第九章物质代谢的蘖与调节 第十二章物质代谢的联系与调节 物质代谢是生命现象的基本特征,是生命活动的物质基础。物质代谢是 由许多连续的和相关的代谢途径所组成,而代谢途径(如糖的氧化,脂肪酸的 合成等)又是由一系列的酶促化学反应组成 在正常情况下,各种代谢途径几乎全部按照生理的需求,有节奏、有规 律地进行,同时,为适应体内外环境的变化,及时地调整反应速度,保持整 体的动态平衡。可见,体内物质代谢是在严密的调控下进行的。 代谢调节机制普遍存在于生物界,是生物在长期进化过程中逐步形成的 种适应能力。进化程度越高的生物,其代谢调节的机制越复杂 单细胞的微生物受细胞内代谢物浓度变化的影响,改变其各种相关酶的 活性和酶的含量,从而调节代谢的速度,这是细胞水平的代谢调节,是生物 体在进化上较为原始的调节方式 较复杂的多细胞生物,出现了内分泌细胞。高等动物则出现了专门的内 分泌器官,这些器官所分泌的激素可以对其他细胞发挥代谢调节作用。激素 可以改变某些酶的催化活性或含量,也可以改变细胞内代谢物的浓度,从而 影响代谢反应的速度,这称为激素水平的调节 高等动物不仅有完整的内分泌系统,而且还有功能复杂的神经系统。在 中枢神经的控制下,或者通过神经递质对效应器直接发生影响,或者通过改 变某些激素的分泌,来调节某些细胞的功能状态,并通过各种激素的互相协 调而对整体代谢进行综合调节,这种调节即称整体水平的调节。 以上所述的细胞水平的代谢调节、激素水平的调节和整体水平的调节, 在高等动物和人体内全都存在 细胞水平的调节-通过对细胞内酶的调节来实现。 2.激素水平的调节--协调不同细胞、组织与器官之间的代谢 3.神经系统的调节--在神经系统参与下由酶和激素共同构成的调节网 络 第一节物质代谢的相互联系 机体内各种组织、器官和各种细胞在功能上都不会独立于整体之外,而 是处于一个严密的整体系统中。一个组织可以为其它组织提供底物,也可以 代谢来自其它组织的物质。这些器官之间的相互联系是依靠神经一内分泌系 统的调节来实现的。神经系统可以释放神经递质来影响组织中的代谢,又能 影响内分泌腺的活动,改变激素分泌的状态,从而实现机体整体的代谢协调 和平衡 如在早期饥饿、饥饿和饱食情况下机体的代谢调节过程。在早期饥饿时
第九章 物质代谢的联系与调节 ·1· 第十二章 物质代谢的联系与调节 物质代谢是生命现象的基本特征，是生命活动的物质基础。物质代谢是 由许多连续的和相关的代谢途径所组成，而代谢途径(如糖的氧化，脂肪酸的 合成等)又是由一系列的酶促化学反应组成。 在正常情况下，各种代谢途径几乎全部按照生理的需求，有节奏、有规 律地进行，同时，为适应体内外环境的变化，及时地调整反应速度，保持整 体的动态平衡。可见，体内物质代谢是在严密的调控下进行的。 代谢调节机制普遍存在于生物界，是生物在长期进化过程中逐步形成的 一种适应能力。进化程度越高的生物，其代谢调节的机制越复杂。 单细胞的微生物受细胞内代谢物浓度变化的影响，改变其各种相关酶的 活性和酶的含量，从而调节代谢的速度，这是细胞水平的代谢调节，是生物 体在进化上较为原始的调节方式。 较复杂的多细胞生物，出现了内分泌细胞。高等动物则出现了专门的内 分泌器官，这些器官所分泌的激素可以对其他细胞发挥代谢调节作用。激素 可以改变某些酶的催化活性或含量，也可以改变细胞内代谢物的浓度，从而 影响代谢反应的速度，这称为激素水平的调节。 高等动物不仅有完整的内分泌系统，而且还有功能复杂的神经系统。在 中枢神经的控制下，或者通过神经递质对效应器直接发生影响，或者通过改 变某些激素的分泌，来调节某些细胞的功能状态，并通过各种激素的互相协 调而对整体代谢进行综合调节，这种调节即称整体水平的调节。 以上所述的细胞水平的代谢调节、激素水平的调节和整体水平的调节， 在高等动物和人体内全都存在。 1．细胞水平的调节---通过对细胞内酶的调节来实现。 2．激素水平的调节---协调不同细胞、组织与器官之间的代谢。 3．神经系统的调节---在神经系统参与下由酶和激素共同构成的调节网 络。 第一节 物质代谢的相互联系 机体内各种组织、器官和各种细胞在功能上都不会独立于整体之外，而 是处于一个严密的整体系统中。一个组织可以为其它组织提供底物，也可以 代谢来自其它组织的物质。这些器官之间的相互联系是依靠神经－内分泌系 统的调节来实现的。神经系统可以释放神经递质来影响组织中的代谢，又能 影响内分泌腺的活动，改变激素分泌的状态，从而实现机体整体的代谢协调 和平衡。 如在早期饥饿、饥饿和饱食情况下机体的代谢调节过程。在早期饥饿时
第九章物质代谢的蘖与调节 血糖浓度有下降趋势,这时肾上腺素和糖皮质激素的调节占优势,促进肝糖 原分解和肝脏糖异生作用,在短期内维持血糖浓度的恒定,以供给脑组织和 红细胞等重要组织对葡萄糖的需求。 若饥饿时间继续延长,则肝糖原被消耗殆尽,这时糖皮质激素也参与发 挥调节作用,促进肝外组织蛋白分解为氨基酸,便于肝脏利用氨基酸、乳酸 和甘油等物质生成葡萄糖,这在一定程度上维持了血糖浓度的恒定;这时, 脂肪动员也加强,分解为甘油和脂肪酸,肝脏将脂肪酸分解生成酮体,酮体 在此时是脑组织和肌肉等器官重要的能量来源。 在饱食情况下,胰岛素发挥重要作用,它促进肝脏合成糖原和将糖转变 为脂肪,抑制糖异生:胰岛素还促进肌肉和脂肪组织的细胞膜对葡萄糖的通 透性,使血糖容易进入细胞,并被氧化利用 肾上震,高血 00, +HO 早期饥饿情况下机体主要组织间代谢联系
第九章 物质代谢的联系与调节 ·2· 血糖浓度有下降趋势，这时肾上腺素和糖皮质激素的调节占优势，促进肝糖 原分解和肝脏糖异生作用，在短期内维持血糖浓度的恒定，以供给脑组织和 红细胞等重要组织对葡萄糖的需求。 若饥饿时间继续延长，则肝糖原被消耗殆尽，这时糖皮质激素也参与发 挥调节作用，促进肝外组织蛋白分解为氨基酸，便于肝脏利用氨基酸、乳酸 和甘油等物质生成葡萄糖，这在一定程度上维持了血糖浓度的恒定；这时， 脂肪动员也加强，分解为甘油和脂肪酸，肝脏将脂肪酸分解生成酮体，酮体 在此时是脑组织和肌肉等器官重要的能量来源。 在饱食情况下，胰岛素发挥重要作用，它促进肝脏合成糖原和将糖转变 为脂肪，抑制糖异生；胰岛素还促进肌肉和脂肪组织的细胞膜对葡萄糖的通 透性，使血糖容易进入细胞，并被氧化利用。 图：早期饥饿情况下机体主要组织间代谢联系
第九章物质代谢的蘖与调节 皮质撒家,肾上素,胰高血糖震 红细應 Co,+Ho 图:饥饿情况下机体主要组织间代谢联系 红脑 蛋白质合成金身) 0o,+HO 图:饱食情况下机体主要组织间代谢关系
第九章 物质代谢的联系与调节 ·3· 图：饥饿情况下机体主要组织间代谢联系 图：饱食情况下机体主要组织间代谢关系
第九章物质代谢的蘖与调节 不同代谢途径通过共同代谢中间代谢物形成代谢网络;不同的代谢途径 通过交叉点上关键的共同中间代谢物得以沟通,形成经济有效、运转良好的 代谢网络 最关键的中间物:6-磷酸葡萄糖、丙酮酸和乙酰CoA 各代谢还有与其他代谢相同的中间物:磷酸二羟丙酮、磷酸烯醇式丙酮 酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸、磷酸核糖等,在沟通代谢网络中也起着重要作 用 、糖与脂肪代谢的相互转变 PP途径 6-P-G—→ NADPH+H 不饱和脂酰CoA 葡萄糖磷酸甘油醛一丙酮酸一乙酰C小台(饱和脂酰CoA NADH+H. NAD' 磷酸二羟丙酮 →磷酸甘油 脂肪 CoA+ P NAD NADH + H' 甘油一 磷酸甘油 →磷酸二羟丙酮 脂肪 CO,+H,O 氧化 乙醛酸环 脂肪酸一→脂酰CoA 草酰乙酸 )(植物) 魏珀酸4环 CO2+H,0 丙酮酸 糖异生 糖代谢与脂头代谢的翟友联系 有氧氧 从头合成 乙酰CoA. NADPH 脂肪酸 后取 磷酸二羟丙酮 a-磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 糖代谢 肪酸氧化→乙酰CoA型醒珀生 (植物)
第九章 物质代谢的联系与调节 ·4· 不同代谢途径通过共同代谢中间代谢物形成代谢网络；不同的代谢途径 通过交叉点上关键的共同中间代谢物得以沟通，形成经济有效、运转良好的 代谢网络。 最关键的中间物：6-磷酸葡萄糖、丙酮酸和乙酰 CoA。 各代谢还有与其他代谢相同的中间物：磷酸二羟丙酮、磷酸烯醇式丙酮 酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸、磷酸核糖等，在沟通代谢网络中也起着重要作 用。 一、糖与脂肪代谢的相互转变
第九章物质代谢的蘖与调节 糖原(或淀粉 聯肪代谢和糖代谢的美系 1,6二磷酸果糖 二羟丙酮 磷酸烯醉内酮酸 草酰乙酸 乙胜CaA 虢珀酸 二、糖代谢与蛋白代谢通过TCA循环的相互沟通 EMP途径 TCA环 丙酮酸—a-酮戊二酸一→草酰乙酸 转氨Cm直接 转C 基化 蛋白质 AaA出一丙酸 蛋白质“氨基酸 →草酰乙酸 糖异生 三、脂肪代谢与蛋白代谢的相互关卖戊二酸一→草酰乙酸 生酮氨基酸可转变为脂肪,而脂肪酸有限合成蛋白质 甘油一→磷酸二羟丙酮 3H20 脂肪 脂肪酶 脂肪酸一脂酰Cad、B氧 乙酰CA→+丙酮酸一 草酰 戊二酸乙酸 蛋白 蛋白质一“氨基酸酮酸或乙酰CA—脂肪酸一圈肪
第九章 物质代谢的联系与调节 ·5· 二、糖代谢与蛋白代谢通过 TCA 循环的相互沟通 三、脂肪代谢与蛋白代谢的相互关系 生酮氨基酸可转变为脂肪，而脂肪酸有限合成蛋白质