蛋白质
蛋白质是构成人体组织、酶、激素和免疫分子的基本大分子，由 20 种标准氨基酸通过肽键连接而成。九种为必需氨基酸（EAA），人体无法合成，必须从膳食中获取。^[IOM (2005). Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids]^ ^[WHO/FAO/UNU (2007). Protein and Amino Acid Requirements in Human Nutrition]^
Overview
蛋白质是生命活动的物质基础，占人体干重的 50% 以上。除构成肌肉、骨骼、皮肤、毛发等组织结构外，蛋白质还参与催化（酶）、信号传导（激素与受体）、免疫防御（抗体）、物质运输（血红蛋白、白蛋白）和能量供应（4 kcal/g）等多种生理功能。
膳食蛋白质经消化分解为氨基酸和小肽后吸收，进入体内的"氨基酸池"，再根据机体需求用于蛋白质合成或其他代谢途径。蛋白质摄入不足会导致负氮平衡、肌肉流失和免疫功能下降；过量摄入（尤其在高脂动物来源为主时）可能增加肾脏负担和心血管疾病风险。
Key Facts
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 能量系数 | 4 kcal/g（16.7 kJ/g） |
| 成人 RDA | 0.80 g/kg 体重/天（基于 0.66 g/kg 的 EAR + 2 SD） |
| AMDR | 10%–35% 总能量摄入 |
| 必需氨基酸 | 组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸（共 9 种） |
| 条件必需氨基酸 | 精氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、酪氨酸（在特定生理状态下合成不足） |
| 蛋白质质量评估 | PDCAAS（蛋白质消化率校正氨基酸评分）、DIAAS（可消化必需氨基酸评分） |
| 优质蛋白来源 | 乳清蛋白（PDCAAS≈1.0）、鸡蛋（1.0）、牛奶（1.0）、大豆（0.9–1.0）、牛肉（0.9）、豌豆蛋白（0.89） |
| 老年人推荐 | 1.0–1.2 g/kg/天（ESPREN/European Society for Clinical Nutrition and Metabolism 建议） |
| 运动员推荐 | 1.2–2.0 g/kg/天（ISSN Position Stand 2017），取决于运动类型和训练阶段 |
Functions & Benefits
1. 组织构建与修复
蛋白质是肌肉、骨骼、皮肤、毛发、指甲和内脏器官的主要结构成分。蛋白质合成（MPS）与分解（MPB）处于动态平衡，充足的蛋白质摄入，特别是富含亮氨酸的蛋白质，可激活 mTOR 信号通路，促进肌肉蛋白合成。^[IOM (2005)]
2. 酶与催化功能
体内几乎所有生化反应都由酶催化，而酶的本质是蛋白质。消化酶（如胃蛋白酶、胰蛋白酶）、代谢酶（如细胞色素 P450）和 DNA 聚合酶等均依赖蛋白质结构发挥功能。
3. 免疫防御
免疫球蛋白（抗体）、补体蛋白、细胞因子和主要组织相容性复合体（MHC）分子均为蛋白质。蛋白质营养不良会显著削弱体液免疫和细胞免疫功能，增加感染风险。
4. 运输与储存
血红蛋白负责氧运输，白蛋白维持血浆胶体渗透压并运输脂肪酸、胆红素、钙和药物，转铁蛋白和铁蛋白参与铁代谢。这些功能蛋白的水平可反映蛋白质营养状况。
5. 能量供应
在能量摄入不足或碳水化合物储备耗尽时，氨基酸可通过糖异生和酮体生成途径供能。但蛋白质的主要生理功能并非供能，长期依赖蛋白质供能会导致肌肉分解。
Mechanisms
亮氨酸-mTOR 信号通路
亮氨酸是支链氨基酸（BCAA）之一，也是最强效的 mTORC1（雷帕霉素靶蛋白复合物 1）激活剂。mTORC1 是调节细胞生长和蛋白质合成的核心激酶。亮氨酸通过 Sestrin2 感应机制激活 Rag GTPase，进而招募 mTORC1 至溶酶体表面，启动下游底物（如 S6K1、4E-BP1）的磷酸化，促进翻译起始和蛋白质合成。^[IOM (2005)] ^[ISSN Position Stand 2017]
氮平衡
氮平衡 = 摄入氮 – 排出氮。健康成人处于零氮平衡（摄入 = 排出）。生长期儿童、孕妇、运动员和术后恢复期患者处于正氮平衡（摄入 > 排出）。蛋白质摄入不足、饥饿或消耗性疾病导致负氮平衡，伴随肌肉分解和免疫功能下降。
Dietary Reference Intakes
美国 IOM (2005) DRI
| 人群 | EAR (g/kg/d) | RDA (g/kg/d) |
|---|---|---|
| 成人男性 (19–50 岁) | 0.66 | 0.80 |
| 成人女性 (19–50 岁) | 0.66 | 0.80 |
| 孕妇 (第 2–3 孕期) | 0.88 | 1.10 |
| 哺乳期 | 1.05 | 1.30 |
| 儿童 (1–3 岁) | 0.88 | 1.05 |
| 儿童 (4–8 岁) | 0.76 | 0.95 |
| 儿童 (9–13 岁) | 0.76 | 0.95 |
| 青少年 (14–18 岁，男) | 0.73 | 0.85 |
| 青少年 (14–18 岁，女) | 0.71 | 0.85 |
注：RDA = EAR × 1.25（覆盖 97.5% 人群）。IOM 未设定蛋白质的可耐受最高摄入量（UL），但建议 AMDR 上限不超过 35% 总能量。
特殊人群调整
- 老年人：IOM RDA 0.8 g/kg/d 对老年人可能不足。ESPEN（2014）和 PROT-AGE 研究组（2013）建议老年人（>65 岁）摄入 1.0–1.2 g/kg/d，以对抗肌肉减少症（sarcopenia）。急性或慢性病老年患者建议 1.2–1.5 g/kg/d。
- 运动员：ISSN（2017）建议耐力运动员 1.2–1.4 g/kg/d，力量运动员 1.6–2.0 g/kg/d，减重期运动员最高 2.3–3.1 g/kg/d 以维持瘦体重。
- 素食者：植物蛋白的氨基酸谱通常不如动物蛋白完整，且含较多纤维和植酸可能影响消化率。建议素食者蛋白质摄入量比杂食者高 10–20%，或多种植物蛋白互补（如豆类+谷物）。
Deficiency & Excess
缺乏（蛋白质-能量营养不良，PEM）
- 夸希奥科病（Kwashiorkor）：严重蛋白质缺乏但能量摄入相对充足，表现为水肿、皮肤病变、脂肪肝、生长迟缓、免疫力低下。
- 消瘦症（Marasmus）：蛋白质和能量均严重缺乏，表现为严重消瘦、肌肉萎缩、皮下脂肪消失、代谢率降低。
- 肌肉减少症（Sarcopenia）：老年人慢性蛋白质摄入不足与体力活动减少共同导致，表现为肌肉质量和力量进行性下降，增加跌倒和骨折风险。
过量
- 肾脏负担：长期极高蛋白摄入（>2.5 g/kg/d）可能增加肾小球滤过率（GFR），对已有慢性肾病（CKD）患者不利。但健康人群的肾功能通常可适应。
- 骨骼健康争议：传统观点认为高蛋白摄入增加尿钙排泄，可能损害骨骼。但现代证据显示，在钙摄入充足的情况下，蛋白质实际上促进 IGF-1 分泌，有利于骨基质合成。IOM 认为蛋白质与骨骼健康的关系呈"U 型"——过低和过高均不利。
- 心血管风险：高蛋白饮食若主要来源于红肉和加工肉类，可能伴随饱和脂肪和胆固醇摄入增加，与心血管风险上升相关。
Food Sources
动物来源（优质蛋白，PDCAAS 接近 1.0）
| 食物 | 蛋白质含量 (g/100g) | 特点 |
|---|---|---|
| 鸡胸肉 | 31 | 低脂高蛋白，亮氨酸丰富 |
| 鸡蛋（全蛋） | 13 | 生物利用度最高的参考蛋白 |
| 三文鱼 | 20 | 兼含 Omega-3 脂肪酸 |
| 希腊酸奶 | 10 | 酪蛋白和乳清蛋白兼顾 |
| 牛奶 | 3.4 | 酪蛋白占 80%，乳清占 20% |
植物来源
| 食物 | 蛋白质含量 (g/100g) | 特点 |
|---|---|---|
| 大豆（干） | 36 | 植物中唯一的完全蛋白（PDCAAS≈1.0） |
| 豆腐 | 8 | 大豆分离蛋白制品 |
| 扁豆 | 9 | 赖氨酸丰富，但含硫氨基酸较低 |
| 鹰嘴豆 | 9 | 与谷物搭配可互补氨基酸谱 |
| 藜麦 | 14 | 含全部必需氨基酸的伪谷物 |
| 豌豆分离蛋白 | 80–90（干粉） | DIAAS 约 0.89，低致敏性 |
| 大麻籽蛋白 | 50（干粉） | 含 edestin 和白蛋白 |
Supplements
常见蛋白质补充剂类型
- 乳清蛋白（Whey Protein）：从牛奶中分离，吸收快（约 1–2 小时达峰），富含亮氨酸（约 11%），适合运动后恢复。浓缩乳清（WPC，70–80% 蛋白）vs 分离乳清（WPI，90%+ 蛋白，乳糖含量低）。
- 酪蛋白（Casein）：牛奶中另一主要蛋白，凝固后缓慢释放氨基酸（约 4–6 小时），适合睡前摄入以维持夜间蛋白质合成。
- 大豆蛋白（Soy Protein）：植物来源的完全蛋白，含异黄酮，有争议的心血管健康效应。分离大豆蛋白（SPI）PDCAAS≈1.0。
- 豌豆蛋白（Pea Protein）：从黄豌豆提取，低致敏性，适合素食者和乳糖不耐受者。与大米蛋白搭配可互补蛋氨酸和赖氨酸。
- 大米蛋白（Rice Protein）：低致敏性，但赖氨酸含量低。常与豌豆蛋白混合。
- 大麻蛋白（Hemp Protein）：含纤维和 Omega-3，但蛋白含量相对较低（约 50%）。
- 混合植物蛋白：多种植物蛋白来源混合，以优化氨基酸谱和口感。
补充时机与剂量
- 运动后窗口期：运动后 0–2 小时内摄入 20–40 g 优质蛋白（含 2–3 g 亮氨酸）可最大化 MPS 反应。
- 每餐分布：将每日蛋白质均匀分配至 3–4 餐（每餐 25–40 g），比集中于一餐更能持续激活 MPS。
- 老年人：每餐至少 25–30 g 蛋白质，以克服"合成代谢抵抗"（anabolic resistance）。
Interactions
- 钙：高蛋白摄入增加尿钙排泄，但充足的钙摄入（>1000 mg/d）可抵消此效应。蛋白质实际上促进骨基质合成。
- 维生素 B6：参与氨基酸转氨和脱羧反应，蛋白质摄入高时 B6 需求增加。
- 铁：血红素铁（动物来源）吸收率 15–35%，非血红素铁（植物来源）2–20%。高植酸和单宁植物蛋白来源可能抑制非血红素铁吸收。维生素 C 可显著促进非血红素铁吸收。
- 锌：植酸丰富的植物蛋白来源可能抑制锌吸收。发酵和浸泡可降低植酸含量。
Safety
- 一般安全：蛋白质是安全的食物成分，IOM 未设定 UL。
- 肾脏疾病：CKD 患者（GFR <60 mL/min/1.73 m²）需限制蛋白质摄入（通常 0.6–0.8 g/kg/d），以延缓肾功能恶化。肾病蛋白尿患者应在医生指导下调整。
- 痛风：极高蛋白摄入（尤其来自富含嘌呤的红肉和海鲜）可能增加尿酸水平，痛风患者应适量。
- 过敏：牛奶蛋白、鸡蛋蛋白、大豆蛋白和大豆是常见食物过敏原。
- 污染风险：部分蛋白质补充剂被检测出重金属（铅、砷、镉、汞）超标，建议选择经第三方检测（如 NSF Certified for Sport、USP Verified）的产品。
Related
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- 胶原蛋白 — 结构蛋白补充剂，用于关节和皮肤
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- 钙 — 蛋白质与钙的相互作用对骨骼健康至关重要
- 维生素 B12 — 参与氨基酸代谢，素食者需特别关注
- 膳食纤维 — 高纤维植物蛋白来源的消化率较低
Related Entities
Sources
- National Academies DRI for macronutrients: https://nap.nationalacademies.org/catalog/10490/dietary-reference-intakes-for-energy-carbohydrate-fiber-fat-fatty-acids-cholesterol-protein-and-amino-acids
- NIH ODS nutrient recommendations: https://ods.od.nih.gov/HealthInformation/nutrientrecommendations.aspx