蛋白質在人體新陳代謝過程中具有極為重要的營養功能,例如提供構成機體所需氨基酸、能量供給等。最近二十年以來人們發現了蛋白質除營養功能以外的許多新功能,研究成果表明,許多蛋白質分子中隱含著活性片段,蛋白質并非在腸道內徹底分解成游離所基酸才能被人體吸收利用,它們在消化過程中釋放出大量短鏈多肽物質,對人體具有多種特殊的生物調節作用。這些生物活性肽進入人體內后,可產生類似激素活性物質的作用。
在功能眾多的生物活性肽中,具有降血壓活性的血管緊張素轉化酶抑制劑(AngiotensinI-convertingenzymein?hibitor,ACEI)成為最受關注的方向之一。從魚類蛋白、膠原蛋白、大豆蛋白、白牛奶蛋白等食物資源中分離出具有ACEI活性的多肽——降血壓肽(即ACE 抑制肽),顯示出良好的應用前景。
□降血壓肽的作用機制 血管緊張素轉化酶(AngiotensinI-convertingenzyme,ACE)是一種膜結合的二肽羧基肽酶(Dipeptidlycar?bonoxypeptidase ),廣泛存在于體內,在肺毛細管內皮細胞的含量最為豐富。ACE是多功能酶,在體內腎素——血管緊張素系統(ReninangiotensinsystemRAS )和激肽釋放酶——激肽系統(Kallikrein-kininsystem,KKS)中,對血壓的調節起著重要作用。
RAS和KKS在血壓調節方面是一對相互拮抗的體系,其平衡協調對維持正常血壓有重要作用,其平衡失調被認為是高血壓發病的重要因素之一。ACE在兩者系統中對血壓調節起重要作用,ACE活力升高破壞了正常液體中升壓和降壓體系的平衡,導致血管緊張素II生成過多,而體系中擴血管物質激肽和前列腺素合成減少,此三種因素共同存在使血壓升高。抑制ACE活性對降低血壓有積極的影響,因而尋找更有效的ACE抑制劑一起引起人們極大的興趣。
降血壓肽指的是一類具有ACE抑制活性的多肽物質,這些多肽的氨基酸序列和肽鏈長度各有不同,但都具有類似的功能。ACE擁有兩個具有活性的作用位置,分別為N-區和C-區,它們具有幾乎相同的功能,只是對不同底物的親和力不同。ACE抑制肽是對ACE活性區域親和力較強的競爭性抑制劑,它們與ACE的親和力比血管緊張素I或舒緩激肽更強,而且也較不易從ACE結合區釋放,從而阻礙ACE催化水解血管緊張素I成為血管緊張素II,以及催化水解舒緩激肽成為失活片段的兩種生化反應過程,起降血壓作用。
□降血壓肽的生理效果 ACE抑制肽廣泛存在于各種食物蛋白中。例如來源于牛奶蛋白的FFVAPFPEVFGK 、FFVAP、AVPYPQR;來源于玉米蛋白的LRP、LSP、LQP;來源于明膠的GPAGAHyp和GP?PAHyp;以及來源于發酵乳的VPP和IPP等。這些具有不同抑制效率的肽的鏈長多在2~12個氨基酸之間。許多從一些魚類、酒粕中分離出來的小肽也具有較強的ACE抑制能力。例如來源于沙丁魚的LKVGVKQY、KVLAGM、VKAGF、LKL、HQAAGW;來源于鰹魚的 IKPLNY、IKP;來源于鮪魚的PTHIKWGD;以及來源于清酒粕中的VW、 VWY和VPP等。
人們用Calips酸奶5ml/kg及其蛋白酶水解物15mg/kg飼喂SHR大鼠,單次口服4h后,即能有效降低血壓,其原因是在牛奶的發酵過程中產生了ACE抑制肽,人們還證實只有以Lactobacillushelveticus發酵的酸奶才有此效果,其他乳酸菌發酵的酸奶無此降壓效果。而有研究人員則證實25ml/kg的Calpis酸奶對正常大鼠無效。這表明源于食品的ACE抑制肽只對高血壓大鼠才起作用。
人們用日本清酒和酒粕飼喂SHR大鼠,結果表明大鼠的SBP均有明顯的降低。從中分離出9種ACE抑制肽,其中IYPRY作用明顯,并且持續30h。廣州市輕工研究所以牛奶蛋白中分離的天然ACE抑制肽,在體外實驗中對ACE的酶活性具有很強的抑制作用(IC50<40μg/ml);其降血壓動物實驗表明,無論單次或連續給樣(經口),對腎血管狹窄型高血壓大鼠(RVHR),均有顯著降壓作用,對正常大鼠的血壓則無明顯影響。
研究表明,在單次給樣后2h、4h和6h,ACE抑制肽200mg/kg,10 0mg/kg和50mg/kg三個劑量組明顯降低RVHR收縮壓,各自與給樣前比較勻有顯著性差異(P<0.01或0.001)。
連續給樣7d,在第3d和第7dACE抑制肽的兩個劑量組都能明顯降壓,與給樣前比較均有顯著性差異(P<0.05~0.001)。200mg/kg 劑量組的降壓幅度大于50mg/kg劑量組。停樣1d和3d,200mg/kg劑量組RVHR收縮壓與給樣前比較仍有顯著性差異(P<0.05或P<0.01)。停樣3d,50mg/kg劑量組與給樣前比較仍有顯著性差異(P<0.01)。停樣7d,兩劑量組基本恢復至給樣前水平。
連續給樣7d,ACE抑制太200mg/kg和50mg/kg兩個劑量組對清醒正常大鼠收縮壓均無明顯影響。
□降血壓肽的應用前景 高血壓是對人類健康危害極大的一種疾病。全世界每年因高血壓而死亡1200萬人,這高于任何一種疾病。高血壓早期階段一般沒有癥狀,許多患者一直無不適感,直到發生心臟病,腦血管破裂(中風),因此高血壓被稱為“無聲殺手”。高血壓在我國的發病率隨著經濟的增長也逐年增高,據1979年及1991年兩次全國高血壓調查的結果,我國高血壓的發病率在十年間由7.73%上升至11.26%,目前,全國現有高血壓患者近1億人,每年死于心血管病(主要是高血壓、腦卒中和冠心病)的人數達200萬,已高居死亡原因的首位,高血壓為其主要的危險因素。調查顯示,在高血壓患者中,已發現血壓升高的占25%,接受治療的只占12%,而能有效控制血壓的僅有3%。因此,我國高血壓的防治工作任重而道遠。我國衛生部已于1998年宣布將10月8日定為高血壓日。
合成ACE抑制劑作為藥品已在臨床治療高血壓中獲得巨大成功。從天然食物蛋白中分離的ACE抑制肽,雖然降壓效果不及合成藥物強烈,但其對正常血壓無影響的特點和天然來源的安全性吸引了眾多研究者。最近的研究成果表明,從天然食物蛋白中發現了更多的短鏈ACE 抑制肽,不僅體外實驗證明對ACE有較強的抑制活動性,動物實驗和人體臨床實驗的降血壓效果也十分令人振奮。這為通過保健食品的途徑預防和緩解高血壓提供了新的途徑。據報道,日本以魚類為原料獲得的降血壓肽已經商品化。
對于高血壓、心血管疾病等現代“文明病”的預防和控制,除了改善膳食結構、生活習慣、增加體育鍛煉外,利用保健食品來調節生理狀態已日益被消費者接受。應用來自天然食物蛋白的ACE抑制肽可開發具有調節血壓作用的保健食品,通過長期服用而達到預防、控制、緩解和輔助治療高血壓的目的。我國的ACE抑制肽的研究尚處于起步階段,只有為數極少的研究報道。廣州市輕工研究所已經成功地研制開發出可規模化工業生產的、具有高ACEI活性的降血壓肽,動物實驗顯示其具有起效時間快、持續時間長、對正常血壓無影響的特點,人體臨床應用研究正在開展中。深入的研究工作,將進一步推動源于食物蛋白降血壓肽的應用。