物质代谢调节与整合

蛋白质可转变为脂肪。
氨基酸
乙酰CoA
脂肪
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氨基酸也可作为合成磷脂的原料 。
丝氨酸 胆胺 胆碱
磷脂酰丝氨酸 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
某些非必需氨基酸
磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸
其他α-酮酸
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（4）氨基酸是合成核酸的重要原料
肪 代
草酰乙酸
柠檬酸
酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸
谢 的 联
天冬氨酸 天冬酰胺
TAC
延胡索酸
CO2 α-酮戊二酸
谷氨酸
系
苯丙氨酸
琥珀酰CoA CO2
精氨酸 谷氨酰胺
酪氨酸
组氨酸 缬氨酸
异亮氨酸 甲硫氨酸
丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸
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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
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
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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
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三、肝是内源性脂类和酮体合成的场所
第十五章
物质代谢调节与整合
REGULATION AND INTEGRATION OF METABOLISM
物质代谢调节与整合
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第一节
代谢的稳态和整体性
Homeostasis and Integration of Metabolism
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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 homeostasis）。
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（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
脂肪
共同中 间产物
乙酰CoA
共同最终 代谢通路
2H
TAC
蛋白质
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CO2 ATP+H2O
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● 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。
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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。
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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
● 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。
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● 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）
（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
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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 蛋白与载脂蛋白的合成 (VLDL、HDL、 apo CⅡ)、脂蛋白的降解 (LDL)。
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。
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（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
乙酰CoA
合成脂肪 （脂肪组织）
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脂肪绝大部分不能在体内转变为糖。
甘油激酶 甘油
磷酸-甘油
葡 萄
肝、肾、肠
脂
糖
肪
脂酸
乙酰CoA
葡萄糖
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脂肪分解代谢的强度及顺利进行，还有赖于 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
酮体生成增加
糖不足
草酰乙酸 相对不足
高酮血症
氧化受阻
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（2）绝大多数氨基酸的碳链骨架在体内可 与糖相互转变
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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
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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
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
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• 饥饿时 1~2天
肝糖原分解 ，肌糖原分解 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
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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。
20种氨基酸除亮氨酸及赖氨酸外均可转变为糖。
例如：
脱氨基
丙氨酸
丙酮酸
糖异生 葡萄糖
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糖代谢中间代谢物仅能在体内转变成12种非必需 氨基酸。
例如： 糖
丙氨酸
天冬氨酸Leabharlann Baidu
丙酮酸
草酰乙酸
乙酰CoA
α-酮戊二酸 谷氨酸
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柠檬酸
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（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
天冬氨酸 甘氨酸
谷氨酰胺
一碳单位
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。
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糖 葡萄糖或糖原
甘油三酯
脂肪
磷酸丙糖
α-磷酸甘油
脂肪酸
氨
PEP
基 酸
丙氨酸 半胱氨酸
丙酮酸
、 丝氨酸 糖 苏氨酸
异亮氨酸 乙酰CoA 亮氨酸
乙酰乙酰CoA
酮体
及 色氨酸
色氨酸
脂
亮氨酸 赖氨酸