十二章物质代谢的整合与调节.doc

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1、第十二章物质代谢的整合与调节框12-1代谢整体性认识的形成和发展1941年F.Lipmann提出ATP循环学说,1948年E.Kennedy和A.Lehninger发现电子传递链，确立了物质代谢与能量代谢的联系。20世纪上叶，科学家在解读物质分解、合成代谢途径时，结合酶促反应机制，揭示了底物、代谢产物对代谢的调节作用。1922年F.G.Banting发现胰岛素，其他激素也陆续被发现。1939年A.V.Schally发明放射免疫分析技术，该技术及其他相关技术的应用促进了激素作用机制研究，揭示了神经一激素在物质代谢调节中的核心地

2、位。1963年Monod等提出的别构调节和1979年E.G.Krebs和J.A.Beavo提出的化学修饰调节理论将酶活性调节与激素等的信号转导途径相联系。至20世纪80-90年代，大量的科学研究发现将机体内外环境刺激、神经内分泌改变、细胞信号转导、酶／蛋白质结构变化、基因表达改变、物质及能量代谢变化联系在一起，形成复杂的代谢及其调节网络。随着当代“组学”研究的开展，将会更加深入地认识机体组织器官之间、各种物质代谢之间的联系和协调及其随内外环境变化而变化的规律。第一节物质代谢的特点一、体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体在

3、体内进行代谢的物质各种各样，不仅有糖、脂、蛋白质这样的大分子营养物质，也有维生素这样的小分子物质，还有无机盐、甚至水。它们的代谢不是孤立进行的，同一时间机体有多种物质代谢在进行，需要彼此间相互协调，以确保细胞乃至机体的正常功能。事实上，人类摄取的食物，无论动物性或植物性食物均同时含有蛋白质、脂类、糖类、水、无机盐及维生素等，从消化吸收开始、经过中间代谢、到排泄，这些物质的代谢都是同时进行的，且互有联系、相互依存。如糖、脂在体内氧化释出的能量可用于核酸、蛋白质等的生物合成，各种酶蛋白合成后又催化糖、脂、蛋白质等物质代谢按机体的

4、需要顺利进行。二、机体物质代谢不断受到精细调节要保证机体的正常功能，就必须确保糖、脂、蛋白质、水、无机盐、维生素这些营养物质在体内的代谢，能够根据机体的代谢状态和执行功能的需要有条不紊地进行。这就需要对这些物质的代谢方向、速度和强度进行精细调节。正是有了这种精细的调节机制，机体能够适应各种内外环境的变化，顺利完成各种生命活动。这种调节一旦不足以协调各种物质代谢之间的平衡、不能适应机体内外环境改变的需要，就会使细胞、机体的功能失常，导致人体疾病发生。三、各组织、器官物质代谢各具特色机体各组织、器官具有各自不同的特定功能，对这些

5、组织、器官的代谢具有特殊的需求。因254第十二章物质代谢的整合与调节255而在这些组织、器官的细胞中形成了特定的酶谱，即不同的酶系种类和含量，使这些组织、器官除了具有一般的基本代谢外，还具有特点鲜明的代谢途径，以适应相应的功能需要。如肝是人体代谢的中枢器官，在糖、脂、蛋白质代谢中均具有重要的特殊作用。将能量以脂肪形式储存是脂肪组织的重要功能，所以脂肪组织含有脂蛋白脂酶及特有的激素敏感甘油三酶脂肪酶，既能将血循环中的脂肪水解，用于合成脂肪细胞内的脂肪而储存；也能在机体需要时进行脂肪动员，释放脂肪酸供其他组织利用。四、体内各种代

6、谢物都具有共同的代谢池17/17人体主要营养物质如糖、脂、蛋白质，既可以从食物中摄取，多数也可以在体内自身合成。一旦进入体内，就不再区分自身合成的内源性营养物质和食物中摄取的外源性营养物质，而是形成共同的代谢池，根据机体的营养状态和需要，同样地进入各种代谢途径进行代谢。如血液中的葡萄糖，无论是从食物中消化吸收的、肝糖原分解产生的、氨基酸转变产生的或是由甘油转化生成的，都形成共同的血糖池，在机体需要能量时，均可在各组织进行有氧氧化或无氧酵解，释放出能量供机体利用。五、ATP是机体储存能量和消耗能量的共同形式机体的各种生命活动如

7、生长、发育、繁殖、修复、运动，包括各种生命物质的合成等均需要能量。人体能量的来源是营养物质，但糖、脂、蛋白质中的化学能不能直接用于各种生命活动，机体需氧化分解营养物质，释放出化学能，并将其大部分储存在可供各种生命活动直接利用的ATP中。ATP作为机体可直接利用的能量载体，将产能的营养物质分解代谢与耗能的物质合成代谢联系在一起、将物质代谢与其他生命活动联系在一起。六、NADPH提供合成代谢所需的还原当量体内许多生物合成反应是还原性合成，需要还原当量，这些生物合成反应才能顺利进行。体内这种还原当量的主要提供者是NADPH，它主要

8、来源于葡萄糖的磷酸戊糖途径。所以，NADPH能将氧化反应和还原反应联系起来，将物质的氧化分解与还原性合成联系起来，将不同的还原性合成联系起来。如葡萄糖经磷酸戊糖途径分解生成的NADPH，可为乙酰辅酶A合成脂肪酸和胆固醇提供还原当量。第二节物质代谢的相互联系一、各种能量物质的代谢相互联系相互