物质代谢的调节控制课件
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• 神经系统对生命活动的调控在很大程度上是 通过调节激素的分泌来实现的。
第二节 激素调节功能
激素调控作用
• 激素是生物体内特定细胞产生的的对某些 靶细胞具有特殊刺激作用的微量物质。
• 激素是生物细胞分泌的一类特殊化学物质，它对 各种生命活动和代谢过程具有调控功能。
• 激素调控往往是局部性的，并且直接或间接受到 神经系统的控制。
织分泌产生。
甲状腺激素
• 甲状腺所分泌的激素主要是甲状腺素和少量的 三碘甲腺原氨酸。三碘甲腺原氨酸的活性约为 甲状腺素的5－10倍。二者的结构如下：
I
I
I
I
HO
O -CH2-CH-COOH HO
O -CH2-CH-COOH
I
I
NH2
I
NH2
甲状腺素
三碘甲腺原氨酸
甲状腺是体内吸收碘能力最强的组织，能将体内 70-80%的碘富集在其中。
• 生物调控机制是生物在长期进化过程中 逐步形成的。生物进化程度愈高，调控 机制愈完善、愈复杂。
调控的分子生物学基础
• 调控的本质是化学物质与机体组织中具 有重要功能的生物大分子之间进行物理 化学反应的最终结果。
• 这些能够与化学物质发生结合并产生相 应作用的生物大分子，一般称为受体。
• 调控分生物体内物质的调控和外源化学 物质的调控。
• 第一节 代谢调控的类型 • 第二节 激素的调节作用 • 第三节 细胞水平的反馈调节机制 • 第四节 基因表达的调节控制 • 第五节 糖代谢与脂代谢调节 • 第六节 代谢调节与微生物发酵
• 生命现象是生物体内发生的极其复杂的 生物化学过程的综合结果。
• 为了保证生命活动（如生长、发育、分 化、繁殖、代谢和运动等）能够有条不 紊地进行，所有生物体内发生的生物化 学过程都必须受到有效的调控。
• 成年动物甲状腺机能减退时，出现厚皮病， 心博减慢，基础代谢降低，性机能低下。
• 反之，甲状腺机能亢进，动物眼球突出，心 跳加快，基础代谢增高，消瘦，神经系统兴 奋性提高，表现为神经过敏等.
肾上腺素
• 肾上腺分为髓质和皮质两部分。髓质分泌 肾上腺素和少量去甲肾上腺素。去甲肾上 腺素主要由交感神经末梢分泌。他们也是 酪氨酸的衍生物，为R-构型。
多肽及蛋白质激素
• 由脑垂体、下丘脑、胰腺、甲状旁腺、胃 肠粘膜以及胸腺等分泌的激素属于多肽或 蛋白质激素。这些激素具有各种各样的功 能。
Βιβλιοθήκη Baidu
胰岛素
• 胰岛素是由胰腺中胰岛的β -细胞分泌的一种 含有51个氨基酸残基的蛋白质激素。
• 胰岛素由两条多肽链组成胰岛素的生理功能主 要是促进细胞摄取葡萄糖；促进肝糖原和肌糖 原的合成；抑制肝糖原的分解。
• 胰岛素具有抑制细胞内腺苷酸环化酶活性作用 ，使cAMP产生显著减少，导致糖原分解速度减 慢。胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反 。
（2）胰高血糖素
• 胰高血糖素为胰岛的α -细胞分泌的多肽激素，由29个氨基 酸组成，人和猪的胰高血糖素的氨基酸序列完全一样，其 结构如下：
• His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-LysTyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-GlnTrp-Leu-Met-Asp-Thr
属离子与酶或蛋白质之间的络合；与生物小分子（ 辅酶、ATP等）之间的络合作用。
第一节 代谢调控的类型
• 神经调控作用 • 激素调控作用 • 细胞水平的调节作用
神经调控作用
• 人及高等动物具有高度发达的神经系统，这 类生物的各种活动和代谢的调节机制都处于 中枢神经系统的控制之下。神经系统既直接 影响各种酶的合成，又影响内分泌腺分泌激 素的种类和水平，所以神经系统的调节具有 整体性特点。
• 通常一种激素只作用于一定的细胞组织，不同的 激素调节不同的物质代谢或生理过程。
激素具有以下几个特点：
• 1.含量少；在生物体某特定组织细胞产生。 • 2.通过体液的运动被输送到其他组织中发挥
作用。 • 3.作用很大，效率高，在新陈代谢中起调节
控制作用。 • 4.在医疗上，激素也是一类重要药物。
激素的分类
• 在生物激素中，动物激素最为重要。植物激素主要为 植物生长调节剂。
• 根据激素的化学结构和调控功能，一般可以分为三类 • （1）含氮激素。包括蛋白质激素、多肽激素、氨基
酸衍生物激素等。 • （2）类固醇激素。性腺和肾上腺皮质分泌的激素大
多数是类固醇激素。 • （3）脂肪酸衍生物激素。主要由生殖系统及其它组
甲状腺素生理功能
• 在甲状腺素的合成中，碘化过程并不是 发生在游离的酪氨酸上，而是甲状腺球 蛋白分子中的酪氨酸残基发生碘化反应 。
• 主要是促进糖、脂及蛋白质的代谢；促 进机体的生长发育和组织分化；对中枢 神经系统、循环系统、造血过程、肌肉 活动及智力和体质的发育等均有显著作 用。
• 幼年动物若甲状腺机能减退或切除甲状腺时 ，将引起发育迟缓，身材矮小，行动呆笨而 缓慢；
• 胰高血糖素主要是促进肝糖原分解，使血糖升高，与肾上 腺素作用相似。其作用原理是激活肝细胞中的腺苷酸环化 酶，使cAMP浓度升高，从而提高磷酸化酶活性，促进肝糖
原分解。
甲状旁腺激素
• 甲状旁腺主要分泌甲状旁腺素（PTH）和降 钙素（CT），它们都是多肽激素。
• 二者的生理作用相反，PTH可以升高血钙， 而CT则可以降低血钙，因此都是调节钙磷代 谢的激素。
物质之间的相互作用
• 包括生物大分子之间的相互识别与作用，如核酸与 蛋白质之间的作用多糖与蛋白质之间的相互作用； 蛋白质与蛋白质之间的相互作用。
• 有机小分子与生物大分子之间的相互作用，如辅酶 与酶之间的相互作用。
• 有机分子与酶或蛋白质受体之间的相互作用。 • 底物与酶分子之间的识别以及相互作用。 • 无机金属离子与生物大分子之间的相互作用，如金
HO HO
HO
CH CH2 NHCH3 HO OH 肾上腺素
CH CH2 NH2 OH 去甲肾上腺素
肾上腺素功能
• 肾上腺素具有与交感神经兴奋相似 的作用，使血管收缩，心脏活动加 强，血压升高，临床上被用来作为 升压药物，起抗休克作用。
• 肾上腺素主要是调节糖代谢, 它能 够促进肝糖原和肌糖原的分解，增 加血糖和血中的乳酸含量。
第二节 激素调节功能
激素调控作用
• 激素是生物体内特定细胞产生的的对某些 靶细胞具有特殊刺激作用的微量物质。
• 激素是生物细胞分泌的一类特殊化学物质，它对 各种生命活动和代谢过程具有调控功能。
• 激素调控往往是局部性的，并且直接或间接受到 神经系统的控制。
织分泌产生。
甲状腺激素
• 甲状腺所分泌的激素主要是甲状腺素和少量的 三碘甲腺原氨酸。三碘甲腺原氨酸的活性约为 甲状腺素的5－10倍。二者的结构如下：
I
I
I
I
HO
O -CH2-CH-COOH HO
O -CH2-CH-COOH
I
I
NH2
I
NH2
甲状腺素
三碘甲腺原氨酸
甲状腺是体内吸收碘能力最强的组织，能将体内 70-80%的碘富集在其中。
• 生物调控机制是生物在长期进化过程中 逐步形成的。生物进化程度愈高，调控 机制愈完善、愈复杂。
调控的分子生物学基础
• 调控的本质是化学物质与机体组织中具 有重要功能的生物大分子之间进行物理 化学反应的最终结果。
• 这些能够与化学物质发生结合并产生相 应作用的生物大分子，一般称为受体。
• 调控分生物体内物质的调控和外源化学 物质的调控。
• 第一节 代谢调控的类型 • 第二节 激素的调节作用 • 第三节 细胞水平的反馈调节机制 • 第四节 基因表达的调节控制 • 第五节 糖代谢与脂代谢调节 • 第六节 代谢调节与微生物发酵
• 生命现象是生物体内发生的极其复杂的 生物化学过程的综合结果。
• 为了保证生命活动（如生长、发育、分 化、繁殖、代谢和运动等）能够有条不 紊地进行，所有生物体内发生的生物化 学过程都必须受到有效的调控。
• 成年动物甲状腺机能减退时，出现厚皮病， 心博减慢，基础代谢降低，性机能低下。
• 反之，甲状腺机能亢进，动物眼球突出，心 跳加快，基础代谢增高，消瘦，神经系统兴 奋性提高，表现为神经过敏等.
肾上腺素
• 肾上腺分为髓质和皮质两部分。髓质分泌 肾上腺素和少量去甲肾上腺素。去甲肾上 腺素主要由交感神经末梢分泌。他们也是 酪氨酸的衍生物，为R-构型。
多肽及蛋白质激素
• 由脑垂体、下丘脑、胰腺、甲状旁腺、胃 肠粘膜以及胸腺等分泌的激素属于多肽或 蛋白质激素。这些激素具有各种各样的功 能。
Βιβλιοθήκη Baidu
胰岛素
• 胰岛素是由胰腺中胰岛的β -细胞分泌的一种 含有51个氨基酸残基的蛋白质激素。
• 胰岛素由两条多肽链组成胰岛素的生理功能主 要是促进细胞摄取葡萄糖；促进肝糖原和肌糖 原的合成；抑制肝糖原的分解。
• 胰岛素具有抑制细胞内腺苷酸环化酶活性作用 ，使cAMP产生显著减少，导致糖原分解速度减 慢。胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反 。
（2）胰高血糖素
• 胰高血糖素为胰岛的α -细胞分泌的多肽激素，由29个氨基 酸组成，人和猪的胰高血糖素的氨基酸序列完全一样，其 结构如下：
• His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-LysTyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-GlnTrp-Leu-Met-Asp-Thr
属离子与酶或蛋白质之间的络合；与生物小分子（ 辅酶、ATP等）之间的络合作用。
第一节 代谢调控的类型
• 神经调控作用 • 激素调控作用 • 细胞水平的调节作用
神经调控作用
• 人及高等动物具有高度发达的神经系统，这 类生物的各种活动和代谢的调节机制都处于 中枢神经系统的控制之下。神经系统既直接 影响各种酶的合成，又影响内分泌腺分泌激 素的种类和水平，所以神经系统的调节具有 整体性特点。
• 通常一种激素只作用于一定的细胞组织，不同的 激素调节不同的物质代谢或生理过程。
激素具有以下几个特点：
• 1.含量少；在生物体某特定组织细胞产生。 • 2.通过体液的运动被输送到其他组织中发挥
作用。 • 3.作用很大，效率高，在新陈代谢中起调节
控制作用。 • 4.在医疗上，激素也是一类重要药物。
激素的分类
• 在生物激素中，动物激素最为重要。植物激素主要为 植物生长调节剂。
• 根据激素的化学结构和调控功能，一般可以分为三类 • （1）含氮激素。包括蛋白质激素、多肽激素、氨基
酸衍生物激素等。 • （2）类固醇激素。性腺和肾上腺皮质分泌的激素大
多数是类固醇激素。 • （3）脂肪酸衍生物激素。主要由生殖系统及其它组
甲状腺素生理功能
• 在甲状腺素的合成中，碘化过程并不是 发生在游离的酪氨酸上，而是甲状腺球 蛋白分子中的酪氨酸残基发生碘化反应 。
• 主要是促进糖、脂及蛋白质的代谢；促 进机体的生长发育和组织分化；对中枢 神经系统、循环系统、造血过程、肌肉 活动及智力和体质的发育等均有显著作 用。
• 幼年动物若甲状腺机能减退或切除甲状腺时 ，将引起发育迟缓，身材矮小，行动呆笨而 缓慢；
• 胰高血糖素主要是促进肝糖原分解，使血糖升高，与肾上 腺素作用相似。其作用原理是激活肝细胞中的腺苷酸环化 酶，使cAMP浓度升高，从而提高磷酸化酶活性，促进肝糖
原分解。
甲状旁腺激素
• 甲状旁腺主要分泌甲状旁腺素（PTH）和降 钙素（CT），它们都是多肽激素。
• 二者的生理作用相反，PTH可以升高血钙， 而CT则可以降低血钙，因此都是调节钙磷代 谢的激素。
物质之间的相互作用
• 包括生物大分子之间的相互识别与作用，如核酸与 蛋白质之间的作用多糖与蛋白质之间的相互作用； 蛋白质与蛋白质之间的相互作用。
• 有机小分子与生物大分子之间的相互作用，如辅酶 与酶之间的相互作用。
• 有机分子与酶或蛋白质受体之间的相互作用。 • 底物与酶分子之间的识别以及相互作用。 • 无机金属离子与生物大分子之间的相互作用，如金
HO HO
HO
CH CH2 NHCH3 HO OH 肾上腺素
CH CH2 NH2 OH 去甲肾上腺素
肾上腺素功能
• 肾上腺素具有与交感神经兴奋相似 的作用，使血管收缩，心脏活动加 强，血压升高，临床上被用来作为 升压药物，起抗休克作用。
• 肾上腺素主要是调节糖代谢, 它能 够促进肝糖原和肌糖原的分解，增 加血糖和血中的乳酸含量。