第十二章 物质代谢的整合与调节(13医本)
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代谢的整合与调节
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。
3. 别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调 别构效应剂（底物、终产物、其他小分子代谢物）
某些重要的代谢途径的关键酶
代谢途径 糖酵解 丙酮酸氧化脱羧
柠檬酸循环 糖原分解 糖原合成
糖异生
脂肪酸合成 脂肪酸分解 胆固醇合成
关键酶 己糖激酶 磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 丙酮酸脱氢酶系 异柠檬酸脱氢酶 α -酮戊二酸脱氢酶系 柠檬酸合酶 磷酸化酶 糖原合酶 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 乙酰辅酶A羧化酶 肉碱脂酰转移酶I HMG辅酶A还原酶
一、细胞内物质代谢主要通过对关键酶活性的调节来实现的
• 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 • 细胞内酶呈隔离分布。 • 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶的活性决定。 • 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。
（一）各种代谢在细胞内区隔分布是物质代谢及其调节的 亚细胞结构基础
多酶体系 DNA、RNA合成 蛋白质合成 糖原合成 脂肪酸合成 胆固醇合成 磷脂合成 血红素合成 尿素合成
（二）关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向
※ 关键酶（key enzymes） 代谢过程中具有调节作用的酶。
※ 关键酶催化的反应特点 ① 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。 ② 常催化单向反应或非平衡反应，其活性能决定整个代谢途径的方向。 ③ 酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂调节。
（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。
3. 别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调 别构效应剂（底物、终产物、其他小分子代谢物）
某些重要的代谢途径的关键酶
代谢途径 糖酵解 丙酮酸氧化脱羧
柠檬酸循环 糖原分解 糖原合成
糖异生
脂肪酸合成 脂肪酸分解 胆固醇合成
关键酶 己糖激酶 磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 丙酮酸脱氢酶系 异柠檬酸脱氢酶 α -酮戊二酸脱氢酶系 柠檬酸合酶 磷酸化酶 糖原合酶 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 乙酰辅酶A羧化酶 肉碱脂酰转移酶I HMG辅酶A还原酶
一、细胞内物质代谢主要通过对关键酶活性的调节来实现的
• 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 • 细胞内酶呈隔离分布。 • 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶的活性决定。 • 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而实现的。
（一）各种代谢在细胞内区隔分布是物质代谢及其调节的 亚细胞结构基础
多酶体系 DNA、RNA合成 蛋白质合成 糖原合成 脂肪酸合成 胆固醇合成 磷脂合成 血红素合成 尿素合成
（二）关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向
※ 关键酶（key enzymes） 代谢过程中具有调节作用的酶。
※ 关键酶催化的反应特点 ① 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。 ② 常催化单向反应或非平衡反应，其活性能决定整个代谢途径的方向。 ③ 酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂调节。
生化第十二章物质代谢的整合与调节
第九章物质代谢的整合与调节本章要点一、物质代谢的特点1.体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体2.机体物质代谢不断受到精细调节3.各组织、器官物质代谢各具特色4.体内各种代谢物都具有共同的代谢池5.ATP是机体储存能量和消耗能量的共同形式6.NADPH提供合成代谢所需的还原当量二、物质代谢的相互联系1.各种能量物质的代谢相互联系相互制约2.糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢物而相互联系①葡萄糖可转变为脂肪酸②葡萄糖与大部分氨基酸可以相互转变③氨基酸可转变为多种脂质但脂质几乎不能转变为氨基酸④一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料三、肝在物质代谢中的作用1.肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官①肝内生成的葡糖-6-磷酸是糖代谢的枢纽②肝是糖异生的主要场所2.肝在脂质代谢中占据中心地位①肝在脂质消化吸收中具有重要功能②肝是甘油三酯和脂肪酸代谢的中枢器官③肝是维持机体胆固醇平衡的主要器官④肝是血浆磷脂的主要来源3.肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃①肝合成多数血浆蛋白②肝内氨基酸代谢十分活跃③肝是机体解“氨毒”的主要器官4.肝参与多种维生素和辅酶的代谢①肝在脂溶性维生素吸收和血液运输中具有重要作用②肝储存多种维生素③肝参与多数维生素的转化5.肝参与多种激素的灭活四、肝外重要组织器官的物质代谢特点及联系1.心肌优先利用脂肪酸氧化分解供能①心肌可利用多种营养物质及其代谢中间产物为能源②心肌细胞分解营养物质供能方式以有氧氧化为主2.脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大①葡萄糖和酮体是脑的主要能量物质②脑耗氧量高达全身耗氧总量的四分之一③脑具有特异的氨基酸及其代谢调节机制3.骨骼肌主要氧化脂肪酸，强烈运动产生大量乳酸①不同类型骨骼肌产能方式不同②骨骼肌适应不同耗能状态选择不同能源4.糖酵解是成熟红细胞的主要供能途径5.脂肪组织是储存和释放能量的重要场所①机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂肪组织②饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂肪供能6.肾能进行糖异生和酮体生成五、物质代谢调节的主要方式（一）、细胞水平的物质代谢调节主要调节关键酶活性②别构效应通过改变酶分子构象改变酶活性③别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调4.化学修饰调节通过酶促共价修饰调节酶活性②酶的化学修饰调节具有级联放大效应▲化学修饰调节的特点：a.绝大多数受化学修饰调节的关键酶都具无活性（或低活性）和有活性（或高活性）两种形式，它们可分别在两种不同酶的催化下发生共价修饰，互相转变。
物质代谢调节与整合
• 氨基酸也可作为合成磷脂的原料 。 丝氨酸 胆胺 磷脂酰丝氨 酸 脑磷脂
胆碱
卵磷脂
• 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸。
脂肪
甘油
磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸 某些非必需氨基酸 其他α-酮酸
（4）氨基酸是合成核酸的重要 原料
天冬氨酸 谷氨酰胺 一碳单位
甘氨酸
合成嘌呤
合成嘧啶
• 合成核苷酸所需的磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供。
第十一章
物质代谢调节与整合
REGULATION AND INTEGRATION OF METABOLISM
第一节 代谢的稳态和整体性
Homeostasis and Integration of Metabolism
一、代谢调节维持稳态
生物体对抗外环境变化，维持内环境恒定， 即稳态（homeostasis）。 从生物化学角度认识稳态，就是生物体通过 调节机制，补偿外环境变化而维持的代谢动 力 学 稳 定 状 态 —— 代 谢 稳 态 （ metabolic
糖
葡萄糖或糖原 磷酸丙糖
甘 酸 、 糖 及 脂 肪 代 谢 的 联 系
α-磷酸甘油 PEP
丙氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 苏氨酸 色氨酸
丙酮酸 异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸
苏氨酸
乙酰CoA
乙酰乙酰CoA 亮氨酸 赖氨酸 酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸
酮体
草酰乙酸
柠檬酸
天冬氨酸 天冬酰胺
延胡索酸 苯丙氨酸 酪氨酸
3. 酮体氧化分解
4. 氨基酸分解代谢
3. 合成酮体 4. 合成胆固醇
从能量供应的角度看，三大营养素可以互相 代替，并互相制约。 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节 约蛋白质的消耗。
生物化学物质代谢的联系与调节ppt课件
第十章
物质代谢的联系与调节
概述
（一）物质代谢调节的概念
正常情况下，为适应内外环境的不断变化，机体 能够及时调节物质代谢的强度、速率和方向，以 维持机体内环境的稳定及代谢的顺利进行，在整 体上保持动态平衡。机体 对物质代谢的精细调 节过程称做代谢调节。
（二）代谢途 径
代谢途径是指生物 体内物质在代谢过 程中，由许多酶促 反应组成的、有秩 序的、依次连接的、 连续的化学反应。
某些代谢途径的变构酶及其变构效应剂
代谢途径 变构酶
变构激活剂
变构抑制剂
糖酵解
己糖激酶
AMP、ADP、FDP、Pi G-6-P
三羧酸循环
磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 柠檬酸合酶
FDP FDP AMP
柠檬酸 ATP、乙酰CoA ATP、长链脂酰CoA
糖异生
糖原分解 糖原合成 脂酸合成 胆固醇合成 氨基酸代谢
线粒体
胆固醇合成 细胞液和内质网
磷酸戊糖途径 细胞液
尿素合成 细胞液和线粒体
糖异生
细胞液
蛋白质合成 细胞液和内质网
糖原合成与分解 细胞液
DNA合成 细胞核
氧化磷酸化
线粒体
mRNA合成 细胞核
磷脂合成
内质网
tRNA合成 核质
脂肪酸合成
细胞液
rRNA合成 核仁
脂肪动员
细胞液
血红素合成 细胞液和线粒体
脂酸β氧化
草酰乙酸
丙酮酸
丙酮酸羧化酶
3. 级联调节
肾上腺素 肾上腺素受体
肾上腺素—肾上腺素受体
G蛋白（无活性） G蛋白（有活性）
腺苷酸环化酶 腺苷酸环化酶
（无活性）
（有活性）
ATP
物质代谢的联系与调节
概述
（一）物质代谢调节的概念
正常情况下，为适应内外环境的不断变化，机体 能够及时调节物质代谢的强度、速率和方向，以 维持机体内环境的稳定及代谢的顺利进行，在整 体上保持动态平衡。机体 对物质代谢的精细调 节过程称做代谢调节。
（二）代谢途 径
代谢途径是指生物 体内物质在代谢过 程中，由许多酶促 反应组成的、有秩 序的、依次连接的、 连续的化学反应。
某些代谢途径的变构酶及其变构效应剂
代谢途径 变构酶
变构激活剂
变构抑制剂
糖酵解
己糖激酶
AMP、ADP、FDP、Pi G-6-P
三羧酸循环
磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 柠檬酸合酶
FDP FDP AMP
柠檬酸 ATP、乙酰CoA ATP、长链脂酰CoA
糖异生
糖原分解 糖原合成 脂酸合成 胆固醇合成 氨基酸代谢
线粒体
胆固醇合成 细胞液和内质网
磷酸戊糖途径 细胞液
尿素合成 细胞液和线粒体
糖异生
细胞液
蛋白质合成 细胞液和内质网
糖原合成与分解 细胞液
DNA合成 细胞核
氧化磷酸化
线粒体
mRNA合成 细胞核
磷脂合成
内质网
tRNA合成 核质
脂肪酸合成
细胞液
rRNA合成 核仁
脂肪动员
细胞液
血红素合成 细胞液和线粒体
脂酸β氧化
草酰乙酸
丙酮酸
丙酮酸羧化酶
3. 级联调节
肾上腺素 肾上腺素受体
肾上腺素—肾上腺素受体
G蛋白（无活性） G蛋白（有活性）
腺苷酸环化酶 腺苷酸环化酶
（无活性）
（有活性）
ATP
13第十二章-物质代谢的整合与调节
13第十二章-物质代谢的整合与调节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，科学家在解析物质分解、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需要顺利进行。
第十二章物质代谢的联系与调节
第十二章
物质代谢的联系与调节
重点
掌握物质代谢的相互联系及特点。了解物质代谢 调节的意义及方式。熟悉重要物质代谢途径的亚 细胞定位；掌握变构酶的概念及其生理意义；了 解酶含量的调节——酶合成的诱导与阻遏。熟悉 激素与受体作用的特点，熟悉整体的物质代谢调 节。
第一节
物质代谢的相互联系
概论
一切生物的生命都靠代谢的正常运转来维持。机 体代谢途径异常复杂，一个细菌细胞的代谢反应 已在1000个以上，其他高级生物的代谢反应之复 杂可想而知了。生物体是一个组成极其复杂但又 非常精密；代谢反应繁多但又有条不紊；各种物 质代谢都有自己的独立过程但相互之间确联系密 切；互相可以转化但又相互制约。总之，机体是 一个完整统一的新陈代谢反应器。
中间代谢
废物排泄
• 各种物质代谢之间互有联系，相互依存。
㈡ 代谢调节
内外环境 不断变化 影响机体代谢
适应环境 的变化
机体有精细的调节 机制，调节代谢的 强度、方向和速度
㈢ 各组织、器官物质代谢各具特色
结构不同 不同的组 织、器官 酶系的种类、 含量不同 代谢途径不同、 功能各异
肝
组织、器官的代谢特点及联系
替，并互相制约。
● 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约
蛋白质的消耗。
● 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约
其他物质的降解。
例如
脂肪分解增强 ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
糖分解被抑制
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 （糖分解代谢限速酶之一）
• 饥饿时
肝糖原分解 ，肌糖原分解
1~2天 肝糖异生，蛋白质分解
•细胞水平的调节主要为细胞内跨膜的集中和隔离的 分布。见P301。
物质代谢的联系与调节
重点
掌握物质代谢的相互联系及特点。了解物质代谢 调节的意义及方式。熟悉重要物质代谢途径的亚 细胞定位；掌握变构酶的概念及其生理意义；了 解酶含量的调节——酶合成的诱导与阻遏。熟悉 激素与受体作用的特点，熟悉整体的物质代谢调 节。
第一节
物质代谢的相互联系
概论
一切生物的生命都靠代谢的正常运转来维持。机 体代谢途径异常复杂，一个细菌细胞的代谢反应 已在1000个以上，其他高级生物的代谢反应之复 杂可想而知了。生物体是一个组成极其复杂但又 非常精密；代谢反应繁多但又有条不紊；各种物 质代谢都有自己的独立过程但相互之间确联系密 切；互相可以转化但又相互制约。总之，机体是 一个完整统一的新陈代谢反应器。
中间代谢
废物排泄
• 各种物质代谢之间互有联系，相互依存。
㈡ 代谢调节
内外环境 不断变化 影响机体代谢
适应环境 的变化
机体有精细的调节 机制，调节代谢的 强度、方向和速度
㈢ 各组织、器官物质代谢各具特色
结构不同 不同的组 织、器官 酶系的种类、 含量不同 代谢途径不同、 功能各异
肝
组织、器官的代谢特点及联系
替，并互相制约。
● 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约
蛋白质的消耗。
● 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约
其他物质的降解。
例如
脂肪分解增强 ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
糖分解被抑制
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 （糖分解代谢限速酶之一）
• 饥饿时
肝糖原分解 ，肌糖原分解
1~2天 肝糖异生，蛋白质分解
•细胞水平的调节主要为细胞内跨膜的集中和隔离的 分布。见P301。
第12章物质代谢联系与调节
信
息
与靶细胞上特异受体结合
传
递
细胞内信号转换
表现效应
配体与受体结合 交换GTP/GDP（G蛋白活化） 结合并激活AC（腺苷酸环化酶）
生成cAMP（第二信使） 激活PKA
发挥生理作用
cAMP-蛋白激酶A的信息转导过程
细胞膜
Gs
AC
ATP cAMP
底物蛋白磷酸化
CR CR
Pi Pi Pi
C C
R 2cAMP R 2cAMP
2 高等生物: 三级水平代谢调节
（1）细胞水平代谢调节 （2）激素水平代谢调节 （3）整体水平代谢调节
（1） 细胞水平的代谢调节
① 酶分布区域化在代谢调节中的作用 酶结构调节
② 酶活性的调节 酶数量的调节
③ 基因表达的调节
① 区域化分布：物质代谢互不干扰
多酶体系 分布
糖酵解
胞液
磷酸戊糖途径 胞液பைடு நூலகம்
糖原合成 胞液
脂肪酸合成 胞液
糖异生
胞液
β-氧化
线粒体
三羧酸循环 线粒体
酮体生成
肝细胞线粒 体
多酶体系 分布
胆固醇合成 胞液和内质网
磷脂合成 内质网
尿素合成 线粒体和胞液
蛋白质合成 胞液和内质网
核酸合成 细胞核
多种水解酶 溶酶体
呼吸链
线粒体
细胞质:酵解;磷 戊糖途径;糖原合 成;脂肪酸合成;
细胞核:核酸合成
生糖氨基酸
丙氨酸
脱氨基
糖异生
丙酮酸
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（转氨基作用）
丙氨酸
天冬氨酸
糖
丙酮酸
学习_物质代谢的整合与调节
HSL↑ 脂肪动员↑
肝
酮体
脂肪酸
甘油
氧化供能
六、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。
一般情况下，肾糖异生只 有肝糖异生葡萄糖量的10%。 长期饥饿（5~6周），肾糖异生 可达每天40g，与肝糖异生的量
第五节
物质代谢调节的主要方 式
The main way for Regulation of Metabolism
糖分解增强
ATP↑
抑制异柠檬酸脱氢酶
（三羧酸循环关键酶）
柠檬酸堆积， 出现线粒体
脂酸合成增加 ，分解抑制
激活乙酰CoA羧化酶
（脂酸合成关键酶）
二、糖、脂和蛋白质代谢通过中 间代谢物而相互联系
糖、脂、蛋白质和核酸通过共同的 中间代谢物、柠檬酸循环、生物氧化等彼 此联系且相互转变。一种物质代谢障碍可 引起其他物质代谢的紊乱。
合成尿素：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ及鸟氨酸 氨基甲酰转移酶只存在于肝细胞线粒体。
合成谷氨酰胺
四、肝参与多种维生素和辅酶的代 （一）肝在脂溶性谢维生素吸收和血液
运输中具有重要作用
胆汁酸——脂溶性维生素A、D、E和K吸 收
视黄醇结合蛋白——结合运输视黄醇 维生素D结合蛋白——结合运输维生素D
（二）肝储存多种维生素
各种物质代谢之间互有联系，相互依存 。
二、机体物质代谢不断受到精细
调节
内外环 境不断
影响机体代谢
变化
适应环境 的变化
机体有精细的调 节机制，调节代 谢的强度、方向 和速度
三、各组织、器官物质代谢各具特 色
不同的组 织、器官
结构不同
酶系的种类 、含量不同
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1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α-酮酸， 可转变为糖 例如：
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
糖异生
葡萄糖
目录
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
糖 丙酮酸
天冬氨酸
草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
乙酰CoA
柠檬酸
目录
（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
胆汁酸——脂溶性维生素A、D、E和K吸收 视黄醇结合蛋白——结合运输视黄醇
维生素D结合蛋白——结合运输维生素D
（二）肝储存多种维生素
储存维生素A、E、K及B12，富含维生素B1、
B2、B6、泛酸和叶酸。
目录
（三）肝参与多数维生素的转化
胡萝卜素——维生素A
维生素PP——NAD+和NADP+
激活乙酰CoA羧化酶
（脂酸合成关键酶）
目录
二、糖、脂和蛋白质代谢通过中间 代谢物而相互联系
糖、脂、蛋白质和核酸通过共同的中间代 谢物、柠檬酸循环、生物氧化等彼此联系且相
互转变。一种物质代谢障碍可引起其他物质代
谢的紊乱。
目录
目录
（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
调节或细胞水平代谢调节。
目录
高等生物 —— 三级水平代谢调节
• 细胞水平代谢调节
• 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。
• 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
目录
（二）饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂 肪供能
饥饿 脂解激素↑ HSL↑ 酮体 肝 脂肪动员↑ 脂肪酸 甘油
氧化供能
目录
六、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。
一般情况下，肾糖异生只有肝 糖异生葡萄糖量的10%。长期饥饿 （5~6周），肾糖异生可达每天40g ，与肝糖异生的量几乎相等。
例如： 磷酸戊糖途径 氧化反应
NADPH + H +
乙酰CoA
还原反应
脂酸、胆固醇
目录
整理
熟悉物质代谢的六大特点
目录
第二节 物质代谢的相互联系
Metabolic Interrelationships
目录
一、各种能量物质的代谢相互联系 相互制约
三大营养素可在体内氧化供能。 三大营养素各 自代谢途径 糖 脂肪 乙酰CoA
调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的互相协
调而对机体代谢进行综合调节。
目录
一、细胞水平的代谢调节主要调节 关键酶活性
• 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 • 细胞内酶呈隔离分布。 • 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶(key enzyme)的活性决定。
• 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而
分解氨基酸、合成非必需氨基酸
利用一些氨基酸合成各种含氮化合物，如嘌呤类衍
生物、嘧啶类衍生物、肌酸、乙醇胺、胆碱等。
目录
（三）肝是机体解“氨毒”的主要器官
合成尿素：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ及鸟氨酸氨基
甲酰转移酶只存在于肝细胞线粒体。
合成谷氨
（一）肝在脂溶性维生素吸收和血液运输 中具有重要作用
天冬氨酸 谷氨酰胺 一碳单位
甘氨酸
合成嘌呤 2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
合成嘧啶
目录
整理
熟悉三大营养物质氧化供能的一般规律和相 互关系 掌握乙酰CoA的来源与去路； 熟悉糖、脂、蛋白质、核酸代谢之间的相互 联系。
目录
第三节
肝在物质代谢中的作用
Function of Liver in Material Metabolism
目录
二、肝在脂质代谢中占据中心地位
作用： 在脂类的消化、吸收、合成、分解
与运输均具有重要作用。
目录
（一）肝在脂质消化吸收中具有重要作用
肝细胞合成和分泌的胆汁酸，是脂质消化
吸收必不可少的物质。
肝功能下降 胆道阻塞
厌油腻、脂肪泻等
目录
（二）肝是甘油三酯和脂肪酸代谢的中枢器官
饱食后合成甘油三酯、 胆固醇 、磷脂，并以 VLDL 形式分泌入血，供其他组织器官摄取与 利用； • 饥饿时，肝脂肪酸β- 氧化产生的大量乙酰辅酶 A 有两条去路，一是彻底氧化供能，二是生成 酮体。 • 合成分泌的 apo CⅡ 是毛细血管内皮细胞 LPL 的激活剂。
异调节。 Glc 脂酰CoA 无意义循环 β有氧氧化 -[O] ATP
目录
整理
熟悉组织、器官代谢的典型特点。
目录
第五节
物质代谢调节的主要方式
The main way for Regulation of Metabolism
目录
代谢调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。 单细胞生物 主要通过细胞内代谢物浓 度的变化，对酶的活性及含量
进行调节，这种调节称为原始
结构不同 不同的组 织、器官 酶系的种类、 含量不同 代谢途径不同、 功能各异
目录
四、体内各种代谢物均具有共同的 代谢池
例如： 消化吸收的糖 肝糖原分解 糖异生 糖
血
各 种 组 织
目录
五、ATP是机体储存能量和消耗能量 的共同形式
营养物 分解
释放 能量
ADP+Pi
直 接 供 能
ATP
目录
六、NADPH提供合成代谢所需的还原当量
2H
共同中 间产物
共同代谢 途径
TAC
CO2
蛋白质
ATP
目录
从能量供应的角度看，三大营养素可以
互相代替，并互相制约。
一般情况下，机体优先利用燃料的次序
是糖原（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。
目录
饥饿时：
肝糖原分解 ，肌糖原分解
1~2天 肝糖异生，蛋白质分解
目录
G-6-P
G-1-P
脂肪 F-6-P （进入酵解途径）
（ 二 ） 肝 是 糖 异 生 的 主 要 场 所
目录
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
泛酸——辅酶A
维生素B1——焦磷酸硫胺素
维生素D3——25-羟维生素D3
目录
五、肝参与多种激素的灭活
激素的灭活 (inactivation): 激素主要在肝
中转化、降解或失去活性的过程称为激素的
灭活。
主要方式：生物转化作用
目录
整理
熟悉肝在糖、脂类、蛋白质、维生素、激素 代谢中的主要作用特点。
3~4周
以脂酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低
目录
任一供能物质的代谢占优势，常能抑制 和节约其他物质的降解。
例如： ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
脂肪分解增强
糖分解被抑制
磷酸果糖激酶-1被抑制 (糖分解代谢关键酶之一)
目录
糖分解增强
ATP↑
抑制异柠檬酸脱氢酶
（三羧酸循环关键酶） 柠檬酸堆积， 出现线粒体 脂酸合成增加， 分解抑制
内质网，胞液 戊糖磷酸途径 胞液 胞液 内质网，胞液 糖异生
脂肪酸β氧化 线粒体 多种水解酶 溶酶体
磷脂合成
血红素合成
内质网
胞液，线粒体
柠檬酸循环
氧化磷酸化
线粒体
线粒体
尿素合成
胞液，线粒体
目录
酶隔离分布的意义:
提高同一代谢途径酶促反应速率。使各种代谢途
径互不干扰，彼此协调，有利于调节物对各途径的特
目录
第四节
肝外重要组织器官的物质代谢特 点及联系
Characteristic and Interconnection of Metabolism in Extra-hepatic Tissue/Organ
目录
一、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。
•
目录
（三）肝是维持机体胆固醇平衡的主要器官
肝是合成胆固醇最活跃的器官，是血浆胆固醇 的主要来源；
胆汁酸的生成是肝降解胆固醇的最重要途径；
肝也是体内胆固醇的主要排泄器官；
肝对胆固醇的酯化也具有重要作用。
目录
（四）肝是血浆磷脂的主要来源
体内大多数组织都能合成磷脂，但肝合成最
活跃。肝可利用糖及某些氨基酸合成磷脂，是血
目录
四、糖酵解是成熟红细胞的供能主要途径
成熟红细胞没有线粒体， 不能进行营养物质的有氧氧化， 不能利用脂肪酸和其他非糖物
质作为能源。葡萄糖酵解是其
主要能量来源。
目录
五、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。
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
糖异生
葡萄糖
目录
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
糖 丙酮酸
天冬氨酸
草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
乙酰CoA
柠檬酸
目录
（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
胆汁酸——脂溶性维生素A、D、E和K吸收 视黄醇结合蛋白——结合运输视黄醇
维生素D结合蛋白——结合运输维生素D
（二）肝储存多种维生素
储存维生素A、E、K及B12，富含维生素B1、
B2、B6、泛酸和叶酸。
目录
（三）肝参与多数维生素的转化
胡萝卜素——维生素A
维生素PP——NAD+和NADP+
激活乙酰CoA羧化酶
（脂酸合成关键酶）
目录
二、糖、脂和蛋白质代谢通过中间 代谢物而相互联系
糖、脂、蛋白质和核酸通过共同的中间代 谢物、柠檬酸循环、生物氧化等彼此联系且相
互转变。一种物质代谢障碍可引起其他物质代
谢的紊乱。
目录
目录
（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
调节或细胞水平代谢调节。
目录
高等生物 —— 三级水平代谢调节
• 细胞水平代谢调节
• 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。
• 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
目录
（二）饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂 肪供能
饥饿 脂解激素↑ HSL↑ 酮体 肝 脂肪动员↑ 脂肪酸 甘油
氧化供能
目录
六、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。
一般情况下，肾糖异生只有肝 糖异生葡萄糖量的10%。长期饥饿 （5~6周），肾糖异生可达每天40g ，与肝糖异生的量几乎相等。
例如： 磷酸戊糖途径 氧化反应
NADPH + H +
乙酰CoA
还原反应
脂酸、胆固醇
目录
整理
熟悉物质代谢的六大特点
目录
第二节 物质代谢的相互联系
Metabolic Interrelationships
目录
一、各种能量物质的代谢相互联系 相互制约
三大营养素可在体内氧化供能。 三大营养素各 自代谢途径 糖 脂肪 乙酰CoA
调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的互相协
调而对机体代谢进行综合调节。
目录
一、细胞水平的代谢调节主要调节 关键酶活性
• 细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。 • 细胞内酶呈隔离分布。 • 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶(key enzyme)的活性决定。
• 代谢调节主要是通过对关键酶活性的调节而
分解氨基酸、合成非必需氨基酸
利用一些氨基酸合成各种含氮化合物，如嘌呤类衍
生物、嘧啶类衍生物、肌酸、乙醇胺、胆碱等。
目录
（三）肝是机体解“氨毒”的主要器官
合成尿素：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ及鸟氨酸氨基
甲酰转移酶只存在于肝细胞线粒体。
合成谷氨
（一）肝在脂溶性维生素吸收和血液运输 中具有重要作用
天冬氨酸 谷氨酰胺 一碳单位
甘氨酸
合成嘌呤 2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
合成嘧啶
目录
整理
熟悉三大营养物质氧化供能的一般规律和相 互关系 掌握乙酰CoA的来源与去路； 熟悉糖、脂、蛋白质、核酸代谢之间的相互 联系。
目录
第三节
肝在物质代谢中的作用
Function of Liver in Material Metabolism
目录
二、肝在脂质代谢中占据中心地位
作用： 在脂类的消化、吸收、合成、分解
与运输均具有重要作用。
目录
（一）肝在脂质消化吸收中具有重要作用
肝细胞合成和分泌的胆汁酸，是脂质消化
吸收必不可少的物质。
肝功能下降 胆道阻塞
厌油腻、脂肪泻等
目录
（二）肝是甘油三酯和脂肪酸代谢的中枢器官
饱食后合成甘油三酯、 胆固醇 、磷脂，并以 VLDL 形式分泌入血，供其他组织器官摄取与 利用； • 饥饿时，肝脂肪酸β- 氧化产生的大量乙酰辅酶 A 有两条去路，一是彻底氧化供能，二是生成 酮体。 • 合成分泌的 apo CⅡ 是毛细血管内皮细胞 LPL 的激活剂。
异调节。 Glc 脂酰CoA 无意义循环 β有氧氧化 -[O] ATP
目录
整理
熟悉组织、器官代谢的典型特点。
目录
第五节
物质代谢调节的主要方式
The main way for Regulation of Metabolism
目录
代谢调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。 单细胞生物 主要通过细胞内代谢物浓 度的变化，对酶的活性及含量
进行调节，这种调节称为原始
结构不同 不同的组 织、器官 酶系的种类、 含量不同 代谢途径不同、 功能各异
目录
四、体内各种代谢物均具有共同的 代谢池
例如： 消化吸收的糖 肝糖原分解 糖异生 糖
血
各 种 组 织
目录
五、ATP是机体储存能量和消耗能量 的共同形式
营养物 分解
释放 能量
ADP+Pi
直 接 供 能
ATP
目录
六、NADPH提供合成代谢所需的还原当量
2H
共同中 间产物
共同代谢 途径
TAC
CO2
蛋白质
ATP
目录
从能量供应的角度看，三大营养素可以
互相代替，并互相制约。
一般情况下，机体优先利用燃料的次序
是糖原（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。
目录
饥饿时：
肝糖原分解 ，肌糖原分解
1~2天 肝糖异生，蛋白质分解
目录
G-6-P
G-1-P
脂肪 F-6-P （进入酵解途径）
（ 二 ） 肝 是 糖 异 生 的 主 要 场 所
目录
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
泛酸——辅酶A
维生素B1——焦磷酸硫胺素
维生素D3——25-羟维生素D3
目录
五、肝参与多种激素的灭活
激素的灭活 (inactivation): 激素主要在肝
中转化、降解或失去活性的过程称为激素的
灭活。
主要方式：生物转化作用
目录
整理
熟悉肝在糖、脂类、蛋白质、维生素、激素 代谢中的主要作用特点。
3~4周
以脂酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低
目录
任一供能物质的代谢占优势，常能抑制 和节约其他物质的降解。
例如： ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
脂肪分解增强
糖分解被抑制
磷酸果糖激酶-1被抑制 (糖分解代谢关键酶之一)
目录
糖分解增强
ATP↑
抑制异柠檬酸脱氢酶
（三羧酸循环关键酶） 柠檬酸堆积， 出现线粒体 脂酸合成增加， 分解抑制
内质网，胞液 戊糖磷酸途径 胞液 胞液 内质网，胞液 糖异生
脂肪酸β氧化 线粒体 多种水解酶 溶酶体
磷脂合成
血红素合成
内质网
胞液，线粒体
柠檬酸循环
氧化磷酸化
线粒体
线粒体
尿素合成
胞液，线粒体
目录
酶隔离分布的意义:
提高同一代谢途径酶促反应速率。使各种代谢途
径互不干扰，彼此协调，有利于调节物对各途径的特
目录
第四节
肝外重要组织器官的物质代谢特 点及联系
Characteristic and Interconnection of Metabolism in Extra-hepatic Tissue/Organ
目录
一、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。
•
目录
（三）肝是维持机体胆固醇平衡的主要器官
肝是合成胆固醇最活跃的器官，是血浆胆固醇 的主要来源；
胆汁酸的生成是肝降解胆固醇的最重要途径；
肝也是体内胆固醇的主要排泄器官；
肝对胆固醇的酯化也具有重要作用。
目录
（四）肝是血浆磷脂的主要来源
体内大多数组织都能合成磷脂，但肝合成最
活跃。肝可利用糖及某些氨基酸合成磷脂，是血
目录
四、糖酵解是成熟红细胞的供能主要途径
成熟红细胞没有线粒体， 不能进行营养物质的有氧氧化， 不能利用脂肪酸和其他非糖物
质作为能源。葡萄糖酵解是其
主要能量来源。
目录
五、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。