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生物化学:第十二章 物质代谢的整合与调节
是Vit A、E、K和B12的主要储存场所 维生素的运输
视黄醇结合蛋白的合成,Vit D结合蛋白的合成 维生素的转化
Vit D3 → 25-(OH)-Vit D3 水溶性维生素→辅酶的组成成分
五、肝在激素代谢中的作用
激素的灭活 (inactivation of hormone) 激素主要在肝中转化,降解或失去
ATP 循环学说
电子呼吸传递链
胰岛素
酶
物质代谢间的联系与整合
• 物质代谢特点 • 物质代谢间的联系 • 各器官代谢特点---肝脏、心、
脑等
物质代谢的调节
• 分子细胞水平-----酶的细胞定位、关 键酶与酶活性调节 • 激素水平-----细胞膜受体与核受体 • 神经体液的整体调节
饱食、空腹、饥饿、应激 • 肥胖-----代谢失衡
第十二章
物质代谢的整合与调节
Integration & Regulation of Metabolism
2015-11-10
➢基础生化(生理) 生物大分子结构与功能 物质代谢 合成与分解(营养物质与非营养物质) 能量转换 调节---酶 (神经体液) 遗传信息传递(分子生物学) (复制、转录、翻译) ➢临床生化(病理)
第一节
物质代谢的特点
• 整体性 • 代谢调节 • 各组织、器官物质代谢各具特点 • 各种代谢物均具有各自共同的代谢池 • ATP是机体能量利用的共同形式 • NADPH是合成代谢所需的还原当量
第二节 物质代谢的相互联系
Connection of Pathways
一、能量代谢的相互协作关系
三大营养素可在体内氧化供能
磷脂酰丝氨酸
胆胺
脑磷脂
胆碱
卵磷脂
3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸
脂肪
甘油
某些非必需氨基酸
磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸
其他α-酮酸
—— 但不能说,脂类可转变为氨基酸。
(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
天冬氨酸 甘氨酸
谷氨酰胺
一碳单位
合成嘌呤
合成嘧啶
甘油激酶 甘油
磷酸-甘油
葡 萄
肝、肾、肠
脂
糖
肪
脂酸
乙酰CoA
葡萄糖
3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时:
脂肪大量动员
酮体生成增加
糖不足
草酰乙酸 相对不足
高酮血症
氧化受阻
(二)葡萄糖与大部分氨基酸可以相互转变
1. 大部分氨基酸脱氨基后,生成相应的α-酮酸, 可转变为糖
三大营养素各 自代谢途径 糖
60%以上
脂肪
25%
蛋白质
少量
共同中 间产物
乙酰CoA
共同代谢 途径
2H
TAC
CO2
ATP
糖原合成
(一)葡萄糖可转变为脂肪酸
1. 摄入的糖量超过能量消耗时:
合成糖原储存(肝、肌肉)
葡
萄 糖
乙酰CoA
合成脂肪 脂肪酸 (脂肪组织)
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油
甘油二脂途径
2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖
脑
脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大
(一)葡萄糖和酮体是脑的主要能量物质
葡萄糖为主要能源, 每天消耗约100g。不能利 用脂酸,葡萄糖供应不足 时,利用酮体。
(二)脑耗氧量高达全身耗氧总量的四分之一
(三)脑具有特异的氨基酸及其代谢调节机制
骨骼肌
骨骼肌主要氧化脂肪酸,强烈运动产生大量乳酸
• 合成、储存肌糖原和磷酸肌酸; • 通常以脂酸氧化为主要供能方式;
活性的过程称为激素的灭活。
* 主要方式:生物转化
脂肪组织
脂肪组织是储存和释放能量的重要场所
(一)机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂 肪组织
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。
(二)饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂 肪供能
例如:
脱氨基
丙氨酸
丙酮酸
糖异生 葡萄糖
2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸
丙氨酸
天冬氨酸
糖
丙酮酸
草酰乙酸
乙酰CoA
α-酮戊二酸 谷氨酸
柠檬酸
(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
1. 蛋白质可以转变为脂肪
氨基酸
乙酰CoA
脂肪
2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸
饥饿
脂解激素↑
HSL↑ 脂肪动员↑Biblioteka 肝 酮体脂肪酸 甘油
氧化供能
心脏
心肌优先利用脂肪酸氧化分解供能
(一)心肌可利用多种营养物质及其代谢中间产物 为能源
正常优先以脂酸为燃料产生 ATP。能量可依次以消耗自由脂 酸、葡萄糖、酮体等能源物质提 供。
脂肪酸 葡萄糖 乳酸 酮体
(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。
剧烈运动时,以糖酵解为主。
(一)不同类型骨骼肌产能方式不同
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,主要靠酵解供能。
(二)骨骼肌适应不同耗能状态选择不同能源
直接能源:ATP 磷酸肌酸:可快速转移能量,生成ATP 静息状态:以有氧氧化肌糖原、脂肪酸、酮体为主 剧烈运动:糖无氧酵解供能大大增加 乳酸循环:整合糖异生与肌糖酵解途径
肾
肾能进行糖异生和酮体生成
肾髓质无线粒体,主要由糖酵 解供能;肾皮质主要由脂酸、酮体 有氧氧化供能。
三、肝在蛋白质代谢中的代谢
在血浆蛋白质代谢中的作用 ▪ 合成与分泌血浆蛋白质(γ球蛋白除外) ▪ 清除血浆蛋白质(清蛋白除外)
在氨基酸代谢中的作用
▪ 氨基酸的脱氨基、脱羧基、脱硫、转甲基 等(支链氨基酸除外)。
▪ 清除血氨及胺类,合成尿素。
四、肝在维生素代谢中的作用
脂溶性维生素的吸收 维生素的储存
2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
第三节
各器官代谢特点
Metabolic Profile of Organs
肝脏
一、肝在糖代谢中的作用
维持血糖浓度恒定,保障全身各组织, 尤其是大脑和红细胞的能量供应。
葡萄糖转运体2 Ⅳ型己糖激酶(葡萄糖激酶)
不同营养状态下肝内如何进行糖代谢?
饱食状态 肝糖原合成↑ 过多糖则转化为脂肪,以VLDL形式输出
空腹状态 肝糖原分解↑
饥饿状态 以糖异生为主 ※脂肪动员↑→酮体合成↑ →节省葡萄糖
二、肝在脂类代谢中的作用
消化吸收 分泌胆汁,其中胆汁酸为脂类消化吸收所必需
合成 脂肪酸、甘油三酯、酮体、 胆固醇 、磷脂
分解 脂肪酸的β氧化、 胆固醇的降解与排泄、LDL 的降解
运输 合成与分泌 VLDL; HDL; apo CⅡ; LCAT