亚氨基酸吗
香港城市大学: 简单剥离实现生物压电突破
研究背景
尽管人们正在努力开发具有优异压电性能的合成材料，但大自然似乎已经掌握这种效应数百万年了。2021年10月揭晓的诺贝尔生理学或医学奖破解了人类的痛觉和触觉奥秘，证实了细胞通过Piezo1和Piezo2蛋白的机电耦合效应感知压力的的机制。各种机电耦合效应其实广泛存在于生物体中，从氨基酸、多肽、病毒和纤维素等压电生物分子，到骨、羊毛、肌腱、和表皮等压电生物组织。压电生物材料由于压电效应对生物组织的潜在作用，以及其对植入式传感器、致动器和能量采集器的极好适用性而引起了人们的极大关注。然而，由于大规模组装和畴排列小生物分子的高成本和复杂性，对其生物压电性的大部分研究仍处于理论水平。此外，由于压电畴的无序和铁电性的缺乏，生物组织在宏观层面上几乎没有表现出压电特性，这限制了其压电性的检测和应用。
成果简介
近期，香港城市大学杨征保教授课题组提出了一种范德华剥离工艺（vdWE），利用软生物组织层状结构中微弱的范德华相互作用，通过简单的机械剥离制备厚度达到有效压电畴的超薄薄膜（100nm）。在此基础上，该研究团队对范德华层状小肠粘膜下层（SIS）的生物压电性进行了系统研究，首次通过PFM定量测定SIS的固有压电效应，并阐明了其生物压电性的起源。
图文导读
小肠粘膜下层（SIS）是小肠的中间层，支撑粘膜并将其连接到肌肉层。SIS是组织修复和临床前模型中研究最广泛的支架之一。由于其生物相容性和在跨物种移植中无不良反应，它在多用途生物医学应用方面具有巨大潜力。1968年，Fukada在宏观尺度上观察到小肠的直接压电效应。然而，由于SIS在宏观层面上的较弱的压电性以及测量技术的局限性，其固有压电效应的实验定量测定及其生物压电性的起源尚未得到证明。杨征保教授团队首先对SIS的结构进行了系统性表征，揭示了SIS中富含的胶原蛋白具有从亚纳米级氨基酸到微米级纤维的层次结构 （图1，图2所示）。
图1. 小肠粘膜下层（SIS）的结构表征
图2. AFM观察到的SIS三维形貌显示胶原蛋白原纤维呈现约67nm的D周期性
SIS由胶原纤维交联网络基于弱范德华力作用逐层组装而成。受石墨烯等二维材料加工方法的启发，该团队利用层状SIS中的弱范德华相互作用特性，提出了一种制备SIS超薄膜的vdWE方法。通过vdWE方法（重复剥离）制备的SIS超薄膜由单层或多层胶原纤维网络组成，厚度薄至100nm，为未剥离的原始SIS薄膜厚度的近1/800 (图3所示)。
图3. SIS超薄薄膜的制备过程和表征
该团队基于vdWE制备的SIS超薄膜，进行了定量PFM研究，以探测其生物压电性。图4D显示了SIS超薄膜面外振幅的PFM图像，没有表现出明显的压电响应，而图4E中面内振幅的PFM图像显示了与胶原纤维一致的压电畴。然而，由于SIS厚度和PFM深度分辨率的限制，对于未剥离的原始SIS中的PFM测量，面内信号和面外信号均未显示明显的压电性，这可能会误导得出SIS是非压电的结论。为了进一步研究SIS薄膜厚度对压电性能的影响并验证vdWE技术的有效性，研究人员对不同厚度的SIS薄膜进行了压电响应研究。如图4F所示， SIS薄膜的有效压电系数随着薄膜厚度的减小而增大，直至达到饱和水平约 3.3 pm/V。基于vdWE技术，超薄膜的压电响应比未剥离的原始薄膜增加了20多倍。这些结果引出了关键问题：为什么SIS不表现面外压电？未处理的原始SIS不表现压电响应的内在原因是什么？
图4. SIS超薄薄膜的PFM表征和压电系数测定
为了解答这些问题，研究人员进一步探究了SIS的极化方向，通过在基面上以30°的步长物理旋转样品，对SIS中的面内压电响应进行了角度依赖性研究 （图5所示）。结果表明，在垂直于薄膜表面的电场作用下，SIS的压电响应平行于胶原纤维的纵轴。极性方向应平行于原纤维轴，这表明SIS的压电系数d11=d22确实为0，且至少有一个剪切系数（d15，d14）不为0。
图5. SIS超薄膜的面内压电响应的角度依赖性研究
从以上结果可以得出结论，SIS由于其平面内极化方向和层状反平行压电畴，很难在较厚的宏观尺度表现出压电性。所提出的vdWE方法通过制备SIS超薄膜克服了压电性抵消的问题，从而有助于检测其压电性，并使压电生物组织的应用成为可能。此外，研究人员也设计了一个基于悬臂梁振动的生物传感器验证了SIS超薄膜压电性的实际应用。SIS超薄膜的自然生物相容性、灵活性和压电性使其成为植入式和可穿戴式电子设备中生态友好型机电微器件的理想材料选择。该研究所提出的vdWE技术具备简单、绿色环保等特点，符合当前电子设备小型化的发展趋势，并可以拓展应用到各种具有范德华层状结构的生物软组织材料。
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人体最基本的生命现象是新陈代谢。 活性肽所具有的快速吸收、耗能低和不易饱和的特点，可以帮助从事超生理极限负荷训练的运动员及时、快速补充氮源，抑制或缩短体内“负氮平衡”，减少肌肉蛋白质降解，促进肌肉快速修复和运动疲劳的消除，从而维持运动耐久力。
01活性肽与运动能量代谢
活性肽与运动能量代谢的调节有三方面的作用。
其一：在谭竹钧实验指出，肌酞（carnoline，一种天然的二肽）在无氧时可强烈刺激糖酵解作用加强，这无疑对运动员的冲刺水平和以无氧代谢供能为主的运动项目有积极作用；
其二：在进行大强度运动过程中产生的酸性产物中，以乳酸的作用最大。活性肽（如肌肽）对肌肉pH变化施加缓冲作用，能够阻止组织酸化，减慢了磷酸化酶b的速率，提高了肝糖水平，从而提高了机体的运动能力；
其三：氧化磷酸化反应发生在线粒体膜上，如果运动时线粒体膜受到氧化（或自由基）损伤，线粒体膜就不可能处于正常的状态，使ATP生成受到影响。活性肽或自由基消除剂的补充，使线粒体膜的伤害可以避免或使损害程度减轻，这无疑使ATP的生成得到保证，对维持正常的运动能力十分有益。
02活性肽与运动免疫
有资料表明大强度运动使机体免疫力受损。有人认为，大强度的运动对机体是一种应激，体内某些应激性物质，如肾上腺皮质激素、交感神经递质、阿片肽等升高，这些物质均会影响到免疫系统的功能。大强度运动时，体内能量物质缺乏，影响了免疫细胞的质和量，从而降低了机体的免疫功能。
在大量动物实验研究中发现，肌肽能增强机体免疫、调节酶活力和神经传导等生理功能。肌肽可以作为一种免疫激发剂，刺激免疫活性细胞成熟，降低炎症反应，保护动物免受辐射损伤和促进创伤修复。由此可知，补充外源性活性肽能明显改善细胞免疫功能，为运动过程中或运动后的免疫调节和营养摄取提供了一定的保障，有利于运动能力的提高。
03扭转运动造成的蛋白质降解状态
蛋白质在小肠内在各种消化酶的作用下水解，其水解产物除了氨基酸外，还有大量的寡肽。寡肽进入小肠绒毛刷状缘，在氨基肽酶作用下以二肽、三肽（又叫小肽，smal peptide，SP）的形式完整地进入血液循环面被组织利用。SP的吸收与OP与FAA的吸收不同，它有独立的吸收系统和特有的吸收机制。
肠上皮细胞四类主动转运游离氨基酸的系统分别是中性、碱性、酸性和亚氨基酸，它们是通过不同的Na+泵或非Na+泵系统进行的、逆浓度梯度的主动转运。与游离氨基酸转运不同的是，肽主要依赖H+浓度梯度转运，由肠细胞基底侧面顶部的H+电化学梯度所驱动，这个梯度是由尖部膜的Na+/H+交换和基底侧面膜的Na+/H+交换所维持，通常，转运1分子肽需要2分子H+。
肽转运系统与氨基酸转运系统比较，具有转运速度快、耗能低和不易饱和的特点。蛋白质的消化、吸收是一个十分复杂的过程，受许多因素的影响。在肽的吸收方面有学者进行了动物实验研究，并取得了以下的结果：
1、补充活性肽可显着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。实验显示，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，提示活性肽进人消化道后，更易于消化、吸收，为机体所利用。
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（如ANP的活性，实验发现，与对照组比较，机体摄入活性肽后，大鼠小肠粘膜蛋白质含量显着增加，小肠粘膜ANP活性明显增加。
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。
因此，活性肽对运动性骨骼肌微损伤和修复有很好的营养干预作用，其机制主要体现在促进运动后微损伤的修复方面。大豆肽饮料具有促进肌肉损伤的修复过程，减少细胞内肌酸激酶外渗作用，并对运动员肌肉的动员能力和抗疲劳训练能力有很好的效果。
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科然肽讲堂丨肽对运动系统的营养作用,肽好生活官方网站
肽是保健品吗？
答：肽不是保健品。
肽是通过基因的指导而产生的内在物质或外界给予的同源营养物质，是一类由氨基酸组成比蛋白质小，具有营养和调节生理功能的小分子化合物。肽也具有保健功能，根据不同情况，会有针对性的修复和治疗功能，能更有效的帮助身体恢复健康状态。
保健品是指声称具有特定保健功能或者以补充维生素、矿物质，为目的的食品，即适宜于特定人群服用，具有调节机体功能的作用，并不以治疗疾病为目的，对人体不产生任何急性、亚急性或慢性危害的食品。
共性：都能提供人体生存必须的基本营养物质。
区别：
A.保健品含有一定量功效成分，能调节人体机能，具有特定功能。肽是医疗级食品，更具有目的性和针对性，具有药物的延伸性，调节人体的平衡。
B.保健食品一般具有特定食用范围（特定人群），而肽适用于所有人群。
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