物質(zhì)代謝的聯(lián)系和調(diào)節(jié)課件

物質(zhì)代謝的特點(diǎn)TheSpecialityofMetabolism第一節(jié)一、物質(zhì)代謝互相聯(lián)系二、物質(zhì)代謝受到精細(xì)調(diào)節(jié)三、各器官物質(zhì)代謝各具特色四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池例如：各種組織

消化吸收的糖

肝糖原分解糖異生血糖五、ATP是能量的直接提供者六、NADPH為合成代謝提供還原力物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系MetabolicInterrelationships第二節(jié)一、物質(zhì)代謝相互制約三大營(yíng)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ATPCO2三大營(yíng)養(yǎng)素可在體內(nèi)氧化供能。從能量供應(yīng)的角度看，三大營(yíng)養(yǎng)素可以互相代替，并互相制約。一般情況下，機(jī)體優(yōu)先利用燃料的次序是糖原、脂肪和蛋白質(zhì)。供能以糖及脂為主，并盡量節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗。

脂肪分解增強(qiáng)ATP增多ATP/ADP比值增高任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢(shì)，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的降解。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)例如：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)分解明顯降低1~2天3~4周（一）體內(nèi)糖可轉(zhuǎn)變脂肪，但（偶數(shù)）脂肪酸不能轉(zhuǎn)變成糖

二、物質(zhì)代謝相互聯(lián)系脂酸乙酰CoA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸-甘油葡萄糖（二）體內(nèi)糖與大部分氨基酸碳架部分可以相互轉(zhuǎn)變例如：丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡萄糖1.大部分氨基酸脫氨基后，生成相應(yīng)的α-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘?.糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基化生成某些非必需氨基酸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（三）脂類不能轉(zhuǎn)變成氨基酸，但氨基酸能轉(zhuǎn)變成脂肪（四）某些氨基酸是核苷酸/核酸合成的前體1.氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳單位合成嘌呤合成嘧啶2.磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供體內(nèi)重要組織、器官的代謝特點(diǎn)及聯(lián)系MetabolicSpeciality&InterrelationshipsofImportantTissues&ApparatusintheBody第三節(jié)合成、儲(chǔ)存糖原;分解糖原生成葡萄糖，釋放入血;是糖異生的主要器官肝在糖代謝中的作用一、肝是人體最重要的物質(zhì)代謝中心和樞紐肝在脂代謝中的作用。生成酮體，脂肪和膽固醇肝在氨基酸代謝中的作用。合成和分解蛋白質(zhì)，合成尿素肝是生物轉(zhuǎn)化的主要場(chǎng)所酮體乳酸游離脂酸葡萄糖正常優(yōu)先以脂酸為燃料產(chǎn)生ATP。能量可依次以消耗自由脂酸、葡萄糖、酮體等能源物質(zhì)提供。

二、心可利用多種能源物質(zhì)，以有氧氧化為主耗能大，耗氧多。葡萄糖為主要能源，每天消耗約100g。

不能利用脂酸，葡萄糖供應(yīng)不足時(shí)，利用酮體。

三、腦主要利用葡萄糖供能且耗氧量大合成、儲(chǔ)存肌糖原；通常以脂酸氧化為主要供能方式；劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，以糖酵解為主。四、肌肉主要氧化脂肪酸，強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量乳酸五、糖酵解是為成熟紅細(xì)胞提供能量的主要途徑紅細(xì)胞沒有線粒體。六、脂肪組織是合成、儲(chǔ)存脂肪的重要組織七、腎是可進(jìn)行糖異生和生成酮體兩種代謝的器官物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)方式TheWayforRegulationofMetabolism第四節(jié)代謝調(diào)節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過細(xì)胞內(nèi)代謝物濃度的變化，對(duì)酶的活性及含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)稱為原始調(diào)節(jié)或細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)。單細(xì)胞生物高等生物——三級(jí)水平代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)高等生物在進(jìn)化過程中，出現(xiàn)了專司調(diào)節(jié)功能的內(nèi)分泌細(xì)胞及內(nèi)分泌器官，其分泌的激素可對(duì)其他細(xì)胞發(fā)揮代謝調(diào)節(jié)作用。整體水平代謝調(diào)節(jié)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制下，或通過神經(jīng)纖維及神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)靶細(xì)胞直接發(fā)生影響，或通過某些激素的分泌來調(diào)節(jié)某些細(xì)胞的代謝及功能，并通過各種激素的互相協(xié)調(diào)而對(duì)機(jī)體代謝進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。

一、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶活性（一）細(xì)胞酶系有特定細(xì)胞和亞細(xì)胞區(qū)域的隔離分布多酶體系分布多酶體系分布DNA及RNA合成細(xì)胞核糖酵解胞液蛋白質(zhì)合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液戊糖磷酸途徑胞液糖原合成胞液糖異生胞液脂酸合成胞液脂酸β氧化線粒體膽固醇合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，胞液多種水解酶溶酶體磷脂合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)三羧酸循環(huán)線粒體血紅素合成胞液，線粒體氧化磷酸化線粒體尿素合成胞液，線粒體呼吸鏈線粒體提高速率①速度最慢，它的速度決定整個(gè)代謝途徑的總速度，故又稱其為限速酶(limitingvelocityenzymes)。②催化單向反應(yīng)不可逆或非平衡反應(yīng)，它的活性決定整個(gè)代謝途徑的方向。③這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應(yīng)劑的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)具有以下特點(diǎn)：代謝途徑是一系列酶促反應(yīng)組成的，其速度及方向由其中的關(guān)鍵酶決定。代謝途徑關(guān)鍵酶糖原降解磷酸化酶糖原合成糖原合酶糖酵解己糖激酶磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶糖有氧氧化丙酮酸脫氫酶系檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶糖異生丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖雙磷酸酶-1脂酸合成乙酰輔酶A羧化酶膽固醇合成HMG輔酶A還原酶某些重要代謝途徑的關(guān)鍵酶（二）小分子代謝物通過變構(gòu)調(diào)節(jié)改變關(guān)鍵酶活性代謝途徑變構(gòu)酶變構(gòu)激活劑變構(gòu)抑制劑糖酵解己糖激酶AMP、ADP、FDP、PiG-6-P磷酸果糖激酶-1FDP檸檬酸丙酮酸激酶ATP，乙酰CoA三羧酸循環(huán)檸檬酸合酶AMPATP，長(zhǎng)鏈脂酰CoA異檸檬酸脫氫酶AMP，ADPATP糖異生丙酮酸羧化酶乙酰CoA，ATPAMP糖原分解磷酸化酶bAMP，G-1-P，PiATP，G-6-P脂酸合成乙酰輔酶A羧化酶檸檬酸，異檸檬酸長(zhǎng)鏈脂酰CoA氨基酸代謝谷氨酸脫氫酶ADP，亮氨酸，蛋氨酸GTP，ATP，NADH嘌呤合成谷氨酰胺PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶AMP，GMP嘧啶合成天冬氨酸轉(zhuǎn)甲酰酶CTP，UTP核酸合成脫氧胸苷激酶dCTP，dATPdTTP代謝途徑的起始物或產(chǎn)物通過變構(gòu)調(diào)節(jié)影響代謝途徑

變構(gòu)酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基變構(gòu)效應(yīng)劑：底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物變構(gòu)調(diào)節(jié)的生理意義①

代謝終產(chǎn)物反饋抑制(feedbackinhibition)反應(yīng)途徑中的酶，使代謝物不致生成過多。乙酰CoA乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長(zhǎng)鏈脂酰CoA

②變構(gòu)調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，不致浪費(fèi)。G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進(jìn)糖的儲(chǔ)存③變構(gòu)調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)。檸檬酸–+6-磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化乙酰輔酶A羧化酶促進(jìn)脂酸的合成（三）關(guān)鍵酶活性可由酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)酶化學(xué)修飾類型酶活性改變糖原磷酸化酶磷酸化/脫磷酸激活/抑制磷酸化酶b激酶磷酸化/脫磷酸激活/抑制糖原合酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活丙酮酸脫羧酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活磷酸果糖激酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活丙酮酸脫氫酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活HMG-CoA還原酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活HMG-CoA還原酶激酶磷酸化/脫磷酸激活/抑制乙酰CoA羧化酶磷酸化/脫磷酸抑制/激活脂肪細(xì)胞甘油三酯脂肪酶磷酸化/脫磷酸激活/抑制黃嘌呤氧化脫氫酶SH/-S-S-脫氫酶/氧化酶酶促化學(xué)修飾的特點(diǎn)

：①酶蛋白的共價(jià)修飾是可逆的酶促反應(yīng)，在不同酶的作用下，酶蛋白的活性狀態(tài)可互相轉(zhuǎn)變。催化互變反應(yīng)的酶在體內(nèi)可受調(diào)節(jié)因素如激素的調(diào)控。②具有放大效應(yīng)，效率較變構(gòu)調(diào)節(jié)高。③磷酸化與脫磷酸是最常見的方式。

同一個(gè)酶可以同時(shí)受變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。（四）改變細(xì)胞內(nèi)酶的含量可調(diào)節(jié)酶的活性1．調(diào)節(jié)酶蛋白含量可通過誘導(dǎo)或阻遏酶蛋白基因的表達(dá)加速酶合成的化合物稱為誘導(dǎo)劑(inducer)減少酶合成的化合物稱為阻遏劑(repressor)常見的誘導(dǎo)或阻遏方式:Ⅰ底物對(duì)酶合成的誘導(dǎo)和阻遏Ⅱ產(chǎn)物對(duì)酶合成的阻遏Ⅲ激素對(duì)酶合成的誘導(dǎo)Ⅳ藥物對(duì)酶合成的誘導(dǎo)2．調(diào)節(jié)細(xì)胞酶含量也可通過改變酶蛋白降解速度溶酶體蛋白酶體——釋放蛋白水解酶，降解蛋白質(zhì)——泛素識(shí)別、結(jié)合蛋白質(zhì)；蛋白水解酶降解蛋白質(zhì)通過改變酶蛋白分子的降解速度，也能調(diào)節(jié)酶的含量。內(nèi)、外環(huán)境改變機(jī)體相關(guān)組織分泌激素激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境改變激素作用機(jī)制：二、激素通過作用特異受體調(diào)節(jié)代謝過程（一）糖、脂和蛋白質(zhì)代謝在不同饑餓狀態(tài)有不同改變糖原消耗血糖趨于降低胰島素分泌減少胰高血糖素分泌增加引起一系列的代謝變化1.短期饑餓時(shí)脂肪動(dòng)員增加而減少糖的利用

三、機(jī)體通過神經(jīng)系統(tǒng)及神經(jīng)-體液途徑整體調(diào)節(jié)體內(nèi)物質(zhì)代謝（1）脂代謝變化脂肪動(dòng)員加強(qiáng)，酮體生成增多（2）糖代謝變化糖異生加強(qiáng)，組織對(duì)葡萄糖利用降低（3）蛋白質(zhì)代謝變化肌蛋白質(zhì)分解加強(qiáng)，氨基酸異生成糖2．長(zhǎng)期饑餓時(shí)各組織發(fā)生與短期饑餓不同的代謝改變：（1）蛋白質(zhì)代謝變化蛋白質(zhì)分解減少（2）糖代謝變化肝腎糖異生增強(qiáng)肝糖異生的主要原料為乳酸、丙酮酸（3）脂代謝變化脂肪動(dòng)員進(jìn)一步加強(qiáng)腦組織利用酮體增加（二）應(yīng)激增加糖、脂和蛋白質(zhì)分解的能源供應(yīng)，限制能源存積概念：應(yīng)激(stress)指人體受到一些異乎尋常的刺激，如創(chuàng)傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及劇烈情緒波動(dòng)等所作出一系列反應(yīng)的“緊張狀態(tài)”。機(jī)體整體反應(yīng)：交感神經(jīng)興奮腎上腺髓質(zhì)及皮質(zhì)激素分泌增多胰高血糖素、生長(zhǎng)激素增加，胰島素分泌減少引起一系列的代謝變化代謝改變：1.血糖升高2.脂肪動(dòng)員增強(qiáng)3.蛋白質(zhì)分解加強(qiáng)這對(duì)保證大腦、紅細(xì)胞的供能有重要意義。為心肌、骨骼肌及腎等組織供能。肌釋出丙氨酸等氨基酸增加。內(nèi)分泌腺或組織代謝改變血中含量胰腺α-細(xì)胞、β-細(xì)胞胰高血糖素分泌增加、胰島素分泌抑制胰高血糖素↑胰島素↓腎上腺髓質(zhì)、皮質(zhì)去甲腎上腺素及腎上腺素分泌增加、皮質(zhì)醇分泌增加腎上腺素↑皮質(zhì)醇↑肝糖原分解增加、糖原合成減少、糖異生增強(qiáng)、脂酸β氧化增加、酮體生成增加葡萄糖↑酮體↑肌糖原分解增加、葡萄糖的攝取利用減少、蛋白質(zhì)分解增加、脂酸β-氧化增強(qiáng)乳酸↑葡萄糖↑氨基酸↑脂肪組織脂肪分解增強(qiáng)、葡萄糖攝取及利用減少、脂肪合成減少游離脂酸↑甘油↑應(yīng)激時(shí)機(jī)體的代謝改變代謝綜合征(MetabolicSyndrome,MS)：以肥胖、高血壓、糖代謝及血脂異常等為主要臨床表現(xiàn)的癥候群。表現(xiàn)為心腦血管病的多種代謝危險(xiǎn)因素在同一個(gè)體內(nèi)集結(jié)的狀態(tài)。而超重和肥胖在MS發(fā)生、發(fā)展中起著決定性的作用。

（三）肥胖是多種因素引起的進(jìn)食行為和能量代謝調(diào)節(jié)的紊亂體質(zhì)性肥胖：青少年期多見的肥胖，主要由于脂肪細(xì)胞數(shù)量增加所致。獲得性肥胖：成人因營(yíng)養(yǎng)過剩引起的肥胖，主要由于脂肪細(xì)胞體積增加，也有數(shù)量增加。1．肥胖者增加脂肪儲(chǔ)存有不同類型單純性肥胖繼發(fā)性肥胖癥某些神經(jīng)、內(nèi)分泌疾病引起。肥胖診斷常用標(biāo)準(zhǔn)是體重指數(shù)（bodymassindex,BMI,BMI=體重(kg)/身高2(m2)