体内的氨基酸:身体自行合成与必须从食物中获取的氨基酸
氨基酸是蛋白质的构建模块,身体使用20种不同的氨基酸来构建其所有蛋白质。与普遍看法相反,身体不能自行合成所有氨基酸。只有大约11种氨基酸,称为非必需氨基酸,能在体内以足够的量生成。其余9种氨基酸被称为必需氨基酸,身体完全无法合成,因此必须从食物中获取。
九种必需氨基酸(必须从饮食中获取的氨基酸)是:组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸。动物性蛋白质来源,如肉、鱼、蛋和奶制品,提供所有这九种氨基酸,某些植物性来源,如大豆,也提供完整的氨基酸谱。
非必需氨基酸的合成部位:肝脏是体内氨基酸合成和分解的主要场所。肌肉主要贡献于两种氨基酸的合成,即丙氨酸和谷氨酰胺,它们用于在组织间运输氮和碳。需要明确的是:即使是身体自行合成的非必需氨基酸,最终也是由来自膳食蛋白质的氮和碳骨架构建而成,因此,在任何年龄段,充足的蛋白质供应都至关重要。
年龄如何影响蛋白质利用:合成代谢抵抗
一个常见的误区是,随着年龄增长,身体会“失去合成氨基酸的能力”。实际情况更为复杂和不同。测量肌肉蛋白质合成速率的研究发现,在禁食(基础)状态下,肌肉蛋白质的合成速率大多得以维持,年轻人和老年人之间相似。主要变化不在于基础速率,而在于肌肉对摄入蛋白质的反应。
这种现象被称为合成代谢抵抗。在年轻的身体中,摄入一小份蛋白质(约20克)会急剧提高肌肉蛋白质的合成速率。在老年身体中,相同份量的蛋白质会产生迟钝且减弱的反应。换句话说,老年人每餐需要更大数量的蛋白质才能激发与年轻人从小份量中获得的相同合成反应。
合成代谢抵抗的一个核心机制是细胞信号通路mTOR的减弱,该通路将氨基酸(尤其是亮氨酸)的存在转化为构建蛋白质的指令。当该通路敏感性降低时,需要更强的刺激(更多蛋白质、更多活动)来激活它。
影响老年人蛋白质利用的其他因素:
- 消化和吸收的变化:消化系统中蛋白质的吸收和分解可能效率较低,更大一部分氨基酸在到达肌肉之前就被肝脏和肠道捕获和利用。
- 体力活动减少:缺乏活动会加剧合成代谢抵抗。锻炼,尤其是抗阻训练,可以恢复肌肉对蛋白质的敏感性。
- 肌肉质量减少(肌肉减少症):代谢活跃的肌肉组织减少意味着氨基酸和蛋白质代谢的“储备”减少。
需要注意的是:对于随着年龄增长氨基酸合成的“下降百分比”,没有统一的数值。影响程度因人而异,取决于体力活动水平、饮食中蛋白质的数量和质量以及整体健康状况。
为什么这很重要:蛋白质利用不良的后果
当身体难以将膳食蛋白质转化为组织构建时,可能会出现几个问题,其中最主要的是:
- 肌肉质量和力量丧失:氨基酸对于肌肉的构建和维护至关重要。其利用不良是肌肉减少症(与年龄相关的肌肉流失)的核心因素,这会损害力量、活动能力和独立性。
- 免疫功能:某些氨基酸是免疫系统细胞和抗体的原材料,供应不足可能会损害免疫反应。
- 组织修复和恢复:伤口愈合、运动后修复以及维持结缔组织(胶原蛋白)都依赖于氨基酸的可用供应。
如何改善老年人的蛋白质利用
好消息是:合成代谢抵抗并非命中注定,通过饮食和活动可以在很大程度上克服它。
- 每餐摄入足够的蛋白质:为了超过迟钝反应的“阈值”,建议老年人将蛋白质分散在全天,并在每餐中包含一份优质蛋白质(通常建议每餐摄入约25至40克蛋白质,具体取决于体重),而不是将每日所有蛋白质集中在一餐中。
- 优质且富含亮氨酸的蛋白质:完整的蛋白质来源,如瘦肉、鱼、蛋、奶制品、豆类和豆制品,提供所有九种必需氨基酸。亮氨酸尤其能激活mTOR通路以促进肌肉构建。
- 体育锻炼,尤其是抗阻训练:力量训练可以“刷新”肌肉对蛋白质的敏感性,并消除大部分合成代谢抵抗。将训练与训练后摄入蛋白质相结合尤其有效。
- 必要时使用膳食补充剂:当难以仅从食物中达到蛋白质目标时,可以借助蛋白质补充剂或必需氨基酸补充剂,最好在医生或营养师的指导下进行。
氨基酸表:必需与非必需
九种必需氨基酸(必须从食物中获取,身体无法合成):
| 中文名称 | 英文名称 | 在体内的功能 |
|---|---|---|
| 组氨酸 | Histidine | * 产生组胺:对产生组胺(炎症和免疫反应介质)至关重要。* 蛋白质合成:是许多蛋白质(包括血红蛋白)的重要组成部分。 |
| 异亮氨酸 | Isoleucine | * 支链氨基酸:有助于肌肉构建和组织修复。* 能量产生:在运动时为肌肉提供能量来源。* 蛋白质合成:是许多蛋白质的重要组成部分。 |
| 亮氨酸 | Leucine | * 刺激肌肉构建:一种支链氨基酸,可激活mTOR通路并促进肌肉蛋白质合成。* 蛋白质合成:是许多蛋白质的重要组成部分。 |
| 赖氨酸 | Lysine | * 蛋白质合成:是许多蛋白质的重要组成部分。* 产生胶原蛋白和肉碱。* 增强免疫系统:有助于免疫系统的正常功能。 |
| 蛋氨酸 | Methionine | * 蛋白质合成:是许多蛋白质的重要组成部分。* 提供甲基:产生S-腺苷甲硫氨酸,一种对体内许多甲基化过程重要的化合物。 |
| 苯丙氨酸 | Phenylalanine | * 产生酪氨酸:用作酪氨酸的原料,进而产生多巴胺和去甲肾上腺素。* 蛋白质合成:是许多蛋白质的重要组成部分。 |
| 苏氨酸 | Threonine | * 蛋白质合成:是许多蛋白质的重要组成部分。* 产生胶原蛋白和弹性蛋白:有助于结缔组织和弹性组织。 |
| 色氨酸 | Tryptophan | * 产生血清素:用作血清素(一种重要的神经递质)的原料。* 产生褪黑素:有助于产生睡眠激素。* 蛋白质合成。 |
| 缬氨酸 | Valine | * 支链氨基酸:有助于肌肉构建和组织修复。* 为肌肉提供能量。* 蛋白质合成:是许多蛋白质的重要组成部分。 |
非必需氨基酸(身体能够自行合成,主要在肝脏中):
| 中文名称 | 英文名称 | 在体内的功能 |
|---|---|---|
| 丙氨酸 | Alanine | * 能量和葡萄糖来源:可转化为丙酮酸,用于产生能量和通过糖异生在肝脏中产生葡萄糖。* 蛋白质合成:是许多蛋白质的重要组成部分。 |
| 精氨酸 | Arginine | * 产生尿素:对在尿素循环中中和氨至关重要。* 调节血压:用作一氧化氮(扩张血管)的原料。* 蛋白质合成。(在生长和疾病时期被认为是半必需氨基酸。) |
| 天冬酰胺 | Asparagine | * 产生其他氨基酸:可转化为天冬氨酸。* 蛋白质合成:是许多蛋白质的重要组成部分,并在神经系统功能中发挥作用。 |
| 天冬氨酸 | Aspartic acid | * 尿素循环和核苷酸循环:用于中和氨以及产生DNA和RNA的构建模块。* 蛋白质合成:是许多蛋白质的重要组成部分。(在人类中,天冬氨酸不会转化为赖氨酸,该途径仅存在于细菌和植物中。) |
| 半胱氨酸 | Cysteine | * 产生谷胱甘肽:对产生谷胱甘肽(一种主要的抗氧化剂)至关重要。* 蛋白质合成:形成稳定蛋白质结构的二硫键。(被认为是半必需氨基酸,由蛋氨酸生成。) |
| 谷氨酸 | Glutamic acid | * 产生其他氨基酸:可转化为谷氨酰胺和脯氨酸。* 神经信号传递:在大脑中充当兴奋性神经递质。* 蛋白质合成。 |
| 谷氨酰胺 | Glutamine | * 能量来源:分解为谷氨酸,然后转化为α-酮戊二酸,为三羧酸循环提供能量。* 肠道和免疫系统细胞的燃料。* 蛋白质合成。 |
| 甘氨酸 | Glycine | * 产生胶原蛋白:胶原蛋白(一种在结缔组织中重要的蛋白质)的关键成分。* 产生谷胱甘肽:构成谷胱甘肽的三种氨基酸之一。* 蛋白质合成。 |
| 脯氨酸 | Proline | * 产生胶原蛋白:对胶原蛋白的结构和稳定性至关重要。* 蛋白质合成:是许多蛋白质的重要组成部分。 |
| 丝氨酸 | Serine | * 产生磷脂:有助于构建细胞膜。* 碳代谢:参与DNA成分的产生。* 蛋白质合成。 |
| 酪氨酸 | Tyrosine | * 产生多巴胺和去甲肾上腺素:用作神经递质的原料。* 产生甲状腺激素。* 蛋白质合成。(由苯丙氨酸生成,因此是半必需氨基酸。) |
注:一些非必需氨基酸(如精氨酸、半胱氨酸、酪氨酸和谷氨酰胺)被称为“半必需氨基酸”,因为在生长、疾病或生理压力时期,身体可能需要从食物中补充它们。
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