《物质代谢与能量代谢.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物质代谢与能量代谢.doc（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、泉州医学高等专科学校教案（续页） 第 26 页 第三章 物质代谢与能量代谢 3-1 能量代谢3-1-1 能量的产生、储存和利用一. 能源物质1糖在氧供应充分的情况下，葡萄糖经有氧氧化，被完全分解为CO2和H2O，释放大量的能量。2脂肪脂肪（fat）在体内的主要功能是贮存和供给能量。当氧化供能时，每摩尔脂肪所释放的能量约为糖有氧氧化的2倍。3蛋白质由于氨基酸在体内分解中氧化不完全，一部分氨基酸通过转氨基作用，经鸟氨酸循环形成尿素，由肾脏滤过随尿液排出，所以1mol的蛋白质在体内经生物氧化所产生的能量大约与1mol的葡萄糖生成的能量相近。二、生物氧化概念：营养物质在体内彻底氧化生成水和二氧化碳并释
2、放能量的过程。（一）生物氧化的方式：1、 加氧氧化2、 脱氢氧化（最主要的方式）3、 脱电子反应（二）生物氧化的特点：1. 温和的环境中进行：37、恒压、PH值接近中性的体液中，酶促反应。2. 反应分步进行：逐步释放能量，能量一部分以热能散失，另一部分以ATP形式生成。3. 主要是脱氢氧化：代谢物脱H，经呼吸链氧化为水。4. 二氧化碳是有机酸脱羧生成三、能量的储存、转换和利用：（一） 能量的贮存ATP中有两个高能磷酸键（P），ATP为生物能量的载体。肌酸+ATP磷酸肌酸+ADP磷酸肌酸贮存形式（二）能量的转换（三）能量的利用：直接利用形式ATP 1. 为物质代谢提供能量。2. 为生命活动提供能
3、量。3. 转变为其它的三磷酸核苷。案例：某患者，因神志不清约1小时入院。患者于约1小时前被人发现平卧于床上，不省人事，其房内用煤炉取暖，炉盖未封，室内煤气味浓烈，疑为煤气中毒，开窗通风后未见明显好转，为诊治急送医院。经体格检查和辅助检查确认为煤气中毒。讨论：1、ATP的生成。 2、氧化磷酸化的影响因素。 3、煤气中毒的作用的机制。 4、日常生活的注意事项。3-1-2 ATP的生成一、底物水平磷酸化：底物在代谢过程中形成的高能键直接转移给ADP生成ATP的过程。二、氧化磷酸化：主要方式（80%）代谢物脱下的氢原子，经过电子传递链彻底氧化为水的过程释放的能量使ADP磷酸化为ATP的过程。（一）氧化
4、磷酸化的结构基础（二）呼吸链1、呼吸链的概念:线粒体内膜上的传递体，将代谢物脱下的氢或电子按照一定的顺序传递给O2分子生成水并释放能量的连锁反应体系。 2、呼吸链的组成与作用（1）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD或NADP): NAD+2H NADH+H+ (氧化型） （还原型） 它是递电子体和递氢体，它氧化型接受电子，以还原型提供电子。（2）黄素蛋白：以两种辅基FAD和FMN传递氢原子 FMN+2H FMNH2 （氧化型） （还原型） FAD+2H FADH2 （氧化型） （还原型）它是是递电子体和递氢体（3）铁硫蛋白（FeS）Fe2S2或Fe4S4 Fe3+e Fe2+ 它是单电子传递体（4
5、）泛醌：用Q表示 Q+2H QH2（氧化型） （还原型）它是递电子体和递氢体（5）细胞色素体系：它们均为铁卟啉化合物，以其中的铁离子传递电子，细胞色素体系中与呼吸链有关的有细胞色素b,c1,c,aa3.每个细胞色素只传递一个电子。 Fe3+e Fe2+ 细胞色素在呼吸链中的排列顺序为：CytbCytc1CytcCytaCyta3。Cyta和Cyta3结合在同一条多肽链上，因二者结合紧密，很难分离，故称之为Cytaa3。Cytaa3是呼吸链中唯一将电子传递给O2生成水的，故称为细胞色素氧化酶，它含有铁和铜离子。3、呼吸链的排列顺序和方向两条重要的呼吸链：（1）NADH氧化呼吸链： NAD+CoQ
6、还原酶CoQCoQ细胞色素c还原酶细胞色素C细胞色素C氧化酶 （2）琥珀酸氧化呼吸链： 琥珀酸CoQ还原酶CoQCoQ细胞色素c还原酶细胞色素C细胞色素C氧化酶（3）线粒体中几种重要代谢物氧化时的电子传递：4、胞液中NADH的氧化磷酸化（1）磷酸甘油穿梭系统：主要存在于肌肉、神经组织 胞液中：磷酸二羟丙酮+NADH磷酸甘油+NAD+ 线粒体内：磷酸甘油+FAD磷酸二羟丙酮+FADH2（2）苹果酸天冬氨酸穿梭系统：主要存在于心、肝 胞液中：草酰乙酸+NADH苹果酸+NAD+ 线粒体内：苹果酸+NAD+草酰乙酸+ NADH（三）氧化磷酸化相偶联的部位： 即2H经NADFMN Q 所释放的能量与AD
7、P的磷酸化相偶联生成1P 经QCytbCytc1Cytc 所释放的能量与ADP的磷酸化相偶联可形成1P 经Cytaa3O2所释放的能量与ADP的磷酸化相偶联可形成1P即2H经NADH氧化呼吸链传递给氧分子生成水的过程中所释放的能量可生成3ATP；若2H经琥珀酸氧化呼吸链传递给氧分子生成水的过程中所释放的能量可生成2ATP。（四）氧化磷酸化的影响因素：1、NADH/NAD+比值：比值三羧酸循环V比值氧化磷酸化VADP氧化磷酸化VNADH堆积三羧酸V比值2、ADP+Pi/ATP比值：比值V。这是影响氧化磷酸化的主要因素。3、甲状腺素的作用：诱导K+Na+ATP酶生成，使ATPADP+Pi加快氧化磷
8、酸化速度。4、抑制剂： 解偶联剂：2，4二硝基苯酚 氧化磷酸化抑制剂：寡酶素（抑制ATP合成酶） 电子传递链抑制剂：CO、CN、N3等电子传递链是一连锁反应，反应中某一环节被破坏，就能中断整个电子传递过程。例如：氰化物能与细胞色素aa3迅速结合，使电子传递链停止工作，可导致人体中毒甚至死亡。3-1-3 影响能量代谢的因素一、基础代谢人体在基础状态下（即清醒、安静、空腹）的能量代谢，称为基础代谢。 单位时间内的基础代谢，称为基础代谢率。二、影响能量代谢率的因素（一）食物的特殊动力效应 人进食后一段时间内（从进食后1h开始,持续7-8h），即使同样处于安静状态,但产热量却比进食前有所增加，食物能使
9、机体产生“额外” 热量的现象称为食物的特殊动力效应。 各种营养物质的食物特殊动力效应不同，进食蛋白质时产热量增加30，混合性食物增加10，糖和脂肪增加4-6。 其产生的机制尚不十分清楚，可能与肝脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。（二）肌肉运动肌肉活动对能量代谢的影响最为显著。机体任何轻微的活动都可提高代谢率。剧烈运动时其耗氧量可增加10-20倍。（三）环境温度的影响人体在安静时的能量代谢，在20-30的环境中最稳定。 当环境温度低于20时，代谢率有所增加，在10以下，则代谢率显著增加； 当环境温度为30-40时，代谢率的增加主要是由于体内化学过程反应速度加快，同时还有发汗以及呼吸、循环机
10、能增强所致。（四）精神活动人在平静地思考问题时，能量代谢受到的影响不大，其产热量一般不超过4%。 但精神处于紧张状态（烦躁、恐惧、情绪激动等）时，由于会导致无意识的肌肉紧张性增强、交感神经兴奋及促进代谢的内分泌激素释放增多等原因，产热量可显著增加。案例：某2岁男孩，确诊为细菌所致的发高烧。讨论：1、人体体温临床上常用的测量部位有哪些？其正常值各是多少？ 2、人体的散热器官和散热方式。 3、细菌引起发热的机制。 4、根据散热原理，如何给高热病人降温？3-1-4 体温及其调节一、体温及其正常波动（一）体温及其测量 体温是指机体深部的温度。 测量部位：直肠， 舌下，腋窝 1 肛温：正常为36.9-3
11、7.9。 2 口温：约比直肠低0.2，为36.7-37.2。 3 腋温：约比口腔低0.3，为36.4-36.2。（二）体温的生理波动1 昼夜变化 清晨26时体温最低，午后16时最高，周期变动幅度一般不超过1C，体温的这种周期性波动称为昼夜节律或日周期 （circadian rhythm)。2 性别差异 成年女子体温平均比男子高0.3。 女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵日最低（约1）。 3 年龄差异新生儿体温变动大，老年人体温低。4 其他肌肉活动情绪激动、精神紧张、进食等都会影响体温季节和地区全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和扩张血管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低二、产热和散热（一）产热
12、过程1 产热器官在安静时，内脏器官，主要是肝脏。在劳动时或运动时的主要产热器官是骨骼肌。2 产热的调节反应1）提高代谢率2）寒战：是寒冷环境中最有效的产热方式，可提高代谢率4-5倍3 产热活动的调节寒冷刺激时交感-肾上腺髓质NE、E产热量特点：作用迅速， 维持时间短。 机体在寒冷环境几周后甲状腺T3、T4 代谢率(增加45倍)产热量特点：作用缓慢，维持时间长（二）散热过程体热除一小部分随呼吸和粪、尿等排泄物散发外，绝大部分通过皮肤散发。1 散热方式 1）辐射散热 2）对流散热 3）传导散热 4）蒸发散热：分不感蒸发和发汗2 散热的调节反应1）发汗汗腺的活动受交感神经支配，其节后纤维释放的是乙酰
13、胆碱。汗液是低渗的。2）循环系统的调节反应：支配皮肤的交感神经紧张度下降，小动脉舒张，动静脉吻合支开放，皮肤血流量增加，散热量增加。三、体温调节（一）温度感受器1 外周温度感受器：皮肤、粘膜、腹腔脏器2 中枢温度感受器：热敏神经元和冷敏神经元。（二）体温调节中枢下丘脑是体温调节的主要中枢。下丘脑的视前区-下丘脑前部是体温调节的中心部位。（三）关于调节体温相对稳定的学说调定点学说：丘脑的视前区下丘脑前部中的中枢温度敏感神经元在调节体温衡定中起调定点作用，这些神经元感受温度的阈值为37。这个阈值称为体温稳定的调定点。当温度超过37时热敏神经元活动增强，使散热增加，产热减少，结果温度降至正常。 当温度低于37时，热敏神经元活动减弱，使散热减少，冷敏神经元神经元活动兴奋，产热增多，所以体温回升致正常水平。调定点学说对细菌所致的发热现象的解释：是调定点上移的结果。小结：1、能量的储存、转换和利用 2、ATP的生成 3、影响能量代谢的因素 4、体温及其调节3-2 糖代谢 3-2-1 概述一 糖的化学（一） 糖的概念：糖是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物。（二） 单糖：不能水解的糖。其中最为重要的为葡萄糖（己醛糖，六个碳的醛糖），结构如图一，它是体内糖的主要运输和利用形式。其次，还有核糖、脱氧核糖、果糖等，而核糖和脱氧核糖我们在核酸化学中己讲过，而果糖是己酮糖。（三）
