解代谢状态、手术后、肝病
肾功能衰竭、妊娠
2、血浆氨基酸的测定
l 在创伤、手术等应急情况下，氨基酸代谢发生改变，血浆氨基酸谱也可以发生变化。
l 不同种类的氨基酸浓度下降不一致，必需氨基酸（EAA）下降较非必需氨基酸(NEAA)更为明显。
l 血浆氨基酸变化迅速，机体氨基酸的代谢改变并不一定表示机体氨基酸发生改变，因此在解释血浆氨基酸谱变化时，要根据创伤应激时的不同代谢状况逐一分析。
3. 氮平衡
l 氮平衡可反映摄入氮能否满足机体需要及体内蛋白合成与分解代谢情况，有助于营养治疗效果判断。
l 摄入的氮主要来源于食物和肠内外营养制剂中的蛋白质，主要用于体内蛋白质的合成。
l 排出的氮量主要包括粪便和排尿中的含氮化合物，主要是蛋白质在体内分解代谢的终产物。
l 人体氮平衡有三种情况，即总平衡、正平衡、负平衡。
总平衡即摄入氮=排出氮，反应体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，即氮的“收支”平衡,见于正常成人。
正平衡即摄入氮>排出氮，反应体内蛋白质合成大于分解，儿童、孕妇及恢复期病人属于此种情况，因为有一部分氮被保留在体内使细胞再生、组织修复，伤口愈合和蛋白质合成。
负平衡即摄入氮<排出氮，反应体内蛋白质的合成小于分解，见于饥饿、严重烧伤、出血及消耗性疾病患者。
l 测定氮平衡（NB）需要仔细地评价氮的摄入和各种途径氮的丢失，即尿（U），粪（F）和皮肤（S）中的丢失。
l 每日摄入氮量经体内利用后的剩余部分即体内代谢产生的氮，90%从尿中排出，其中主要排出形式为尿素。
l 其中尿酸、肌酸酐、氨基酸及氨等称为非尿素氮，每天丢失约2g，每天粪便氮丢失量为12mg/Kg，汗及毛发等氮丢失为5mg/Kg体重。
可利用公式计算：
氮平衡（g/d）=蛋白质摄入量(g/d)/6.25-(尿中尿素氮+3.5)
3.5为非尿素氮2g，粪氮1g和皮肤丢失氮0.5g之和。
创伤和某些严重疾病，尿中尿素氮和非尿素氮的排出量明显改变，此时应测尿总氮排出量，计算氮平衡。
氮平衡（g/d）=蛋白质摄入量(g/d)/6.25-（尿总氮+1.5）
4. 肌酐身高指数（CHI）-------衡量机体蛋白质水平的灵敏指标
尿液中肌酐是肌肉中肌酐的代谢产物，其数量反应肌肉的数量和活动，间接反映体内肌肉蛋白质含量，当蛋白质缺乏时，尿肌酐含量降低。
5、3-甲基组氨酸------（3-MH）
3-MH是骨骼肌分解代谢的产物，可反映肌肉中肌纤蛋白数量及代谢状况。常用来作为评价蛋白质分解代谢的指标，也是肌肉蛋白质减少的标志。
人体测量
l 上臂围（AC）：可反映肌蛋白储存和消耗程度，且与体重密切相关，也能反映能量代谢的情况。
l 上臂肌围（AMC）：反映体内蛋白储存情况，臂肌围和血清蛋白含量密切相关，在血清蛋白低于28g/L的病人中，87%病人臂肌围均缩小。
l 上臂肌面积（AMA）：用于患者自身对照，是在某一段时间内肌蛋白的变化。
握力
l 评价肌肉静力的最大力量状况，主要反映前臂和手部肌肉的力量，因其与其他肌群的力量有关，所以也可反应肌肉总体力量。
l 适用于病人肌力和营养状况的变化的评价。
l 持续监测，以评估病人骨骼肌肌力恢复情况。
蛋白质氧化率
通过代谢车可准确测定不同疾病状况下病人的能量消耗及蛋白质氧化率，是提供合理有效的营养治疗及决定营养物质需要量与比例的前提和保证。
人体成分分析
可用于临床疾病状态下人体组成成分改变的监测，可以评估体内瘦体组织的含量，进而监测体内蛋白质的变化及肌力的大小，有利于指导治疗。
小结
在临床实际工作中，应首先了解正常和疾病状态下蛋白质和氨基酸在体内的代谢状况，并掌握蛋白质的生理功能及科学评价蛋白质的营养状况。在疾病的不同阶段提供适宜的蛋白质，以符合机体代谢的需要进而促进疾病的转归和患者的早日康复。