代谢的整合与调节

生化第十章代谢的整合与调节，讲述了代谢的整体性、细胞水平代谢调节、激素水平代谢调节、整体水平代谢调节等。

代谢的整合与调节

• 代谢的整体性
  • 体内代谢过程相互联系形成一个整体
    • 代谢的整体性
    • 体内各种代谢物都具有各自共同的代谢池
    • 体内代谢处于动态平衡
    • 氧化分解产生的NADPH为合成代谢提供所需的还原当量
      • NADPH主要来自磷酸戊糖途经
      • 用于合成代谢
  • 物质代谢与能量代谢相互联系
    • 糖，脂肪，蛋白质共同代谢产物为乙酰辅酶A
    • 三磷酸循环和氧化磷酸化是最后的共同代谢途径，释放的能量均以ATP的形式储存
    • ATP为人体可以直接利用的能量载体
    • 三大营养素可在体内氧化功能，一般先以糖和脂为主，尽量节约蛋白质的消耗
  • 糖、脂质和蛋白质代谢之间的相互联系
    • 糖可转变为脂肪
      • 糖既可以转变为脂肪中的甘油，也可转化为脂肪酸
    • 糖不可以转变为蛋白质，但糖可转变为氨基酸
      • 联系点是α-酮酸（丙酮酸，α-酮戊二酸，草酰乙酸）
    • 氨基酸可以转变为糖
      • 氨基酸里面除了生酮氨基酸，其他均可转变为糖
    • 氨基酸可以转变为脂肪
      • 氨基酸可产生胆碱和乙醇胺是磷脂合成的原料，可产生乙酰辅酶A是胆固醇和脂肪合成的原料，所以氨基酸可转变为多种脂质
    • 脂肪不可以转变为氨基酸
      • 脂肪及甘油的部分可以转变为氨基酸，脂肪酸不可以
    • 脂肪不可以转变为葡萄糖
      • 脂肪仅甘油部分可以转变为葡萄糖，脂肪酸不可以，而脂肪中甘油部分很少
• 物质代谢的调节
  • 细胞水平代谢调节
    • 最基本、最重要的调节
    • 对象：关键酶
      • 特点
        • 常常催化一条代谢途径的第一步反应或分支点上的反应，速度最慢，其活性能决定整个代谢途径的总速度
        • 常催化单向反应或非平衡反应，其活化能决定整个代谢途径的方向
        • 酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂调节
    • 实质：酶活性的调节
    • 方式
      • 快速调节（改变酶结构）
        • 数秒、数分钟
        • 通过改变酶的分子结构
      • 迟缓调节（改变酶含量）
        • 数小时、几天
        • 通过改变酶蛋白的合成与降解速度
  • 激素水平代谢调节
    • 高等生物在进化过程中出现了专司调节功能的内分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发挥代谢调节作用
    • 激素作用机制
      • 内外环境改变→机体相关组织分泌激素→激素与靶细胞上的受体结合→靶细胞产生生物学效应适应内外环境改变
    • 激素分类
      • 按激素受体在细胞的部位不同
        • 膜受体激素
        • 胞内受体激素
  • 整体水平代谢调节
    • 在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌来调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的相互协调对机体代谢进行综合调节
    • 饥饿
      • 短期饥饿（未进食1~3天）
        • 糖原消耗→血糖趋于降低→胰岛素分泌减少，胰高血糖素分泌增加→引起一系列的代谢变化
        • 蛋白质代谢变化
          • 分解加强，氨基酸异生为糖
        • 糖代谢变化
          • 糖异生加强，组织对葡萄糖利用降低
        • 脂代谢变化
          • 脂肪动员加强，酮体生成增多（单纯节食减肥）
        • 短期饥饿后糖氧化供能减少，而脂肪动员加强
      • 长期饥饿（未进食3天以上）
        • 蛋白质代谢变化
          • 蛋白质分解减少
        • 糖代谢变化
          • 肝糖异生明显减少，肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸，肾糖异生增加
        • 脂代谢变化
          • 脂肪动员进一步加强，肝生成酮体增加，脑组织利用酮体增加
    • 应激
      • 概念
        • 应激指人体受到一些异乎寻常的刺激，如创伤、剧痛、冻伤、缺氧、中毒、感染及剧烈情绪波动等所作出一系列反应的紧张状态。
      • 机体整体反应
        • 交感神经兴奋
        • 肾上腺髓质及皮质激素分泌增多
        • 胰高血糖素，生长激素增加，胰岛素分泌减少
      • 代谢改变
        • 血糖升高、脂肪动员增强、蛋白质分解加强
• 应激时糖，脂肪，蛋白质的分解代谢加强，合成代谢受到抑制，血中分解代谢中间产物如葡萄糖等含量增加