代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座

第十章

代謝整合與調(diào)整(IntegrationandRegulationofMetabolism)代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第1頁第一節(jié)代謝整體性第二節(jié)代謝調(diào)整主要方式第三節(jié)體內(nèi)主要組織和器官代謝特點(diǎn)代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第2頁重點(diǎn)難點(diǎn)熟悉了解掌握代謝整體性代謝調(diào)整方式主要組織器官代謝特點(diǎn)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝調(diào)整方式飽食、空腹、饑餓狀態(tài)下整體代謝激素調(diào)整靶細(xì)胞代謝營養(yǎng)過剩和應(yīng)激狀態(tài)下整體代謝代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第3頁代謝整體性第一節(jié)(IntegrityofMetabolism)代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第4頁（一）代謝整體性一、體內(nèi)代謝過程相互聯(lián)絡(luò)形成一個(gè)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)絡(luò)，相互依存，組成統(tǒng)一整體。

消化吸收中間代謝廢物排泄無機(jī)鹽代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第5頁（二）體內(nèi)各種代謝物都含有各自共同代謝池各種組織

消化吸收糖

肝糖原分解糖異生血糖比如代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第6頁（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，新陳恒代謝代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第7頁（四）氧化分解產(chǎn)生NADPH為合成代謝提供所需還原當(dāng)量乙酰CoANADPH+H+脂酸、膽固醇磷酸戊糖路徑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第8頁二、物質(zhì)代謝與能量代謝相互關(guān)聯(lián)三大營養(yǎng)物質(zhì)各自代謝路徑共同中間產(chǎn)物共同代謝路徑糖脂肪蛋白質(zhì)乙酰CoA2H氧化磷酸化ATPTACCO2三大營養(yǎng)物質(zhì)可在體內(nèi)氧化供能代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第9頁從能量供給角度看，三大營養(yǎng)物質(zhì)能夠相互代替，相互補(bǔ)充，但也相互制約。普通情況下，機(jī)體優(yōu)先利用燃料次序是糖（50-70%）、脂肪（10-40%）和蛋白質(zhì)。供能以糖及脂為主，并盡可能節(jié)約蛋白質(zhì)消耗。

代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第10頁饑餓肝糖原分解，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)分解顯著降低1~2天一周以上代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第11頁脂肪分解增強(qiáng)ATP增多ATP/ADP比值增高任一供能物質(zhì)代謝占優(yōu)勢，常能抑制和節(jié)約其它物質(zhì)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(guān)鍵酶之一)比如：代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第12頁糖分解增強(qiáng)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(guān)鍵酶）檸檬酸堆積出線粒體

激活乙酰CoA羧化酶（脂酸合成關(guān)鍵酶）代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第13頁三、糖、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)代謝經(jīng)過中間代謝物而相互聯(lián)絡(luò)體內(nèi)糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等代謝不是彼此孤立，而是經(jīng)過共同中間代謝物、檸檬酸循環(huán)和生物氧化等彼此聯(lián)絡(luò)、相互轉(zhuǎn)變。一種物質(zhì)代謝障礙可引發(fā)其它物質(zhì)代謝紊亂，如糖尿病時(shí)糖代謝障礙，可引發(fā)脂代謝、蛋白質(zhì)代謝甚至水鹽代謝紊亂。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第14頁代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第15頁（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅釘z入糖量超出能量消耗時(shí)葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第16頁（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-甘油葡萄糖代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第17頁（一）葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅嶂舅岱纸庖蕾囉谔谴x饑餓、糖供給不足或糖代謝障礙時(shí)：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代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第18頁（二）葡萄糖與大部分氨基酸能夠相互轉(zhuǎn)變大部分氨基酸脫氨基后，生成對應(yīng)α-酮酸，可轉(zhuǎn)變?yōu)樘潜彼岜崦摪被钱惿咸烟谴x的整合與調(diào)節(jié)專家講座第19頁（二）葡萄糖與大部分氨基酸能夠相互轉(zhuǎn)變糖代謝中間產(chǎn)物可氨基化生成一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代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第20頁（三）氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N脂質(zhì)但脂質(zhì)幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被岬鞍踪|(zhì)能夠轉(zhuǎn)變?yōu)橹景被峥勺鳛楹铣闪字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代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第21頁（三）氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N脂質(zhì)，但脂質(zhì)幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)榘被醿H脂肪中甘油可轉(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┨墙徒饴窂奖崞渌?酮酸一些非必需氨基酸代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第22頁琥珀酰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、糖及脂肪代謝聯(lián)絡(luò)TAC代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第23頁（四）一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸原料氨基酸是體內(nèi)合成核酸主要原料磷酸核糖由磷酸戊糖路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代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第24頁代謝調(diào)整主要方式第二節(jié)(TheMainWaysofMetabolicRegulation)代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第25頁高等生物——三級水平代謝調(diào)整細(xì)胞水平代謝調(diào)整激素水平代謝調(diào)整高等生物在進(jìn)化過程中，出現(xiàn)了專司調(diào)整功效內(nèi)分泌細(xì)胞及內(nèi)分泌器官，其分泌激素可對其它細(xì)胞發(fā)揮代謝調(diào)整作用。整體水平代謝調(diào)整在中樞神經(jīng)系統(tǒng)控制下，或經(jīng)過神經(jīng)纖維及神經(jīng)遞質(zhì)對靶細(xì)胞直接發(fā)生影響，或經(jīng)過一些激素分泌來調(diào)整一些細(xì)胞代謝及功效，并經(jīng)過各種激素相互協(xié)調(diào)而對機(jī)體代謝進(jìn)行綜合調(diào)整。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第26頁一、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝主要經(jīng)過對關(guān)鍵酶活性調(diào)整來實(shí)現(xiàn)?細(xì)胞水平代謝調(diào)整主要是酶水平調(diào)整。?細(xì)胞內(nèi)酶呈隔離分布。?代謝路徑速度、方向由其中關(guān)鍵酶活性決定。?代謝調(diào)整主要是經(jīng)過對關(guān)鍵酶活性調(diào)整而實(shí)現(xiàn)。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第27頁（一）各種代謝在細(xì)胞內(nèi)區(qū)隔分布是物質(zhì)代謝及其調(diào)整亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)多酶體系分布多酶體系分布DNA、RNA合成細(xì)胞核糖酵解細(xì)胞質(zhì)蛋白質(zhì)合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞質(zhì)戊糖磷酸路徑細(xì)胞質(zhì)糖原合成細(xì)胞質(zhì)糖異生細(xì)胞質(zhì)、線粒體脂肪酸合成細(xì)胞質(zhì)脂肪酸氧化細(xì)胞質(zhì)、線粒體膽固醇合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞質(zhì)各種水解酶溶酶體磷脂合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)檸檬酸循環(huán)線粒體血紅素合成細(xì)胞質(zhì)、線粒體氧化磷酸化線粒體尿素合成細(xì)胞質(zhì)、線粒體

代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第28頁酶這種區(qū)隔分布，能防止不一樣代謝路徑之間彼此干擾，使同一代謝路徑中系列酶促反應(yīng)能夠更順利地連續(xù)進(jìn)行，既提升了代謝路徑進(jìn)行速度，也有利于調(diào)控。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第29頁（二）關(guān)鍵酶活性決定整個(gè)代謝路徑速度和方向※關(guān)鍵酶催化反應(yīng)特點(diǎn)①經(jīng)常催化一條代謝路徑第一步反應(yīng)或分支點(diǎn)上反應(yīng)，速度最慢，其活性能決定整個(gè)代謝路徑總速度。②常催化單向反應(yīng)或非平衡反應(yīng)，其活性能決定整個(gè)代謝路徑方向。③酶活性除受底物控制外，還受各種代謝物或效應(yīng)劑調(diào)整。※關(guān)鍵酶（keyenzymes）

代謝過程中含有調(diào)整作用酶。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第30頁一些主要代謝路徑關(guān)鍵酶代謝路徑關(guān)鍵酶糖酵解己糖激酶磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶丙酮酸氧化脫羧丙酮酸脫氫酶系檸檬酸循環(huán)異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶系檸檬酸合酶糖原分解磷酸化酶糖原合成糖原合酶糖異生丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖-1,6-二磷酸酶葡糖-6-磷酸酶脂肪酸合成乙酰輔酶A羧化酶脂肪酸分解肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I膽固醇合成HMG輔酶A還原酶代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第31頁①快速調(diào)整（改變酶分子結(jié)構(gòu)）②遲緩調(diào)整（改變酶含量）數(shù)秒、數(shù)分鐘改變單個(gè)酶分子催化能力數(shù)小時(shí)、幾天調(diào)整酶合成與降解速度

※調(diào)整關(guān)鍵酶活性（酶分子結(jié)構(gòu)改變或酶含量改變）是細(xì)胞水平代謝調(diào)整基本方式，也是激素水平代謝調(diào)整和整體代謝調(diào)整主要步驟。別構(gòu)調(diào)整

(allostericregulation)化學(xué)修飾調(diào)整

(chemicalmodification)代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第32頁（三）別構(gòu)調(diào)整經(jīng)過別構(gòu)效應(yīng)改變關(guān)鍵酶活性

一些小分子化合物能與酶蛋白分子活性中心外特定部位特異結(jié)合，改變酶蛋白分子構(gòu)象、從而改變酶活性，這種調(diào)整稱為酶別構(gòu)調(diào)整(allostericregulation)。

別構(gòu)調(diào)整是生物界普遍存在代謝調(diào)整方式代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第33頁一些代謝路徑中別構(gòu)酶及其效應(yīng)劑代謝路徑別構(gòu)酶別構(gòu)激活劑別構(gòu)抑制劑糖酵解磷酸果糖激酶-1F-2,6-BP、AMP、ADP、F-1,6-BP檸檬酸、ATP丙酮酸激酶F-1,6-BP、ADP、AMPATP、丙氨酸己糖激酶

葡糖-6-磷酸丙酮酸氧化脫羧丙酮酸脫氫酶復(fù)合體AMP、CoA、NAD+、ADP、AMPATP、乙酰CoA、NADH檸檬酸循環(huán)檸檬酸合酶乙酰CoA、草酰乙酸、ADP檸檬酸、NADH、ATPα-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體

琥珀酰CoA、NADH異檸檬酸脫氫酶ADP、AMPATP糖原分解磷酸化酶（?。〢MPATP、葡糖-6-磷酸磷酸化酶（肝）

葡萄糖、F-1,6-BP、F-1-P糖異生丙酮酸羧化酶乙酰CoAAMP脂肪酸合成乙酰輔酶A羧化酶乙酰CoA、檸檬酸、異檸檬酸軟脂酰CoA、長鏈脂酰CoA氨基酸代謝谷氨酸脫氫酶ADP、GDPATP、GTP嘌呤合成PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶PRPPIMP、AMP、GMP嘧啶合成氨基甲酰磷酸合成酶II

UMP代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第34頁別構(gòu)效應(yīng)劑經(jīng)過改變酶分子構(gòu)象改變酶活性別構(gòu)酶催化亞基調(diào)整亞基別構(gòu)效應(yīng)劑：底物、終產(chǎn)物其它小分子代謝物代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第35頁別構(gòu)效應(yīng)劑+酶調(diào)整亞基酶構(gòu)象改變酶活性改變（激活或抑制）疏松亞基聚合緊密亞基解聚酶分子多聚化代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第36頁（1）調(diào)整亞基含有一個(gè)“假底物”（pseudosubstrate）序列“假底物”序列能阻止催化亞基結(jié)合底物，抑制酶活性；效應(yīng)劑結(jié)合調(diào)整亞基造成“假底物”序列構(gòu)象改變，釋放催化亞基，使其發(fā)揮催化作用。如cAMP激活PKA。（2）別構(gòu)效應(yīng)劑與調(diào)整亞基結(jié)合，能引發(fā)酶分子三級和/或四級結(jié)構(gòu)在“T”構(gòu)象（緊密態(tài)、無活性／低活性）與“R”構(gòu)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)整Hb?！鶆e構(gòu)效應(yīng)機(jī)制有兩種：代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第37頁別構(gòu)調(diào)整使一個(gè)物質(zhì)代謝與對應(yīng)代謝需求和相關(guān)物質(zhì)代謝協(xié)調(diào)調(diào)整對應(yīng)代謝強(qiáng)度、方向，以協(xié)調(diào)相關(guān)代謝、滿足對應(yīng)代謝需求別構(gòu)效應(yīng)劑（底物、終產(chǎn)物、其它小分子代謝物）細(xì)胞內(nèi)濃度改變（反應(yīng)相關(guān)代謝路徑強(qiáng)度和對應(yīng)代謝需求）關(guān)鍵酶構(gòu)象改變，影響酶活性代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第38頁①

代謝終產(chǎn)物反饋抑制(feedbackinhibition)

反應(yīng)路徑中關(guān)鍵酶，防止產(chǎn)生超多需要產(chǎn)物乙酰CoA

乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA長鏈脂酰CoA代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第39頁

②變構(gòu)調(diào)整使能量得以有效利用，防止生成過多造成浪費(fèi)G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖氧化糖原合酶促進(jìn)糖儲存代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第40頁

③變構(gòu)調(diào)整使不一樣代謝路徑相互協(xié)調(diào)進(jìn)行檸檬酸–+磷酸果糖激酶-1抑制糖氧化乙酰輔酶A羧化酶促進(jìn)脂酸合成代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第41頁（四）化學(xué)修飾調(diào)整經(jīng)過酶促共價(jià)修飾調(diào)整酶活性酶促共價(jià)修飾有各種形式酶蛋白肽鏈上一些殘基在酶催化下發(fā)生可逆共價(jià)修飾(covalentmodification)，從而引發(fā)酶活性改變，這種調(diào)整稱為酶化學(xué)修飾。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第42頁（四）化學(xué)修飾調(diào)整經(jīng)過酶促共價(jià)修飾調(diào)整酶活性酶促共價(jià)修飾有各種形式化學(xué)修飾主要方式磷酸化---去磷酸乙?；?--脫乙酰甲基化---去甲基腺苷化---脫腺苷SH與–S—S–互變代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第43頁磷酸化/去磷酸化修飾對酶活性調(diào)整酶化學(xué)修飾類型酶活性改變糖原磷酸化酶磷酸化/去磷酸化激活/抑制磷酸化酶b激酶磷酸化/去磷酸化激活/抑制糖原合酶磷酸化/去磷酸化抑制/激活丙酮酸脫羧酶磷酸化/去磷酸化抑制/激活磷酸果糖激酶磷酸化/去磷酸化抑制/激活丙酮酸脫氫酶磷酸化/去磷酸化抑制/激活HMG-CoA還原酶磷酸化/去磷酸化抑制/激活HMG-CoA還原酶激酶磷酸化/去磷酸化激活/抑制乙酰CoA羧化酶磷酸化/去磷酸化抑制/激活脂肪細(xì)胞甘油三酯脂酶磷酸化/去磷酸化激活/抑制代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第44頁酶磷酸化與去磷酸化代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第45頁酶化學(xué)修飾調(diào)整含有級聯(lián)放大效應(yīng)酶促化學(xué)修飾特點(diǎn)：①受化學(xué)修飾調(diào)整關(guān)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(jià)修飾，相互轉(zhuǎn)變。②酶化學(xué)修飾是另外一個(gè)酶酶促反應(yīng)，特異性強(qiáng)，有放大效應(yīng)。③磷酸化與去磷酸化是最常見酶促化學(xué)修飾反應(yīng)，作用快速，有放大效應(yīng)，是調(diào)整酶活性經(jīng)濟(jì)有效方式。④催化共價(jià)修飾酶本身常受別構(gòu)調(diào)整、化學(xué)修飾調(diào)整，并與激素調(diào)整偶聯(lián)，形成由信號分子、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子和效應(yīng)分子組成級聯(lián)反應(yīng)。※同一個(gè)酶能夠同時(shí)受變構(gòu)調(diào)整和化學(xué)修飾調(diào)整。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第46頁（五）經(jīng)過改變細(xì)胞內(nèi)酶含量調(diào)整酶活性誘導(dǎo)或阻遏酶蛋白基因表示調(diào)整酶含量酶底物、產(chǎn)物、激素或藥品可誘導(dǎo)或阻遏酶蛋白基因表示。誘導(dǎo)劑或阻遏劑在酶蛋白生物合成轉(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(shí)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），常作為基因表示改變研究內(nèi)參考（internalcontrol）。酶誘導(dǎo)劑經(jīng)常是底物或類似物酶阻遏劑經(jīng)常是代謝產(chǎn)物代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第47頁（五）經(jīng)過改變細(xì)胞內(nèi)酶含量調(diào)整酶活性改變酶蛋白降解速度調(diào)整酶含量溶酶體泛素-蛋白酶體——釋放蛋白水解酶，降解蛋白質(zhì)——泛素識別、結(jié)合蛋白質(zhì)；蛋白水解酶降解蛋白質(zhì)經(jīng)過改變酶蛋白分子降解速度，也能調(diào)整酶含量。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第48頁二、激素經(jīng)過特異性受體調(diào)整靶細(xì)胞代謝內(nèi)、外環(huán)境改變機(jī)體相關(guān)組織分泌激素激素與靶細(xì)胞上受體結(jié)合靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境改變代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第49頁二、激素經(jīng)過特異性受體調(diào)整靶細(xì)胞代謝激素分類Ι膜受體激素Ⅱ胞內(nèi)受體激素按激素受體在細(xì)胞部位不一樣，分為：代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第50頁（一）膜受體激素經(jīng)過跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)整代謝代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第51頁腺苷環(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）

代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第52頁（二）胞內(nèi)受體激素經(jīng)過激素-胞內(nèi)受體復(fù)合物改變基因表示、調(diào)整代謝代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第53頁三、機(jī)體經(jīng)過神經(jīng)系統(tǒng)及神經(jīng)-體液路徑協(xié)調(diào)整體代謝整體水平調(diào)整：在神經(jīng)系統(tǒng)主導(dǎo)下，調(diào)整激素釋放，并經(jīng)過激素整合不一樣組織器官各種代謝，實(shí)現(xiàn)整體調(diào)整，以適應(yīng)飽食、空腹、饑餓、營養(yǎng)過剩、應(yīng)激等狀態(tài)，維持整體代謝平衡。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第54頁（一）飽食狀態(tài)下機(jī)體三大物質(zhì)代謝與膳食組成相關(guān)（1）機(jī)體主要分解葡萄糖供能（2）未被分解葡萄糖，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：代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第55頁（一）飽食狀態(tài)下機(jī)體三大物質(zhì)代謝與膳食組成相關(guān)（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素水平顯著升高，胰高血糖素降低：代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第56頁（一）飽食狀態(tài)下機(jī)體三大物質(zhì)代謝與膳食組成相關(guān)（1）肝糖原分解補(bǔ)充血糖（2）肝利用氨基酸異生為葡萄糖補(bǔ)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：代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第57頁（一）飽食狀態(tài)下機(jī)體三大物質(zhì)代謝與膳食組成相關(guān)（1）肝糖原分解補(bǔ)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(bǔ)充血糖。（3）吸收甘油三酯主要輸送到脂肪、肌組織等。（4）脂肪組織在接收吸收甘油三酯同時(shí)，也部分分解脂肪成脂肪酸，輸送到其它組織。（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：代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第58頁（二）空腹機(jī)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(shí)肝糖原即開始分解補(bǔ)充血糖。（2）餐后16～18小時(shí)肝糖原即將耗盡，糖異生補(bǔ)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，主要供給肌組織。骨骼肌部分氨基酸分解，補(bǔ)充肝糖異生原料?？崭梗和ǔＶ覆秃?2小時(shí)以后，體內(nèi)胰島素水平降低，胰高血糖素升高。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第59頁（三）饑餓時(shí)機(jī)體主要氧化分解脂肪供能短期饑餓后糖氧化供能降低而脂肪動員加強(qiáng)糖原消耗血糖趨于降低胰島素分泌降低胰高血糖素分泌增加

引發(fā)一系列代謝改變短期饑餓：通常指1～3天未進(jìn)食

代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第60頁（三）饑餓時(shí)機(jī)體主要氧化分解脂肪供能短期饑餓后糖氧化供能降低而脂肪動員加強(qiáng)（1）機(jī)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(xì)胞和紅細(xì)胞外，組織細(xì)胞降低攝取利用葡萄糖，增加攝取利用脂肪酸和酮體。（2）脂肪動員加強(qiáng)且肝酮體生成增多：脂肪動員釋放脂肪酸約25％在肝氧化生成酮體。（3）肝糖異生作用顯著增強(qiáng)（150g／天）：以饑餓16～36小時(shí)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(qiáng)：略遲于脂肪動員加強(qiáng)。氨基酸異生成糖。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第61頁（三）饑餓時(shí)機(jī)體主要氧化分解脂肪供能長久饑餓可造成器官損害甚至危及生命長久饑餓：指未進(jìn)食3天以上

（1）脂肪動員深入加強(qiáng)：生成大量酮體，腦利用酮體超出葡萄糖。肌組織利用脂肪酸。（2）蛋白質(zhì)分解降低：釋出氨基酸降低。（3）糖異生顯著降低（與短期饑餓相比）：乳酸和甘油成為肝糖異生主要原料。腎糖異生作用顯著增強(qiáng)，幾乎與肝相等。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第62頁（四）應(yīng)激使機(jī)體分解代謝加強(qiáng)應(yīng)激（stress）是機(jī)體或細(xì)胞為應(yīng)對內(nèi)、外環(huán)境刺激做出一系列非特異性反應(yīng)。這些刺激包含中毒、感染、發(fā)燒、創(chuàng)傷、疼痛、大劑量運(yùn)動或恐懼等。應(yīng)激反應(yīng)能夠是“一過性”，也能夠是連續(xù)性。應(yīng)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，而胰島素分泌降低，引發(fā)一系列代謝改變。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第63頁（四）應(yīng)激使機(jī)體分解代謝加強(qiáng)代謝改變1.應(yīng)激使血糖升高2.應(yīng)激使脂肪動員增強(qiáng)

3.應(yīng)激使蛋白質(zhì)分解加強(qiáng)

這對確保大腦、紅細(xì)胞供能有主要意義。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(qiáng)，負(fù)氮平衡。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第64頁應(yīng)激時(shí)機(jī)體代謝改變內(nèi)分泌腺/組織激素及代謝改變血中含量改變垂體前葉ACTH分泌增加ACTH↑

生長素分泌增加生長素↑胰腺α-細(xì)胞胰高血糖素分泌增加胰高血糖素↑β-細(xì)胞胰島素分泌抑制胰島素↓腎上腺髓質(zhì)去甲腎上腺素/腎上腺素分泌增加腎上腺素↑腎上腺皮質(zhì)皮質(zhì)醇分泌增加皮質(zhì)醇↑肝糖原分解增加葡萄糖↑糖原合成降低

糖異生增強(qiáng)

脂肪酸β-氧化增加

骨骼肌糖原分解增加乳酸↑葡萄糖攝取利用降低葡萄糖↑蛋白質(zhì)分解增加氨基酸↑脂肪酸β-氧化增強(qiáng)

脂肪組織脂肪分解增強(qiáng)游離脂肪酸↑葡萄糖攝取及利用降低甘油↑脂肪合成降低

代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第65頁（五）肥胖是多原因引發(fā)代謝失衡結(jié)果肥胖是各種重大慢性疾病危險(xiǎn)原因加強(qiáng)肥胖是動脈粥樣硬化、冠心病、中風(fēng)、糖尿病、高血壓等疾病主要危險(xiǎn)原因之一，與癡呆、脂肪肝病、呼吸道疾病和一些腫瘤發(fā)生相關(guān)。“代謝綜合征”（metabolicsyndrome）是指一組以肥胖、高血糖（糖調(diào)整受損或糖尿病）、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(jié)發(fā)病臨床征候群，特點(diǎn)是機(jī)體代謝上相互關(guān)聯(lián)危險(xiǎn)原因在同一個(gè)體組合。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。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第66頁（五）肥胖是多原因引發(fā)代謝失衡結(jié)果較長時(shí)間能量攝入大于消耗造成肥胖

過剩能量以脂肪形式儲存是肥胖基本原因。神經(jīng)內(nèi)分泌機(jī)制失調(diào)，就會引發(fā)攝食行為、物質(zhì)和能量代謝障礙，造成肥胖。

（1）抑制食欲激素功效障礙引發(fā)肥胖：瘦蛋白，膽囊收縮素（CCK），α-促黑激素（α-MSH）等（2）刺激食欲激素功效異常增強(qiáng)引發(fā)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點(diǎn)（4）胰島素抵抗造成肥胖代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第67頁（五）肥胖是多原因引發(fā)代謝失衡結(jié)果肥胖源于物質(zhì)和能量代謝失衡，一旦形成反過來加重代謝紊亂。在肥胖形成期：靶細(xì)胞對胰島素敏感，血糖降低，耐糖能力正常。在肥胖穩(wěn)定時(shí)：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?；蛏?。越肥胖或胰島素抵抗：血糖濃度越高，糖代謝紊亂程度越重，同時(shí)脂代謝異常，高膽固醇、高LDL-C、低HDL-C）、高甘油三酯。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第68頁體內(nèi)主要組織和器官代謝特點(diǎn)第三節(jié)(TheImportantMetabolicCharacteristicsofTissuesandOrgansintheBody)代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第69頁滿足機(jī)體各組織、器官基本細(xì)胞功效需要代謝基本相同，但人體各組織、器官高度分化，功效各異，這些組織、器官代謝含有各自特點(diǎn)。在這些組織、器官細(xì)胞中形成了特定酶譜，即不一樣酶系種類和含量，使這些組織、器官除了含有普通基本代謝外，還含有特點(diǎn)鮮明代謝路徑，以適應(yīng)對應(yīng)功效需要。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第70頁器官或組織主要代謝路徑主要代謝物主要代謝產(chǎn)物特定酶主要功效肝糖異生、脂肪酸β-氧化、脂肪合成、酮體合成、糖有氧氧化乳酸、甘油、氨基酸脂肪酸、葡萄糖葡萄糖、VLDL、HDL、酮體葡糖激酶、葡糖-6-磷酸酶、甘油激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶物質(zhì)代謝樞紐腦糖有氧氧化、糖酵解、氨基酸代謝葡萄糖、氨基酸、酮體乳酸、CO2、H2O

神經(jīng)中樞心肌有氧氧化乳酸、脂肪酸、酮體、葡萄糖CO2、H2O脂蛋白脂肪酶泵出血液骨骼肌糖酵解、有氧氧化葡萄糖、脂肪酸、酮體乳酸、CO2、H2O脂蛋白脂肪酶肌肉收縮脂肪組織酯化脂肪酸、脂肪動員、合成脂肪VLDL、CM游離脂肪酸、甘油脂蛋白脂肪酶、激素敏感性脂肪酶儲存脂肪腎糖異生、糖酵解脂肪酸、葡萄糖、乳酸、甘油葡萄糖甘油激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶泌尿主要器官或組織主要供能代謝特點(diǎn)代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第71頁代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第72頁一、肝是人體物質(zhì)代謝中心和樞紐肝含有特殊組織結(jié)構(gòu)和組織化學(xué)組成，是機(jī)體物質(zhì)代謝樞紐，是人體中心生化工廠。在糖、脂、蛋白質(zhì)、水、無機(jī)鹽和維生素代謝中均含有獨(dú)特而主要作用。肝耗氧量占全身耗氧量20%，能夠消耗葡萄糖、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(dá)肝重5%，約75~100g，而肌糖原僅占肌重1%。肝還含有糖異生、酮體生成等獨(dú)特代謝方式。肝雖可大量合成脂肪，但不能儲存脂肪，肝細(xì)胞合成脂肪隨即合成VLDL釋放入血。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第73頁二、腦主要利用葡萄糖供能且耗氧量大（一）葡萄糖和酮體是腦主要能量物質(zhì)（二）腦耗氧量高達(dá)全身耗氧總量四分之一（三）腦含有特異氨基酸及其代謝調(diào)整機(jī)制葡萄糖為主要能源，天天消耗約100g。不能利用脂酸，葡萄糖供給不足時(shí)，利用酮體。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第74頁三、心肌可利用各種能源物質(zhì)心主要經(jīng)過有氧氧化脂肪酸、酮體和乳酸取得能量，極少進(jìn)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(shí)或饑餓時(shí)利用脂肪酸和酮體，運(yùn)動中或運(yùn)動后則利用乳酸。（一）心肌可利用各種營養(yǎng)物質(zhì)及其代謝中間產(chǎn)物為能源（二）心肌細(xì)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(xì)胞富含LDH1、肌紅蛋白、細(xì)胞色素及線粒體。代謝的整合與調(diào)節(jié)專家講座第75頁四、骨骼肌以肌糖原和脂肪酸作為主要能量起源（一）不一樣類型骨骼肌產(chǎn)能方式不一樣直接能源：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、酮體為主猛烈運(yùn)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路徑紅?。汉哪芏啵缓〖t蛋白及細(xì)胞色素體系，含有較強(qiáng)氧化磷酸化能力。白肌：耗能少，主要靠酵解供能。（二）骨骼肌適應(yīng)不一樣耗能狀態(tài)選擇不一樣能源代謝的整合