食物中的外源蛋白需要消化成氨基酸或寡肽才能被吸收利用。蛋白质的消化过程主要分为两步，即胃中的初步消化和肠道的彻底消化。
胃的壁细胞可以分泌盐酸。胃酸不仅使蛋白因变性而更容易消化，而且可以激活胃蛋白酶并提供其最适pH，此外还有杀菌功能。实验证明，胃蛋白酶在pH升高后对蛋白质的消化率显著下降。这种下降可以导致食物蛋白造成的过敏显著增加。
为避免胃酸和胃蛋白酶对胃自身的破坏，胃的内表面有一层胃粘膜，它是由上皮细胞紧密连接构成的，胃酸无法透过。这些上皮细胞本身对胃酸有一定抗性，还不断分泌一种中性的粘液，在细胞外形成一层凝胶。凝胶可以中和胃酸，阻止胃酸与粘膜细胞直接接触。
即使如此，粘膜细胞还是会不断受到损伤。所以这些细胞需要不断更新，把损伤细胞替换掉。据研究，最外层的细胞大约每3-5天就要更换一次。
胃蛋白酶主要是将蛋白消化成片段（蛋白胨等），以便肠道进一步消化。胃的消化约占总消化量的20%左右。胃的消化作用很重要，但不是必须的，胃全切除的人仍可消化蛋白质。
肠是消化的主要场所。肠分泌的碳酸氢盐可中和胃酸，为胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶等提供合适环境。肠激酶激活胰蛋白酶原，产生的胰蛋白酶再激活其他蛋白酶。胰液中有抑制胰蛋白酶活性的小肽，以防其在细胞或导管中过早激活。
外源蛋白在肠道分解为氨基酸和2-6个残基的寡肽，经特异的转运系统进入肠上皮细胞，再进入血液。一般食用蛋白质后15分钟就有氨基酸进入血液，30到50分钟达到最大。
肠道中大多数氨基酸的吸收是主动转运过程，需要依赖于Na+或H+的共转运系统。这些转运蛋白都是溶质载体（SLC）转运蛋白家族的成员，包括SLC1、SLC3、SLC6、SLC7、SLC32、SLC36、SLC38和SLC43基因家族。许多转运蛋白也表达在肾脏的近端小管中，负责氨基酸的重吸收。
SLC1A5是一种研究较多的质膜转运蛋白，通过钠离子依赖的交换机制转运谷氨酰胺。其具体机制有争议，下图是一种模型。也称为ASCT2，即丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸转运蛋白2。这个名称来源于早期研究中的误解，但已经成为习惯名称。
谷氨酰胺是主要氨基供体，又是重要信号分子，还参与多种代谢过程，所以在增殖细胞（如炎性细胞、干细胞等）中需求量很大，是条件必需氨基酸。肿瘤细胞对其需求也很高，所以ASCT2也是阻断癌细胞生长的药理靶标。
寡肽的吸收需要H+共同转运蛋白，也属于SLC家族。最丰富的肽转运蛋白是PepT1（SLC15A1），SLC15亚家族中还有另外三个肽转运蛋白。在肠上皮细胞内，吸收的肽被胞质氨肽酶、羧肽酶和二肽酶水解为游离氨基酸，然后穿过肠上皮细胞的基底外侧膜，进入肠系膜上静脉，最后通过门静脉进入肝脏。所以正常餐后门静脉中只有氨基酸，没有寡肽。
所以食物中的各种蛋白质，不论原来有什么功能，都会先被胃酸变性，再被蛋白酶消化成氨基酸，原来的功能自然也就不存在了。所以不要迷信那些高价营养品。同时，这也是用毒箭猎杀的动物可以食用的原因，当然所用毒素必须是蛋白质，自己的消化道中也不能有伤口。
一个特例是婴儿可以从母乳中吸收抗体，这是因为婴儿胃肠道发育不完善，不仅消化功能很弱，而且可以允许某些大分子物质进入。婴儿长大一些以后就没有这种现象了。
另外一个特例是朊病毒（prion），即疯牛病的病原体。这种特殊的蛋白对蛋白酶有很强的抗性，所以不能被消化。致病性Prion蛋白（PrPsc）可以通过疏水性β-折叠片聚集成纤维结构，导致淀粉样聚集。这种聚集体可以抵抗蛋白酶消化，与抗性淀粉的原理类似。
Prion可以透过胃肠道粘膜屏障侵入人体，具体机制还不很清楚。有研究认为prion可以通过层粘连蛋白受体（laminin receptor）介导的内吞作用被肠上皮细胞摄入（Am J Pathol. 2005）。进入人体的prion可以将人体中正常的Prion蛋白（PrPc）转化为PrPsc，导致神经系统病变。
吸收进体内的游离氨基酸主要用于合成自身蛋白，约占总量的75%。游离氨基酸也可以氧化分解放出能量，但不是主要能源，大约可以提供人体所需总能量的10-15％。
氨基酸还可以转化为糖类、脂类或其它生物活性物质，如神经递质、碱基、磷脂、卟啉、辅酶等。氨基酸脱羧产生的胺类常有特殊作用，如5-羟色胺是神经递质，缺少则易发生抑郁；组胺与过敏反应有密切联系；儿茶酚胺类激素是酪氨酸的代谢产物。
所以蛋白质代谢以游离氨基酸为核心，细胞内外液中所有游离氨基酸称为游离氨基酸库，其含量不足氨基酸总量的1％，却可反映机体氮代谢的概况。蛋白质的代谢平衡称氮平衡，正常人每天大约排出5克氮，相当于30克蛋白质。
参考文献：
Isabella Pali-Schöll, et al. The Effect of Digestion and Digestibility on Allergenicity of Food. Nutrients. 2018 Aug 21;10(9):1129.
Andrzej S Tarnawski, et al. Increased susceptibility of aging gastric mucosa to injury: the mechanisms and clinical implications. World J Gastroenterol. 2014 Apr 28;20(16):4467-82.
Mariafrancesca Scalise, et al. The Human SLC1A5 (ASCT2) Amino Acid Transporter: From Function to Structure and Role in Cell Biology. Front Cell Dev Biol. 2018 Sep 4;6:96.
Ester Vázquez-Fernández, et al. The Structural Architecture of an Infectious Mammalian Prion Using Electron Cryomicroscopy. PLoS Pathog. 2016 Sep 8;12(9):e1005835.
Etienne Morel, et al. Bovine prion is endocytosed by human enterocytes via the 37 kDa/67 kDa laminin receptor. Am J Pathol. 2005 Oct;167(4):1033-42.
John A Pezza, et al. Prion propagation: the role of protein dynamics. Prion. Jan-Mar 2007;1(1):36-43.
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