物质代谢调节与整合
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目录
（1）糖在体内可转变为脂而脂酸不能转变为糖
当摄入的糖量超过体内能量消耗时，糖可以 转变为脂肪。 合成糖原储存（肝、肌肉） 葡 萄 糖 合成脂肪 （脂肪组织）
乙酰CoA
目录
脂肪绝大部分不能在体内转变为糖。
甘油
甘油激酶
肝、肾、肠
磷酸-甘油
脂 肪
脂酸
葡 萄 糖
乙酰CoA
葡萄糖
目录
源自文库
脂肪分解代谢的强度及顺利进行，还有赖于
（metabolic homeostasis）。
目录
二、各种物质代谢途径整合为统一的整体
（一）各种代谢途径的共同特性是代谢 整合的基础
1．各种物质代谢途径“汇聚”共同的代谢池 2．ATP是能量“流通”的共同形式 3．分解代谢途径产生的NADPH为合成代谢提供还原当量 4．分解/合成代谢途径具有共同的中间代谢物 5．线粒体是代谢途径和代谢调节信号的整合点
目录
三、肝是内源性脂类和酮体合成的场所
（一）肝是内源性甘油三酯合成的主要场所 （二）饥饿时肝合成酮体供应肝外组织/器官 （三）血浆胆固醇及磷脂主要来源于肝
目录
作用：在脂类的消化、吸收、合成、分解与运 输均具有重要作用。
肝内进行的脂类代谢主要有哪些？
脂肪酸的氧化、脂肪酸的合成及酯化、
酮体的生成、胆固醇的合成与转变、脂
肝磷脂（尤其是卵磷脂）的合成非常活跃。
目录
四、肝有合成尿素及调整氨基酸代谢池的 特殊功能
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）
●
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。
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： 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）
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
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
2．各类物质代谢通过共同中间产物相互联系、相互 转化
体内糖、脂、蛋白质和核酸等的代谢不是彼此独 立，而是相互关联的。 它们通过共同的中间代谢物，即两种代谢途径汇 合时的中间产物，经三羧酸循环和生物氧化等联 成整体。 三者之间可以互相转变，当一种物质代谢障碍时 可引起其他物质代谢的紊乱。
蛋白与载脂蛋白的合成 (VLDL、HDL、
apo CⅡ)、脂蛋白的降解 (LDL)。
目录
肝在脂类代谢各过程中的作用
肝细胞合成并分泌胆汁酸，帮助脂类物质的消化 与吸收。 肝细胞是体内代谢脂酸的主要器官，也是脂酸β氧化的重要场所。 肝在调节机体胆固醇平衡上起着中心作用。 肝处于脂蛋白的中心地位。
目录
（二）各种代谢途径相互联系形成统一 的整体
1．各种物质代谢途径在能量代谢方面相互补充、 相互制约 三大营养素 糖 共同中 间产物 共同最终 代谢通路
2H
脂肪
蛋白质
乙酰CoA
TAC
CO2 ATP+H2O
目录
●
乙酰辅酶 A是三大营养物共同的中间代谢物， 三羧酸循环是糖、脂、蛋白质最后分解的共同 代谢途径，释出的能量均以ATP形式储存。
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 肝内进行那些糖代谢途径？ 糖异生 肝糖原的合成与分解 糖酵解途径 磷酸戊糖途径
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
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 草酰乙酸 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
柠檬酸
天冬氨酸 天冬酰胺
延胡索酸 苯丙氨酸 酪氨酸
TAC
琥珀酰CoA
CO2
α-酮戊二酸 CO2 谷氨酸 精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 缬氨酸
目录
异亮氨酸 甲硫氨酸 丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸
例如： 糖 丙酮酸
丙氨酸
天冬氨酸 乙酰CoA
草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
柠檬酸
目录
（3）蛋白质/氨基酸可转变为脂肪而脂类不 能转变为氨基酸/蛋白质
蛋白质可转变为脂肪。
氨基酸
乙酰CoA
脂肪
目录
氨基酸也可作为合成磷脂的原料 。 丝氨酸 磷脂酰丝氨酸
胆胺
胆碱
脑磷脂
卵磷脂
目录
脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸。 脂肪 甘油
第十五章
物质代谢调节与整合
REGULATION AND INTEGRATION OF METABOLISM
目录
第一节 代谢的稳态和整体性
Homeostasis and Integration of Metabolism
目录
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
糖代谢的正常进行。
• 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时:
脂肪大量动员
糖不足
酮体生成增加
草酰乙酸 相对不足 氧化受阻
高酮血症
目录
（2）绝大多数氨基酸的碳链骨架在体内可 与糖相互转变
20种氨基酸除亮氨酸及赖氨酸外均可转变为糖。
例如：
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
糖异生
葡萄糖
目录
糖代谢中间代谢物仅能在体内转变成12种非必需 氨基酸。
第二节 肝在代谢调节与整合中的作用
Roles of the Liver in Metabolic Regulation and Integration
目录
一、肝是物质代谢的核心器官
（一）肝的组织结构和化学组成决定其在代谢中 的核心作用 （二）肝在物质代谢中承担加工、输送、分配的 角色
目录
二、肝是糖代谢转换和糖异生的主要器官 肝是维持血糖正常水平的重要器官
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
目录
（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。
目录
糖
葡萄糖或糖原 磷酸丙糖
甘油三酯
脂肪
脂肪酸
氨 基 酸 、 糖 及 脂 肪 代 谢 的 联 系
α-磷酸甘油 PEP
（1）糖在体内可转变为脂而脂酸不能转变为糖
当摄入的糖量超过体内能量消耗时，糖可以 转变为脂肪。 合成糖原储存（肝、肌肉） 葡 萄 糖 合成脂肪 （脂肪组织）
乙酰CoA
目录
脂肪绝大部分不能在体内转变为糖。
甘油
甘油激酶
肝、肾、肠
磷酸-甘油
脂 肪
脂酸
葡 萄 糖
乙酰CoA
葡萄糖
目录
源自文库
脂肪分解代谢的强度及顺利进行，还有赖于
（metabolic homeostasis）。
目录
二、各种物质代谢途径整合为统一的整体
（一）各种代谢途径的共同特性是代谢 整合的基础
1．各种物质代谢途径“汇聚”共同的代谢池 2．ATP是能量“流通”的共同形式 3．分解代谢途径产生的NADPH为合成代谢提供还原当量 4．分解/合成代谢途径具有共同的中间代谢物 5．线粒体是代谢途径和代谢调节信号的整合点
目录
三、肝是内源性脂类和酮体合成的场所
（一）肝是内源性甘油三酯合成的主要场所 （二）饥饿时肝合成酮体供应肝外组织/器官 （三）血浆胆固醇及磷脂主要来源于肝
目录
作用：在脂类的消化、吸收、合成、分解与运 输均具有重要作用。
肝内进行的脂类代谢主要有哪些？
脂肪酸的氧化、脂肪酸的合成及酯化、
酮体的生成、胆固醇的合成与转变、脂
肝磷脂（尤其是卵磷脂）的合成非常活跃。
目录
四、肝有合成尿素及调整氨基酸代谢池的 特殊功能
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）
●
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。
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： 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）
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
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
2．各类物质代谢通过共同中间产物相互联系、相互 转化
体内糖、脂、蛋白质和核酸等的代谢不是彼此独 立，而是相互关联的。 它们通过共同的中间代谢物，即两种代谢途径汇 合时的中间产物，经三羧酸循环和生物氧化等联 成整体。 三者之间可以互相转变，当一种物质代谢障碍时 可引起其他物质代谢的紊乱。
蛋白与载脂蛋白的合成 (VLDL、HDL、
apo CⅡ)、脂蛋白的降解 (LDL)。
目录
肝在脂类代谢各过程中的作用
肝细胞合成并分泌胆汁酸，帮助脂类物质的消化 与吸收。 肝细胞是体内代谢脂酸的主要器官，也是脂酸β氧化的重要场所。 肝在调节机体胆固醇平衡上起着中心作用。 肝处于脂蛋白的中心地位。
目录
（二）各种代谢途径相互联系形成统一 的整体
1．各种物质代谢途径在能量代谢方面相互补充、 相互制约 三大营养素 糖 共同中 间产物 共同最终 代谢通路
2H
脂肪
蛋白质
乙酰CoA
TAC
CO2 ATP+H2O
目录
●
乙酰辅酶 A是三大营养物共同的中间代谢物， 三羧酸循环是糖、脂、蛋白质最后分解的共同 代谢途径，释出的能量均以ATP形式储存。
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 肝内进行那些糖代谢途径？ 糖异生 肝糖原的合成与分解 糖酵解途径 磷酸戊糖途径
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
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 草酰乙酸 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
柠檬酸
天冬氨酸 天冬酰胺
延胡索酸 苯丙氨酸 酪氨酸
TAC
琥珀酰CoA
CO2
α-酮戊二酸 CO2 谷氨酸 精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 缬氨酸
目录
异亮氨酸 甲硫氨酸 丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸
例如： 糖 丙酮酸
丙氨酸
天冬氨酸 乙酰CoA
草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
柠檬酸
目录
（3）蛋白质/氨基酸可转变为脂肪而脂类不 能转变为氨基酸/蛋白质
蛋白质可转变为脂肪。
氨基酸
乙酰CoA
脂肪
目录
氨基酸也可作为合成磷脂的原料 。 丝氨酸 磷脂酰丝氨酸
胆胺
胆碱
脑磷脂
卵磷脂
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脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸。 脂肪 甘油
第十五章
物质代谢调节与整合
REGULATION AND INTEGRATION OF METABOLISM
目录
第一节 代谢的稳态和整体性
Homeostasis and Integration of Metabolism
目录
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
糖代谢的正常进行。
• 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时:
脂肪大量动员
糖不足
酮体生成增加
草酰乙酸 相对不足 氧化受阻
高酮血症
目录
（2）绝大多数氨基酸的碳链骨架在体内可 与糖相互转变
20种氨基酸除亮氨酸及赖氨酸外均可转变为糖。
例如：
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
糖异生
葡萄糖
目录
糖代谢中间代谢物仅能在体内转变成12种非必需 氨基酸。
第二节 肝在代谢调节与整合中的作用
Roles of the Liver in Metabolic Regulation and Integration
目录
一、肝是物质代谢的核心器官
（一）肝的组织结构和化学组成决定其在代谢中 的核心作用 （二）肝在物质代谢中承担加工、输送、分配的 角色
目录
二、肝是糖代谢转换和糖异生的主要器官 肝是维持血糖正常水平的重要器官
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
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（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。
目录
糖
葡萄糖或糖原 磷酸丙糖
甘油三酯
脂肪
脂肪酸
氨 基 酸 、 糖 及 脂 肪 代 谢 的 联 系
α-磷酸甘油 PEP