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蛋白質進肚,依然各不相同

學過生物化學的人討論食物成分的時候,經常會有這樣的說法:一種東西只要是蛋白質,口服就不能被人體直接吸收,而是會被消化成氨基酸,和吃其他蛋白質沒有什麼區別。

對於常見的蛋白質和一般的營養功能來說,這種說法當然也沒有什麼大錯。但是,生物世界的東西經常充滿了「例外」。當我們面對一種陌生的蛋白,可以用這樣的理由來說明它「和吃其他蛋白質沒有區別嗎」?

是否多此一舉?

至少,美國藥品與食品管理局不敢用這樣的「理論」來判斷一種蛋白質是否可以食用。我曾在《「牛奶激素」的是非》(見《吃的真相2》,重慶出版社2011年1月出版)中介紹過批准重組牛生長激素(以下簡稱rbGH)的過程,其中就有一部分是判斷rbGH本身是否有害。

牛奶中rbGH顯然要被吃進肚子裡,如果按照這種「口服就不能被人體直接吸收」的說法,不用做什麼就可以直接得出「不會危害健康」的結論了。但管理局的審核要求進行大劑量的短期動物實驗。在連續28天對老鼠喂以奶牛注射劑量100倍的rbGH,沒有觀察到生理指標異常之後,他們才認為這種物質不會被人體吸收,因而不必進行長期的安全性實驗。

雖然這個結論與「理論預測」相一致,但並不能認為是多此一舉。有意思的是,加拿大的主管部門認為美國人的結論還是不可靠,因為在另一項實驗中,當喂以老鼠比較大劑量的rbGH之後,在老鼠體內檢測到了rbGH抗體的存在。這一結果讓美國人頗為尷尬。雖然說抗體的產生「不一定」意味著蛋白質被吸收,但至少說明直接吸收是「可能」的。而他們最終做出維持原結論的理由,是「即使能夠產生抗體,也對人體無害;而且牛奶中的rbGH含量遠遠不到產生抗體的劑量」。

換句話說,美國食品與藥品管理局不是因為rbGH是蛋白質就認為它在口服的時候不會被吸收,而是根據動物實驗做出的結論來說話。在面對一種新蛋白的時候,美國和加拿大的主管部門都默認「口服蛋白有可能被人體直接吸收」,而要求實驗證據來否定。

蛋白質可否被小腸直接吸收?

出於科學的嚴謹,上述權威機構默認一種陌生蛋白是有可能經過口服從腸道直接吸收的。那麼,到底有沒有這樣的例子呢?

日本科學家籐田等人在1995年發表過一項研究。他們把納豆激酶注入老鼠的十二指腸,發現納豆激酶可以被吸收進入血液,然後發揮納豆激酶的生理活性。當然這項研究只是說明納豆激酶可以通過老鼠的小腸壁,並不能說明納豆激酶如果口服經過胃液消化之後是否還能全部到達小腸,也不能說明納豆激酶在人體中是否有同樣的行為。因為納豆激酶的研究不是一個熱門領域,這項研究也沒有引起廣泛的關注。不過,考慮到生物研究中經常用動物實驗的結果來推測人體中的可能機制,這項研究至少說明:具有生理功能的蛋白質或者蛋白質大片段經過腸道吸收的「可能性」是存在的。

實際上,在現代藥學研究中,口服蛋白藥物是一個非常熱門的領域。這一類藥物的設計理念,一般是通過各種保護手段,讓藥物蛋白能夠抵抗消化液的襲擊而安全抵達小腸,再釋放出來,並用其他物質降低小腸的吸收障礙,使得藥物蛋白可以進入血液系統。製藥公司各顯神通,在過去幾年中取得了相當大進展。目前,已經有一些公司的口服胰島素進入了臨床實驗階段。

有口服直接吸收的蛋白質嗎?

顯然,不管是納豆激酶的老鼠實驗,還是口服蛋白藥物,都還算不上普通蛋白經過口服被人體吸收。但現實中這樣的例子的確是存在的。

有一種叫做蛋白水解酵素抑制素(以下簡稱BBI)的蛋白質,是來自於大豆的一種蛋白酶抑制劑,由71個氨基酸組成。像其他的蛋白酶抑制劑一樣,它可以抑制體內蛋白酶的作用而影響蛋白質的消化。傳統上,這樣的物質被當作「反營養物質」。不過,後來人們發現它有非常好的抗癌效果,而且對多種癌症都有效。更值得稱道之處還在於,它可以通過口服發揮作用。在動物身上進行的同位素示蹤實驗顯示,口服BBI的2~3個小時之後,有一半以上的量進入了血液並運輸到動物全身各處。並且,最後經過尿液排出的BBI仍然具有活性。

在各種動物實驗中,它顯示了良好的療效和安全性。1992年,美國食品與藥品管理局批准它進入臨床試驗。在二期臨床試驗中,口服BBI顯示了抗癌的能力。而用BBI抗體對病人血液進行的檢測發現,它可以通過口服進入人體血液,而從尿液中也能檢測到其存在——這跟動物實驗的結果類似。至於那些沒有進入血液的,則未經消化排出了體外。

另一個類似的例子是大豆生物活性肽。它只有43個氨基酸,嚴格說來,應該稱為「多肽」而不是「蛋白質」。最初人們在大豆中發現了它,後來在小麥等種子中也找到了它的存在。跟BBI類似,它也是因為口服抗癌的作用受到了關注。在2009年發表的一項研究中,伊利諾伊大學的研究者直接從血漿中分離出了大豆生物活性肽。志願者連續50天每天食用50克大豆蛋白,在第5天吃完之後的30分鐘和1個小時分別取血樣做檢測。結果發現,吃過大豆蛋白之後的血漿中出現了這種多肽,而實驗之前則檢測不到。經過估算,50克大豆蛋白中所含有的大豆生物活性肽平均有4.5%進入了血液。

那些沒被消化徹底的「殘餘」呢?

不僅這些能夠經受住消化酶的考驗而直接進入血液的蛋白質具有生物活性。即使那些扛不住消化酶而土崩瓦解的蛋白質,也可能產生不同的「生物活性」。讓我們來看看是怎麼回事——

通常,蛋白質到了胃裡就開始被消化,出了胃進入十二指腸就變成了氨基酸以及各種長短不一的蛋白質片段混合物。這些蛋白質片段,小的由兩三個氨基酸組成,多的可以達到幾十個。在學術領域,它們被稱為「多肽」,商品營銷中又被稱為「勝肽」。比如,兩個氨基酸的叫二肽,三個氨基酸的叫三肽……

進入十二指腸之後這些混合物開始被吸收進入血液,同時小腸中的消化液進一步把多肽分解得更小。與人們的直覺不符合的是,小腸對單個氨基酸的吸收不是最迅速的,而是二肽、三肽吸收更快。多肽們是被吸收還是被進一步消化分解成氨基酸,取決於吸收和消化的競爭。比如牛奶中最主要的兩種蛋白質,乳清蛋白就很容易消化,而酪蛋白就比較慢。這樣,乳清蛋白的吸收就主要以氨基酸或者二肽、三肽的形式,而酪蛋白就更容易以多肽的形式被吸收。1998年,法國巴黎大學的研究者在《生物化學》上發表了一項研究。他們給健康常人食用酸奶或者牛奶,然後分別收集胃液、腸液和血液,來分析其中的多肽組成。結果在血液中,檢測到了兩個來自酪蛋白的長鏈多肽。

傳統上,牛奶、大豆、魚等食物僅僅被當作優質的蛋白質來源。近年來,越來越多研究把目光對準了它們產生的多肽。大量具有各種各樣「生物活性」的多肽被分離了出來,並在體外實驗和動物實驗中顯示了生理功能。雖然體外實驗和動物實驗未必能在人體內得到重現,這些多肽對於人體健康能夠產生多大作用的確還需要更多臨床實驗的驗證,但有兩點是學術界廣為接受的:不同的蛋白質能夠生成具有不同生物活性的多肽;這些多肽可以被直接吸收進入血液系統。

2010年,日本學者在美國的《農業與食品化學雜誌》上發表了一篇論文。他們讓志願者吃下不同來源的蛋白質或者這些蛋白質的水解物,然後在不同時間點抽取他們的血液,分析其中的胰島素以及各種氨基酸和二肽的含量,發現在吃了不同的蛋白質、或者預先水解程度不同的同種蛋白質之後,各種氨基酸、二肽達到血液中的速度並不一樣。而這種不同,會導致胰島素分泌的差異,從而影響人體的生理狀況。

以上,意味著什麼?

不同的蛋白質是不一樣的。吃到肚子裡,它們也不僅僅是滿足人體的氨基酸需求那麼簡單。雖然像BBI或者大豆生物活性肽這樣特立獨行的蛋白質很少見,但是當我們面對一種新的、人類知之甚少的蛋白,不能簡單地認為它就一定會被消化成氨基酸被吸收,從而不會產生「特別的」作用——當然,這種「特別作用」可能是好的,也可能是壞的。

即使是常見的牛奶、大豆、肉類的蛋白,多數會被消化成單個氨基酸而吸收,也還有一些頑強的片段以多肽形式存在。這些多肽雖然可能只佔吃下去的蛋白質總量的一小部分,但具有「生物活性」的「有效成分」往往並不需要佔據量上的主導地位。

不過,需要注意的是,理論上的可行並不意味著打著「神奇蛋白」「活性多肽」旗號的商品就是「有效」的。另一方面,對那些說得天花亂墜的蛋白質或者多肽產品,以「各種蛋白質口服之後都沒有區別」來否定也是不合理的。我們需要做的是對生產者說:不要拿理論上的「可能」說話,請拿出具體的實驗證據來。