《代谢和代谢调控总论1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《代谢和代谢调控总论1（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一章 代谢和调节控制,第一节 新陈代谢概念和研究方法,一、物质代谢概念,同化作用 (合成代谢),异化作用 （分解代谢),合成自身,分解自身,贮存能量,释放能量,（物质代谢）,（能量代谢）,生物体不断进行自我更新的过程， 包括同化作用和异化作用。,二、能量代谢,能量代谢是指人体物质代谢过程中伴随的能量的释放、转移、储存和利用的过程。,能量来源和去路 来源:糖、脂肪、蛋白质的分解氧化。,生物卡价：1克营养物质在体内氧化 时放出的热量。,能量来源和去路,ATP体内的直接供能和储能物质.,生物系统中的能流,（二）基础代谢,基础代谢：基础状态下的能量代谢。,基础状态:机体在基础条件(清晨空腹、 静卧
2、、清醒、放松、室温 2025oC)下的状态。,基础代谢率（BMR）：单位时间的基 础代谢。 单位:kcal/(m2.h) 男性女性;幼年成年;年轻年老,第二节 物质代谢间的相互关系,糖类、脂类、蛋白质类代谢途径关系,核酸与糖、脂类、蛋白质代谢的联系,核苷酸的一些衍生物具重要生理功能（如CoA、NAD+，NADP+，cAMP，cGMP）。, 核酸是细胞内重要的遗传物质，控制着蛋白质的合成，影响细胞的成分和代谢类型。, 核酸生物合成需要糖和蛋白质的代谢中间产物参加，而且需要酶和多种蛋白质因子。, 各类物质代谢都离不开具备高能磷酸键的各种核苷酸，如ATP是能量的“通货”，此外UTP参与多糖的合成，C
3、TP参与磷脂合成，GTP参与蛋白质合成与糖异生作用。,通过NADPH循环将还原力由分解代谢转移给生物合成反应,NADPH+H+,NADP+,分解代谢,还原性有机物,还原性生物合成反应,氧化物,还原性生物合成产物,氧化前体,脂肪酸合成的调节,乙酰辅酶A羧化酶呈聚合态是具有活性，因此，凡促进其聚合因素起正调节作用，使其解聚的因素起负调节作用。,第三节 代谢调控的类型,细胞或酶水平的调节作用 激素和神经调控作用,细胞-酶水平调控是通过调节细胞内的酶的种类、数量、分布或活性来控制各种代谢过程或生理过程。 这类调控主要包括：细胞膜结构的调控作用和酶的活性调控作用。 某些人工合成或天然存在的化学物质也具有
4、调控功能，主要是表现在对酶的活性影响方面。,一、细胞或酶水平调控作用,细胞内进行的错综复杂的代谢过程及生理变化，主要是通过酶的调节来实现的。 实际上，激素的调控作用也是通过对酶的影响（酶的产生和酶的活性）而实现的。 细胞-酶对生物体内发生的生物化学过程的调控主要包括细胞膜结构的调控作用和酶的活性调控作用两个方面。,（一）细胞膜结构的调控作用,细胞内发生的各种代谢反应及生理变化之所以能够有条不紊地进行，首先是由于细胞本身具有的特殊膜结构。如果细胞的完整性受到破坏，细胞水平的调控功能将丧失。,（二）酶活性的调控,酶除了具有催化功能外，还具有调节和控制各类生物化学反应速度、方向和途径的功能。 酶水平
5、的调节作用主要有两种方式：一是通过激活或抑制酶的活性；二是通过影响酶的合成或降解速度，即改变细胞内酶的含量。这种酶水平的调节作用是生物调控最重要的形式。,酶活性的前馈和反馈调节,前馈（feedforward ）和反馈（feedback ）是来自电子工程学的术语，前者的意思是“输入对输出的影响”，后者的意思是“输出对输入的影响”，这里分别借用来说明底物和代谢产物对代谢过程的调节作用。这种调节可能是正调控，也可能是负调控，其调节机理是通过酶的变构效应来实现的。,反馈调节中酶活性调节的机制,酶变构调节作用,有些酶分子除了具有活性中心（结合部位和催化部位）外，还存在一个特殊的调控部位，即变构中心。 变
6、构中心虽然不是酶活性中心的组成部分，但它可以与某些化合物（称为变构剂）发生非共价结合，引起酶分子构象的改变，对酶起到激活或抑制的作用。这类酶通常称为变构酶，由于变构剂与变构中心的结合而引起酶活性改变的现象则称为变构调节作用。,目前已知的变构酶均为寡聚酶，含两个或两个以上的亚基，一般分子量较大，而且具有复杂的空间结构。 大多数由变构酶催化的反应不遵守米氏方程，由变构剂所引起的抑制作用也不服从典型的竞争性或非竞争性抑制作用的数量关系。,变构剂可以分为两类,激活变构剂：变构剂与酶分子结合后，酶的构象发生了变化，这种新的构象有利于底物分子与酶的结合，使酶促反应速度提高。 抑制变构剂：变构剂与酶分子结合
7、所引起的酶的构象变化不利于与底物的结合，表现出一定程度的抑制作用。 实验发现，在变构酶中起催化作用，称为催化亚基；与变构剂结合的对反应起调节作用，称为调节亚基。,共价修饰调控,某些酶分子上的基团可以在另一种酶催化下发生共价修饰作用（例如磷酸化或去磷酸化作用），从而引起酶活性的激活或抑制。这种作用称为共价修饰作用。这类酶则称为共价调节酶。有如下两个特点： 被修饰的酶可以有两种互变形式，即一种为活性形式（具有催化活性），另一种为非活性形式（无催化活性)。正反两个方向的互变均发生共价修饰反应，并且都将引起酶活性的变化。 共价修饰调节作用可以产生酶的连续激活现象，所以 具有信号放大效应。例如肾上腺素引
8、起糖原分解过程中的一系列磷酸化激活步骤，其结果将激素的信号被逐级放大了约300万倍。,共价修饰,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。 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。,二、激素和身经调控作用,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
9、。,激素具有以下几个特点：,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510倍。二者的结构如下：,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。,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，
10、身材矮小，行动呆笨而缓慢； 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.,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。,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
11、的衍生物，为R-构型。,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。,肾上腺素功能,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。,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。 神经系统对生命活动的调
12、控在很大程度上是通过调节激素的分泌来实现的。,神经调控作用,胰岛素,胰岛素是由胰腺中胰岛的-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-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-
13、Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asp-Thr 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。,糖皮质激素功能,调节糖代谢：抑制糖的氧化，使血糖升高；促进蛋白质转化为糖。这类激素还具有良好的抗炎，抗过敏作用，是常用的激素药物。,调节水盐代谢：促使体内保留钠离子及排出过多的钾离子，调节水盐代谢。肾上腺皮质激素分泌失常，将引起糖代谢及无机盐代谢紊乱而出现病症。,盐皮质激素,性激素,性激素属于类固醇类激素，可分为雄性激素和雌性激素两类。它们与动物的性别及第二性征的发育有关。 性激素的分泌受垂体的促性腺激素（LHF 和 SH）调节。,谢 谢！,
