生物化學及分子生物學(人衛(wèi)第九版)-10代謝的整合與調(diào)節(jié)課件

作者:孫軍單位:華中科技大學同濟醫(yī)學院第十章

代謝的整合與調(diào)節(jié)(IntegrationandRegulationofMetabolism)作者:孫軍單位:華中科技大學同濟醫(yī)學院第十章第一節(jié)代謝的整體性第二節(jié)代謝調(diào)節(jié)的主要方式第三節(jié)體內(nèi)重要組織和器官的代謝特點第一節(jié)代謝的整體性第二節(jié)代謝調(diào)節(jié)的主要方式第三節(jié)重點難點熟悉了解掌握代謝的整體性代謝調(diào)節(jié)的方式重要組織器官的代謝特點細胞內(nèi)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)方式飽食、空腹、饑餓狀態(tài)下的整體代謝激素調(diào)節(jié)靶細胞的代謝營養(yǎng)過剩和應激狀態(tài)下的整體代謝重點難點熟悉了解掌握代謝的整體性細胞內(nèi)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)方式激素代謝的整體性第一節(jié)(IntegrityofMetabolism)代謝的整體性第一節(jié)(IntegrityofMetab（一）代謝的整體性一、體內(nèi)代謝過程互相聯(lián)系形成一個整體

糖類

脂類蛋白質(zhì)水維生素各種物質(zhì)代謝之間互有聯(lián)系，相互依存，構成統(tǒng)一的整體。

消化吸收中間代謝廢物排泄無機鹽（一）代謝的整體性一、體內(nèi)代謝過程互相聯(lián)系形成一個整體糖類（二）體內(nèi)各種代謝物都具有各自共同的代謝池各種組織

消化吸收的糖

肝糖原分解糖異生血糖例如（二）體內(nèi)各種代謝物都具有各自共同的代謝池各種組織消化吸（三）體內(nèi)代謝處于動態(tài)平衡生者化，化又生，生化即化生新必陳，陳乃謝，新陳恒代謝（三）體內(nèi)代謝處于動態(tài)平衡生者化，化又生，生化即化生新必陳，（四）氧化分解產(chǎn)生的NADPH為合成代謝提供所需的還原當量乙酰CoANADPH+H+脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑氧化反應還原反應（四）氧化分解產(chǎn)生的NADPH為合成代謝提供所需的還原當量乙二、物質(zhì)代謝與能量代謝相互關聯(lián)三大營養(yǎng)物質(zhì)各自代謝途徑共同中間產(chǎn)物共同代謝途徑糖脂肪蛋白質(zhì)乙酰CoA2H氧化磷酸化ATPTACCO2三大營養(yǎng)物質(zhì)可在體內(nèi)氧化供能二、物質(zhì)代謝與能量代謝相互關聯(lián)三大營養(yǎng)物質(zhì)各自代謝途徑共同中從能量供應的角度看，三大營養(yǎng)物質(zhì)可以互相代替，互相補充，但也互相制約。一般情況下，機體優(yōu)先利用燃料的次序是糖（50-70%）、脂肪（10-40%）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。

從能量供應的角度看，三大營養(yǎng)物質(zhì)可以互相代替，互相補充，但也饑餓肝糖原分解，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天一周以上饑餓肝糖原分解，肌糖原分解肝糖異生，蛋白質(zhì)分解脂肪分解增強ATP增多ATP/ADP比值增高任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的氧化分解。糖分解被抑制

磷酸果糖激酶-1被抑制(糖分解代謝關鍵酶之一)例如：脂肪分解增強ATP增多任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和糖分解增強ATP↑脂酸合成增加分解抑制

抑制異檸檬酸脫氫酶（三羧酸循環(huán)關鍵酶）檸檬酸堆積出線粒體

激活乙酰CoA羧化酶（脂酸合成關鍵酶）糖分解增強ATP↑脂酸合成增加抑制異檸檬酸脫氫酶檸檬酸堆積三、糖、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)代謝通過中間代謝物而相互聯(lián)系體內(nèi)糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等的代謝不是彼此孤立的，而是通過共同的中間代謝物、檸檬酸循環(huán)和生物氧化等彼此聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)變。一種物質(zhì)的代謝障礙可引起其他物質(zhì)的代謝紊亂，如糖尿病時糖代謝的障礙，可引起脂代謝、蛋白質(zhì)代謝甚至水鹽代謝紊亂。三、糖、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)代謝通過中間代謝物而相互聯(lián)系體內(nèi)糖、脂質(zhì)生物化學及分子生物學(人衛(wèi)第九版)-10代謝的整合與調(diào)節(jié)課件（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅釘z入的糖量超過能量消耗時葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅釘z入的糖量超過能量消耗時葡萄糖乙（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅嶂舅岵荒茉隗w內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟侵嵋阴oA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸-甘油葡萄糖（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅嶂舅岵荒茉隗w內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟侵嵋遥ㄒ唬┢咸烟强赊D(zhuǎn)變?yōu)橹舅嶂舅岱纸庖蕾囉谔谴x饑餓、糖供應不足或糖代謝障礙時：高酮血癥草酰乙酸相對不足糖不足脂肪大量動員酮體生成增加氧化受阻（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅嶂舅岱纸庖蕾囉谔谴x饑餓、糖供應（二）葡萄糖與大部分氨基酸可以相互轉(zhuǎn)變大部分氨基酸脫氨基后，生成相應的α-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘潜彼岜崦摪被钱惿咸烟牵ǘ┢咸烟桥c大部分氨基酸可以相互轉(zhuǎn)變大部分氨基酸脫氨基后，（二）葡萄糖與大部分氨基酸可以相互轉(zhuǎn)變糖代謝的中間產(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（二）葡萄糖與大部分氨基酸可以相互轉(zhuǎn)變糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基（三）氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N脂質(zhì)但脂質(zhì)幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被岬鞍踪|(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹景被峥勺鳛楹铣闪字脑习被嵋阴oA脂肪絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺腦磷脂膽堿卵磷脂（三）氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N脂質(zhì)但脂質(zhì)幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被岬鞍踪|(zhì)（三）氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N脂質(zhì)，但脂質(zhì)幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被醿H脂肪中的甘油可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被帷荒苷f，脂質(zhì)可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被嶂靖视土姿岣视腿┨墙徒馔緩奖崞渌?酮酸某些非必需氨基酸（三）氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N脂質(zhì)，但脂質(zhì)幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被醿H脂琥珀酰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蛋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、糖及脂肪代謝的聯(lián)系TAC琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸檸檬酸乙酰CoA丙（四）一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳單位合成嘌呤合成嘧啶（四）一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料氨基酸是體內(nèi)合成代謝調(diào)節(jié)的主要方式第二節(jié)(TheMainWaysofMetabolicRegulation)代謝調(diào)節(jié)的主要方式第二節(jié)(TheMainWayso高等生物——三級水平代謝調(diào)節(jié)細胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)高等生物在進化過程中，出現(xiàn)了專司調(diào)節(jié)功能的內(nèi)分泌細胞及內(nèi)分泌器官，其分泌的激素可對其他細胞發(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)對靶細胞直接發(fā)生影響，或通過某些激素的分泌來調(diào)節(jié)某些細胞的代謝及功能，并通過各種激素的互相協(xié)調(diào)而對機體代謝進行綜合調(diào)節(jié)。高等生物——三級水平代謝調(diào)節(jié)細胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝一、細胞內(nèi)物質(zhì)代謝主要通過對關鍵酶活性的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的?細胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是酶水平的調(diào)節(jié)。?細胞內(nèi)酶呈隔離分布。?代謝途徑的速度、方向由其中的關鍵酶的活性決定。?代謝調(diào)節(jié)主要是通過對關鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。一、細胞內(nèi)物質(zhì)代謝主要通過對關鍵酶活性的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的?細胞（一）各種代謝在細胞內(nèi)區(qū)隔分布是物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)的亞細胞結構基礎（一）各種代謝在細胞內(nèi)區(qū)隔分布是物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)的亞細胞結構酶的這種區(qū)隔分布，能避免不同代謝途徑之間彼此干擾，使同一代謝途徑中的系列酶促反應能夠更順利地連續(xù)進行，既提高了代謝途徑的進行速度，也有利于調(diào)控。酶的這種區(qū)隔分布，能避免不同代謝途徑之間彼此干擾，使同一代謝（二）關鍵酶活性決定整個代謝途徑的速度和方向※關鍵酶催化的反應特點①常常催化一條代謝途徑的第一步反應或分支點上的反應，速度最慢，其活性能決定整個代謝途徑的總速度。②常催化單向反應或非平衡反應，其活性能決定整個代謝途徑的方向。③酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應劑調(diào)節(jié)。※關鍵酶（keyenzymes）

代謝過程中具有調(diào)節(jié)作用的酶。（二）關鍵酶活性決定整個代謝途徑的速度和方向※關鍵酶催化的某些重要的代謝途徑的關鍵酶某些重要的代謝途徑的關鍵酶①快速調(diào)節(jié)（改變酶分子結構）②遲緩調(diào)節(jié)（改變酶含量）數(shù)秒、數(shù)分鐘改變單個酶分子的催化能力數(shù)小時、幾天調(diào)節(jié)酶的合成與降解速度

※調(diào)節(jié)關鍵酶活性（酶分子結構改變或酶含量改變）是細胞水平代謝調(diào)節(jié)的基本方式，也是激素水平代謝調(diào)節(jié)和整體代謝調(diào)節(jié)的重要環(huán)節(jié)。別構調(diào)節(jié)

(allostericregulation)化學修飾調(diào)節(jié)

(chemicalmodification)①快速調(diào)節(jié)（改變酶分子結構）②遲緩調(diào)節(jié)（改變酶含量）數(shù)秒、（三）別構調(diào)節(jié)通過別構效應改變關鍵酶活性

一些小分子化合物能與酶蛋白分子活性中心外的特定部位特異結合，改變酶蛋白分子構象、從而改變酶活性，這種調(diào)節(jié)稱為酶的別構調(diào)節(jié)(allostericregulation)。

別構調(diào)節(jié)是生物界普遍存在的代謝調(diào)節(jié)方式（三）別構調(diào)節(jié)通過別構效應改變關鍵酶活性一些代謝途徑中的別構酶及其效應劑一些代謝途徑中的別構酶及其效應劑別構效應劑通過改變酶分子構象改變酶活性別構酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基別構效應劑：底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物別構效應劑通過改變酶分子構象改變酶活性別構酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基別構效應劑+酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構象改變酶的活性改變（激活或抑制）疏松亞基聚合緊密亞基解聚酶分子多聚化別構效應劑+酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構象改變酶的活性改變疏松亞基（1）調(diào)節(jié)亞基含有一個“假底物”（pseudosubstrate）序列“假底物”序列能阻止催化亞基結合底物，抑制酶活性；效應劑結合調(diào)節(jié)亞基導致“假底物”序列構象變化，釋放催化亞基，使其發(fā)揮催化作用。如cAMP激活PKA。（2）別構效應劑與調(diào)節(jié)亞基結合，能引起酶分子三級和/或四級結構在“T”構象（緊密態(tài)、無活性／低活性）與“R”構象（松弛態(tài)、有活性／高活性）之間互變，從而影響酶活性。如氧調(diào)節(jié)Hb?！鶆e構效應的機制有兩種：（1）調(diào)節(jié)亞基含有一個“假底物”（pseudosubstra別構調(diào)節(jié)使一種物質(zhì)的代謝與相應的代謝需求和相關物質(zhì)的代謝協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)相應代謝的強度、方向，以協(xié)調(diào)相關代謝、滿足相應代謝需求別構效應劑（底物、終產(chǎn)物、其他小分子代謝物）細胞內(nèi)濃度的改變（反映相關代謝途徑的強度和相應的代謝需求）關鍵酶構象改變，影響酶活性別構調(diào)節(jié)使一種物質(zhì)的代謝與相應的代謝需求和相關物質(zhì)的代謝協(xié)調(diào)①

代謝終產(chǎn)物反饋抑制(feedbackinhibition)

反應途徑中的關鍵酶，避免產(chǎn)生超多需要的產(chǎn)物乙酰CoA

乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長鏈脂酰CoA①代謝終產(chǎn)物反饋抑制(feedbackinhibiti

②變構調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，避免生成過多造成浪費G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進糖的儲存②變構調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，避免生成過多造成浪費G-6-③變構調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)進行檸檬酸–+磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化乙酰輔酶A羧化酶促進脂酸的合成③變構調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)進行檸檬酸–+磷酸果糖激（四）化學修飾調(diào)節(jié)通過酶促共價修飾調(diào)節(jié)酶活性酶促共價修飾有多種形式酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)生可逆的共價修飾(covalentmodification)，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學修飾。（四）化學修飾調(diào)節(jié)通過酶促共價修飾調(diào)節(jié)酶活性酶促共價修飾有多（四）化學修飾調(diào)節(jié)通過酶促共價修飾調(diào)節(jié)酶活性酶促共價修飾有多種形式化學修飾的主要方式磷酸化---去磷酸乙?；?--脫乙酰甲基化---去甲基腺苷化---脫腺苷SH與–S—S–互變（四）化學修飾調(diào)節(jié)通過酶促共價修飾調(diào)節(jié)酶活性酶促共價修飾有多磷酸化/去磷酸化修飾對酶活性的調(diào)節(jié)磷酸化/去磷酸化修飾對酶活性的調(diào)節(jié)酶的磷酸化與去磷酸化酶的磷酸化與去磷酸化酶的化學修飾調(diào)節(jié)具有級聯(lián)放大效應酶促化學修飾的特點：①受化學修飾調(diào)節(jié)的關鍵酶都具無（或低）活性和有（或高）活性兩種形式，由兩種酶催化發(fā)生共價修飾，互相轉(zhuǎn)變。②酶的化學修飾是另外一個酶的酶促反應，特異性強，有放大效應。③磷酸化與去磷酸化是最常見的酶促化學修飾反應，作用迅速，有放大效應，是調(diào)節(jié)酶活性經(jīng)濟有效的方式。④催化共價修飾的酶自身常受別構調(diào)節(jié)、化學修飾調(diào)節(jié)，并與激素調(diào)節(jié)偶聯(lián)，形成由信號分子、信號轉(zhuǎn)導分子和效應分子組成的級聯(lián)反應。※同一個酶可以同時受變構調(diào)節(jié)和化學修飾調(diào)節(jié)。酶的化學修飾調(diào)節(jié)具有級聯(lián)放大效應酶促化學修飾的特點：※同一（五）通過改變細胞內(nèi)酶含量調(diào)節(jié)酶活性誘導或阻遏酶蛋白基因表達調(diào)節(jié)酶含量酶的底物、產(chǎn)物、激素或藥物可誘導或阻遏酶蛋白基因的表達。誘導劑或阻遏劑在酶蛋白生物合成的轉(zhuǎn)錄或翻譯過程中發(fā)揮作用，影響轉(zhuǎn)錄較常見。體內(nèi)也有一些酶，其濃度在任何時間、任何條件下基本不變，幾乎恒定。這類酶稱為組成（型）酶（constitutiveenzyme），如甘油醛-3-磷酸脫氫酶（glyceraldehyde3-phosphatedehydrogenase，GAPDH），常作為基因表達變化研究的內(nèi)參照（internalcontrol）。酶的誘導劑經(jīng)常是底物或類似物酶的阻遏劑經(jīng)常是代謝產(chǎn)物（五）通過改變細胞內(nèi)酶含量調(diào)節(jié)酶活性誘導或阻遏酶蛋白基因表達（五）通過改變細胞內(nèi)酶含量調(diào)節(jié)酶活性改變酶蛋白降解速度調(diào)節(jié)酶含量溶酶體泛素-蛋白酶體——釋放蛋白水解酶，降解蛋白質(zhì)——泛素識別、結合蛋白質(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。（五）通過改變細胞內(nèi)酶含量調(diào)節(jié)酶活性改變酶蛋白降解速度調(diào)節(jié)酶二、激素通過特異性受體調(diào)節(jié)靶細胞的代謝內(nèi)、外環(huán)境改變機體相關組織分泌激素激素與靶細胞上的受體結合靶細胞產(chǎn)生生物學效應，適應內(nèi)外環(huán)境改變二、激素通過特異性受體調(diào)節(jié)靶細胞的代謝內(nèi)、外環(huán)境改變機體相關二、激素通過特異性受體調(diào)節(jié)靶細胞的代謝激素分類Ι膜受體激素Ⅱ胞內(nèi)受體激素按激素受體在細胞的部位不同，分為：二、激素通過特異性受體調(diào)節(jié)靶細胞的代謝激素分類Ι膜受體激（一）膜受體激素通過跨膜信號轉(zhuǎn)導調(diào)節(jié)代謝（一）膜受體激素通過跨膜信號轉(zhuǎn)導調(diào)節(jié)代謝腺苷環(huán)化酶（無活性）腺苷環(huán)化酶（有活性）

激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+受體ATPcAMP

PKA(無活性)

磷酸化酶b激酶

糖原合酶

糖原合酶-P

PKA(有活性)磷酸化酶b

磷酸化酶a-P

磷酸化酶b激酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1

PiPi磷蛋白磷酸酶-1

磷蛋白磷酸酶-1–––磷蛋白磷酸酶抑制劑-P磷蛋白磷酸酶抑制劑

PKA（有活性）

腺苷環(huán)化酶腺苷環(huán)化酶（有活性）激素（胰高血糖素、腎（二）胞內(nèi)受體激素通過激素-胞內(nèi)受體復合物改變基因表達、調(diào)節(jié)代謝（二）胞內(nèi)受體激素通過激素-胞內(nèi)受體復合物改變基因表達、調(diào)節(jié)三、機體通過神經(jīng)系統(tǒng)及神經(jīng)-體液途徑協(xié)調(diào)整體的代謝整體水平調(diào)節(jié)：在神經(jīng)系統(tǒng)主導下，調(diào)節(jié)激素釋放，并通過激素整合不同組織器官的各種代謝，實現(xiàn)整體調(diào)節(jié)，以適應飽食、空腹、饑餓、營養(yǎng)過剩、應激等狀態(tài)，維持整體代謝平衡。三、機體通過神經(jīng)系統(tǒng)及神經(jīng)-體液途徑協(xié)調(diào)整體的代謝整體水平調(diào)（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）機體主要分解葡萄糖供能（2）未被分解的葡萄糖，部分合成肝糖原和肌糖原貯存；部分在肝內(nèi)合成甘油三酯，以VLDL形式輸送至脂肪等組織。（3）吸收的甘油三酯，部分經(jīng)肝轉(zhuǎn)換成內(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?！旌仙攀场葝u素水平中度升高：（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）機體主要（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）部分葡萄糖合成肌糖原和肝糖原和VLDL（2）大部分葡萄糖直接被輸送到脂肪組織、骨骼肌、腦等組織轉(zhuǎn)換成甘油三酯等非糖物質(zhì)儲存或利用。※高糖膳食→胰島素水平明顯升高，胰高血糖素降低：（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）部分葡萄（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）肝糖原分解補充血糖（2）肝利用氨基酸異生為葡萄糖補充血糖（3）部分氨基酸轉(zhuǎn)化成甘油三酯（4）還有部分氨基酸直接輸送到骨骼肌。※高蛋白膳食→胰島素水平中度升高，胰高血糖素水平升高：（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）肝糖原分（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）肝糖原分解補充血糖（2）肌組織氨基酸分解，轉(zhuǎn)化為丙酮酸，輸送至肝異生為葡萄糖，補充血糖。（3）吸收的甘油三酯主要輸送到脂肪、肌組織等。（4）脂肪組織在接受吸收的甘油三酯同時，也部分分解脂肪成脂肪酸，輸送到其他組織。（5）肝氧化脂肪酸，產(chǎn)生酮體?！咧攀场葝u素水平降低，胰高血糖素水平升高：（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）肝糖原分（二）空腹機體物質(zhì)代謝以糖原分解、糖異生和中度脂肪動員為特征（1）餐后6～8小時肝糖原即開始分解補充血糖。（2）餐后16～18小時肝糖原即將耗盡，糖異生補充血糖。脂肪動員中度增加，釋放脂肪酸。肝氧化脂肪酸，產(chǎn)生酮體，主要供應肌組織。骨骼肌部分氨基酸分解，補充肝糖異生的原料?？崭梗和ǔＶ覆秃?2小時以后，體內(nèi)胰島素水平降低，胰高血糖素升高。（二）空腹機體物質(zhì)代謝以糖原分解、糖異生和中度脂肪動員為特征（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能短期饑餓后糖氧化供能減少而脂肪動員加強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短期饑餓：通常指1～3天未進食

（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能短期饑餓后糖氧化供能減少（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能短期饑餓后糖氧化供能減少而脂肪動員加強（1）機體從葡萄糖氧化供能為主轉(zhuǎn)變?yōu)橹狙趸┠転橹鳎撼X組織細胞和紅細胞外，組織細胞減少攝取利用葡萄糖，增加攝取利用脂肪酸和酮體。（2）脂肪動員加強且肝酮體生成增多：脂肪動員釋放的脂肪酸約25％在肝氧化生成酮體。（3）肝糖異生作用明顯增強（150g／天）：以饑餓16～36小時增加最多。原料主要來自氨基酸，部分來自乳酸及甘油。（4）骨骼肌蛋白質(zhì)分解加強：略遲于脂肪動員加強。氨基酸異生成糖。（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能短期饑餓后糖氧化供能減少（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能長期饑餓可造成器官損害甚至危及生命長期饑餓：指未進食3天以上

（1）脂肪動員進一步加強：生成大量酮體，腦利用酮體超過葡萄糖。肌組織利用脂肪酸。（2）蛋白質(zhì)分解減少：釋出氨基酸減少。（3）糖異生明顯減少（與短期饑餓相比）：乳酸和甘油成為肝糖異生的主要原料。腎糖異生作用明顯增強，幾乎與肝相等。（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能長期饑餓可造成器官損害甚（四）應激使機體分解代謝加強應激（stress）是機體或細胞為應對內(nèi)、外環(huán)境刺激做出一系列非特異性反應。這些刺激包括中毒、感染、發(fā)熱、創(chuàng)傷、疼痛、大劑量運動或恐懼等。應激反應可以是“一過性”的，也可以是持續(xù)性的。應激狀態(tài)下，交感神經(jīng)興奮，腎上腺髓質(zhì)、皮質(zhì)激素分泌增多，血漿胰高血糖素、生長激素水平增加，而胰島素分泌減少，引起一系列代謝改變。（四）應激使機體分解代謝加強應激（stress）是機體或細胞（四）應激使機體分解代謝加強代謝改變1.應激使血糖升高2.應激使脂肪動員增強

3.應激使蛋白質(zhì)分解加強

這對保證大腦、紅細胞的供能有重要意義。為心肌、骨骼肌及腎等組織供能。骨骼肌釋出丙氨酸等氨基酸增加，氨基酸分解增強，負氮平衡。（四）應激使機體分解代謝加強代謝改變1.應激使血糖升高2應激時機體的代謝變化應激時機體的代謝變化（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果肥胖是多種重大慢性疾病的危險因素加強肥胖是動脈粥樣硬化、冠心病、中風、糖尿病、高血壓等疾病的主要危險因素之一，與癡呆、脂肪肝病、呼吸道疾病和某些腫瘤的發(fā)生相關?！按x綜合征”（metabolicsyndrome）是指一組以肥胖、高血糖（糖調(diào)節(jié)受損或糖尿?。?、高血壓以及血脂異常[高TG（甘油三酯）血癥和（或）低HDL-C（高密度脂蛋白膽固醇）血癥]集結發(fā)病的臨床征候群，特點是機體代謝上相互關聯(lián)的危險因素在同一個體的組合。其表現(xiàn)為體脂（尤其是腹部脂肪）過剩、高血壓、胰島素耐受、血漿膽固醇水平升高以及血漿脂蛋白異常等。（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果肥胖是多種重大慢性疾病的（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果較長時間的能量攝入大于消耗導致肥胖

過剩能量以脂肪形式儲存是肥胖的基本原因。神經(jīng)內(nèi)分泌機制失調(diào)，就會引起攝食行為、物質(zhì)和能量代謝障礙，導致肥胖。

（1）抑制食欲激素功能障礙引起肥胖：瘦蛋白，膽囊收縮素（CCK），α-促黑激素（α-MSH）等（2）刺激食欲激素功能異常增強引起肥胖：如生長激素釋放肽，神經(jīng)肽Y（3）肥胖患者脂連蛋白缺陷（4）胰島素抵抗導致肥胖（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果較長時間的能量攝入大于消（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果肥胖源于物質(zhì)和能量代謝的失衡，一旦形成反過來加重代謝紊亂。在肥胖形成期：靶細胞對胰島素敏感，血糖降低，耐糖能力正常。在肥胖穩(wěn)定期：表現(xiàn)出高胰島素血癥，組織對胰島素抵抗，耐糖能力降低，血糖正常或升高。越肥胖或胰島素抵抗：血糖濃度越高，糖代謝的紊亂程度越重，同時脂代謝異常，高膽固醇、高LDL-C、低HDL-C）、高甘油三酯。（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果肥胖源于物質(zhì)和能量代謝的體內(nèi)重要組織和器官的代謝特點第三節(jié)(TheImportantMetabolicCharacteristicsofTissuesandOrgansintheBody)體內(nèi)重要組織和器官的代謝特點第三節(jié)(TheImport滿足機體各組織、器官基本細胞功能需要的代謝基本相同，但人體各組織、器官高度分化，功能各異，這些組織、器官的代謝具有各自的特點。在這些組織、器官的細胞中形成了特定的酶譜，即不同的酶系種類和含量，使這些組織、器官除了具有一般的基本代謝外，還具有特點鮮明的代謝途徑，以適應相應的功能需要。滿足機體各組織、器官基本細胞功能需要的代謝基本相同，但人體各重要器官或組織的主要供能代謝特點重要器官或組織的主要供能代謝特點生物化學及分子生物學(人衛(wèi)第九版)-10代謝的整合與調(diào)節(jié)課件一、肝是人體物質(zhì)代謝中心和樞紐肝具有特殊的組織結構和組織化學構成，是機體物質(zhì)代謝的樞紐，是人體的中心生化工廠。在糖、脂、蛋白質(zhì)、水、無機鹽和維生素代謝中均具有獨特而重要的作用。肝的耗氧量占全身耗氧量的20%，可以消耗葡萄糖、脂肪酸、甘油和氨基酸等以供能，但不能利用酮體。肝合成和儲存糖原可達肝重的5%，約75~100g，而肌糖原僅占肌重的1%。肝還具有糖異生、酮體生成等獨特的代謝方式。肝雖可大量合成脂肪，但不能儲存脂肪，肝細胞合成的脂肪隨即合成VLDL釋放入血。一、肝是人體物質(zhì)代謝中心和樞紐肝具有特殊的組織結構和組織化學二、腦主要利用葡萄糖供能且耗氧量大（一）葡萄糖和酮體是腦的主要能量物質(zhì)（二）腦耗氧量高達全身耗氧總量的四分之一（三）腦具有特異的氨基酸及其代謝調(diào)節(jié)機制葡萄糖為主要能源，每天消耗約100g。不能利用脂酸，葡萄糖供應不足時，利用酮體。二、腦主要利用葡萄糖供能且耗氧量大（一）葡萄糖和酮體是腦的主三、心肌可利用多種能源物質(zhì)心主要通過有氧氧化脂肪酸、酮體和乳酸獲得能量，極少進行糖酵解。心肌在飽食狀態(tài)下不排斥利用葡萄糖，餐后數(shù)小時或饑餓時利用脂肪酸和酮體，運動中或運動后則利用乳酸。（一）心肌可利用多種營養(yǎng)物質(zhì)及其代謝中間產(chǎn)物為能源（二）心肌細胞分解營養(yǎng)物質(zhì)供能方式以有氧氧化為主脂肪酸乳酸酮體葡萄糖心肌細胞富含LDH1、肌紅蛋白、細胞色素及線粒體。三、心肌可利用多種能源物質(zhì)心主要通過有氧氧化脂肪酸、酮體和乳四、骨骼肌以肌糖原和脂肪酸作為主要能量來源（一）不同類型骨骼肌產(chǎn)能方式不同直接能源：ATP磷酸肌酸：可快速轉(zhuǎn)移能量，生成ATP靜息狀態(tài)：以有氧氧化肌糖原、脂肪酸、酮體為主劇烈運動：糖無氧酵解供能大大增加乳酸循環(huán)：整合糖異生與肌糖酵解途徑紅?。汉哪芏啵缓〖t蛋白及細胞色素體系，具有較強氧化磷酸化能力。白?。汉哪苌?，主要靠酵解供能。（二）骨骼肌適應不同耗能狀態(tài)選擇不同能源四、骨骼肌以肌糖原和脂肪酸作為主要能量來源（一）不同類型骨骼五、脂肪組織是儲存和動員甘油三酯的重要組織（一）機體將從膳食中攝取的能量主要儲存于脂肪組織膳食脂肪：以CM形式運輸至脂肪組織儲存。膳食糖：主要運輸至肝轉(zhuǎn)化成脂肪，以VLDL形式運輸至脂肪組織儲存。部分在脂肪細胞轉(zhuǎn)化為脂肪儲存。五、脂肪組織是儲存和動員甘油三酯的重要組織（一）機體將從膳食五、脂肪組織是儲存和動員甘油三酯的重要組織（二）饑餓時主要靠分解儲存于脂肪組織的脂肪供能饑餓脂解激素↑HSL↑脂肪動員↑脂肪酸甘油酮體肝氧化供能五、脂肪組織是儲存和動員甘油三酯的重要組織（二）饑餓時主要靠六、腎可進行糖異生和酮體生成腎髓質(zhì)無線粒體，主要靠糖酵解供能；腎皮質(zhì)主要靠脂肪酸、酮體有氧氧化供能。一般情況下，腎糖異生只有肝糖異生葡萄糖量的10%。長期饑餓(5~6周)，腎糖異生可達每天40g，與肝糖異生的量幾乎相等。

六、腎可進行糖異生和酮體生成腎髓質(zhì)無線粒體，主要靠糖酵解供能細胞內(nèi)多種物質(zhì)的代謝同時進行，它們通過中間代謝物形成彼此相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)變、相互依存的統(tǒng)一的整體。糖、脂肪、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)在供應能量上可互相代替，并互相制約，但不能完全互相轉(zhuǎn)變。各組織器官之間的各種物質(zhì)的代謝需要彼此協(xié)調(diào)，才能維持細胞、機體的正常功能、適應機體各種內(nèi)外環(huán)境的改變。高等動物包括人的各組織器官高度分化、具有各自的功能和代謝特點，細胞內(nèi)多種物質(zhì)的代謝同時進行，它們通過中間代謝物形成彼此相互代謝的細胞水平調(diào)節(jié)主要通過改變關鍵酶活性實現(xiàn)。通過改變酶分子結構調(diào)節(jié)酶活性見效快，方式包括別構調(diào)節(jié)和化學修飾調(diào)節(jié)。別構調(diào)節(jié)系別構劑與酶的調(diào)節(jié)亞基結合引起酶分子構象改變，進而改變酶活性?；瘜W修飾調(diào)節(jié)是酶催化的化學反應，涉及酶蛋白的化學結構共價鍵與組成變化；有磷酸化、甲基化、乙酰化等形式，以磷酸化為主；化學修飾調(diào)節(jié)具有放大效應。酶含量調(diào)節(jié)通過改變其合成或/和降解速率實現(xiàn)，作用緩慢但持久。代謝的細胞水平調(diào)節(jié)主要通過改變關鍵酶活性實現(xiàn)。激素水平代謝調(diào)節(jié)是激素通過與靶細胞受體特異結合及后續(xù)的一系列細胞信號轉(zhuǎn)導反應，最終引起代謝改變。在神經(jīng)系統(tǒng)主導下，機體通過調(diào)節(jié)激素釋放，整合不同組織細胞內(nèi)代謝途徑，實現(xiàn)整體調(diào)節(jié)，以適應飽食、空腹、饑餓、營養(yǎng)過剩、應激等狀態(tài)，維持整體代謝平衡。激素水平代謝調(diào)節(jié)是激素通過與靶細胞受體特異結合及后續(xù)的一系列本章知識點框架圖代謝的整體性體內(nèi)代謝過程形成一個整體物質(zhì)代謝與能量代謝相互關聯(lián)糖、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)代謝相互聯(lián)系整體性代謝池動態(tài)平衡NADPH乙酰CoA、TAC、ATP葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅崞咸烟强赊D(zhuǎn)變多數(shù)氨基酸氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N脂質(zhì)脂質(zhì)不能轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰被岽x調(diào)節(jié)的主要方式細胞水平的調(diào)節(jié)激素水平的調(diào)節(jié)整體水平的調(diào)節(jié)關鍵酶酶活性酶含量別構調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié)誘導、阻遏溶酶體、泛素-蛋白酶體膜受體介導信號轉(zhuǎn)導胞內(nèi)受體介導信號轉(zhuǎn)導飽食、空腹、饑餓、營養(yǎng)過剩、應激體內(nèi)重要組織和器官的代謝特點肝是人體物質(zhì)代謝中心和樞紐腦主要利用葡萄糖供能且耗氧量大心肌可利用多種能源物質(zhì)骨骼肌以肌糖原和脂肪酸為主要能源脂肪組織儲存和動員甘油三酯腎可進行糖異生和酮體生成代謝的整合與調(diào)節(jié)本章知識點框架圖代謝的整體性體內(nèi)代謝過程形成一個整體物質(zhì)代謝生物化學及分子生物學(人衛(wèi)第九版)-10代謝的整合與調(diào)節(jié)課件作者:孫軍單位:華中科技大學同濟醫(yī)學院第十章

代謝的整合與調(diào)節(jié)(IntegrationandRegulationofMetabolism)作者:孫軍單位:華中科技大學同濟醫(yī)學院第十章第一節(jié)代謝的整體性第二節(jié)代謝調(diào)節(jié)的主要方式第三節(jié)體內(nèi)重要組織和器官的代謝特點第一節(jié)代謝的整體性第二節(jié)代謝調(diào)節(jié)的主要方式第三節(jié)重點難點熟悉了解掌握代謝的整體性代謝調(diào)節(jié)的方式重要組織器官的代謝特點細胞內(nèi)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)方式飽食、空腹、饑餓狀態(tài)下的整體代謝激素調(diào)節(jié)靶細胞的代謝營養(yǎng)過剩和應激狀態(tài)下的整體代謝重點難點熟悉了解掌握代謝的整體性細胞內(nèi)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)方式激素代謝的整體性第一節(jié)(IntegrityofMetabolism)代謝的整體性第一節(jié)(IntegrityofMetab（一）代謝的整體性一、體內(nèi)代謝過程互相聯(lián)系形成一個整體

糖類

脂類蛋白質(zhì)水維生素各種物質(zhì)代謝之間互有聯(lián)系，相互依存，構成統(tǒng)一的整體。

消化吸收中間代謝廢物排泄無機鹽（一）代謝的整體性一、體內(nèi)代謝過程互相聯(lián)系形成一個整體糖類（二）體內(nèi)各種代謝物都具有各自共同的代謝池各種組織

消化吸收的糖

肝糖原分解糖異生血糖例如（二）體內(nèi)各種代謝物都具有各自共同的代謝池各種組織消化吸（三）體內(nèi)代謝處于動態(tài)平衡生者化，化又生，生化即化生新必陳，陳乃謝，新陳恒代謝（三）體內(nèi)代謝處于動態(tài)平衡生者化，化又生，生化即化生新必陳，（四）氧化分解產(chǎn)生的NADPH為合成代謝提供所需的還原當量乙酰CoANADPH+H+脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑氧化反應還原反應（四）氧化分解產(chǎn)生的NADPH為合成代謝提供所需的還原當量乙二、物質(zhì)代謝與能量代謝相互關聯(lián)三大營養(yǎng)物質(zhì)各自代謝途徑共同中間產(chǎn)物共同代謝途徑糖脂肪蛋白質(zhì)乙酰CoA2H氧化磷酸化ATPTACCO2三大營養(yǎng)物質(zhì)可在體內(nèi)氧化供能二、物質(zhì)代謝與能量代謝相互關聯(lián)三大營養(yǎng)物質(zhì)各自代謝途徑共同中從能量供應的角度看，三大營養(yǎng)物質(zhì)可以互相代替，互相補充，但也互相制約。一般情況下，機體優(yōu)先利用燃料的次序是糖（50-70%）、脂肪（10-40%）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。

從能量供應的角度看，三大營養(yǎng)物質(zhì)可以互相代替，互相補充，但也饑餓肝糖原分解，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天一周以上饑餓肝糖原分解，肌糖原分解肝糖異生，蛋白質(zhì)分解脂肪分解增強ATP增多ATP/ADP比值增高任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約其他物質(zhì)的氧化分解。糖分解被抑制

磷酸果糖激酶-1被抑制(糖分解代謝關鍵酶之一)例如：脂肪分解增強ATP增多任一供能物質(zhì)的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和糖分解增強ATP↑脂酸合成增加分解抑制

抑制異檸檬酸脫氫酶（三羧酸循環(huán)關鍵酶）檸檬酸堆積出線粒體

激活乙酰CoA羧化酶（脂酸合成關鍵酶）糖分解增強ATP↑脂酸合成增加抑制異檸檬酸脫氫酶檸檬酸堆積三、糖、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)代謝通過中間代謝物而相互聯(lián)系體內(nèi)糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等的代謝不是彼此孤立的，而是通過共同的中間代謝物、檸檬酸循環(huán)和生物氧化等彼此聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)變。一種物質(zhì)的代謝障礙可引起其他物質(zhì)的代謝紊亂，如糖尿病時糖代謝的障礙，可引起脂代謝、蛋白質(zhì)代謝甚至水鹽代謝紊亂。三、糖、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)代謝通過中間代謝物而相互聯(lián)系體內(nèi)糖、脂質(zhì)生物化學及分子生物學(人衛(wèi)第九版)-10代謝的整合與調(diào)節(jié)課件（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅釘z入的糖量超過能量消耗時葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅釘z入的糖量超過能量消耗時葡萄糖乙（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅嶂舅岵荒茉隗w內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟侵嵋阴oA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸-甘油葡萄糖（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅嶂舅岵荒茉隗w內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟侵嵋遥ㄒ唬┢咸烟强赊D(zhuǎn)變?yōu)橹舅嶂舅岱纸庖蕾囉谔谴x饑餓、糖供應不足或糖代謝障礙時：高酮血癥草酰乙酸相對不足糖不足脂肪大量動員酮體生成增加氧化受阻（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅嶂舅岱纸庖蕾囉谔谴x饑餓、糖供應（二）葡萄糖與大部分氨基酸可以相互轉(zhuǎn)變大部分氨基酸脫氨基后，生成相應的α-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘潜彼岜崦摪被钱惿咸烟牵ǘ┢咸烟桥c大部分氨基酸可以相互轉(zhuǎn)變大部分氨基酸脫氨基后，（二）葡萄糖與大部分氨基酸可以相互轉(zhuǎn)變糖代謝的中間產(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（二）葡萄糖與大部分氨基酸可以相互轉(zhuǎn)變糖代謝的中間產(chǎn)物可氨基（三）氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N脂質(zhì)但脂質(zhì)幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被岬鞍踪|(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹景被峥勺鳛楹铣闪字脑习被嵋阴oA脂肪絲氨酸磷脂酰絲氨酸膽胺腦磷脂膽堿卵磷脂（三）氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N脂質(zhì)但脂質(zhì)幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被岬鞍踪|(zhì)（三）氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N脂質(zhì)，但脂質(zhì)幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被醿H脂肪中的甘油可轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被帷荒苷f，脂質(zhì)可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被嶂靖视土姿岣视腿┨墙徒馔緩奖崞渌?酮酸某些非必需氨基酸（三）氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N脂質(zhì)，但脂質(zhì)幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被醿H脂琥珀酰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蛋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、糖及脂肪代謝的聯(lián)系TAC琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸檸檬酸乙酰CoA丙（四）一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料氨基酸是體內(nèi)合成核酸的重要原料磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供甘氨酸天冬氨酸谷氨酰胺一碳單位合成嘌呤合成嘧啶（四）一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料氨基酸是體內(nèi)合成代謝調(diào)節(jié)的主要方式第二節(jié)(TheMainWaysofMetabolicRegulation)代謝調(diào)節(jié)的主要方式第二節(jié)(TheMainWayso高等生物——三級水平代謝調(diào)節(jié)細胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝調(diào)節(jié)高等生物在進化過程中，出現(xiàn)了專司調(diào)節(jié)功能的內(nèi)分泌細胞及內(nèi)分泌器官，其分泌的激素可對其他細胞發(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)對靶細胞直接發(fā)生影響，或通過某些激素的分泌來調(diào)節(jié)某些細胞的代謝及功能，并通過各種激素的互相協(xié)調(diào)而對機體代謝進行綜合調(diào)節(jié)。高等生物——三級水平代謝調(diào)節(jié)細胞水平代謝調(diào)節(jié)激素水平代謝一、細胞內(nèi)物質(zhì)代謝主要通過對關鍵酶活性的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的?細胞水平的代謝調(diào)節(jié)主要是酶水平的調(diào)節(jié)。?細胞內(nèi)酶呈隔離分布。?代謝途徑的速度、方向由其中的關鍵酶的活性決定。?代謝調(diào)節(jié)主要是通過對關鍵酶活性的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。一、細胞內(nèi)物質(zhì)代謝主要通過對關鍵酶活性的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的?細胞（一）各種代謝在細胞內(nèi)區(qū)隔分布是物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)的亞細胞結構基礎（一）各種代謝在細胞內(nèi)區(qū)隔分布是物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)的亞細胞結構酶的這種區(qū)隔分布，能避免不同代謝途徑之間彼此干擾，使同一代謝途徑中的系列酶促反應能夠更順利地連續(xù)進行，既提高了代謝途徑的進行速度，也有利于調(diào)控。酶的這種區(qū)隔分布，能避免不同代謝途徑之間彼此干擾，使同一代謝（二）關鍵酶活性決定整個代謝途徑的速度和方向※關鍵酶催化的反應特點①常常催化一條代謝途徑的第一步反應或分支點上的反應，速度最慢，其活性能決定整個代謝途徑的總速度。②常催化單向反應或非平衡反應，其活性能決定整個代謝途徑的方向。③酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應劑調(diào)節(jié)?！P鍵酶（keyenzymes）

代謝過程中具有調(diào)節(jié)作用的酶。（二）關鍵酶活性決定整個代謝途徑的速度和方向※關鍵酶催化的某些重要的代謝途徑的關鍵酶某些重要的代謝途徑的關鍵酶①快速調(diào)節(jié)（改變酶分子結構）②遲緩調(diào)節(jié)（改變酶含量）數(shù)秒、數(shù)分鐘改變單個酶分子的催化能力數(shù)小時、幾天調(diào)節(jié)酶的合成與降解速度

※調(diào)節(jié)關鍵酶活性（酶分子結構改變或酶含量改變）是細胞水平代謝調(diào)節(jié)的基本方式，也是激素水平代謝調(diào)節(jié)和整體代謝調(diào)節(jié)的重要環(huán)節(jié)。別構調(diào)節(jié)

(allostericregulation)化學修飾調(diào)節(jié)

(chemicalmodification)①快速調(diào)節(jié)（改變酶分子結構）②遲緩調(diào)節(jié)（改變酶含量）數(shù)秒、（三）別構調(diào)節(jié)通過別構效應改變關鍵酶活性

一些小分子化合物能與酶蛋白分子活性中心外的特定部位特異結合，改變酶蛋白分子構象、從而改變酶活性，這種調(diào)節(jié)稱為酶的別構調(diào)節(jié)(allostericregulation)。

別構調(diào)節(jié)是生物界普遍存在的代謝調(diào)節(jié)方式（三）別構調(diào)節(jié)通過別構效應改變關鍵酶活性一些代謝途徑中的別構酶及其效應劑一些代謝途徑中的別構酶及其效應劑別構效應劑通過改變酶分子構象改變酶活性別構酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基別構效應劑：底物、終產(chǎn)物其他小分子代謝物別構效應劑通過改變酶分子構象改變酶活性別構酶催化亞基調(diào)節(jié)亞基別構效應劑+酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構象改變酶的活性改變（激活或抑制）疏松亞基聚合緊密亞基解聚酶分子多聚化別構效應劑+酶的調(diào)節(jié)亞基酶的構象改變酶的活性改變疏松亞基（1）調(diào)節(jié)亞基含有一個“假底物”（pseudosubstrate）序列“假底物”序列能阻止催化亞基結合底物，抑制酶活性；效應劑結合調(diào)節(jié)亞基導致“假底物”序列構象變化，釋放催化亞基，使其發(fā)揮催化作用。如cAMP激活PKA。（2）別構效應劑與調(diào)節(jié)亞基結合，能引起酶分子三級和/或四級結構在“T”構象（緊密態(tài)、無活性／低活性）與“R”構象（松弛態(tài)、有活性／高活性）之間互變，從而影響酶活性。如氧調(diào)節(jié)Hb?！鶆e構效應的機制有兩種：（1）調(diào)節(jié)亞基含有一個“假底物”（pseudosubstra別構調(diào)節(jié)使一種物質(zhì)的代謝與相應的代謝需求和相關物質(zhì)的代謝協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)相應代謝的強度、方向，以協(xié)調(diào)相關代謝、滿足相應代謝需求別構效應劑（底物、終產(chǎn)物、其他小分子代謝物）細胞內(nèi)濃度的改變（反映相關代謝途徑的強度和相應的代謝需求）關鍵酶構象改變，影響酶活性別構調(diào)節(jié)使一種物質(zhì)的代謝與相應的代謝需求和相關物質(zhì)的代謝協(xié)調(diào)①

代謝終產(chǎn)物反饋抑制(feedbackinhibition)

反應途徑中的關鍵酶，避免產(chǎn)生超多需要的產(chǎn)物乙酰CoA

乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長鏈脂酰CoA①代謝終產(chǎn)物反饋抑制(feedbackinhibiti

②變構調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，避免生成過多造成浪費G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進糖的儲存②變構調(diào)節(jié)使能量得以有效利用，避免生成過多造成浪費G-6-③變構調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)進行檸檬酸–+磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化乙酰輔酶A羧化酶促進脂酸的合成③變構調(diào)節(jié)使不同的代謝途徑相互協(xié)調(diào)進行檸檬酸–+磷酸果糖激（四）化學修飾調(diào)節(jié)通過酶促共價修飾調(diào)節(jié)酶活性酶促共價修飾有多種形式酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)生可逆的共價修飾(covalentmodification)，從而引起酶活性改變，這種調(diào)節(jié)稱為酶的化學修飾。（四）化學修飾調(diào)節(jié)通過酶促共價修飾調(diào)節(jié)酶活性酶促共價修飾有多（四）化學修飾調(diào)節(jié)通過酶促共價修飾調(diào)節(jié)酶活性酶促共價修飾有多種形式化學修飾的主要方式磷酸化---去磷酸乙酰化---脫乙酰甲基化---去甲基腺苷化---脫腺苷SH與–S—S–互變（四）化學修飾調(diào)節(jié)通過酶促共價修飾調(diào)節(jié)酶活性酶促共價修飾有多磷酸化/去磷酸化修飾對酶活性的調(diào)節(jié)磷酸化/去磷酸化修飾對酶活性的調(diào)節(jié)酶的磷酸化與去磷酸化酶的磷酸化與去磷酸化酶的化學修飾調(diào)節(jié)具有級聯(lián)放大效應酶促化學修飾的特點：①受化學修飾調(diào)節(jié)的關鍵酶都具無（或低）活性和有（或高）活性兩種形式，由兩種酶催化發(fā)生共價修飾，互相轉(zhuǎn)變。②酶的化學修飾是另外一個酶的酶促反應，特異性強，有放大效應。③磷酸化與去磷酸化是最常見的酶促化學修飾反應，作用迅速，有放大效應，是調(diào)節(jié)酶活性經(jīng)濟有效的方式。④催化共價修飾的酶自身常受別構調(diào)節(jié)、化學修飾調(diào)節(jié)，并與激素調(diào)節(jié)偶聯(lián)，形成由信號分子、信號轉(zhuǎn)導分子和效應分子組成的級聯(lián)反應?！粋€酶可以同時受變構調(diào)節(jié)和化學修飾調(diào)節(jié)。酶的化學修飾調(diào)節(jié)具有級聯(lián)放大效應酶促化學修飾的特點：※同一（五）通過改變細胞內(nèi)酶含量調(diào)節(jié)酶活性誘導或阻遏酶蛋白基因表達調(diào)節(jié)酶含量酶的底物、產(chǎn)物、激素或藥物可誘導或阻遏酶蛋白基因的表達。誘導劑或阻遏劑在酶蛋白生物合成的轉(zhuǎn)錄或翻譯過程中發(fā)揮作用，影響轉(zhuǎn)錄較常見。體內(nèi)也有一些酶，其濃度在任何時間、任何條件下基本不變，幾乎恒定。這類酶稱為組成（型）酶（constitutiveenzyme），如甘油醛-3-磷酸脫氫酶（glyceraldehyde3-phosphatedehydrogenase，GAPDH），常作為基因表達變化研究的內(nèi)參照（internalcontrol）。酶的誘導劑經(jīng)常是底物或類似物酶的阻遏劑經(jīng)常是代謝產(chǎn)物（五）通過改變細胞內(nèi)酶含量調(diào)節(jié)酶活性誘導或阻遏酶蛋白基因表達（五）通過改變細胞內(nèi)酶含量調(diào)節(jié)酶活性改變酶蛋白降解速度調(diào)節(jié)酶含量溶酶體泛素-蛋白酶體——釋放蛋白水解酶，降解蛋白質(zhì)——泛素識別、結合蛋白質(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。（五）通過改變細胞內(nèi)酶含量調(diào)節(jié)酶活性改變酶蛋白降解速度調(diào)節(jié)酶二、激素通過特異性受體調(diào)節(jié)靶細胞的代謝內(nèi)、外環(huán)境改變機體相關組織分泌激素激素與靶細胞上的受體結合靶細胞產(chǎn)生生物學效應，適應內(nèi)外環(huán)境改變二、激素通過特異性受體調(diào)節(jié)靶細胞的代謝內(nèi)、外環(huán)境改變機體相關二、激素通過特異性受體調(diào)節(jié)靶細胞的代謝激素分類Ι膜受體激素Ⅱ胞內(nèi)受體激素按激素受體在細胞的部位不同，分為：二、激素通過特異性受體調(diào)節(jié)靶細胞的代謝激素分類Ι膜受體激（一）膜受體激素通過跨膜信號轉(zhuǎn)導調(diào)節(jié)代謝（一）膜受體激素通過跨膜信號轉(zhuǎn)導調(diào)節(jié)代謝腺苷環(huán)化酶（無活性）腺苷環(huán)化酶（有活性）

激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+受體ATPcAMP

PKA(無活性)

磷酸化酶b激酶

糖原合酶

糖原合酶-P

PKA(有活性)磷酸化酶b

磷酸化酶a-P

磷酸化酶b激酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1

PiPi磷蛋白磷酸酶-1

磷蛋白磷酸酶-1–––磷蛋白磷酸酶抑制劑-P磷蛋白磷酸酶抑制劑

PKA（有活性）

腺苷環(huán)化酶腺苷環(huán)化酶（有活性）激素（胰高血糖素、腎（二）胞內(nèi)受體激素通過激素-胞內(nèi)受體復合物改變基因表達、調(diào)節(jié)代謝（二）胞內(nèi)受體激素通過激素-胞內(nèi)受體復合物改變基因表達、調(diào)節(jié)三、機體通過神經(jīng)系統(tǒng)及神經(jīng)-體液途徑協(xié)調(diào)整體的代謝整體水平調(diào)節(jié)：在神經(jīng)系統(tǒng)主導下，調(diào)節(jié)激素釋放，并通過激素整合不同組織器官的各種代謝，實現(xiàn)整體調(diào)節(jié)，以適應飽食、空腹、饑餓、營養(yǎng)過剩、應激等狀態(tài)，維持整體代謝平衡。三、機體通過神經(jīng)系統(tǒng)及神經(jīng)-體液途徑協(xié)調(diào)整體的代謝整體水平調(diào)（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）機體主要分解葡萄糖供能（2）未被分解的葡萄糖，部分合成肝糖原和肌糖原貯存；部分在肝內(nèi)合成甘油三酯，以VLDL形式輸送至脂肪等組織。（3）吸收的甘油三酯，部分經(jīng)肝轉(zhuǎn)換成內(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。※混合膳食→胰島素水平中度升高：（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）機體主要（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）部分葡萄糖合成肌糖原和肝糖原和VLDL（2）大部分葡萄糖直接被輸送到脂肪組織、骨骼肌、腦等組織轉(zhuǎn)換成甘油三酯等非糖物質(zhì)儲存或利用?！咛巧攀场葝u素水平明顯升高，胰高血糖素降低：（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）部分葡萄（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）肝糖原分解補充血糖（2）肝利用氨基酸異生為葡萄糖補充血糖（3）部分氨基酸轉(zhuǎn)化成甘油三酯（4）還有部分氨基酸直接輸送到骨骼肌?！叩鞍咨攀场葝u素水平中度升高，胰高血糖素水平升高：（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）肝糖原分（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）肝糖原分解補充血糖（2）肌組織氨基酸分解，轉(zhuǎn)化為丙酮酸，輸送至肝異生為葡萄糖，補充血糖。（3）吸收的甘油三酯主要輸送到脂肪、肌組織等。（4）脂肪組織在接受吸收的甘油三酯同時，也部分分解脂肪成脂肪酸，輸送到其他組織。（5）肝氧化脂肪酸，產(chǎn)生酮體。※高脂膳食→胰島素水平降低，胰高血糖素水平升高：（一）飽食狀態(tài)下機體三大物質(zhì)代謝與膳食組成有關（1）肝糖原分（二）空腹機體物質(zhì)代謝以糖原分解、糖異生和中度脂肪動員為特征（1）餐后6～8小時肝糖原即開始分解補充血糖。（2）餐后16～18小時肝糖原即將耗盡，糖異生補充血糖。脂肪動員中度增加，釋放脂肪酸。肝氧化脂肪酸，產(chǎn)生酮體，主要供應肌組織。骨骼肌部分氨基酸分解，補充肝糖異生的原料?？崭梗和ǔＶ覆秃?2小時以后，體內(nèi)胰島素水平降低，胰高血糖素升高。（二）空腹機體物質(zhì)代謝以糖原分解、糖異生和中度脂肪動員為特征（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能短期饑餓后糖氧化供能減少而脂肪動員加強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短期饑餓：通常指1～3天未進食

（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能短期饑餓后糖氧化供能減少（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能短期饑餓后糖氧化供能減少而脂肪動員加強（1）機體從葡萄糖氧化供能為主轉(zhuǎn)變?yōu)橹狙趸┠転橹鳎撼X組織細胞和紅細胞外，組織細胞減少攝取利用葡萄糖，增加攝取利用脂肪酸和酮體。（2）脂肪動員加強且肝酮體生成增多：脂肪動員釋放的脂肪酸約25％在肝氧化生成酮體。（3）肝糖異生作用明顯增強（150g／天）：以饑餓16～36小時增加最多。原料主要來自氨基酸，部分來自乳酸及甘油。（4）骨骼肌蛋白質(zhì)分解加強：略遲于脂肪動員加強。氨基酸異生成糖。（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能短期饑餓后糖氧化供能減少（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能長期饑餓可造成器官損害甚至危及生命長期饑餓：指未進食3天以上

（1）脂肪動員進一步加強：生成大量酮體，腦利用酮體超過葡萄糖。肌組織利用脂肪酸。（2）蛋白質(zhì)分解減少：釋出氨基酸減少。（3）糖異生明顯減少（與短期饑餓相比）：乳酸和甘油成為肝糖異生的主要原料。腎糖異生作用明顯增強，幾乎與肝相等。（三）饑餓時機體主要氧化分解脂肪供能長期饑餓可造成器官損害甚（四）應激使機體分解代謝加強應激（stress）是機體或細胞為應對內(nèi)、外環(huán)境刺激做出一系列非特異性反應。這些刺激包括中毒、感染、發(fā)熱、創(chuàng)傷、疼痛、大劑量運動或恐懼等。應激反應可以是“一過性”的，也可以是持續(xù)性的。應激狀態(tài)下，交感神經(jīng)興奮，腎上腺髓質(zhì)、皮質(zhì)激素分泌增多，血漿胰高血糖素、生長激素水平增加，而胰島素分泌減少，引起一系列代謝改變。（四）應激使機體分解代謝加強應激（stress）是機體或細胞（四）應激使機體分解代謝加強代謝改變1.應激使血糖升高2.應激使脂肪動員增強

3.應激使蛋白質(zhì)分解加強

這對保證大腦、紅細胞的供能有重要意義。為心肌、骨骼肌及腎等組織供能。骨骼肌釋出丙氨酸等氨基酸增加，氨基酸分解增強，負氮平衡。（四）應激使機體分解代謝加強代謝改變1.應激使血糖升高2應激時機體的代謝變化應激時機體的代謝變化（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果肥胖是多種重大慢性疾病的危險因素加強肥胖是動脈粥樣硬化、冠心病、中風、糖尿病、高血壓等疾病的主要危險因素之一，與癡呆、脂肪肝病、呼吸道疾病和某些腫瘤的發(fā)生相關?！按x綜合征”（metabolicsyndrome）是指一組以肥胖、高血糖（糖調(diào)節(jié)受損或糖尿?。?、高血壓以及血脂異常[高TG（甘油三酯）血癥和（或）低HDL-C（高密度脂蛋白膽固醇）血癥]集結發(fā)病的臨床征候群，特點是機體代謝上相互關聯(lián)的危險因素在同一個體的組合。其表現(xiàn)為體脂（尤其是腹部脂肪）過剩、高血壓、胰島素耐受、血漿膽固醇水平升高以及血漿脂蛋白異常等。（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果肥胖是多種重大慢性疾病的（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果較長時間的能量攝入大于消耗導致肥胖

過剩能量以脂肪形式儲存是肥胖的基本原因。神經(jīng)內(nèi)分泌機制失調(diào)，就會引起攝食行為、物質(zhì)和能量代謝障礙，導致肥胖。

（1）抑制食欲激素功能障礙引起肥胖：瘦蛋白，膽囊收縮素（CCK），α-促黑激素（α-MSH）等（2）刺激食欲激素功能異常增強引起肥胖：如生長激素釋放肽，神經(jīng)肽Y（3）肥胖患者脂連蛋白缺陷（4）胰島素抵抗導致肥胖（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果較長時間的能量攝入大于消（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果肥胖源于物質(zhì)和能量代謝的失衡，一旦形成反過來加重代謝紊亂。在肥胖形成期：靶細胞對胰島素敏感，血糖降低，耐糖能力正常。在肥胖穩(wěn)定期：表現(xiàn)出高胰島素血癥，組織對胰島素抵抗，耐糖能力降低，血糖正常或升高。越肥胖或胰島素抵抗：血糖濃度越高，糖代謝的紊亂程度越重，同時脂代謝異常，高膽固醇、高LDL-C、低HDL-C）、高甘油三酯。（五）肥胖是多因素引起代謝失衡的結果肥胖源于物質(zhì)和能量代謝的體內(nèi)重要組織和器官的代謝特點第三節(jié)(TheImportantMetabolicCharacteristicsofTissuesandOrgansintheBody)體內(nèi)重要組織和器官的代謝特點第三節(jié)(TheImport滿足機體各組織、器官基本細胞功能需要的代謝基本相同，但人體各組織、器官高度分化，功能各異，