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暨南大学生物化学讲义-第十章 物质代谢的联系与调节(2)

暨南大学 /2011-11-25

同的中间代谢物,即两种代谢途径汇合时的中间产物,三羧酸循环和生物氧化等联成整

体。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,如糖

尿病时糖代谢的障碍,可引起服代谢、蛋白质代谢甚至水盐代谢的紊乱。

    (-)糖代谢与脑代谢的相互联系

    当摄入的糖量超过体内能量消耗时,除合成少量糖原储存在肝及肌肉外,生成的柠

檬酸及ATP可变构激活乙酰辅酶A羧化酶,使由糖代谢源源而来的大量乙酰辅酶A得

以淡化成丙二酰辅酶A,进而合成脂酸及脂肪在脂肪组织中储存,即糖可以转变为脂

肪。这就是为什么摄取不含脂肪的高糖膳食可使人肥胖及血甘油三酯升高的原因。然

而,脂肪绝大部分不能在体内转变为糖。这是因为脂酸分解生成的乙酰辅酶A不能转

变为丙酮酸,即丙酮酸转变成乙酰辅酶A这步反应是不可逆的。尽管脂肪分解产物之

一甘油可以在肝、肾、肠等组织中甘油激酶的作用下转变成磷酸一甘油,进而转变成糖,

但其量和脂肪中大量脂酸分解生成的乙酰辅酶A相比是微不足道的。此外,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。当饥饿或糖供给不足或糖代谢障

碍时,引起脂肪大量动员,脂酸进入肝β氧化生成酮体量增加,由于糖的不足,致使草

酸乙酸相对不足,由脂酸分解生成的过量酮体不能及时通过三坡酸循环氧化,造成血酮

体升高,产生高酮血症。

    (二)糖代谢与氨基四代谢的相互联系

    体内蛋白质中的20种氨基酸,除生酮氨基酸(亮氨酸、赖氨酸)外,都可通过脱氨作

用,生成相应的 a一酮酸。这些 a一酮酸可通过三羧酸循环及生物氧化生成 CO2及 H2O并释出能量,生成ATP,也可转变成某些中间代谢物如丙酮酸,循糖异生途径转变为糖。如精氨酸、组氨酸及脯氨酸均可通过转变成谷氨酸进一步脱氨生成a-酮戊二酸,经草酰乙酸转

变成磷酸烯醇式丙酮酸,再循糖酵解逆行途径转变成糖。同时,糖代谢的一些中间代谢

物,如丙酮酸,a一酮戊二酸、草酰乙酸等也可氨基化成某些非必需氨基酸。但苏、甲硫。

赖、亮、异亮、缬、苯丙及色氨酸8种氨基酸不能由糖代谢中间物转变而来,必须由食物供

给,因此称之为必需氨基酸。由此可见,20种氨基酸除亮氨酸及赖氨酸外均可转变为糖,

而糖代谢中间代谢物仅能在体内转变成12种非必需氨基酸,其余8种必需氨基酸必须从

食物摄取。这就是为什么食物中的蛋白质不能为糖、脂替代,而蛋白质却能替代糖和脂肪

供能的重要原因。

    (三)脂类代谢与氨基酸代谢的相互联系

    氨基酸无论生糖、生酮(亮氨酸、赖氨酸)或生酮兼生糖氨基酸(异亮、苯丙、色、酪、苏氨酸)分解后均生成乙酰辅酶A,后者经还原缩合反应可合成脂酸进而合成脂肪,即蛋

白质可转变为脂肪。乙酰辅酶A也可合成胆固醇以满足机体的需要。此外,氨基酸也

可作为合成磷脂的原料,如丝氨酸脱羧可变为胆胺,胆胺经甲基化可变为胆碱。丝氨

酸、胆胺及胆碱分别是合成丝氨酸磷脂、脑磷脂及卵磷脂的原料。但脂类不能转变为氨

基酸,仅脂肪的甘油可通过生成磷酸甘油醛,循糖酵解途径逆行反应生成糖,转变为某

些非必需氨基酸。

    (四)核酸与氨基酸代谢的相互关系

    除上述外,氨基酸还是体内合成核酸(RNA、DNA)的重要原料,如嘌呤的合成需甘

氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺及一碳单位;嘧啶的合成需天冬氨酸、谷氨酰胺及一碳单位

为原料。合成核苷酸所需的磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供。

糖、脂、氨基酸代谢途径间的相互关系见图10-1。           

第三节组织、器官的代谢特点及联系

 

    机体各组织、器官的代谢由于细胞分化和结构不同及功能差异,而各具特色,但它

们并非孤立地进行,而是通过血液循环及神经系统联成统一整体。

    各组织、器官的代谢方式有共同之处,但由于它们的结构,酶体系的组成及含量不

同,功能各异,因而各具特色。   

1.肝   肝是机体物质代谢的枢纽,是人体的中心生化工厂。它的耗O2量占全身耗

O2量的20%,在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢中均具有独特而重要的作用(见

肝生化一章)。以糖代谢为例,肝合成及储存糖原的量最多,可达肝重的10%,约

150g,而肌肉储存糖原量仅占  1%,脑及成熟红细胞则无糖原储存;肝还具有糖异生途

径.可使氨基酸、乳酸、甘油等非糖物质转变为糖,以保证机体对糖的需要,而肌肉因

无相应酶体系则缺乏此能力。此外肝具有葡萄糖6一磷酸酶,可使储存的糖原分解为葡

萄糖释放入血维持血糖含量恒定,而肌肉则缺乏此酶,因而肌糖原不能降解成葡萄糖。

    2.心脏    依次以酮体、乳酸、自由脂酸及葡萄糖为耗用的能源物质,并以有氧氧

化途径为主。因此即使在能源供给十分缺乏的情况下,仍能保证心脏不停搏动时ATP的需要。

    3.脑    是机体耗能大的主要器官,耗O2量占全身耗O2的20%-25%,几乎以葡

萄糖为唯一供能物质,每天耗用葡萄糖约100g。由于脑组织无糖原储存,其耗用的葡

萄糖主要由血糖供应。长期饥饿血糖供应不足时,则主要利用由肝生成的酮体作为能

源。饥饿3-4天每天耗用约 50 g酮体,饥饿2周后耗用酮体可达 100g。

    4.肌肉组织   通常以氧化脂酸为主,在剧烈运动时则以糖的无氧酵解产生乳酸为

主。由于肌肉缺乏葡萄糖6一磷酸酶,因此肌糖原不能直接分解成葡萄糖提供血糖。

    5.红细胞   能量主要来自葡萄糖的酵解途径。由于红细胞没有线粒体,因此不能

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