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第十四章 物质代谢的相互联系与调控教学目标：1. 熟悉物质代谢的特点和相互间的联系，掌握交叉点。
2. 了解代谢调节的方式和水平。
3. 熟悉酶水平调节的方式、原理（酶活性、酶量、酶的区域化分布）4. 了解激素和神经水平调节的特点。
第一节 物质代谢的相互联系一、物质代谢的特点1. 整体性 各类物质的代谢在相互联系、相互制约下进行，形成一个完整统一的过程（网络） 在能量供应上，糖、脂、蛋白质可以相互替代，相互制约。
一般情况下，糖是主要供能物质 （50%~70%），脂主要是储能（供能只占 10%~40%），蛋白质几乎不是供能形式；饥饿或某些 病理状态时，糖供能减少，脂和蛋白质分解供能增加。
物质代谢在个体和种属之间都具互补性，这是生态平衡的基础。
2. 代谢调节 正常情况下，机体各种物质代谢能适应内外环境变化，有序地进行。
这是由于机体存 在精细的调节机制， 不断调节各种物质代谢的强度、 方向和速度以适应内外环境变化。
调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。
3. 生命物质的降解和合成有共同点 生命物质的降解是一个分子由大到小， 生成其单体的过程。
降解的方式有水解、 焦磷酸解、 硫解。
降解后的单体进入中间代谢进一步分解。
分解的作用一是获得能量，获得重要的中间物。
ATP 是生物体能量利用的共同形式，是机体最主要的能量载体和各种生 命活动能量的直接供体。
分解的最终产物是CO2 H2O NH3 H3PO4 S02等无机物，因种属 差异，各类物质分解的最终产物有所不同。
生命物质的合成是一个由小到大， 由简单到复杂的过程。
分为半合成和从头合成。
蛋白 质 核酸 多糖和脂类的聚合是一种半合成。
自养生物可直接将无机物转化为有机物， 氨基 酸、核苷酸、单糖、脂肪酸和胆固醇的合成是从无到有，即从头合成。
NAD PH 是合成代谢所需的还原当量。
物质代谢具共同的代谢池，处于动态平衡中。
4. 各组织、器官物质代谢各具特色 动物、植物和微生物的物质代谢以及动物各组织、器官的物质代谢途径有所不同，各 具特色。
13第十二章-物质代谢的整合与调节第十二章物质代谢的整合与调节框12-1代谢整体性认识的形成和发展1941年F. Lipmann提出ATP循环学说,1948年E. Kennedy和A. Lehninger发现电子传递链，确立了物质代谢与能量代谢的联系。
20世纪上叶，科学家在解析物质分解、合成代谢途径时，结合酶促反应机制，揭示了底物、代谢产物对代谢的调节作用。
1922年F. G. Banting发现胰岛素，其他激素也陆续被发现。
1939年A. V. Schally发明放射免疫分析技术，该技术及其他相关技术的应用促进了激素作用机制研究，揭示了神经一激素在物质代谢调节中的核心地位。
1963年Monod等提出的别构调节和1979年E. G. Krebs 和J. A. Beavo提出的化学修饰调节理论将酶活性调节与激素等的信号转导途径相联系。
至20世纪80-90年代，大量的科学研究发现将机体内外环境刺激、神经内分泌改变、细胞信号转导、酶／蛋白质结构变化、基因表达改变、物质及能量代谢变化联系在一起，形成复杂的代谢及其调节网络。
随着当代“组学”研究的开展，将会更加深入地认识机体组织器官之间、各种物质代谢之间的联系和协调及其随内外环境变化而变化的规律。
第一节物质代谢的特点一、体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体在体内进行代谢的物质各种各样，不仅有糖、脂、蛋白质这样的大分子营养物质，也有维生素这样的小分子物质，还有无机盐、甚至水。
它们的代谢不是孤立进行的，同一时间机体有多种物质代谢在进行，需要彼此间相互协调，以确保细胞乃至机体的正常功能。
事实上，人类摄取的食物，无论动物性或植物性食物均同时含有蛋白质、脂类、糖类、水、无机盐及维生素等，从消化吸收开始、经过中间代谢、到排泄，这些物质的代谢都是同时进行的，且互有联系、相互依存。
如糖、脂在体内氧化释出的能量可用于核酸、蛋白质等的生物合成，各种酶蛋白合成后又催化糖、脂、蛋白质等物质代谢按机体的需要顺利进行。
第九章物质代谢的整合与调节
本章要点
一、物质代谢的特点
1.体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体
2.机体物质代谢不断受到精细调节
3.各组织、器官物质代谢各具特色
4.体内各种代谢物都具有共同的代谢池
5.ATP是机体储存能量和消耗能量的共同形式
6.NADPH提供合成代谢所需的还原当量
二、物质代谢的相互联系
1.各种能量物质的代谢相互联系相互制约
2.糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢物而相互联系
①葡萄糖可转变为脂肪酸
②葡萄糖与大部分氨基酸可以相互转变
③氨基酸可转变为多种脂质但脂质几乎不能转变为氨基酸
④一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料
三、肝在物质代谢中的作用
1.肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官
①肝内生成的葡糖-6-磷酸是糖代谢的枢纽
②肝是糖异生的主要场所
2.肝在脂质代谢中占据中心地位
①肝在脂质消化吸收中具有重要功能
②肝是甘油三酯和脂肪酸代谢的中枢器官
③肝是维持机体胆固醇平衡的主要器官
④肝是血浆磷脂的主要来源
3.肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃
①肝合成多数血浆蛋白
②肝内氨基酸代谢十分活跃
③肝是机体解“氨毒”的主要器官
4.肝参与多种维生素和辅酶的代谢
①肝在脂溶性维生素吸收和血液运输中具有重要作用
②肝储存多种维生素
③肝参与多数维生素的转化
5.肝参与多种激素的灭活
四、肝外重要组织器官的物质代谢特点及联系
1.心肌优先利用脂肪酸氧化分解供能
①心肌可利用多种营养物质及其代谢中间产物为能源
②心肌细胞分解营养物质供能方式以有氧氧化为主
2.脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大
①葡萄糖和酮体是脑的主要能量物质
②脑耗氧量高达全身耗氧总量的四分之一
③脑具有特异的氨基酸及其代谢调节机制
3.骨骼肌主要氧化脂肪酸，强烈运动产生大量乳酸
①不同类型骨骼肌产能方式不同
②骨骼肌适应不同耗能状态选择不同能源
4.糖酵解是成熟红细胞的主要供能途径
5.脂肪组织是储存和释放能量的重要场所
①机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂肪组织
②饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂肪供能
6.肾能进行糖异生和酮体生成
五、物质代谢调节的主要方式
（一）、细胞水平的物质代谢调节主要调节关键酶活性
②别构效应通过改变酶分子构象改变酶活性
③别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调
4.化学修饰调节通过酶促共价修饰调节酶活性
②酶的化学修饰调节具有级联放大效应
▲化学修饰调节的特点：
a.绝大多数受化学修饰调节的关键酶都具无活性（或低活性）和有活性（或高活性）两种形式，它们可分别在两种不同酶的催化下发生共价修饰，互相转变。
催化互变的酶在体内受上游调节因素如激素控制。
b.酶的化学修饰是另一酶催化的酶促反应，一分子催化酶可催化多个底物分子发生共价修饰，特异性强，有放大反应。
c.磷酸化和去磷酸化是最常见的酶促化学修饰反应。
酶的1分子亚基发生磷酸化常消耗1分子ATP，比合成酶蛋白所消耗的ATP要少得多，且作用迅速，又有放大效应，是调节酶活性经济有效的方式。
d.催化共价修饰的酶自身也常受别构调节、化学修饰调节，并与激素调节偶联，形成由信号分子（激素等）、信号转到分子和效应分子（受化学修饰调节的关键酶）组成的级联反应，使细胞内酶活性调节更精细协调。
通过级联酶促反应，形成级联放大效应，只需少量激素释放即可产生迅速而强大的生理效应，满足机体的需要。
5.通过改变细胞内酶含量调节酶活性
①诱导或阻遏蛋白基因表达调节酶含量
②改变酶蛋白降解速度调节酶含量
（二）、激素通过特异受体调节物质代谢
1.膜受体激素通过跨膜信号转导调节物质代谢
2.胞内受体激素通过激素-胞内受体复合物改变基因表达、调节物质代谢
（三）、机体通过神经系统及神经-体液途径调节体内物质代谢
1.饱食状态下机体三大物质代谢与膳食组成有关
2.空腹机体物质代谢以糖原分解、糖异生和中度脂肪动员为特征
3.饥饿时机体主要氧化分解脂肪供能
①短期饥饿后糖氧化供能减少而脂肪动员加强
a.机体从葡萄糖氧化供能为主转变为脂肪氧化供能为主
b.脂肪动员加强并肝酮体生成增多
c.肝糖异生作用明显加强
d.骨骼肌蛋白质分解加强
②长期饥饿可造成器官损害甚至危及生命
a.脂肪动员进一步加强
b.蛋白质分解减少
c.糖异生明显减少
4.应激使机体分解代谢加强
①应激使血糖升高
②应激使脂肪动员增强
③应激使蛋白质分解加强
5.肥胖是多因素引起物质代谢和能量代谢失衡的结果
①肥胖是多种重大慢性疾病的危险因素
②较长时间的能量摄入大于消耗导致肥胖
a.抑制食欲激素功能障碍引起肥胖
b.刺激食欲激素功能异常增强引起肥胖
c.肥胖患者脂连蛋白缺陷
d.胰岛素抵抗导致肥胖
一、简答题
1．什么叫关键酶？其所催化的反应有何特点？
答：调节代谢的酶
特点：
A．它催化的反应速度最慢
B．催化单向反应
C．受各种代谢物的调节
2．什么叫关键酶的变构调节？该调节有什么生理意义？
答：变构效应剂与调节亚基结合，引起酶构象改变，改变酶的活性。
细胞水平代谢调节的较常见的快速调节。
A．代谢终产物的反馈抑制作用
B．使能量有效利用
C．使不同代谢途径相互协调
3．简述酶的化学修饰调节的特点。
答：
A．酶具有无活性和有活性两种形式。
B．放大效应。
C．主要以磷酸化与脱磷酸化为主。
二、问答题
1．叙述三大物质代谢间的相互联系。
答：
⑴糖代谢与脂代谢的相互联系，糖可转变成脂肪，绝大部分脂肪不能转变成糖，饥饿或糖代谢障碍产生高酮血症。
⑵糖代谢与氨基酸代谢的相互联系，大部分氨基酸可转变成糖，糖代谢中间产物可转变成12种非必需氨基酸。
⑶脂代谢与氨基酸代谢的相互联系，氨基酸可转变成脂肪，也可作为合成磷脂的原料。
脂类不能转变生成氨基酸。
2．叙述肌体三级水平代谢调节。
答：
⑴细胞水平的代谢调节
A．细胞内酶的隔离作用
B．关键酶的变构调节
C．酶的化学修饰调节
D．酶量的调节
⑵激素水平代谢调节，二类激素的作用途径
⑶整体调节
第十二章复习要点
1. 为什么蛋白性食物中的氨基酸会同时刺激胰岛素和胰高血糖素释放？
2. 肝脏可以调节血糖的分子机制包括了什么(至少列出四条)？
3. 成熟红细胞中具有哪些代谢途径？其生理意义是什么？
4. 影响血糖水平的激素有哪些？各自受什么因素影响？
5. 脑组织能量代谢特征为何？
6. 心肌能量代谢特征为何？
7. 概述机体的能量物质储存及动用的基本特征。
8. 列举一些重要的代谢中间物及它们所连接的代谢途径。
9. 列举饱食、饥饿、应激时肝脏的代谢特征。
