生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座

代謝穩(wěn)態(tài)和整體性

HomeostasisandIntegrationofMetabolism第一節(jié)生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第1頁一、代謝調(diào)整維持穩(wěn)態(tài)生物體反抗外環(huán)境改變，維持內(nèi)環(huán)境恒定，即穩(wěn)態(tài)（homeostasis）。從生物化學(xué)角度認(rèn)識穩(wěn)態(tài)，就是生物體經(jīng)過調(diào)整機(jī)制，賠償外環(huán)境改變而維持代謝動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)——代謝穩(wěn)態(tài)（metabolichomeostasis）。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第2頁（一）各種代謝路徑共同特征是代謝整合基礎(chǔ)二、各種物質(zhì)代謝路徑整合為統(tǒng)一整體1．各種物質(zhì)代謝路徑“匯聚”共同代謝池2．ATP是能量“流通”共同形式3．分解代謝路徑產(chǎn)生NADPH為合成代謝提供還原當(dāng)量4．分解/合成代謝路徑含有共同中間代謝物5．線粒體是代謝路徑和代謝調(diào)整信號整合點(diǎn)生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第3頁三大營養(yǎng)素共同中間產(chǎn)物共同最終代謝通路糖脂肪蛋白質(zhì)乙酰CoATAC2H氧化磷酸化ATP+H2OCO2（二）各種代謝路徑相互聯(lián)絡(luò)形成統(tǒng)一整體1．各種物質(zhì)代謝路徑在能量代謝方面相互補(bǔ)充、相互制約生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第4頁乙酰輔酶A是三大營養(yǎng)物共同中間代謝物，三羧酸循環(huán)是糖、脂、蛋白質(zhì)最終分解共同代謝路徑，釋出能量均以ATP形式儲存。

從能量供給角度看，三大營養(yǎng)素能夠相互代替，并相互制約。普通情況下，供能以糖、脂為主，并盡可能節(jié)約蛋白質(zhì)消耗。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第5頁脂肪分解增強(qiáng)ATP增多ATP/ADP比值增高任一供能物質(zhì)代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約其它物質(zhì)降解。糖分解被抑制6-磷酸果糖激酶-1被抑制（糖分解代謝限速酶之一）比如：生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第6頁饑餓時(shí)

肝糖原分解

，肌糖原分解

肝糖異生，蛋白質(zhì)分解以脂酸、酮體分解供能為主,蛋白質(zhì)分解顯著降低1~2天3~4周生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第7頁體內(nèi)糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸等代謝不是彼此獨(dú)立，而是相互關(guān)聯(lián)。它們經(jīng)過共同中間代謝物，即兩種代謝路徑匯合時(shí)中間產(chǎn)物，經(jīng)三羧酸循環(huán)和生物氧化等聯(lián)成整體。三者之間能夠相互轉(zhuǎn)變，當(dāng)一個(gè)物質(zhì)代謝障礙時(shí)可引發(fā)其它物質(zhì)代謝紊亂。2．各類物質(zhì)代謝經(jīng)過共同中間產(chǎn)物相互聯(lián)絡(luò)、相互轉(zhuǎn)化生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第8頁（1）糖在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)橹岵荒苻D(zhuǎn)變?yōu)樘钱?dāng)攝入糖量超出體內(nèi)能量消耗時(shí)，糖能夠轉(zhuǎn)變?yōu)橹?。葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第9頁脂酸乙酰CoA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸-甘油葡萄糖脂肪絕大部分不能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第10頁饑餓、糖供給不足或糖代謝障礙時(shí):高酮血癥草酰乙酸相對不足糖不足脂肪大量動(dòng)員酮體生成增加氧化受阻脂肪分解代謝強(qiáng)度及順利進(jìn)行，還有賴于糖代謝正常進(jìn)行。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第11頁比如：丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡萄糖（2）絕大多數(shù)氨基酸碳鏈骨架在體內(nèi)可與糖相互轉(zhuǎn)變20種氨基酸除亮氨酸及賴氨酸外均可轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第12頁糖丙酮酸草酰乙酸乙酰CoA檸檬酸α-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸糖代謝中間代謝物僅能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成12種非必需氨基酸。比如：生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第13頁氨基酸乙酰CoA脂肪（3）蛋白質(zhì)/氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)橹径惒荒苻D(zhuǎn)變?yōu)榘被?蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)可轉(zhuǎn)變?yōu)橹尽Ｉ镂镔|(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第14頁絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺腦磷脂膽堿卵磷脂氨基酸也可作為合成磷脂原料。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第15頁脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解路徑丙酮酸

其它α-酮酸一些非必需氨基酸脂肪甘油部分可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被?。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第16頁甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳單位合成嘌呤合成嘧啶（4）氨基酸是合成核酸主要原料合成核苷酸所需磷酸核糖由磷酸戊糖路徑提供。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第17頁琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸檸檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸絲氨酸蘇氨酸色氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸甲硫氨酸絲氨酸蘇氨酸纈氨酸酮體亮氨酸賴氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺組氨酸纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝聯(lián)絡(luò)TAC目錄生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第18頁

肝在代謝調(diào)整與整合中作用RolesoftheLiverinMetabolicRegulationandIntegration第二節(jié)生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第19頁一、肝是物質(zhì)代謝關(guān)鍵器官（一）肝組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成決定其在代謝中關(guān)鍵作用（二）肝在物質(zhì)代謝中負(fù)擔(dān)加工、輸送、分配角色生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第20頁肝是維持血糖正常水平主要器官糖異生肝糖原合成與分解糖酵解路徑磷酸戊糖路徑肝內(nèi)進(jìn)行那些糖代謝路徑？作用：維持血糖濃度恒定，保障全身各組織，尤其是大腦和紅細(xì)胞能量供給二、肝是糖代謝轉(zhuǎn)換和糖異生主要器官生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第21頁不一樣營養(yǎng)狀態(tài)下肝內(nèi)怎樣進(jìn)行糖代謝？飽食狀態(tài)肝糖原合成↑過多糖則轉(zhuǎn)化為脂肪，以VLDL形式輸出空腹?fàn)顟B(tài)肝糖原分解↑饑餓狀態(tài)以糖異生為主※脂肪動(dòng)員↑→酮體合成↑→節(jié)約葡萄糖生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第22頁（一）肝是內(nèi)源性甘油三酯合成主要場所（二）饑餓時(shí)肝合成酮體供給肝外組織/器官（三）血漿膽固醇及磷脂主要起源于肝三、肝是內(nèi)源性脂類和酮體合成場所生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第23頁作用：在脂類消化、吸收、合成、分解與運(yùn)輸均含有主要作用。

肝內(nèi)進(jìn)行脂類代謝主要有哪些？脂肪酸氧化、脂肪酸合成及酯化、酮體生成、膽固醇合成與轉(zhuǎn)變、脂蛋白與載脂蛋白合成(VLDL、HDL、apoCⅡ)、脂蛋白降解(LDL)。

生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第24頁肝在脂類代謝各過程中作用肝細(xì)胞合成并分泌膽汁酸，幫助脂類物質(zhì)消化與吸收。肝細(xì)胞是體內(nèi)代謝脂酸主要器官，也是脂酸β-氧化主要場所。肝在調(diào)整機(jī)體膽固醇平衡上起著中心作用。肝處于脂蛋白中心地位。肝磷脂（尤其是卵磷脂）合成非?；钴S。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第25頁四、肝有合成尿素及調(diào)整氨基酸代謝池特殊功效在血漿蛋白質(zhì)代謝中作用：合成與分泌血漿蛋白質(zhì)（γ球蛋白除外）去除血漿蛋白質(zhì)（清蛋白除外）在氨基酸代謝中作用：氨基酸脫氨基、脫羧基、脫硫、轉(zhuǎn)甲基等（支鏈氨基酸除外）。去除血氨及胺類，合成尿素。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第26頁肝外組織/器官代謝特點(diǎn)及聯(lián)絡(luò)CharacteristicandInterconnectionofMetabolisminExtrahepaticTissue/Organ第三節(jié)生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第27頁（一）餐后脂肪組織加強(qiáng)脂肪合成（二）饑餓時(shí)脂肪組織加強(qiáng)脂解/釋放能儲

一、脂肪組織是機(jī)體最主要“能儲”生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第28頁

二、腦氧化葡萄糖和酮體供能并含有特殊氨基酸穩(wěn)態(tài)機(jī)制（一）腦是機(jī)體耗氧最多器官，耗O2量占全身耗O220%25%。（二）葡萄糖和酮體是腦主要能源。天天耗用葡萄糖約100g。因?yàn)槟X組織無糖原儲存，其耗用葡萄糖主要由血糖供給。血糖供給不足時(shí)，主要利用由肝生成酮體作為能源。（三）腦含有特異氨基酸/氨代謝穩(wěn)態(tài)機(jī)制生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第29頁酮體乳酸

游離脂酸葡萄糖三、心肌以有氧氧化分解脂肪酸、酮體和乳酸供能為主（一）心肌細(xì)胞以有氧氧化供能為主（二）有氧氧化分解脂肪酸、酮體和乳酸是心肌主要供能方式生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第30頁四、骨骼肌兼含有氧氧化和酵解供能機(jī)制肌肉組織通常以氧化脂酸為主，在猛烈運(yùn)動(dòng)時(shí)則以糖無氧酵解產(chǎn)生乳酸為主。因?yàn)榧∪馊狈ζ咸烟?6-磷酸酶，所以肌糖原不能直接分解成葡萄糖提供血糖。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第31頁主要器官及組織氧化供能特點(diǎn)目錄生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第32頁物質(zhì)代謝調(diào)整機(jī)制RegulatoryMechanismofMetabolism第四節(jié)生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第33頁主要經(jīng)過細(xì)胞內(nèi)代謝物濃度改變，對酶活性及含量進(jìn)行調(diào)整，這種調(diào)整稱為原始調(diào)整或細(xì)胞水平代謝調(diào)整。單細(xì)胞生物*代謝調(diào)整分為三級水平調(diào)整代謝調(diào)整普遍存在于生物界，是生物進(jìn)化過程中逐步形成反應(yīng)和適應(yīng)。進(jìn)化程度愈高生物其代謝路徑越復(fù)雜，代謝調(diào)整方式亦愈復(fù)雜。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第34頁高等生物——

三級水平代謝調(diào)整細(xì)胞水平代謝調(diào)整激素水平代謝調(diào)整高等生物在進(jìn)化過程中，出現(xiàn)了專司調(diào)整功效內(nèi)分泌細(xì)胞及內(nèi)分泌器官，其分泌激素可對其它細(xì)胞發(fā)揮代謝調(diào)整作用。整體水平代謝調(diào)整在中樞神經(jīng)系統(tǒng)控制下，或經(jīng)過神經(jīng)纖維及神經(jīng)遞質(zhì)對靶細(xì)胞直接發(fā)生影響，或經(jīng)過一些激素分泌來調(diào)整一些細(xì)胞代謝及功效，并經(jīng)過各種激素相互協(xié)調(diào)而對機(jī)體代謝進(jìn)行綜合調(diào)整。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第35頁細(xì)胞水平代謝調(diào)整、激素水平代謝調(diào)整及整體水平代謝調(diào)整統(tǒng)稱為三級水平代謝調(diào)整。在代謝調(diào)整三級水平中，細(xì)胞水平代謝調(diào)整是基礎(chǔ)，激素及神經(jīng)對代謝調(diào)整都是經(jīng)過細(xì)胞水平代謝調(diào)整實(shí)現(xiàn)。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第36頁

一、細(xì)胞水平調(diào)整包含酶活性和

酶含量調(diào)整（一）細(xì)胞酶系在細(xì)胞和亞細(xì)胞區(qū)域分布有利于酶活性調(diào)整細(xì)胞是組成組織及器官最基本功效單位。代謝路徑相關(guān)酶類常組成酶體系，分布于細(xì)胞某一區(qū)域或亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第37頁主要代謝路徑（多酶體系）在細(xì)胞內(nèi)分布生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第38頁酶在不一樣組織細(xì)胞和細(xì)胞內(nèi)不一樣細(xì)胞器區(qū)域化分布使各組織細(xì)胞和各亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)含有各自代謝酶譜。同工酶譜差異也使各組織細(xì)胞含有各自代謝特點(diǎn)，各種代謝路徑互不干擾而又便于彼此協(xié)調(diào)。多酶體系、多功效酶、以及同一代謝路徑中各種酶區(qū)域化分布使一系列酶反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，有利于提升反應(yīng)速率和調(diào)控。代謝物本身也會在細(xì)胞內(nèi)不一樣亞細(xì)胞器或區(qū)間隔離分布，直接影響相關(guān)代謝反應(yīng)速率；同時(shí)更便于酶對代謝路徑調(diào)整。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第39頁代謝路徑實(shí)質(zhì)上是一系列酶催化化學(xué)反應(yīng)，其速度和方向不是由這條路徑中每一個(gè)酶而是其中一個(gè)或幾個(gè)含有調(diào)整作用關(guān)鍵酶活性所決定。這些調(diào)整代謝酶稱為調(diào)整酶(regulatoryenzymes)和/或關(guān)鍵酶(keyenzymes)。調(diào)整一些關(guān)鍵酶或調(diào)整酶活性是細(xì)胞代謝調(diào)整一個(gè)主要方式。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第40頁①它催化反應(yīng)速度最慢，所以稱為限速酶(limitingvelocityenzymes)，它活性決定整個(gè)代謝路徑速度；②這類酶催化單向反應(yīng)，或非平衡反應(yīng)，所以它活性決定整個(gè)代謝路徑方向；③這類酶活性除受底物控制外，還受各種代謝物或效應(yīng)劑調(diào)整。調(diào)整酶或關(guān)鍵酶所催化反應(yīng)含有下述特點(diǎn)：生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第41頁生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第42頁

快速代謝

遲緩代謝在數(shù)秒、數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)生；經(jīng)過改變酶分子結(jié)構(gòu)，從而改變其活性；分為別構(gòu)調(diào)整及化學(xué)修飾調(diào)整兩種。代謝調(diào)整主要是經(jīng)過對關(guān)鍵酶活性調(diào)整實(shí)現(xiàn)。

普通需數(shù)小時(shí)或數(shù)天才能實(shí)現(xiàn)；經(jīng)過對酶蛋白分子合成或降解以改變細(xì)胞內(nèi)酶含量調(diào)整。

生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第43頁（二）改變酶分子結(jié)構(gòu)（構(gòu)象）可調(diào)整酶活性別構(gòu)酶（allostericenzyme）別構(gòu)調(diào)整（allostericregulation）別構(gòu)效應(yīng)劑（allostericeffector）1、酶結(jié)構(gòu)調(diào)整有變構(gòu)調(diào)整和共價(jià)修飾兩種方式

生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第44頁小分子化合物與酶分子活性中心以外某一部位特異結(jié)合，引發(fā)酶蛋白分子構(gòu)象改變，從而改變酶活性，這種調(diào)整稱為酶別構(gòu)調(diào)整。酶別構(gòu)調(diào)整被調(diào)整酶稱為別構(gòu)酶。使酶發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)物質(zhì)，稱為別構(gòu)效應(yīng)劑。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第45頁生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第46頁別構(gòu)效應(yīng)劑能夠是酶底物，也可是酶體系終產(chǎn)物，或其它小分子代謝物。它們在細(xì)胞內(nèi)濃度改變能靈敏地反應(yīng)代謝路徑強(qiáng)度和能量供求情況，并使關(guān)鍵酶構(gòu)象改變影響酶活性，從而調(diào)整代謝強(qiáng)度、方向以及細(xì)胞能量供需平衡。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第47頁別構(gòu)效應(yīng)劑+酶調(diào)整亞基酶構(gòu)象改變酶活性改變（激活或抑制）疏松亞基聚合緊密亞基解聚酶分子多聚化生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第48頁2．別構(gòu)調(diào)整經(jīng)過效應(yīng)劑-酶別構(gòu)相互作用調(diào)整酶活性（1）效應(yīng)劑與別構(gòu)酶結(jié)合產(chǎn)生別構(gòu)激活/抑制效應(yīng)很多小分子化合物作為別構(gòu)效應(yīng)劑（allostericeffecter），可經(jīng)過別構(gòu)相互作用（allstericinteraction）結(jié)合別構(gòu)酶調(diào)整位點(diǎn)/調(diào)整亞基，引發(fā)酶分子構(gòu)象改變，從而改變酶活性——?jiǎng)e構(gòu)激活或抑制。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第49頁（2）別構(gòu)效應(yīng)是經(jīng)過誘導(dǎo)別構(gòu)酶分子構(gòu)象改變實(shí)現(xiàn)

別構(gòu)效應(yīng)劑能夠是酶底物、反應(yīng)產(chǎn)物或其它小分子化合物。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第50頁G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖氧化糖原合酶促進(jìn)糖儲存（3）別構(gòu)調(diào)整協(xié)調(diào)代謝路徑并合理分配資源

生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第51頁3．共價(jià)修飾經(jīng)過酶促化學(xué)反應(yīng)調(diào)整酶活性酶蛋白肽鏈上一些殘基在酶催化下發(fā)生可逆共價(jià)修飾(covalentmodification)，從而引發(fā)酶活性改變，這種調(diào)整稱為酶化學(xué)修飾（chemicalmodification）調(diào)整。（1）酶促化學(xué)修飾有各種形式

生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第52頁磷酸化——脫磷酸乙?；撘阴＜谆ゼ谆佘栈撓佘誗H與-S-S-互變酶化學(xué)修飾主要有：生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第53頁有很多調(diào)整酶經(jīng)過磷酸化和/或脫磷酸化調(diào)整相關(guān)代謝路徑。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第54頁（2）相反酶促化學(xué)修飾協(xié)調(diào)酶活性“開”與“關(guān)”：催化蛋白質(zhì)絲氨酸/蘇氨酸羥基發(fā)生磷酸化修飾蛋白激酶稱為絲/蘇氨酸蛋白激酶；催化酪氨酸羥基磷酸化修飾蛋白激酶稱為酪氨酸蛋白激酶。

酶磷酸化與脫磷酸反應(yīng)是不可逆，分別由蛋白激酶（proteinkinase）及磷蛋白磷酸酶(proteinphosphatase)

催化完成。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第55頁酶磷酸化與脫磷酸-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化酶蛋白生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第56頁①與別構(gòu)調(diào)整相同，反應(yīng)快速，見效快；所以，共價(jià)修飾、別構(gòu)調(diào)整同屬于酶快調(diào)整。②因?yàn)楣矁r(jià)修飾是由酶催化；一個(gè)酶分子可催化多個(gè)底物分子發(fā)生反應(yīng)，故特異性強(qiáng)，并有放大效應(yīng)。③與改變酶含量調(diào)整酶活性方式比較，共價(jià)修飾調(diào)整耗能少而經(jīng)濟(jì)。酶促化學(xué)修飾調(diào)整有幾個(gè)特點(diǎn)（3）共價(jià)修飾與別構(gòu)調(diào)整、激素調(diào)整整合為特異信號通路生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第57頁④催化共價(jià)修飾酶常被別構(gòu)調(diào)整、共價(jià)修飾所調(diào)整，所以共價(jià)修飾經(jīng)常偶聯(lián)別構(gòu)調(diào)整、激素調(diào)整，形成由信號分子（激素等）、轉(zhuǎn)導(dǎo)分子和效應(yīng)分子（調(diào)整酶）組成級聯(lián)反應(yīng)，使細(xì)胞內(nèi)酶活性調(diào)解更精細(xì)、更協(xié)調(diào)。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第58頁（三）調(diào)整細(xì)胞內(nèi)酶含量可調(diào)整酶活性除調(diào)整細(xì)胞內(nèi)酶結(jié)構(gòu)，生物體還可經(jīng)過調(diào)整細(xì)胞內(nèi)酶合成或降解速率，改變酶含量，調(diào)整細(xì)胞內(nèi)酶活性，從而調(diào)整代謝。酶合成、降解所需時(shí)間較長（數(shù)小時(shí)或更長），消耗ATP較多，所以酶量調(diào)整屬遲緩調(diào)整。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第59頁1．誘導(dǎo)或阻遏酶蛋白基因表示可改變酶含量加速酶合成化合物稱為誘導(dǎo)劑(inducer)降低酶合成化合物稱為阻遏劑(repressor)酶底物、產(chǎn)物、激素或藥品均可影響酶合成。誘導(dǎo)劑或阻遏劑是在酶蛋白生物合成轉(zhuǎn)錄或翻譯過程中發(fā)揮作用，但影響轉(zhuǎn)錄較常見。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第60頁

常見誘導(dǎo)或阻遏方式：底物對酶合成誘導(dǎo)和阻遏作用普遍存在于生物界；代謝反應(yīng)產(chǎn)物不但可別構(gòu)抑制或反饋抑制關(guān)鍵酶或催化起始反應(yīng)酶活性，而且還可阻遏這些酶基因表示；激素對酶表示誘導(dǎo)很常見；很多藥品和毒物對酶表示影響。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第61頁2．控制酶蛋白降解也可調(diào)整細(xì)胞內(nèi)酶含量細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解有兩條主要路徑存在于溶酶體（lysosome）ATP-非依賴路徑；存在于蛋白酶體（proteosome）依賴ATP泛素路徑凡能改變或影響這兩種蛋白質(zhì)降解機(jī)制原因，都可間接影響酶蛋白降解速度，進(jìn)而影響代謝路徑。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第62頁二、激素經(jīng)過特異受體和信號通路調(diào)整代謝經(jīng)過激素來調(diào)控物質(zhì)代謝是高等動(dòng)物體內(nèi)代謝調(diào)整主要方式。不一樣激素作用于不一樣組織產(chǎn)生不一樣生物效應(yīng)，表現(xiàn)較高組織特異性和效應(yīng)特異性。這是激素作用一個(gè)主要特點(diǎn)。激素之所以能對特定組織或細(xì)胞（即靶組織或靶細(xì)胞）發(fā)揮作用，是因?yàn)樵摻M織或細(xì)胞存在有能特異識別和結(jié)合對應(yīng)激素受體（receptor）。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第63頁膜受體激素胞內(nèi)受體激素按激素受體在細(xì)胞部位不一樣，可將激素分為兩大類:生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第64頁（一）激素經(jīng)過靶細(xì)胞特異受體發(fā)揮作用膜受體激素胞內(nèi)受體激素按激素受體在細(xì)胞部位不一樣，可將激素分為兩大類:生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第65頁生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第66頁（二）經(jīng)過激素信號路徑調(diào)整代謝受多原因影響激素信號路徑由激素、受體，以及各種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子、效應(yīng)分子組成。影響信號路徑任一步驟均可改變相關(guān)生物化學(xué)反應(yīng)，調(diào)整代謝。除信號路徑本身，激素調(diào)整還受激素合成和釋放、受體內(nèi)吞作用、轉(zhuǎn)導(dǎo)/效應(yīng)分子表示水平等原因影響。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第67頁（三）胰島素經(jīng)過RAS-非依賴路徑促進(jìn)糖原合成

胰島素可開啟各種信號路徑，產(chǎn)生即刻或長久效應(yīng)。胰島素長久效應(yīng)經(jīng)過Ras-依賴信號路徑促進(jìn)細(xì)胞生長，作用類似胰島素樣生長因子（IGF）。即刻效應(yīng)經(jīng)過Ras-非依賴信號路徑，促進(jìn)骨骼肌、脂肪組織攝取葡萄糖，調(diào)整糖代謝相關(guān)酶活性生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第68頁（四）很多激素功效由cAMP介導(dǎo)并受鈣

信號調(diào)整激素信號路徑由cAMP介導(dǎo)并受Ca2+信號調(diào)整。其中經(jīng)典例子是腎上腺素調(diào)整骨骼肌糖原分解。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第69頁三、整體調(diào)整就是在神經(jīng)主導(dǎo)下激素調(diào)整器官代謝整合在神經(jīng)系統(tǒng)主導(dǎo)下，調(diào)整激素釋放，并經(jīng)過激素整合不一樣組織/器官細(xì)胞內(nèi)代謝路徑，實(shí)現(xiàn)整體調(diào)整，以適應(yīng)餐后、饑餓、營養(yǎng)過剩、應(yīng)激等狀態(tài)改變，維持代謝穩(wěn)態(tài)。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第70頁（一）激素協(xié)調(diào)調(diào)整不一樣膳食成份在體內(nèi)流通方式

膳食成份不一樣，進(jìn)食后營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)“流通”不一樣。進(jìn)食混合膳食后，體內(nèi)胰島素水平中度升高。在胰島素作用下，由小腸吸收部分葡萄糖在肝合成糖原、生成丙酮酸，其余大部分輸送到腦、骨骼肌、脂肪等肝外組織。吸收氨基酸部分經(jīng)肝輸送到肝外組織，部分在肝內(nèi)轉(zhuǎn)換為丙酮酸、乙酰輔酶A，合成甘油三酯，以VLDL形式輸送至脂肪、骨骼肌等組織。吸收甘油三酯（乳糜微滴）部分經(jīng)肝轉(zhuǎn)換內(nèi)源性甘油三酯，大部分輸送到脂肪組織、骨骼肌等轉(zhuǎn)換/儲存或利用。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第71頁（二）進(jìn)食12

~24小時(shí)肝糖原分解伴有適度脂肪動(dòng)員和糖異生

進(jìn)食混合膳食12小時(shí)后，體內(nèi)胰島素水平降低，胰高血糖素升高。在胰高血糖素作用下，餐后6~8小時(shí)肝糖原即開始分解補(bǔ)充血糖，主要供給腦，兼顧其它組織需要。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第72頁1．短期饑餓糖利用降低而脂動(dòng)員加強(qiáng)（三）饑餓時(shí)大多數(shù)組織轉(zhuǎn)換糖氧化為

脂肪氧化供能饑餓13天糖原消耗，血糖趨于降低胰島素分泌降低，胰高血糖素分泌增加生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第73頁（1）各種組織對葡萄糖利用普遍降低（2）糖異生作用增強(qiáng)

速度：肝臟糖異生速度約為150克葡萄糖/天。原料：30%來自乳酸，10%來自甘油，其余40%來自氨基酸。場所：肝臟是饑餓早期糖異生主要場所，約占80%，小部份（約20%）則在腎皮質(zhì)中進(jìn)行。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第74頁（3）脂肪動(dòng)員加強(qiáng)且酮體生成增多

血漿甘油和游離脂酸含量升高，脂肪組織動(dòng)員出脂酸約25%在肝臟生成酮體。脂酸和酮體成為心肌、骨骼肌和腎皮質(zhì)主要燃料，一部分酮體可被大腦利用。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第75頁（4）肌肉蛋白質(zhì)分解加強(qiáng)蛋白質(zhì)分解增強(qiáng)出現(xiàn)略遲。蛋白質(zhì)分解加強(qiáng)時(shí)，釋放入血氨基酸量增加。肌肉蛋白質(zhì)分解氨基酸大部分轉(zhuǎn)變?yōu)楸彼岷凸劝滨０丰尫湃胙h(huán)。

生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第76頁2．饑餓一周后儲存脂肪/蛋白質(zhì)耗竭

脂肪動(dòng)員深入加強(qiáng)，肝臟生成大量酮體，腦組織利用酮體增加，超出葡萄糖，占總耗氧量60%。肌肉以脂酸為主要能源，以確保酮體優(yōu)先供給腦組織；肌肉蛋白質(zhì)分解降低，肌肉釋出氨基酸降低，負(fù)氮平衡有所改進(jìn)。乳酸和丙酮酸成為肝糖異生主要起源。腎臟糖異生作用顯著增強(qiáng)。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第77頁（四）應(yīng)激時(shí)血糖、脂和蛋白質(zhì)分解加強(qiáng)應(yīng)激(stress)指人體受到一些異乎尋常刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及猛烈情緒波動(dòng)等所作出一系列反應(yīng)“擔(dān)心狀態(tài)”。應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，交感神經(jīng)興奮，腎上腺髓質(zhì)及皮質(zhì)激素分泌增多，血漿胰高血糖素及生長激素水平增加，而胰島素分泌降低。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第78頁1．血糖升高腎上腺素及胰高血糖素分泌增加均可激活磷酸化酶促進(jìn)肝糖原分解；腎上腺皮質(zhì)激素及胰高血糖素使糖異生加強(qiáng)，不停補(bǔ)充血糖；腎上腺皮質(zhì)激素及生長素使周圍組織對糖利用降低。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第79頁2．脂肪動(dòng)員增強(qiáng)血漿游離脂酸升高，成為心肌，骨骼肌及腎臟等組織主要能量起源。3．蛋白質(zhì)分解增強(qiáng)肌肉釋出丙氨酸等氨基酸增加，同時(shí)尿素生成及尿氮排出增加，呈負(fù)氮平衡。生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第80頁

應(yīng)激時(shí)機(jī)體代謝改變生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第81頁肥胖是一個(gè)由食欲和能量調(diào)整紊亂引發(fā)疾病，與遺傳、環(huán)境、膳食結(jié)構(gòu)及體力活動(dòng)等各種原因相關(guān)，其發(fā)病過程復(fù)雜，與糖尿病、高血壓、心腦血管疾病親密相關(guān)，危害嚴(yán)重。（五）肥胖是由多原因引發(fā)物質(zhì)和能量代謝調(diào)整紊亂生物物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)與整合專家講座第82頁1．肥胖是代謝綜合征主要指征攝取熱量過剩會引發(fā)肥胖。通常采取體重指數(shù)（bo