第十章代谢的整合与调整

最细期末考试复习必备，第十章代谢的整合与调整知识整理，包括：一，代谢的整体性；二，代谢的主要调节方式——三级水平代谢调节；三，体内重要组织和器官的代谢特点。

代谢的整合与调整

• 一，代谢的整体性
  • 一. 体内代谢过程互相联系形成一个整体
    • （一）【整体性】——各种物质代谢之间相互联系、相互依存、相互协调、相互制约，构成统一的整体。
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    • （二）体内各种代谢物都具有各自共同的代谢池
      • 【血糖代谢库】
      • 【氨基酸代谢库】
    • （三)体内代谢处于动态平衡
      • eg：糖代谢（调节血糖) 饱食——合成肝糖原 短期饥饿——分解肝糖原 长期饥饿——糖异生
    • (四）氧化分解产生的NADPH为合成代谢提供所需的还原当量
      • • 柠檬酸-丙酮酸循环也是产生NADPH的途径之一
  • 二.物质代谢与能量代谢相互关联
    • 【三大营养物质联系】
    • 【供能顺序】
      • 一般情况下，机体优先利用燃料的次序是糖（50-70%） 、脂肪（10-40%）和蛋白质。供能以糖及脂为主，并尽量节 约蛋白质的消耗。
    • 【相互的影响】
      • 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约其他物质的氧化分解。
  • 三.糖、脂质和蛋白质代谢通过中间代谢物而相互联系
    • 【定义】 体内糖、脂质、蛋白质和核酸等的代谢不是彼此孤立的，而是通过共同的中间代谢物、柠檬酸循环和生物氧化等彼此联系、相互转变。
    • 【三大营养物质之间的转变】
      • （一）葡萄糖可转变为脂肪酸;脂肪酸不能在体内转变为葡萄糖
        • 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时，脂肪酸分解依赖于糖代谢
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      • （二）葡萄糖与大部分氨基酸可以相互转变
      • （三）氨基酸可转变为多种脂质，但脂质几乎不能转变为氨基酸
      • （四）一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料
        • 1.氨基酸是体内合成核酸的重要原料 2.磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
• 二，代谢的主要调节方式——三级水平代谢调节
  • 第一级：细胞（酶）水平代谢调节
    • 细胞内物质代谢主要通过对关键酶活性的调节来实现的
    • 【基础】——各种代谢酶在细胞内区隔分布
      • 【意义】 酶的这种区隔分布，能避免不同代谢途径之间彼此干扰，使同一代谢途径中的系列酶促反应能够更顺利地连续进行，既提高了代谢途径的进行速度，也有利于调控。
    • 【决定】——关键酶活性
      • 快速调节（酶分子结构的改变）
        • 数秒、数分钟改变单个酶分子的催化能力
        • 1.别构调节
          • 【别构效应】 一些小分子化合物能与酶蛋白分子活性中心外的特定部位特异结合，改变酶蛋白分子构象、从而改变酶活性，这种调节称为酶的别构调节
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          • 【机制】
            • （1）调节亚基含有一个“假底物”序列 假底物”序列能阻止催化亚基结合底物，抑制酶活性；效应剂结合调节亚基导致“假底物”序列构象变化，释放催化亚基，使其发挥催化作用。如cAMP激活PKA。
            • （2）别构效应剂与调节亚基结合，能引起酶分子三级和/或四级结 构在“T”构象（紧密态、无活性／低活性）与“R”构象（松弛 态、有活性／高活性）之间互变，从而影响酶活性。如氧调节Hb。
          • 【意义】
            • ① 代谢终产物反馈抑制反应途径中 的关键酶，避免产生超多需要的产物
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            • ②变构调节使能量得以有效利用，避免生成过多造成浪费
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            • ③变构调节使不同的代谢途径相互协调进行
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        • 2.化学修饰调节
          • 【本质】——酶促共价修饰 酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发生可逆的共价修饰 ，从而引起酶活性改变，这种调称为酶的化学修饰。
          • 【形式】
          • 【酶促化学修饰特点】 酶的化学修饰调节具有级联放大效应
            • • 同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节
      • 缓慢调节（酶含量的改变）
        • 数小时、几天调节酶的合成与降解速度
        • 1. 诱导或阻遏酶蛋白基因表达调节酶含量
          • 【定义】 酶的底物、产物、激素或药物可诱导或阻遏酶蛋白基因的表达，诱导剂或阻遏剂在酶蛋白生物合成的转录或翻译过程中发挥作用，影响转录较常见。
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        • 2. 改变酶蛋白降解速度调节酶含量
  • 第二级：激素水平代谢调节
    • 【本质】—— 激素通过特异性受体调节靶细胞的代谢
    • 【分类】
      • 根据激素受体在细胞的部位不同
      • （一）膜受体激素通过跨膜信号转导调节代谢
        • 【过程】 激素（第一信使）——膜受体——第二信使——激活效应蛋白质
        • eg：糖原合成和分解关键酶的化学修饰调节
      • （二）胞内受体激素通过激素-胞内受体复合物改变基因表达、调节代谢
  • 第三级：整体（神经）水平调节
    • 机体通过神经系统及神经-体液途径协调整体的代谢
    • [整体水平调节]——在神经系统主导下，调节激素释放，并通过激素整合不同组织器官的各种代谢，实现整体调节，以适应饱食、空腹、饥饿、营养过剩、应激等状态，维持整体代谢平衡。
    • [ 机体的不同餐食状态]
      • (一)饱食状态
        • ※ 混合膳食→G、aa、CM →胰岛素水平中度升高
        • ※ 高糖膳食→G →胰岛素水平明显升高，胰高血糖素降低
        • ※ 高蛋白膳食→胰岛素水平中度升高，胰高血糖素水平升高
        • ※ 高脂膳食→胰岛素水平降低，胰高血糖素水平升高
      • (二)空腹状态
        • 空腹：通常指餐后12小时以后，体内胰岛素水平降低，胰高血糖素升高
        • (1)餐后6-8小时: 肝糖原即开始分解补充血糖、供给脑等。
        • (2)餐后16-18小时
      • (三)饥饿状态
        • 短期饥饿
          • 通常指1-3天未进食
          • 短期饥饿后糖氧化供能减少而脂肪动员加强
        • 长期饥饿
          • 通常指3天以上未进食
      • (四)应激使机体分解代谢增强
        • 【定义】 应激是机体或细胞为应对内、外环境刺激做出一 系列非特异性反应。
        • [过程] 1. 应激使血糖升高 2. 应激使脂肪动员增强 3. 应激使蛋白质分解加强
      • (五)肥胖是多因素引起代谢失衡的结果
        • 【代谢综合征】 指一组以肥胖、高血糖（糖调节受损或糖尿病）、高血压以及血脂异常（高TG血症）和/或 低HDL-C血症)集结发病的临床征候群
• 三，体内重要组织和器官的代谢特点
  • 满足机体各组织、器官基本细胞功能需要的代谢基本相同，但人体各组织、器官高度分化，功能各异，这些组织、器官的代谢具有各自的特点。
  • 【主要器官间的物质代谢联系】
  • 【各个器官代谢的特点】
    • 1.肝是人体物质代谢中心和枢纽
    • 2.脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大
      • 葡萄糖为主要能源，每天消耗约100g。
      • a.葡萄糖和酮体是脑的主要能量物质
        • 不能利用脂酸，葡萄糖供应不足时，利用酮体。
      • b.脑耗氧量高达全身耗氧总量的四分之一
      • c.脑具有特异的氨基酸及其代谢调节机制
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    • 3.心肌可利用多种能源物质
      • （一）获能方式广泛
        • 1.心主要优先利用脂肪酸供能（大量生成的乙酰CoA抑制 FPK1，抑制糖酵解）；也可用酮体和乳酸获得能量。
        • 2.心肌在饱食状态下不排斥利用葡萄糖，餐后数小时或饥 饿时利用脂肪酸和酮体，运动中或后则利用乳酸。
      • （二）心肌细胞分解营养物质供能方式以有氧氧化为主
        • 心肌细胞富含LDH1、肌红蛋白、细胞色素及线粒体
    • 4.骨骼肌以肌糖原和脂肪酸作为主要能量来源.
      • （一）类型
        • 【红肌】耗能多，富含肌红蛋白及细胞色素体系，具有较强氧化磷酸化能力。
        • 【白肌】耗能少，主要靠糖酵解供能
      • （二）骨骼肌适应不同耗能状态选择不同能源
    • 5.脂肪组织是储存和动员甘油三酯的重要组织
      • 【储存】
        • 膳食脂肪：以CM形式运输至脂肪组织储存
        • 膳食糖：主要运输至肝转化成脂肪，以VLDL形式运输至 脂肪组织储存。部分在脂肪细胞转化为脂肪储存。
      • 【利用】
        • • 饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂肪供能
    • 6.肾可进行糖异生和酮体生成