第9章 物質代謝的聯(lián)系與調節(jié)

第九章物質代謝的聯(lián)系與調節(jié)MetabolicInterrelationshipsandRegulation物質代謝的特點TheSpecialtyofMetabolism第一節(jié)一、整體性

糖類

脂類蛋白質水

無機鹽維生素各種物質代謝之間互有聯(lián)系，相互依存。

消化吸收中間代謝廢物排泄二、受到精細調節(jié)機體有精細的調節(jié)機制，調節(jié)代謝的強度、方向和速度內外環(huán)境不斷變化影響機體代謝適應環(huán)境的變化三、各具特色結構不同酶系的種類、含量不同不同的組織、器官代謝途徑不同、功能各異四、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是機體儲存能量和消耗能量的共同形式營養(yǎng)物分解釋放能量ADP+PiATP直接供能六、NADPH提供合成代謝所需的還原當量例如：乙酰CoANADPH+H+脂酸、膽固醇

磷酸戊糖途徑物質代謝的相互聯(lián)系MetabolicInterrelationships第二節(jié)一、各種能量物質的代謝相互聯(lián)系相互制約三大營養(yǎng)素共同中間產(chǎn)物共同最終代謝通路糖脂肪蛋白質乙酰CoATAC2H氧化磷酸化ATPCO2三大營養(yǎng)素可在體內氧化供能。從能量供應的角度看，三大營養(yǎng)素可以互相代替，并互相制約。一般情況下，機體優(yōu)先利用燃料的次序是糖原、脂肪和蛋白質。供能以糖及脂為主，并盡量節(jié)約蛋白質的消耗。

脂肪分解增強ATP增多ATP/ADP比值增高任一供能物質的代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約其他物質的降解。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：

肝糖原分解，肌糖原分解

肝糖異生，蛋白質分解

以脂酸、酮體分解供能為主蛋白質分解明顯降低1~2天3~4周（一）糖代謝與脂代謝的相互聯(lián)系1.攝入的糖量超過能量消耗時：二、糖、脂和蛋白質代謝之間的聯(lián)系葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）2.脂肪的甘油部分能在體內轉變?yōu)樘侵嵋阴oA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸3-磷酸甘油葡萄糖3.脂肪的分解代謝受糖代謝的影響?zhàn)囸I、糖供應不足或糖代謝障礙時：酮血癥酮尿癥酮癥酸中毒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（二）糖與氨基酸代謝的聯(lián)系例如：丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡萄糖1.大部分AA脫氨基生成相應的α-酮酸，可轉變?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氨基酸乙酰CoA脂肪1.蛋白質可以轉變?yōu)橹?.氨基酸可作為合成磷脂的原料絲氨酸磷脂酰絲氨酸乙醇胺腦磷脂膽堿卵磷脂（三）脂類與氨基酸代謝的聯(lián)系——

但不能說，脂類可轉變?yōu)榘被?。脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途徑丙酮?/p>

其他α-酮酸某些非必需氨基酸3.脂肪的甘油部分可轉變?yōu)榉潜匦璋被幔ㄋ模┖怂崤c糖、蛋白質代謝的聯(lián)系1.氨基酸是體內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高等生物——

三級水平代謝調節(jié)細胞水平代謝調節(jié)激素水平代謝調節(jié)高等生物在進化過程中，出現(xiàn)了專司調節(jié)功能的內分泌細胞及內分泌器官，其分泌的激素可對其他細胞發(fā)揮代謝調節(jié)作用。整體水平代謝調節(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)遞質對靶細胞直接發(fā)生影響，或通過某些激素的分泌來調節(jié)某些細胞的代謝及功能，并通過各種激素的互相協(xié)調而對機體代謝進行綜合調節(jié)。組織、器官的代謝特點及聯(lián)系MetabolicSpecialtyandInterrelationshipsofTissuesandApparatus第三節(jié)是機體物質代謝的樞紐。在糖、脂、蛋白質、水、鹽及維生素代謝中均具有獨特而重要的作用。一、肝合成、儲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如——肝在維持血糖穩(wěn)定中起重要作用。游離脂酸葡萄糖

酮體

乳酸二、心臟耗能大，耗氧多。葡萄糖為主要能源。不能利用脂酸，葡萄糖供應不足時，利用酮體。

三、腦合成、儲存糖原；通常以脂酸氧化為主要供能方式；劇烈運動時，以糖酵解為主。四、肌肉能量主要來自糖酵解。五、紅細胞合成及儲存脂肪的重要組織；將脂肪分解成脂酸、甘油，供機體其他組織利用。

六、脂肪組織也可進行糖異生和生成酮體；腎髓質主要由糖酵解供能；腎皮質主要由脂酸、酮體有氧氧化供能。七、腎臟代謝調節(jié)TheRegulationofMetabolism第四節(jié)代謝調節(jié)普遍存在于生物界，是生物的重要特征。主要通過細胞內代謝物濃度的變化，對酶的活性及含量進行調節(jié)，這種調節(jié)稱為原始調節(jié)或細胞水平代謝調節(jié)。單細胞生物高等生物——

三級水平代謝調節(jié)細胞水平代謝調節(jié)(基礎，最主要的調節(jié)方式)激素水平代謝調節(jié)高等生物有調節(jié)功能的內分泌細胞及內分泌器官，其分泌的激素可對其他細胞發(fā)揮代謝調節(jié)作用。整體水平代謝調節(jié)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制下，通過神經(jīng)纖維及神經(jīng)遞質或通過分泌某些激素來調節(jié)細胞的代謝及功能，并通過激素的互相協(xié)調對機體代謝進行綜合調節(jié)。

一、細胞水平的代謝調節(jié)?細胞水平的代謝調節(jié)主要是酶水平的調節(jié)

——細胞內酶的隔離分布

——酶的變構調節(jié)

——酶的共價修飾調節(jié)

——酶含量的調節(jié)（一）細胞內酶的隔離分布代謝途徑有關酶類常常組成多酶體系，分布于細胞的某一區(qū)域。

主要代謝途徑多酶體系在細胞內的分布

酶的隔離分布的意義

——避免了各種代謝途徑互相干擾。

①反應速度最慢②催化單向反應或非平衡反應，③這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應劑的調節(jié)。關鍵酶(限速酶)催化反應的特點：代謝途徑是一系列酶促反應組成的，其速度及方向由其中的關鍵酶決定。例：糖代謝的關鍵酶①快速調節(jié)②緩慢調節(jié)數(shù)秒、數(shù)分鐘通過改變酶的活性數(shù)小時、幾天通過改變酶的含量變構調節(jié)

(allostericregulation)化學修飾調節(jié)

(chemicalmodification)?代謝調節(jié)主要是通過對關鍵酶活性的調節(jié)而實現(xiàn)的。代謝途徑變構酶變構激活劑變構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酰胺轉移酶AMP，GMP嘧啶合成天冬氨酸轉甲酰酶CTP，UTP核酸合成脫氧胸苷激酶dCTP，dATPdTTP（二）關鍵酶的變構調節(jié)1．變構調節(jié)的機制

變構酶催化亞基調節(jié)亞基變構效應劑：底物、終產(chǎn)物、其他小分子代謝物變構效應劑+酶的調節(jié)亞基酶的構象改變酶的活性改變（激活或抑制）疏松亞