我是你的贝贝贝
范文一：小肠的吸收
小肠的吸收
一．摘要
饲料在消化道内被消化后，其分解产物通过黏膜上皮细胞进入血液和淋巴的过程称为吸收。小肠吸收的物质种类多且量大，所以营养物质在消化道内吸收的主要部位是小肠。因此评价小肠的吸收能力对于生理具有重要意义，研究各种营养物质的小肠吸收动力学及吸收促进剂、ph值对其在小肠吸收速率的影响，探讨小肠吸收机制。
二．关键词：小肠吸收 吸收机制 吸收动力学
三．吸收特点
2.1 小肠有许多有利的吸收条件：
（1）.在小肠内，糖类、蛋白质、脂类消化为可收的物质。
（2）.小肠的吸收面积大。小肠粘膜形成许多环行皱襞，
皱襞上有许多微绒毛，使小肠粘膜的表面积增加600倍。
（3）.小肠绒毛的结构特殊，有利于吸收。绒毛内有毛细
血管、毛细淋巴管（乳糜管）、平滑肌纤维及神经纤维网，
消化期间小肠绒毛的节律性伸缩与摆动，可促进绒毛内的
血液和淋巴流动。
（4）.食物在小肠内停留的时间较长，能被充分吸收。
2.2 小肠吸收的途径和机制
2.21 吸收途径
（1）跨细胞途径
腔肠内的营养物质通过绒毛上皮
细胞的腔面膜进入细胞，在经细胞
的基膜和侧膜进入血液和淋巴。
（2）旁细胞途径
腔肠内的营养物质通过上皮细胞
间的紧密连接进入细胞间隙，再进
入血液和淋巴。
2.22 吸收机制
吸收机制主要可分为被动转运、主
动转运、出胞和入胞。
四 研究观点
综合对小肠吸收的研究，我准备从三个方面对小肠的吸收进行分析：1）小肠的吸收能力 2）小肠吸收机制 3）小肠吸收的动力学特征
3.1 小肠的吸收能力
3.11 小肠在口服药物的吸收中，药物浓度的时间曲线表明，小肠内药物浓度总体呈指数衰减，但有周期性波动，波动周期约为90 min，给药4 h 后，小肠内药物浓度在小肠蠕动后大幅下降至较低水平，提示在天麻素注入小肠后，小肠内天麻素溶液被小肠液所稀释，浓度急剧下降，而且小肠的分节运动或蠕动冲使天麻素在小肠内液体中不断重新分配，造成浓度的波动。药物在该小肠段内的排空时间约4h。静脉血液的药物浓度比动脉血液药物浓度高一个 数量级，并随小肠内药物浓度变化而变化。
3.12 在对小肠吸收改善实验中，紫草素微乳和异甘草素微乳通过提高肠壁通透性一定程度地改善其吸收，在小肠的吸收主要以被动扩散方式吸收。在体单向灌流实验结果表明，微乳剂型可明显改善异甘草素的实验性肠吸收。药物在整个肠段都有吸收，结肠吸收最好，异甘草素微乳在各肠段的Ka均高于原型药物，差异具有显著性( P ＜ 0. 05) ;异甘草素微乳在各质量浓度下的Ka均高于原型药物。
3．13 研究发现在热应激条件下，饲粮中添加Gln 有利于改善肉鸡的生长性能和小肠组织结构，并提高小肠的吸收能力，缓解热应激对肉鸡造成的危害，且对后期的影响优于前期，综合考虑可知前期添加2.0%较好，后期添加1.2%较好。
3.2 小肠吸收的机制
3.21 在羟基喜树碱细胞转运的试验中，当加入P-gp抑制剂环孢菌素A 和维拉帕米后，羟基喜树碱的跨膜转运明显增加; 当加入表面活性剂Cremophor EL后，羟基喜树碱的跨膜转运有所增加，但不够明显; 而加入TPGS 后，羟基喜树碱的跨膜转运明显增加，可能是因为Cremophor EL 的P-gp 抑制作用没有TPGS 的强而导致的。
3.22 在巴戟多糖在体肠吸收机制的研究中发现低浓度表面活性剂可促使膜脂质和蛋白质溶解，表面活性剂分子可插入脂质双分子层，提高膜通透性，促进药物吸收。结合实验结果，可以推测吸收促进剂主要通过改变小肠细胞膜结构来促进巴戟多糖的小肠吸收，通过考察不同吸收促进剂对巴戟多糖的吸收促进作用，启发我们利用吸收促进剂可以提高口服巴戟多糖的生物利用度，对于进一步研究巴戟多糖的口服剂型设计具有指导意义。
实验结果表明，在吸收面积不变的情况下，随着药物浓度的增加，巴戟多糖溶液在大 鼠小肠内的Ka无显著性差异，符合Fick 扩散定律，表明巴戟多糖在大鼠小肠主要以被动扩散的方式吸收，所以确定吸收机制为被动扩散。
3.23在蝙蝠葛酚性碱在大鼠小肠吸收特性研究也确定了蝙蝠葛酚性碱的吸收机制为被动扩散；随着肠循环液pH 增大，蝙蝠葛酚性碱Ka 增大。
3．3小肠吸收的动力学特征
3.31 研究牛蒡子苷在大鼠小肠内的吸收动力学特征。实验方法是采用大鼠在体肠灌流方法建立牛蒡子苷大鼠肠吸收模型，考察牛蒡子苷在大鼠小肠的吸收情况。
动物给药后，小肠在吸收过程中不仅吸收药物，也吸收水分，从而导致供试液体积减少，故不能采用直接测定药物浓度的方法计算剩余药量。酚红为大分子络合物，不被小肠吸收，可用来测定被小肠吸收的水量。通常苷类药物在肠循环液中较不稳定，易水解代谢为苷元，实验分别考察牛蒡子苷在37.4 ℃条件下的稳定性，发现在肠吸收实验过程和样品储存过程中，牛蒡子苷较稳定，未发生水解。实验结果表明，牛蒡子苷10～50 μg/mL，在肠道的吸收动力学相关指标Ka、t1/2、P、Papp的值不随质量浓度的变化而变化，基本保持恒定。
3.32 药物在体内的溶解、吸收与药物的油水分配系数有关，体外油水分配系数测定试验可模拟药物在体内水相与生物相间的分配情况。根据经典理论，log P ＜ 0 时药物在肠道中极不易被吸收，仅适于血管给药; 0 ＜ log P ＜ 3 时可经胃肠道给药吸收。试验结果表明，红景天苷是含酚羟基的酚类化合物，其log P 在不同pH 条件下均为负数，亲水性强，亲脂性弱，不易透过生物膜，口服不易吸收；酪醇的log P 在不同pH 条件下均在1 左右，说明 其具有一定的亲水亲脂性，口服吸收较好，该结果与原位肠循环灌注试验中红景天苷和酪醇
的肠吸收结果一致。
五．小结
通过对小肠吸收的研究发现，小肠是消化道内的主要吸收部位，其吸收的物质种类多而且数量多，小肠的吸收能力对动物的生长发育具有重要的意义。水是通过渗透方式被吸收，葡萄糖和半乳糖是通过同向转运机制吸收的，蛋白质通过继发性主动转运吸收，维生素和无机盐通过主动转运吸收。
六．展望
小肠作为动物体内重要的吸收部位，对动物的生产养殖和疾病预防与医治都有无限发展潜力。研究小肠中的转运机制(包括摄入与外排)和在动物小肠中的代谢稳定性有重大意义，这对促进中国农业快速发展有积极作用。
七．参考文献
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范文二：苏科版七年级上册 小肠适于消化和吸收的的结构特点.
苏科版七年级上册
第3章第4节 人体对食物的消化吸收
(第1课时)
教材分析
本课题是苏科版义务教育课程标准实验教科书《生物》七年级上第3章“人体的物质和能量来源与食物” 第4节“人体对食物的消化吸收”第1课时。教材以图片及文字内容直接呈现了相关知识，让学生通过阅读、分析图片和文字信息等理解消化作用和消化的过程，并描述人体消化系统的组成。通过小肠结构的探究活动，让学生理解小肠是消化和吸收的主要场所，认同结构与功能相统一的观点。进而培养学生自觉养成良好的卫生饮食习惯，关注自身的健康和发展。
学生分析
七年级学生活泼好动，喜欢直观形象的事物，喜欢动手实践。针对这一特点，在课程设计上，我采用课件、视频、探究实验、资料分析等方法，充分调动学生学习的积极性，从而实现以学生为主体，教师为主导的主动探究式教学理念。
教学目标
知识目标
1、理解消化作用和消化的过程;
2、描述人体消化系统的组成;
3、说出口腔、胃和小肠适于消化和吸收的结构特点。
能力目标
1、培养学生实验的观察、操作和分析能力;
2、以学生自主学习、合作学习为主要方式，培养自主学习、合作学习的能力。 情感目标
1、通过小肠结构的观察活动，理解小肠是消化和吸收的主要场所，认同结构与
功能相统一的观点;
2、培养学生养成良好的饮食习惯，为今后工作和学习拥有良好的身体打下基础; 3、培养学生学习生物学的兴趣，体会在活动中与他人合作的重要性。 教学重点
1、理解消化作用;
2、理解口腔、胃和小肠是主要的消化和吸收部位。
教学难点:
小肠适于消化和吸收的的结构特点。
设计思路:
理解消化作用和认识人体主要的消化和吸收部位是本节课的重点，说出小肠适于消化和吸收的结构特点则是本节课的难点。如何发挥学生的主动性，使
1
学生积极参与来有效掌握知识，那么课堂既要有知识性还要有趣味性。因此，在设计教学时，我首先从贴合学生生活实际的“午餐”引入课题，把整节课分为三大块:一是消化作用和消化的过程，二是人体消化系统的组成，三是人体主要的消化和吸收的部位。第一块内容可以先让学生自主学习，通过读图分析，得出消化作用的概念，总结出消化的过程。第二块内容请学生结合自己的体验，通过观看录像，讨论、体验活动等方式认识人体消化系统的组成。第三块内容主要抓住三大器官(口腔、胃、小肠)，通过探究实验、视频、资料展示和读图分析，找出口腔、胃、小肠适于消化和吸收的结构特点，使学生认同结构与功能相统一的观点，培养学生探究、合作等学习能力。最后通过讨论分析，使学生认识消化系统的重要性，自觉养成良好的饮食卫生习惯，科学的生活。 课前准备:
课件、实验准备
教学过程:
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
提问:同学们，今天的午饭回忆所学知识，以学生旧知引入
你们吃了些什么,这些食物中思考回答老师课题，温故而知
有些什么营养物质,营养物质的问题。 新。 导 入 进入人体后，是不是都可以被
我们人体直接吸收呢,导入新
课——人体对食物的消化和吸
收。
自主学习:消化作用 1、通过阅读课本
1、思考:什么样的营养物质可学生自学课本内容，培养学生消化作用以被人体直接吸收,什么样的59页上的内自主学习的能和消化的营养物质基本不能被人体直接容，回答问题。 力。 过程 吸收,为什么,
2、读图分析:食物是怎么被消2、通过读图分
化的,食物的消化包括哪些过析，培养学生观
程, 察、分析能力。
自主学习:认识人体的消化系统 1、通过阅读课本消化系统消化道 学生自学课本内容，培养学生的组成 1、思考:上课前老师吃了两块60页上的内自主学习的能
饼干，你知道它们现在在容，思考并结合力。
哪,你能在自己身上指出自己的体验，回 1、消化道 胃的位置吗,饼干是怎么答问题。 2、联系自身，活
到达胃里的呢,胃里的“饼 学活用。
干”又将去往何处,
2、师生共同总结消化道的组成。
2
2、消化腺 消化腺 3、看录像巩固新
1、观看食物在消化道中被消观看录像，回答学知识——消化
化的录像。 问题。 道的组成，并引
思考:当食物经过消化道中 出消化腺的概
某些消化器官的时候，哪些器 念。
官中有液体流入,想一想，流
进来的这些液体有什么作用, 4、通过体验活
2、体验活动:唾液腺分泌唾液。 体验活动 动，联系实际，
思考:除了唾液腺以外，人 掌握新知。
体还有哪些消化腺呢,它们分
泌的消化液都是流入消化道中看图分析，回答5、通过分析“消
哪个器官里的呢, 问题。 化腺”图片，培
3、总结消化系统组成。 养学生观察、分
析能力。 人体主要分析消化系统的板书，找出消分析板书，回答1、从“消化道和消化和吸化道中哪些器官的消化能力比问题。 消化腺”的板书收的部位 较强,阐述原因。 中找出消化能力1、口腔 口腔 强的器官，培养
1、口腔中有哪些结构参与学生讨论，得出学生的逻辑性和
了消化, 口腔适于消化归纳能力。
2、这些结构都分别起了什和吸收的结构2、使学生意识到
么作用, 特点。 保护牙齿的重要
3、应该如何保护, 性。 2、胃 胃 看录像，讨论得3、通过资料展
资料展示:博蒙特对人类认识出胃适于消化示，活跃课堂气
胃的贡献 和吸收的结构氛，调动学生学
录像:胃的运动 特点。 习的兴趣。
思考:胃是如何消化食物的, 3、小肠 小肠 学生分小组探
1、探究实验 究，汇报、交流
思考: 探究结果。 4、通过探究、读
?小肠外表面和内表面有何区 图、分析资料等
别,?小肠内表面的皱襞和绒 方法找出小肠适
毛有什么作用, 于消化和吸收的
2、读图分析 结构特点，使学
观察小肠绒毛的显微结构图。 读图分析，回答生认同结构与功
思考:?在每根小肠绒毛里有问题。 能相统一的观
什么结构,?这些结构有什么 点，培养学生探
作用, 究、合作等学习
3
3、病例分析 能力。 病例:14岁的陈帆因病造成大分析病例，回答
部分小肠坏死，医生不得不将问题。
坏死的小肠全部切除，最后仅
剩下了88厘米。陈帆的身体每
况愈下，四肢无力，面黄肌瘦。
思考:
?陈帆的身体为什么每况愈
下,?这说明了什么,
4、从板书上寻找小肠适于消化分析板书，回答
和吸收的结构特点。 问题。
课堂小结 请学生归纳本节课的主要知识学生归纳并提充分发挥学生的点并自主提问。 问。 主体作用，增强
参与意识，培养
质疑能力。
知识拓展 讨论:你知道哪些消化系统疾 使学生认识消化病呢, 系统的重要性，展示1~2个消化系统疾病病例。 学生讨论、交流 自觉养成良好的讨论:消化系统非常重要，你饮食卫生习惯，知道怎样来保护我们的消化系科学生活。 统吗,
4
范文三：动物小肠锌吸收特点及其机制的研究进展
动物小肠锌吸收特点及其机制的研究进展
第13卷第3期
2006年5月
肠外与肠内营养
Parenteral&EnteralNutrition
?
179?
V01.13No.3
Mav.2006
?
综述?
动物小肠锌吸收特点及其机制的研究进展
于昱,综述,罗绪刚,吕林,刘彬审校
(1.中国农业科学院畜牧研究所矿物元素营养研究室,北京100094;
2.动物营养学国家重点实验室,北京100094)
摘要:该文作者综述了锌在动物小肠细胞水平的吸收特点及可能吸收机制,为充分
阐明锌吸收在维持机体锌稳态
中的重要作用提供理论基础.
关键词:锌;小肠吸收;稳态;动物
中图分类号:R459.3,R333.5文献标识码:A文章编号:1007—810X(2006)03-0179-05 Advancesinstudiesonintestinalabsorptioncharacteristicsandmechanismsofzinc
YUYureviewing,LUOXu.gang,LULin一,LIUBin,checking
(1.MineralNutritionResearchDiv~ion,InstituteofAnimalScience,ChineseAcademyofA
griculturalSci—
enees,Beijing100094,China;2.StateKeyLaboratoryofAnimalNutrition,Beijing100094,
China)
Abstract:Thisarticlereviewedtheadvancesinstudiesonintestinalabsorptioncharacteristic
sofzincand
possiblemechanisms.Ithassetafoundationforelucidatingimportantfunctionsofzincabsor
ptioninmain'
tainingzinchomeostasisinthebodyofanimals.
Keywords:Zinc;Intestinalabsorption;Homeostasis;Animals
0引.言
锌是动物的必需微量元素之一,主要通过作为体 内300多种酶的必需组分或激活因子而广泛参与体 内的一系列代谢活动,能与半胱氨酸和组氨酸形成锌 指结构,可参与基因的转录,翻译,细胞增殖,分化及 细胞内信号转导等方面的调节.因此,锌与机体发 育,骨骼生长,免疫功能,内分泌调节,蛋白质和核酸 代谢等有密切关系.动物锌缺乏会出现生长受阻,厌 食,皮肤损伤,骨骼畸形,免疫力及繁殖力下降等症 状.为了维持动物的正常生长,就必须保持机体锌代 谢的稳态调控.20世纪60年代,有学者提出锌的体 内稳态调控理论,其中胃肠道内锌的吸收及分泌的改 收稿日期
基金项目
作者简介
通讯作者
变是调节机体锌平衡的主要机制.因此,研究锌的吸 收对于确保动物健康和高效生产,以及在生产中合理 使用锌添加剂具有十分重要的意义.
1锌吸收与锌的稳态调控
Kirchgessnerl】认为,某一器官的营养流量处于平 衡状态,称为稳态(homeostasis).该研究表明,当断 乳大鼠饲喂含锌量为10,100mg/kg饲粮时,其整个 机体的锌贮存量保持在30mg/kg左右恒定,说明动
物体内存在一个锌稳态调控机制.据报道,胃肠道, 尤其是小肠,肝,胰腺是调控机体锌稳态的主要部位, 而外源锌在小肠吸收,内源锌经粪排泄,.肾的再吸收 及锌在各器官细胞内的分布是调节锌稳态的主要环 2006l—l9
国家"973"项日(批准号:2004CB117501)及中国农业科学院一级岗位杰出人才基金
资助.
于昱(1978一),女,山东乳山人,博士研究生,从事微量元素生化与分子营养专业.
罗绪刚(1963一),男,博士生导师.
?
180?肠外与肠内营养2006年5月第13卷 节.其中锌的吸收及其内源分泌是调控锌稳态的 关键环节.August等研究发现,成年人食用锌含 量为2.8,5mg/d的日粮,其锌吸收为(644-5)%;而 食用锌含量为12.8,15mg/d的日粮,其锌吸收仅为 (394-3)%.因此,当饲粮锌水平在一定范围内变动 时,锌吸收也随之变化,它可调节机体锌稳态. 2锌由肠腔入血的吸收转运机制
研究表明,大鼠对锌的肠道吸收包括非饱和扩散 及饱和载体调节两个过程,Hempe等认为,这种现 象表明锌在肠道内的吸收可分为细胞问扩散(para. cellulardiffusion)和跨细胞吸收(transcellularabsorp— tion)两类.综合大量文献,作者提出锌肠道吸收机制 的可能完整模式,见图1.
图1锌小肠吸收机制可能模式图(改自Hempe等) Figure1Themechanismofzincabsorptionininntestine(amen— dedfromHempeJM,elal) 2.1细胞问扩散细胞问低分子扩散是一种经过紧
密连接(TJ),非耗能性的被动转运过程,其允许物质 通过的能力受紧密连接的调节.通过细胞间扩散形 式而被吸收的物质主要是一些水溶性的,低分子量的 物质,如矿物质和寡肽等.Karbach研究发现,大鼠 小肠从黏膜到浆膜方向60%,70%的钙是经细胞问 扩散吸收的,仅有30%,40%的钙是跨细胞吸收的, 而从浆膜到黏膜方向的钙全部是经细胞间扩散吸收 的.Satake等培养人结肠癌细胞系(Colonadeno. carcinomacellLine,Caco一2)用以研究三肽的吸收机 制,发现Val-Pro-Pro构成的三肽主要是通过细胞间 扩散被完整的吸收.而某些四肽,八肽,D.Phe.Gly等 也主要是通过细胞间扩散的方式在细胞内被吸收. 关于锌是否能通过细胞问扩散的途径被肠道吸收的 研究报道还很少.有学者认为,锌可以通过细胞问扩 散途径被吸收,低分子量配体可通过改变紧密连接来 改变细胞间扩散对锌的渗透能力.但迄今为止,在国 内外现有文献中尚未见到关于锌是否能通过细胞间 扩散的途径被肠道吸收的直接试验证据. 2.2跨细胞吸收目前,锌在肠道内跨细胞转运存 在如下吸收模式:?胰向小肠肠腔内分泌锌结合配 体;?在肠腔中锌同配体结合;?锌一配体复合物穿过 小肠微绒毛进入肠上皮细胞;?在上皮细胞内锌被转 运到基膜的结合位点上;?血浆清蛋白与上皮细胞基 膜相互作用,在受体位点上结合锌形成复合物后进入 门静脉循环系统.概括地说,锌在小肠内的跨细胞吸 收可以分为三步:肠腔中的锌穿过小肠黏膜细胞顶膜 (刷状缘)进入细胞的吸收过程;锌从小肠黏膜细胞顶 膜到基膜的细胞内转运过程;锌穿过小肠黏膜细胞基 底膜进入血液的转运过程.下面将分别描述锌在此
三个过程的吸收转运特点及其机制.
2.2.1锌从小肠黏膜细胞顶膜进入细胞的吸收过程 ?肠腔内各种配体对锌吸收的影响:众所周知,带 正电荷的锌离子很难通过富含阴离子的细胞膜,它必 须与一些低分子量配体结合,才能被肠黏膜细胞摄 取.而且锌离子在生理pH值下易沉淀,与低分子量 配体结合后,形成可溶性复合物,便于其被肠道吸收. 这些低分子量配体主要包括甲基吡啶酸,柠檬酸及其 他一些糖类代谢过程中产生的有机酸如EDTA,还有 一
些游离氨基酸及寡肽类,如组氨酸,半胱氨酸,蛋氨 酸和谷胱甘肽等.但低分子量配体是促进还是抑制 锌的肠道吸收还尚无定论,而锌是以锌-配体复合物 完整形式被吸收还是与配体结合后避免肠腔中沉淀 剂对其的沉淀或吸附作用,而直接到达小肠刷状缘, 并在吸收位点处发生水解,以离子形式进入肠上皮细 胞也尚无定论,均有待进一步研究.?锌在小肠黏膜 细胞顶膜上的吸收特点及吸收机制:目前,人们对锌 在动物小肠细胞水平如小肠黏膜细胞顶膜,基膜等处 的吸收特点进行了广泛研究.Menard等研究报 道,用小肠刷状缘膜微粒法来研究大鼠对锌的吸收, 发现当锌浓度为0.2mmo~L时,吸收为饱和的,当锌 浓度为1mmoUL时,吸收为不饱和的,在两个过程中 均不需要能量和ATP.研究还发现,锌充足鼠与锌缺 乏鼠的锌吸收均表现出载体调节特征,前者的K值 为0.38mmo~L,J…为5.4nmol/(min?mg)蛋白;后 者的K值为0.44mmol/L,J…为12nmol/(min?
.Tacnet等?采用小肠刷状缘膜微粒法,发 mg)蛋白
现猪小肠锌吸收可分为非饱和扩散和饱和载体介导
两个过程,前者的非饱和常数为0.0254-0.006.后者 的K值为(0.2154-0.039)mmol/L,J…为(17.24- 1.7)nm0l/(min?mg)蛋白.另有研究用Caco.2细胞 培养研究其顶膜与基膜锌吸收的不同机制.非线性 回归分析表明,顶膜锌吸收符合Michaelis.Menten方 程,为饱和过程,并包括一个扩散过程.饱和过程K
第3期于昱,等动物小肠锌吸收特点及其机制的研究进展?l8l?
值为41~xnol/L,V为0.3nm0l/(cm?10min),扩 散过程值为1s/cm.并且顶膜锌吸收过程无需能 量及Na.KATP酶?.但Finley等?却得出与此相 反的结论.该研究表明,随锌浓度增加Caco一2顶膜 对锌的吸收是一个不饱和过程,即不存在载体调节机 制,锌最高浓度时的最大吸收速度仅为50pmol/(cm ?
h).造成上述差异的原因,可能与实验模型,研究 技术手段及试验条件有关.关于锌在小肠黏膜细胞 顶膜处的吸收机制,随着各种载体蛋白的发现已在分 子水平得以揭示.有研究表明,锌从肠腔穿过小肠黏 膜细胞顶膜进入细胞的过程,受SLC39(Solute—Linked Carrier39)基因编码的ZRT/IRT类似蛋白(ZRT,IRT— LikeProtein,ZIP)家族的和SLC30(Solute—
LinkedCarrier30)基因编码的阳离子扩散辅助(cation diffusionfacilitator,CDF)家族的ZnT5两种锌转运蛋 白的调控?.CDF家族转运蛋白可协助锌离子从细 胞质内流出至细胞外或转运到细胞器内.ZIP家族 转运蛋白的功能与CDF家族正好相反,它们可促进 细胞外或细胞器中的锌进入细胞质.研究发现,患肠 致病性肢端皮炎(acrodermatitisEnteropathica,AE)的
人,其hZiP4基因发生突变,而且肠道锌吸收受阻. 由此,人们将ZiP4蛋白与锌的肠道吸收联系在一起. hZiP4mRNA主要在十二指肠,空肠,结肠,胃和肾中 表达,其蛋白主要存在于小肠黏膜细胞顶膜表面,这 种组织分布与其生理功能是相一致的.Dufner—Beat— tie等?研究报道,当细胞培养液zn浓度在0到60 I.unol/L范围内变动时,转染mZ/P4基因的人胚肾细 胞(humanembryonickidney,HEK293)对"zn的吸收 明显高于对照组.该结果为ZiP4锌转运蛋白调节细 胞锌吸收提供了直接试验证据.有资料表明,mZiP4 基因表达受锌含量调节.饲粮锌缺乏可明显促进 mZiP4mRNA及蛋白在小鼠母体小肠及胚的卵黄囊 中的表达,而注射锌或饲粮锌水平增加,则小肠内 mZiP4mRNA含量明显降低.同样,hZiP4基因表 达也受锌含量的调节.Cragg等?研究报道,补充锌 可使人回肠黏膜中hZiP4蛋白含量降低到无法检测 的程度,对hZiP4mRNA含量无影响.该试验还表明, 当细胞培养液中锌浓度为200i.unol/L时,Caco一2细 胞中的ZiP4mRNA和蛋白含量都要低于锌浓度为100 i.unol/L时的含量.有趣的是,患有AE的病人,虽然 其hZiP4基因发生突变导致肠道锌吸收受阻,但也能 吸收食物中一部分锌.这表明肯定有其他锌转运载 体,如ZnT5等在肠黏膜细胞顶膜吸收锌过程中起作 用.ZnT5mRNA在各组织中广泛表达,但在胰腺,前 列腺,卵巢,睾丸等组织含量最丰富,其蛋白在胰腺B 细胞中表达最多.后来的研究证实,ZnT5也存在于 Caco.2细胞及人的肠黏膜细胞,结肠黏膜细胞的顶 膜.自此,人们认为ZnT5是调节锌在肠黏膜细胞 顶膜处吸收的另一转运蛋白.Kambe等?研究发
现,将ZnT5转染到人子宫颈癌细胞(Hela)时,它可增 加高尔基复合体对晒zn的吸收,说明ZnT5确实可以 调节细胞锌吸收.另外,锌可以调节ZnT5基因表达. Cragg等?研究了培养液锌浓度从100i.unol/L增加 到200i.unol/L对Caco.2细胞ZnT5mRNA及蛋白含 量的影响.结果表明,ZnT5mRNA及蛋白水平随锌 浓度增加而下降.该研究还发现,每天补锌25mg,14 d后对人回肠黏膜中ZnT5mRNA含量无影响,但可
. 使其蛋白含量降低3.7倍
2.2.2锌从小肠黏膜细胞顶膜到基膜的细胞内转运 特点及机制Raffaniello等?研究报道,在50min 内,锌从Caco一2基膜(basolateral,BL)到顶膜(apical,
AP)的转运速率为从AP到BL的速率的2,3倍.这 两种转运均为浓度依赖性,而且均无需能量支持.也 有学者认为,锌从大鼠小肠浆膜层到黏膜层的分泌是 一
个需能过程.另外,Finley等?研究发现,6h内锌 从Caco-2AP到BL的转运速率为从BL到AP的速 率的15倍,这两种转运均为不饱和转运.Reeves 等?试验结果表明,锌从Caco.2AP到BL的转运速 率要比BL到AP的速率快,并且锌的浓度会影响这 两种方向的转运速率.当锌浓度为25i.unol/L时,从 Caco.2AP到BL的转运速率仅为锌浓度为5i.Lmol/L
时的4o%;而从Caco.2BL到AP的转运速率在锌浓 度为25i.Lmol/L时,是锌浓度为5m0l/L时的2倍. 锌经顶膜吸收后其去处可能有两个:转运至基膜人血 和进入细胞器代谢,储存.通过哪条途径是由机体对 锌的需求决定的.需求高时,锌与某些特定的锌转运 载体结合后,被转运至基膜进入血液;需求低时,锌被
滞留在细胞内,一部分随细胞脱落而返回肠腔,另一 部分与特异的锌转运载体结合后被转运到细胞器进 行代谢或储存.目前,被认为参与锌细胞内转运的转 运载体有ZnT2,ZnT7,MT,CRIP四种蛋白.Palmiter 等研究表明,用ZnT2CDNA转染细胞,使其ZnT2 过度表达.高锌时,可使锌易被细胞内各种微粒如核 内体储存.后来人们即认为ZnT2可以转运锌到细胞 内囊泡中,便于贮存.ZnT2mRNA多在小肠,肾,睾 丸,胎盘,乳腺等处表达,其蛋白多集中于靠近小肠微 绒毛顶膜侧及乳腺组织边缘处的微粒上.另外,z几 的基因表达受锌水平的调节.Liuzzi等?研究表明, 大鼠小肠和肾中ZnT2的表达对锌具有高的反应性, 锌缺乏时,ZnT2mRNA降低到几乎检测不到的水平.
?
182?肠外与肠内营养2006年5月第13卷
与之相反,添加锌(饲粮或口服添加2周)后,ZnT2 mRNA的水平显着增加,而且小肠中ZnT2的表达与 MT表达密切相关,目前,尽管还不知ZnT2蛋白是否 有同样的变化趋势,但已知ZnT2蛋白与ZnT2mRNA 之间有密切的关联.人类ZnT7蛋白由376个氨基酸 组成,与鼠ZnT7蛋白有95%的同源性,其具体生理 功能尚不清楚.Kirschke等研究表明,zn1_7mR- NA在肝,小肠,脾含量最丰富,在肺中也较多,但其蛋 白仅在小肠和肺中表达,ZnT7蛋白在十二指肠,空肠 含量颇为丰富,间接表明ZnT7可能在锌吸收中起作 用.该研究还发现,ZnT7蛋白过表达的中国仓鼠卵 巢细胞,其囊泡前核区积累大量锌,说明ZnT7可将细 胞质锌转运到囊泡中.另外,不的基因表达受锌
水平的调控.Devergnas等研究报道,给Hela细胞 补充0,100Ixmol/L不同浓度的锌,对ZnT7mRNA 含量无影响.而当细胞缺锌时,可显着增加ZnT7 mRNA表达.金属硫蛋白(Metallothionein,MT)是一 类富含半胱氨酸(33%)的小分子量(6000,7000) 金属结合蛋白,可以以高亲和力与重金属结合,其与 金属结合能力的顺序为Cu>Cd>Zn.每分子MT可 结合7原子锌.在哺乳动物中存在四种MT异构体, 其中MT一1和MT-2存在于所有器官中,在肝,肾,胰, 小肠中含量较丰富,而MT-3仅存在于脑组织中,MT一 4仅发现在鳞状上皮组织中.关于MT对锌吸收的影 响,人们已进行大量研究,目前主要存在以下观点: MT与锌吸收呈相反的关系.即当外界环境锌浓度较 高时,MT表达增加,可结合并储存锌,或增加锌从小 肠向肠腔的分泌,从而使锌吸收降低;缺锌时,MT表 达减少,使锌吸收增加.Davis等..以MT基因敲除 或转染的小鼠为实验对象,研究MT与锌吸收的直接 关系,发现饲喂锌后MT基因敲除小鼠的锌吸收高于 MT过表达的小鼠,实验结果与前人一致.基因 表达受锌水平调节,而且对锌变化反应非常迅速,这 种变化具有一定的组织特异性.Cousins等在大 鼠饲粮中添加不同水平锌,研究了锌对组织基因 表达的影响.结果表明,MTmRNA水平在某些组织 中与饲粮锌的摄入成比例,肾MTmRNA对锌摄入量 变化反应最明显,其后依次为肝,小肠,脾和心MTm— RNA.Levenson等研究发现,给大鼠饲喂含锌1, 3O及180mg/kg饲粮16d后,其回肠MTmRNA水平 随饲粮锌水平增加而显着增加.锌对MT基因表达 的这种调节主要是通过金属反应转录因子一1(metal
responsivetranscriptionfactor一1,MTF一1)与基因启 动子上的金属反应元件(metalresponsiveelements,
MRE)的相互作用来实现的.Hempe等发现一种 低分子量的与锌结合的物质,与此物质结合的zn量 与被吸收的zn量直接相关,说明此物质可影响动物 肠道对锌的吸收.后经测序表明,此物质不是MT,而 是富含半胱氨酸的肠道蛋白(cysteine—richIntestinal
protein,CRIP).C~PmRNA在成年啮齿类动物小肠 中含量比较丰富,在其他组织如肺,脾,睾丸含量较 少,在脑,肾,肝中几乎检测不到.目前,尚不清楚 CRIP蛋白的表达部位.患有AE疾病的人和动物,其 CRIP合成受阻,表明CRIP与锌的肠道吸收有关. Hempe等研究表明,当饲喂低锌饲粮时(1/g), 大鼠肠黏膜细胞胞质中40%的zn与CRIP结合,仅 有4%与MT结合;当饲喂高锌饲粮时(180t~g/g),大 鼠肠黏膜细胞胞质中52%的zn与MT结合,仅有 14%与CRIP结合,并且前者的锌吸收显着高于后者, 说明CRIP可与MT竞争吸收细胞内锌,使锌易于在 基膜释放,最终使锌吸收增加.但是,CRIP基因表达 不受锌水平调控.
2.2.3锌在小肠黏膜细胞基膜的吸收特点及穿过基 膜入血的转运机制锌的吸收和分泌在维持机体锌 稳态中起着重要调节作用.有研究表明,小肠内源锌 分泌十分重要,并且对锌吸收率有一定影响.因 此,人们对锌在小肠黏膜细胞基膜的吸收即锌分泌过 程也进行了一定的研究.Raffaniello等?研究报道, 当锌浓度从5Ixmol/L增加到100Ixmol/L时,Caco-2 基膜对锌的吸收也呈线性增加,此过程为一个非饱和 过程,其Kd值为1.3s/cm,无需能量,但Na—KATP酶
对其有影响,锌在基膜的吸收速率与其在顶膜的速率 接近.Oestreicher等研究结果与其相反,饲喂锌充 足饲粮的大鼠小肠黏膜细胞基膜对锌的吸收可分为 扩散和饱和两个过程.对后者1min之内的初始速 率分析表明,其K值为24ixmol,J一为17nmol/(min
?mg蛋白).饲粮锌摄人不影响此吸收过程,另外, 此过程需要耗能.Finley等?研究发现,当锌浓度为 l,200Ixmol/L时,Caco-2基膜对锌的吸收为一个饱 和过程,其K值为49ixmol/L,锌在基膜的吸收速率 比其在顶膜的速率高很多.Reeves等?验结果表 明,当锌浓度为25Ixmol/L时,在Caco-2基膜的吸收 速率是锌浓度为5Ixmol/L时的4倍,与锌浓度影响 顶膜锌吸收的结果相反,并且不同锌浓度下,锌在基 膜的吸收速率是其在顶膜的速率的6,25倍.锌从 基膜入血与锌转运载体ZnT1有关.ZnT1是哺乳动 物中第一个被发现的锌转运载体,是ZnT家族中唯一 的一个位于基膜上且在各组织中广泛分布的成员,其 mRNA多分布于小肠,肾,胎盘等部位,蛋白在十二指 肠,空肠的肠黏膜细胞基膜处含量最丰富,其主要作
第3期于昱,等动物小肠锌吸收特点及其机制的研究进展?183?
用为将锌从细胞内穿过基膜转运到门静脉血液中. 因此,ZnT1蛋白可使细胞能够抵挡外周环境中高锌 的毒性作用.Palmiter等研究表明,给小仓鼠肾细
染ZnT1CDNA后,这 胞(babyhamsterkidney,BHK)转
些ZnT1过度表达的BHK细胞的zn外流量明显增 加,细胞内锌浓度降低,并且这种影响是不依赖Na, 无需提供能量.该研究证明了ZnT1转运蛋白确实可 以将锌转运到细胞外.另外,有很多研究表明,n
基因表达受锌水平的调节.McMahon等引通过饲粮 添加以及口服两种方式研究了锌对大鼠小肠和肝 ZnT1的调节作用.结果表明,饲粮中添加锌后,小肠 中ZnT1mRNA和蛋白约分别提高了50%和10%,但 对肝中ZnT1无影响.口服锌后,小肠中ZnTlmRNA 水平提高了8倍,但ZnT1蛋白没有相应的增加.与 之相反,口服锌没有影响肝中ZnT1mRNA的水平,但 肝ZnT1蛋白增加了5倍.这说明锌对ZnT1的影响 在一定程度上依赖于锌的添加方式,并且其他因素可 能参与了对ZnT1转运蛋白稳定状态水平的调节. Cragg等研究表明,补锌可使回肠黏膜中
ZnT1mRNA降低1.4倍,蛋白降低1.8倍.当细胞培 养液锌浓度从100~mol/L增加到200~mol/L时,Ca. co-2细胞中ZnT1mRNA及蛋白含量均有所降低.这 种在大鼠和人中补锌后对ZnT1基因表达的影响不同 的具体原因还不清楚,有待进一步研究.而锌对 Znn基因表达的调节是通过MTF.1与Znn基因启 动子上的MRE的相互作用来实现的.而且ZnT1蛋 白有糖基化,磷酸化等翻译后修饰位点.因此,锌也 有可能通过翻译后修饰途径调节ZnT1蛋白水平. 3锌在血液中的转运过程
经基膜转入门静脉血液中的锌,大多数与血浆清 蛋白结合,小部分与转铁蛋白,d,.巨球蛋白,氨基酸 等其他配体结合转运.血浆中清蛋白含量占血浆蛋 白总量的55%,大鼠新吸收的zn中有95%与血浆 清蛋白结合转运.血浆中总的可交换锌中,与清蛋白 结合的锌占99%,与组氨酸,半胱氨酸等氨基酸结合 的锌占剩余的1%.健康人血浆中有70%的锌与清 蛋白结合,剩余30%与其他配体结合.Zn.d,.巨球蛋
白配体对大多数细胞来说,都是不能被吸收的.锌与
清蛋白结合后在血液中循环,吸收的zn首先在肝,
胰,脾中沉积,只有少量沉积在肌肉和脑中,然后大部
分的锌被转运到骨骼中.有研究表明,吸收入血的锌
大约有67%,80%进入肝.肝是锌代谢最快的组织,
锌的更新率为30h.
4有待进一步研究的问题
消化道是一个十分复杂的动态变化体系,动物食
糜的非稳态和肠腔主要参数(如pH值和食糜通过
率)的变化,使得研究微量元素的吸收机制非常困难.
因此,人们虽然对锌的肠道吸收机制进行了广泛的研
究,但仍存在许多问题有待深入研究,如锌是否能通
过细胞间扩散方式被吸收;锌是以离子形式被吸收,
还是以锌一配体复合物的完整形式被吸收;锌在小肠
黏膜细胞内是如何被转运的;是否还有其他转运载体
在锌的跨膜转运中起作用等等.今后有必要对这些
问题进行进一步研究,以便深入阐述锌的吸收机制,
为充分阐明锌吸收在维持机体锌稳态中的重要作用
提供理论基础.
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范文四：活性肽在大鼠小肠吸收特点的实验研究_李世成
DOI :10. 16038/j . 1000-6710. 2004. 03. 009
中国运动医学杂志2004年5月第23卷第3期Chin J Sports Med , M ay 2004, Vol . 23, No . 3
·271 ·
活性肽在大鼠小肠吸收特点的实验研究
李世成1 王启荣1 杨则宜1 李跃纲2 贺凤3 陈志民4 艾华4 李肃反1
1国家体育总局运动医学研究所(北京100029)
2北京市疾病控制中心 3北京体育大学研究生院 4北京大学运动医学研究所摘要 目的:研究补充活性肽对大鼠小肠上皮组织形态学、氨基肽酶活性及氮代谢的影响, 探讨大鼠小肠对活性肽的吸收特点。方法:雄性SD 大鼠30只, 被随机分为:安慰剂对照组(Pla 组) 、补充大豆分离蛋白对照组(Pr o 组) 和补充活性肽实验组(Pep 组) 。大鼠在适应性喂养及膳食平衡1周后, 进行代谢实验及指标测试。结果:(1) Pep 组大鼠小肠粘膜蛋白含量比Pro 组高48. 60%,比Pla 组高91. 37%(P <0. 05)="" 。(2)="" pep="" 组大鼠小肠粘膜氨基肽酶活性明显增加,="" 比pla="" 组增加了203.="" 97%,比pro="" 组则增加了73.="" 30%(p=""><0. 05)="" 。(3)="" pep="" 组大鼠小肠粘膜厚度比pro="" 组高6.="" 99%,比pla="" 组高25.="" 03%(p=""><0. 05)="" 。(4)="" pep="" 组大鼠小肠绒毛高度比pro="" 组高4.="" 65%,比pla="" 组高22.="" 22%(p=""><0. 05)="" 。(5)="" pep="" 组大鼠小肠上皮隐窝深度比pro="" 组高12.="" 58%,比pla="" 组高35.="" 77%。(6)="" pep="" 组大鼠小肠上皮绒毛表面积比pr="" o="" 组高3.="" 30%,比pla="" 组高23.="" 64%(p=""><0. 05)="" 。(7)="" 补充大豆分离蛋白后,="" pep="" 组大鼠氮平衡值、氮储存率和表观消化率较pla="" 组分别增高641.="" 03%、591.="" 42%和51.="" 80%;而补充活性肽后,="" pep="" 组大鼠氮平衡值、氮储存率和表观消化率较pla="" 组分别增高1061.="" 54%、982.="" 69%和71.="" 43%,较pro="" 组分别增高56.="" 75%、56.="" 59%和12.="" 94%。结论:补充活性肽可增加大鼠小肠粘膜蛋白质含量、氨基肽酶的活性,="" 改善大鼠小肠粘膜组织形态结构,="" 增加小肠绒毛高度、表面积和小肠上皮隐窝深度,="" 刺激小肠腺的发育,="" 同时显著提高机体对氮的表观消化率和氮储存率,="" 并使机体处于较高水平的正氮平衡,="">
关键词 活性肽; 氨基肽酶; 小肠; 形态学; 氮代谢; 吸收
Effects of Soy Hydrolyzed Peptides Supplementation on Small Intestinal Absorption in Rats
Li Shiche ng , Wang Q irong , Yang Ze yi , et al .
National Research Institute of Sports M edicine , Beijing 100061, China
A bstract Objective :To investigate the effects of soy hydrolysed peptides supplementation on small in -testinal morphology and nitr ogen absorption in rats , and illustrate the characteristic of absorption on soy hydr o -lysed peptides supplementation in small intestinal . Methods :30male SD rats were randomly divided into three groups :Placebo group (water supplemented , Pla group ) ; Isolated soy protein -supplemented group (Pro group ) ; Soy hydrolysed peptides -supplemented group (Pep group ) . After one week meals adaptation , Metabolic test had done , small intestinal morphology , and the activity of a minopeptidase were determined . Results :(2) The content of intestinal epithelial pr otein in Pep group increased 48. 60%than Pro gr oup , and increased 91. 37%than Pla gr oup (P <0. 05)="" .="" (2)="" the="" activity="" of="" a="" minopeptidase="" in="" pep="" gr="" oup="" increased="" 73.="" 30%than="" pro="" group="" ,="" and="" increased="" 203.="" 97%than="" pla="" gr="" oup="" (p=""><0. 05)="" .="" (3)="" the="" mucosal="" thickness="" in="" pep="" group="" increased="" 6.="" 99%than="" pro="" group="" ,="" and="" increased="" 25.="" 03%than="" pla="" gr="" oup="" (p=""><0. 05)="" .="" (4)="" the="" vil="" -lous="" height="" in="" pep="" gr="" oup="" increased="" 4.="" 65%than="" pro="" group="" ,="" and="" increased="" 22.="" 22%than="" pla="" group="" (p=""><0. 05)="" .="" (5)="" the="" cr="" ypt="" depth="" in="" pep="" group="" increased="" 12.="" 58%than="" pro="" group="" ,="" and="" increased="" 35.="" 77%than="">
基金项目:国家科技部奥运攻关项目资助。通讯作者:李世成, E mail :shichenglee @126. com
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group (P <0. 05)="" .="" (6)="" the="" villous="" surface="" area="" in="" pep="" group="" increased="" 3.="" 30%than="" pro="" group="" ,="" and="" in="" -cr="" eased="" 23.="" 64%than="" pla="" group="" (p=""><0. 05)="" .="" (7)="" the="" value="" of="" nitrogen="" balance="" increased="" 641.="" 03%,nitr="" ogen="" retention="" rate="" increased="" 591.="" 42%,and="" the="" apparent="" digestibility="" incr="" eased="" 51.="" 80%,after="" isolated="" soy="">
supplementation . Compar ed with Pla group , the value of nitrogen balance increased 1061. 54%,the nitr ogen retention rate increased 982. 69%,and the apparent digestibility increased 71. 43%,after soy hydrolysed pep -tides supplementation . Compared with Pro group , the value of nitr ogen balance increased 56. 75%,the nitro -gen retention rate increased 56. 59%,and the apparent digestibility increased 12. 94%,after soy hydrolysed peptides supplementation . Conclusion :The small intestinal morphology and absorption improved , after soy hydr olysed peptides supplemented .
Key words soy hydrolysed peptides , a minopeptidase , nitrogen metabolism , small intestinal morpholo -gy , absorption
尽管蛋白质能以肽的形式被机体吸收这一现象很早就被发现, 但是, 真正引起人们对蛋白质消化、吸收观念的改变还不到二十年的时间, 特别是小分子肽和肽的类似物能否被小肠粘膜完整吸收入血并在体内发挥生理作用, 更是蛋白质和药物学研究的热点之一。目前, 随着机体内一些组织中肽载体的不断发现和克隆, 肽营养已成为生命科学研究领域一个新的热点。而在运动医学研究领域, 相关报道极少。
剧烈运动中肌肉蛋白质出现净降解, 而运动后骨骼肌结构的修复、重建以及功能的恢复需要在运动后第一时间尽快补充氮源。研究表明, 机体对不同的食物蛋白质具有不同的消化、吸收速率。因此, 研究具有高效率消化、快速吸收、在体内迅速发挥生理作用的活性蛋白质, 势必对运动训练实践和运动营养研究具有重要意义。本实验观察了补充活性肽后大鼠氮代谢、小肠粘膜氨基肽酶活性, 以及大鼠小肠粘膜组织形态结构的变化, 探讨小肠对活性肽的吸收特点。1 材料与方法1. 1 实验动物
雄性SD 大鼠30只, 体重180～200克(由北京维通力华实验动物生物技术有限公司提供) 。大鼠在实验室适应3天后被随机分为3组, 即:安慰剂组(Pla ) 、补充大豆分离蛋白组(Pro ) 和补充活性肽组(Pep ) , 各组动物体重无显著性差异。大鼠在二级动物房内分笼饲养, 室温控制在22±3℃,相对湿度50～60%,昼夜节律用日光灯控制, 每日光照时间为8∶00AM ～8∶00P M 。
大鼠在动物房适应性喂养(此期间计录每只大鼠的食量) 后, Pep 组大鼠灌胃15%的活性肽饮料2ml (其中含活性肽0. 3g ) , 1次/日; Pro 组大鼠灌胃15([2]
[1]
白0. 3g ) , 1次/日; Pla 组大鼠灌胃等量的纯净水。所有动物膳食平衡1周后, 开始分别在不锈钢制大
鼠代谢笼中单独饲养, 进行代谢实验。
以摄食量最少大鼠的平均食量(约25克) 为代谢试验期间所有大鼠每日食量的投放标准, 确保每只大鼠每日摄取的能量相等。分别收集、计量并处理72小时粪和尿, 用20%硫酸保存。
活性肽为大豆蛋白水解物组成的混合物, 其中主要含5肽(Leu -Ala -Pro -Glu -Glu ) 、6肽(Met -Ser -Leu -Pro -Thr -Asn ) 和8肽(Ar g -Leu -Met -Leu -His -Leu -Ala -Pro ) , 主要分子量范围为200～600D (由山东中食都庆生物技术有限公司提供) 。大豆分离蛋白由吉林不二蛋白有限公司生产。大鼠饲料由北京科澳协力饲料有限公司生产(登记证号:京饲(配) 字第238号, 许可证号:京动许字(2000) 第015号) 。1. 2 测试指标与方法1. 2. 1 大鼠氮代谢的测定
依张龙翔等文献[3], 采用微量凯氏定氮法(Mi -cro -Kjeldahl Method ) , 根据计算公式:每日样品含氮量=(样品消耗盐酸量-空白消耗盐酸量) ×14×盐酸浓度×稀释倍数×每日样品总量, 测试下列指标:氮平衡(nitrogen balance , NB ) =摄入氮量-排泄氮量
氮储存率(nitrogen retention rate , NRR ) =(摄入氮量-排泄氮量) /摄入氮量
表观消化率(apparent digestibility , AD ) =(摄入氮量-粪氮) /摄入氮量1. 2. 2 大鼠小肠上皮刷状缘膜氨基肽酶活性的测试
25%乌拉坦溶液腹腔麻醉(0. 8～1. 3ml /只) , 剖开腹腔, 在屈氏(Treiz ) 韧带下约2c m 处离断, 取约,
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水洗涤后展平, 滤纸吸附除去水分及可视内容物后, 用玻片刮取小肠粘膜标本于-70℃保存待测。依Fujita 等, 粘膜标本在4℃环境用50mM 甘露醇-2mM Tris (pH7. 4) 溶液(1∶9, w ∶v ) 制成5%匀浆液, 取匀浆液100μl 按考马斯亮蓝染色(Bradford 法) 法测蛋白含量, 其余匀浆液中加无水氯化钙, 搅拌、静置10分钟后, 离心(4℃,2000×g , 10min ) , 留上清; 沉淀用Tris -甘露醇(pH7. 4) 溶液再次离心(4℃,20000×g , 15min ) , 留上清; 前后上清用于测定氨基肽酶活性。
取上清液20μl , 加入0. 5mM L -亮氨酰-β-萘胺0. 2ml 、50m M 磷酸缓冲液(pH7. 8) 0. 4ml 、蒸馏水0. 38ml , 37℃水浴60min ; 加0. 2mol /L 醋酸盐缓冲液(pH4. 2) 3ml 混匀, 终止反应; 分光光度计测量光密度。酶活性单位为每分钟水解1μmol 的底物所需的酶量, 以比活性U /mg ·pro 表示。计算公式:酶活性=(样品吸光度-对照吸光度) ×1min ×反应体系总体积×1000/酶促反应时间×样品体积×底物吸光系数×光径。
1. 2. 3 组织学观察大鼠小肠粘膜形态学指标在屈氏(Treiz ) 韧带下约2c m 处离断, 取约2c m 左右的空肠, 于系膜缘处纵向剪开, 将浆膜面贴于滤纸上展开, 粘膜面朝下, 连同滤纸垂直置于10%甲醛钙溶液中固定。定向石蜡包埋, AO 组织切片机(美国Optical 公司) 切片, HE 染色, 光镜下检测小肠粘膜上皮细胞形态结构等[5, 6]。
[4]
每组任取6只动物的小肠标本, 每个标本(蜡块) 取非连续切片2张, 每张切片在LEIC A Q550C W 图像分析仪(德国Leica 公司) 上随机选取10个目
标, 分别测试如下指标:小肠粘膜厚度(mucosal thickness ) 、小肠绒毛高度(villous height ) 、小肠隐窝深度(crypt depth ) 和小肠绒毛表面积(villous surface area ) 。1. 3 统计方法
结果以“平均数±标准差”(mean ±SD ) 表示, 用C ASIO fx -100计算器和SPSS 统计软件包进行计算和统计分析(one -way ANOVA ) 。显著性水平为P <0.>
2. 1 补充活性肽对大鼠氮代谢的影响
本研究发现, 三组动物均处于正氮平衡状态。由表1可见, 补充活性肽组大鼠氮平衡值最高为0. 45g /d , 比补充大豆分离蛋白组高56. 75%,比安慰剂组高1061. 54%(均P <0. 05)="" ,="" 提示pep="" 组大鼠对氮的摄入增多而排出减少。表1还显示pep="" 组大鼠氮储存率最高,="" 比pro="" 组高56.="" 59%,比pla="" 组高982.="" 69%(均p=""><0. 05)="" ,="" 说明该组大鼠氮的储存能力高于其他2组。此外,="" 实验数据表明pep="" 组大鼠小肠表观消化率最高,="" 比pro="" 组高12.="" 94%,比pla="" 组高71.="" 43%(均p=""><0. 05)="" ,="" 提示pep="">
表1 补充活性肽对大鼠氮代谢的影响
Table 1 Effect of Soy hydrolyzed peptides supplementation on nitrogen metabolism in rat
安慰剂组Pla Group
样本数(n ) Samples 实验日数(d ) Duration 摄食量(g /d ) Intake of food 氮摄入量(g /d ) Intake of nitrogen 日排氮量(g /d ) Excreta of nitrogen 氮平衡(g /d ) Nitrogen balance 氮储存率(%) Nitrogen retention rate 表观消化率(%) Apparent digestibility
★☆
补充大豆分离蛋白组
Pro Group 10322. 50. 6860. 40±0. 030. 29±0. 0342. 13±4. 6981. 11±3. 91
补充活性肽组Pep Group
10322. 50. 6870. 23±0. 010. 45±0. 01★☆65. 97±1. 8391. 61±2. 17
★☆★☆
9322. 50. 6480. 61±0. 030. 04±0. 036. 09±4. 2553. 44±2. 40
P <0. 05:pep="" 组与pro="" 组比,="" the="" comparison="" between="" pep="" group="" and="" pro="" group="" ;="" p=""><0. 05:pep="" 组与pla="" 组比,="" the="" comparison="" bet="" ween="" pep="" group="" and="" pla="" groups="">
2. 2 补充活性肽对大鼠小肠粘膜蛋白质含量和氨基肽酶活性的影响
如表2所示, Pep 组大鼠小肠粘膜蛋白含量最
高, 为48. 80±6. 50mg /dl , 比Pro 组高48. 60%,比Pla 组高91. 37%(P <0. 05)="" 。另外,="" 本研究还发现,="" pep="">
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(3. 83U /mg ·pro ) , 比Pla 组增加了203. 97%(P <0. 05)="" ,="" 比pro="" 组则增加了73.="" 30%(p=""><0. 05)="">
表2 补充活性肽对大鼠小肠粘膜蛋白含量
和氨基肽酶活性的影响
Table 2 Effect of Soy hydrolysed peptides supplementation on
the activity of aminopeptidase and the content of protein in s mall intestine of the rat
蛋白质含量
group
n
(mg /dl ) Content of protein
安慰剂组(Pla ) 补充大豆分离蛋白组(Pro ) 补充活性肽组(Pep )
★☆
氨基肽酶活性(U /mg ·pro ) Activity of aminopeptidase 1. 26±0. 392. 21±0. 593. 83±0. 65★☆
图1 安慰剂组大鼠小肠上皮(HE , 10×
)
910
25. 50±3. 8432. 84±5. 2348. 80±6. 50★☆
10
P <0. 05:the="" comparison="" between="" pep="" group="" and="" pro="" group="" ;="" p=""><0. 05:the="" comparison="" between="" pep="" group="" and="" pla="" groups="">
2. 3 大鼠小肠粘膜形态观测
由表3及图1～3可见, 补充活性肽组大鼠小肠粘膜厚度比补充大豆分离蛋白组高6. 99%,比喂水组高25. 03%(均有统计学意义) 。本研究发现, Pep 组大鼠小肠绒毛高度比Pro 组高4. 65%(P <0. 05)="" ,="" 比pla="" 组高22.="" 22%(p=""><0. 05)="" 。实验数据显示,="" pla="" 组大鼠小肠上皮隐窝深度最浅为182.="" 30±22.="" 99μm="" ,="" pep="" 组大鼠小肠上皮隐窝深度最高为247.="" 51±66.="" 98μm="" ,="" 比pro="" 组高12.="" 58%(p=""><0. 05)="" ,="" 比pla="" 组高35.="" 77%(p=""><0. 05)="" 。pla="" 组大鼠小肠上皮绒毛表面积最小为26744.="" 78±2716.="" 87μm="" ,="" 低于pro="" 组(31954.="" 49±2669.="" 29μm="" 2,="" p=""><0. 05)="" ,="" 也低于pep="" 组(33067.="" 68±5376.="" 99μm="" 2,="" p=""><0.>
。
图3 补充活性肽组大鼠小肠上皮(HE , 10×)
2
图2 补充大豆分离蛋白组大鼠小肠上皮(HE , 10×
)
表3 补充活性肽对大鼠小肠上皮组织形态结构的影响
Table 3 Effects of Soy hydrolysed peptides supplementation on small intestinal morphology in rat
黏膜厚度(μm ) Mucosal thickness
安慰剂组Pla Group 补充大豆分离蛋白组Pro Group 补充活性肽组Pep Group
★☆
绒毛高度(μm ) Villous height 466. 32±38. 04544. 18±37. 89569. 93±95. 10★☆
隐窝深度(μm ) Crypt depth 182. 30±22. 99219. 86±24. 79247. 51±66. 98★☆
绒毛表面积(μm 2×100) Villous s urface area 267. 4478±27. 1687319. 5449±26. 6929330. 6768±53. 7699★☆
648. 62±59. 71764. 04±61. 58817. 44±161. 64★☆
P <0. 05:pep="" 组与pro="" 组比,="" the="" comparison="" between="" pep="" group="" and="" pro="" group="" ;="" p=""><0. 05:pep="" 组与pla="" 组比,="" the="" comparison="" bet="" ween="" pep="" group="" and="" pla="" groups="">
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3 分析与讨论
3. 1 补充活性肽对大鼠氮代谢的影响
机体内的含氮物质有蛋白质、氨基酸、肌酸、嘌呤、嘧啶、肌苷、维生素和氨基糖等, 其中最主要的、代谢活跃的含氮物质非蛋白质莫属。通常机体的氮代谢与蛋白质代谢是等同的。机体对氮的吸收、储存和利用反映机体蛋白质代谢的状况。氮平衡是衡量体内蛋白质代谢的常用指标, 是指机体氮摄入量与排出量的差值。蛋白质的表观消化率反映食物蛋白质被消化、吸收的程度, 用机体吸收的氮量占摄入的总氮量的百分比表示。体内氮储存量占总摄入氮量的百分数即为氮的储存率。这些指标同时又是衡量蛋白质营养价值高低的参数。如果一种蛋白质的吸收率高、储存的氮量多、利用完全, 那么这种蛋白质的质量则优, 营养价值就高。
目前, 一般认为膳食中的蛋白质在消化道(主要是小肠) 中的消化液作用下, 分解成寡肽(oligopep -tides , OP , 占2/3) 和游离氨基酸(free a mino acid , FAA , 占1/3) , OP 被小肠绒毛刷状缘膜(brush border membrane , BB M ) 的肽酶(主要是氨基肽酶, aminopep -tidase , ANP ) 进一步水解成终产物———小肽(small peptide , SP ) , SP 则通过B BM 的肽载体直接转运入血循环, 进入组织参与蛋白质代谢。因此, SP 的直接吸收成为机体摄取蛋白质的主要形式。
本实验中, 大鼠在补充活性肽后, 通过与阴性对照(水) 和阳性对照(大豆分离蛋白) 的比较, 我们发现, 补充活性肽组大鼠氮平衡值最高, 提示补充活性肽后, 进入机体的氮最多; 补充大豆活性肽组大鼠氮储存率最高, 提示摄取活性肽后, 机体的保氮力显著增加; 因此, 活性肽符合优质氮源的标准。补充活性肽组大鼠表观消化率最高, 提示活性肽进入消化道后, 更易于消化、吸收, 为机体所利用。因此, 活性肽进入小肠后, 不仅更容易为机体所摄取, 在相同的时间里, 比大豆分离蛋白进入机体内的氮量增多, 而且, 活性肽的保氮能力明显大于大豆分离蛋白, 使得机体对氮的利用率明显增高。
Yamakawa 等[7]用肝病患者作实验对象, 从十二指肠分别注入OP 营养液和成分相同的氨基酸混合液后, 在不同的时间采集门静脉和末梢静脉血进行血氨基酸分析。结果发现当注入OP 营养液时, 门静脉血中氨基酸迅速出现, 呈良好平衡的单峰曲线。而注入氨基酸混合营养液时, 门静脉血中氨基酸水平显示双峰曲线, 说明在相同时间内OP 中的氨基酸进入血液快, 而且要多, 这一结果与本实验结果相似物与蛋白质、氨基酸混合物的消化吸收, 发现大豆蛋白酶解物表现为从胃到肠的运行速度快, 吸收率高。有人分别研究了大鼠在灌喂活性肽和干酪素1小时
后消化道内的残存量的质量百分数, 结果发现活性肽吸收完全、利用率更佳[8]。
活性肽的吸收优于其它蛋白质, 如大豆分离蛋白等或氨基酸混合物, 这是由于活性肽在进入消化道后无需再经一系列繁杂的酶解动力学过程, 可缩短肠内消化、储留时间, 还有一点尤为重要的是小肠对活性肽具有特殊的转运机制。正如Webb 等(1990) 认为, 小肠上皮细胞具有运输蛋白质的三套运输体系。FAA 运输体系(存在吸收竞争) 、SP 运输体系(无吸收竞争) 和OP 运输体系(Paracellular path -wa ys ) 。此外, 特殊情况下, 小肠上皮细胞可通过“转胞吞/胞饮作用(transcytosis ) ”直接摄取蛋白质。OP 运输体系位于小肠上皮细胞之间的“Tight junction ”, 通常处于关闭状态, 只有肠腔内存在一定量的OP 时, 方可刺激它的扩张(dilate ) 或开放(open ) 。这使得活性肽能够在较短的时间内快速、大量进入机体, 为机体提供正常状况下或特殊应激时所需的氮源。3. 2 补充活性肽对大鼠小肠粘膜氨基肽酶活性的影响
在小肠粘膜细胞的BB M 和胞浆中, 含有寡肽酶(如ANP ) , 能从肽链的N 端逐步水解肽链释放氨基酸。BB M 中的氨基肽酶可水解各种OP ; 胞浆中的氨基肽酶主要水解二肽(如二肽酶, dipeptidase ) 和三肽(如三肽酶, tripeptidase ) 。氨基肽酶从OP 的N 端水解氨基酸, 它对三肽和四肽的特异性最高, 特别是对氨基酸残基含有较多侧链的OP 。曾有人建立研究营养物质在小肠中消化的动物模型, 以观察不同的营养物质对小肠消化酶, 如羧基肽酶、ANP 及二肽酶等活性的影响。结果发现, 小肠中各种消化酶的活性受到摄入营养物质的调节, 而且这种调节作用在不同种属动物中并非完全一样。对于年龄不同及不同小肠部位, 这种调节作用也可能存在差异。此外, 许多研究[9-13]发现, 在机体消化道不同的肠段粘膜及肠腔中, 消化酶的分布、数量、相对比例以及酶的活性确实存在差异。而且, 肠腔中的各种消化酶、肠肽酶的分泌及其活性受到摄入的蛋白质种类、数量、质量、蛋白质氨基酸组成及其消化产物的影响。当膳食中蛋白质含量和品质增加时, 或消化产物中OP 含量增加时, 尤其是直接摄入含肽食物时, 小肠绒毛BB M 的肽酶的活性升高, 从而使肽的吸收增加。
本实验发现, 与对照组比较, 在机体摄入活性肽, , [9]
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ANP 活性明显增加。前者表明上皮组织细胞增生活跃, 蛋白质合成增加, 其中包括结构蛋白质和功能蛋白质, 如小肠粘膜ANP 等。后者则说明小肠消化寡肽的能力增强。这可能是空肠粘膜ANP 对肠腔中大豆活性肽的刺激产生适应性变化, 即活性增加, 促使OP 水解成SP , SP 作为肠腔的吸收底物, 它不仅增加刷状缘膜的ANP 的活性, 而且增加二肽酶的活性以及FAA 、SP 载体的活性和数目[10], 从而提高了小肠的吸收功能。
Boirie 等用C -亮氨酸双标记同位素示踪技术, 测试餐后整体亮氨酸代谢动力学变化, 研究乳蛋白、酪蛋白和乳清蛋白的消化吸收特点。结果发现, 影响机体餐后整体蛋白质代谢的主要因素是蛋白质的消化率和吸收率。而蛋白质的消化、吸收率取决于蛋白质的分子结构和在胃肠道中的酶解过程, 以及消化道本身的消化、吸收功能及其运动力(motili -ty ) 。其中, 小肠粘膜的结构和功能是影响蛋白质消化、吸收的重要因素之一。因此, Boirie 等提出按吸收速度进行分类, 可将蛋白质分为二类:一类为快速吸收的蛋白质, 称为快作用蛋白质(fast acting pr o -tein ) ; 另一类吸收速度相对较慢, 则称为慢作用蛋白质(slow acting protein ) 。由于活性肽的分子结构特点, 以及在小肠腔中刺激ANP 的表达、增高ANP 的活性, 激活了小肠粘膜上皮细胞对SP 运转的通道或载体等, 使小肠肽载体转运能力加强, 消化、吸收功能增强, 吸收效率提高, 因此, 活性肽应该是一种快作用蛋白质, 是一种值得推广的活性蛋白质。3. 3 补充活性肽对大鼠小肠上皮组织形态结构的影响
小肠粘膜下层中, 由表层上皮下陷形成隐窝, 也就是小肠腺, 其开口于粘膜表面, 具有分泌小肠液的功能。研究证实, 小肠粘膜的组织形态结构与其功能状态密切相关。如果小肠粘膜形态结构发生变化, 则引起吸收面积的变化, 从而影响其吸收功能。目前, 肠腔内食物的消化产物是小肠粘膜细胞生长的重要的刺激因素的观点已被普遍接受。由于小肠是机体与肠内营养微环境之间的重要界面, 其形态和功能的改变受许多因素的影响, 如内分泌激素、胃肠调节蛋白、一些生长因子以及膳食营养等。研究显示[5, 6], 小肠内容物及消化产物可刺激小肠上皮组织形态结构的改变。
本实验发现, 与安慰剂组比较, 补充活性肽和大豆分离蛋白均刺激大鼠小肠上皮组织形态发生了显著的变化, 表现为小肠粘膜厚度、绒毛高度、隐窝深3[14]
13
而且活性肽对大鼠小肠粘膜组织形态的刺激作用明显大于大豆分离蛋白。因为小肠粘膜增生、小肠腺的发达以及小肠绒毛表面积的增加等形态结构的变
化, 不仅是功能改善的基础, 而且这也是功能适应的结果。这也从另一个方面提供了小肠粘膜对活性肽的吸收优于大豆分离蛋白的证据。
蒋建文等的研究与本实验结果相似。他通过观察对小肠自体移植术后的猪喂饲甘氨酰谷氨酰胺二肽后, 发现甘氨酰谷氨酰胺二肽可明显改善猪小肠的组织结构和吸收功能。同样, 本实验通过对小肠形态学的研究, 证实了活性肽可刺激小肠粘膜形态学发生良性改变; 同时, 形态发生良性变化的小肠粘膜亦是促进氮吸收的物质基础和保障。4 小结4. 1 补充活性肽可显著提高机体氮的表观消化率和氮储存率, 并使机体处于较高水平的正氮平衡状态。
4. 2 补充活性肽可增加大鼠小肠粘膜蛋白质含量和氨基肽酶的活性。
4. 3 补充活性肽可明显改善大鼠小肠粘膜组织形态结构, 增加小肠绒毛高度和表面积, 加深隐窝深度, 刺激小肠腺的发育, 提高小肠对氮的消化与吸收功能。5 参考文献
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(下转第页)
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(2003. 10. 20收稿)
(上接第276页)
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(2003. 03. 20收稿)
范文五：探究小肠适于消化和吸收的特点实验报告
《探究小肠适于消化和吸收的特点》实验报告
班级 姓名 实验目的:
观察小肠内表面的环状皱襞和小肠绒毛～探究小肠适于人体内营养物质消化和吸收的结构特点
实验材料:
猪小肠、解剖剪、镊子、放大镜、培养皿、清水
实验步骤:
1.用镊子取一段小肠～用水洗净后～用解剖剪纵向剪开小肠～露出小肠的内表面。
2.将剪开的小肠放入盛水的培养皿中～沿剪口翻开～观察内表面的结构～可见上面有许多 。用手指抚摸小肠的内表面～有 的感觉。
3.用放大镜仔细观察小肠内表面～可以看到有环状的 ～内表面许多 是小肠绒毛。
4.得出实验结论
通过观察～你认为小肠具有适应消化和吸收的结构特点是
。
实验反思:
你的实验成功了吗,本实验中你学到了什么～还有哪些疑惑,
