非营养物质代谢

第十一章非营养物质代谢一、内容提要肝是人体多种物质代谢的重要器官，它不仅在蛋白质、氨基酸、糖类、脂类、维生素、激素等代谢中起着重要作用，同时还参与体内的分泌、排泄、生物转化等重要过程。

（一）肝的物质代谢特点1．肝的糖、脂类、蛋白质代谢特点（1）糖代谢肝通过肝糖原的合成、分解与糖异生作用来维持血糖浓度的相对恒定。

确保全身各组织，特别是脑和红细胞的能量供应。

（2）脂类代谢肝在脂类的消化、吸收、分解、合成及运输等过程中均起着重要的作用。

肝将胆固醇转化为胆汁酸，以协助脂类物质及脂溶性维生素的消化、吸收；肝是进行脂肪酸β–氧化、脂肪合成、改造及合成酮体的主要场所；肝是合成磷脂、胆固醇、脂肪酸的重要器官，并以脂蛋白的形式转运到脂肪组织储存或其它组织利用。

（3）蛋白质代谢肝在人体蛋白质合成、分解和氨基酸代谢中起着重要作用。

除γ-球蛋白外，几乎所有的血浆蛋白质均来自肝，包括全部的清蛋白、部分球蛋白、大部分凝血因子、纤维蛋白原、多种结合蛋白质和某些激素的前体等；肝含有丰富的氨基酸代谢酶类，氨基酸在肝内进行转氨基作用、脱氨基作用和脱羧基作用；氨基酸代谢产生的氨主要在肝生成尿素。

2．肝在维生素、激素代谢的特点（1）维生素代谢肝在维生素的吸收、储存、运输及代谢中起重要作用，肝是人体内含维生素A、K、B1、B2、B6、B12、泛酸与叶酸最多的器官；肝可将很多B族维生素转化为相应辅酶或辅基。

（2）激素代谢许多激素在发挥其作用后，主要在肝内被分解转化、降低或失去其生物活性，此过程称为激素的灭活。

（二）肝的生物转化1．生物转化的概念非营养物质经过氧化、还原、水解和结合反应，使其毒性降低、水溶性和极性增强或活性改变，易于排出体外的这一过程称为生物转化作用。

2．生物转化的物质①内源性：系体内物质代谢产物，如氨、胺、胆红素等，以及发挥作用后有待灭活的激素、神经递质等；②外源性：系有外界进入体内的各种异物，如药物、毒物、色素、食品添加剂、环境污染物等。

非营养物质名词解释定义：自由基(free radical)是一类含有不成对电子的原子或原子团。

例子：二价铜离子： Cu2+，自由基。

2，自由基：细胞代谢过程中产生的活性很强的中间代谢产物或活性很低的小分子有机物，它包括OH、 NR3、 NH2等。

自由基本身并无活性，但能与其他分子结合而形成稳定的分子。

自由基在体内外都很活跃，它能攻击蛋白质，也能侵犯核酸。

自由基攻击蛋白质时，就破坏蛋白质正常功能，如使酶失活。

自由基还会攻击脂类、碳水化合物，引起变性、燃烧、老化、溃疡等症状。

在老化过程中，产生大量自由基是人衰老的主要因素。

3。

还原力：抗氧化剂和酶所具有的清除自由基的能力称为抗氧化能力(antioxidant capacity)。

还原力的高低表示抗氧化剂的多少，如血红蛋白(葡萄糖)在4．9g/L，硫化血红蛋白(珠蛋白)在9g/L时都能将SO2还原为SO3，而在3．8g/L时仅能还原为NO2。

4。

过氧化物酶：有些氧化剂的分解产物与蛋白质或脂质结合后形成的物质，叫做过氧化物酶。

如高铁血红蛋白(血红素)在分解过程中，形成的过氧化物酶具有清除活性氧的作用。

例子：细胞呼吸过程中，各种物质通过分解产生二氧化碳和水，细胞呼吸是生命活动的动力之一，在这个过程中需要消耗大量能量，产生大量自由基，是造成人体衰老的重要原因之一。

过氧化物酶(超氧化物歧化酶)，是体内抗氧化剂之一，具有催化超氧阴离子和过氧化氢反应，清除自由基的能力，并且过氧化氢又是一种安全性极高的天然杀菌剂。

因此细胞呼吸过程中产生的自由基就是超氧阴离子和过氧化氢反应时产生的中间代谢产物，主要有羟自由基、过氧化氢、羟基自由基等。

非营养物质可分为两类：营养物质和抗营养物质。

(1)营养物质：凡可被生物体利用，合成自身组织并供给生命活动需要的物质称为营养物质。

(2)抗营养物质：凡阻碍或干扰营养物质被生物体利用，而本身又不能合成自身组织或不能提供生命活动需要的物质称为抗营养物质。

生物必考知识点之物质代谢1.食物的消化：一般都是结构复杂、不溶于水的大分子有机物，经过消化，变成为结构简单、溶于水的小分子有机物。

2.营养物质的吸收：是指包括水分、无机盐等在内的各种营养物质通过消化道的上皮细胞进入血液和淋巴的过程。

3.血糖：血液中的葡萄糖。

4.氨基转换作用：氨基酸的氨基转给其他化合物(如：丙酮酸)，形成的新的氨基酸(是非必需氨基酸)。

5.脱氨基作用：氨基酸通过脱氨基作用被分解成为含氮部分(即氨基)和不含氮部分：氨基可以转变成为尿素而排出体外；不含氮部分可以氧化分解成为二氧化碳和水，也可以合成为糖类、脂肪。

6.非必需氨基酸：在人和动物体内能够合成的氨基酸。

7.必需氨基酸：不能在人和动物体内能够合成的氨基酸，通过食物获得的氨基酸。

它们是甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等8种。

8.糖尿病：当血糖含量高于160mg/dL会得糖尿病，胰岛素分泌不足造成的疾病由于糖的利用发生障碍，病人消瘦、虚弱无力，有多尿、多饮、多食的“三多一少”(体重减轻)症状。

9.低血糖病：长期饥饿血糖含量降低到50-80mg/dL，会出现头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力等低血糖早期症状，喝一杯浓糖水；低于45mg/dL时出现惊厥、昏迷等晚期症状，因为脑组织供能不足必须静脉输入葡萄糖溶液。

1.糖类代谢、蛋白质代谢、脂类代谢的图解参见课本。

2.糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的，并且是有条件的、互相制约着的。

三类营养物质之间相互转化的程度不完全相同，一是转化的数量不同，如糖类可大量转化成脂肪，而脂肪却不能大量转化成糖类；二是转化的成分是有限制的，如糖类不能转化成必需氨基酸；脂类不能转变为氨基酸。

3.正常人血糖含量一般维持在80-100mg/dL范围内；血糖含量高于160mg/dL，就会产生糖尿；血糖降低(50-60mg/dL)，出现低血糖症状，低于45mg/dL，出现低血糖晚期症状；多食少动使摄入的物质(如糖类)过多会导致肥胖。

肝的生物化学《生物化学》复习提要肝脏是人体内最大的实质性器官，具有极其复杂和多样化的生物化学功能。

在生物化学的学习中，理解肝脏的生物化学过程对于掌握整体的生理代谢机制至关重要。

以下是对肝的生物化学相关知识的复习提要。

一、肝脏在物质代谢中的作用1、糖代谢肝脏在维持血糖稳定方面发挥着关键作用。

当血糖水平升高时，肝脏通过将葡萄糖合成肝糖原储存起来，或者将其转化为脂肪酸，进而合成甘油三酯储存。

当血糖水平降低时，肝糖原分解为葡萄糖释放入血，同时肝脏还能通过糖异生途径将非糖物质（如乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转化为葡萄糖，以补充血糖。

2、脂类代谢肝脏是脂类代谢的重要场所。

它能合成和分泌胆汁酸，促进脂类的消化和吸收。

肝脏能够合成甘油三酯、磷脂和胆固醇等脂类物质，同时也能对脂类进行分解代谢，将脂肪酸氧化分解为乙酰辅酶 A，为机体提供能量。

此外，肝脏还参与脂蛋白的合成和代谢，调节体内脂类的运输和分布。

3、蛋白质代谢肝脏是蛋白质合成和分解的重要器官。

它能合成多种血浆蛋白质，如白蛋白、凝血因子等。

同时，肝脏也能对氨基酸进行代谢，通过转氨基作用和脱氨基作用，将氨基酸转化为酮酸和氨。

氨在肝脏中经过鸟氨酸循环合成尿素，排出体外。

二、肝脏的生物转化作用生物转化是指机体将非营养物质进行化学转变，增加其水溶性，使其易于排出体外的过程。

肝脏是生物转化的主要器官。

1、生物转化的反应类型包括第一相反应和第二相反应。

第一相反应主要包括氧化、还原和水解反应，使非营养物质的分子结构发生改变，暴露出某些极性基团。

第二相反应是结合反应，将第一相反应产生的极性基团与某些内源性物质（如葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽等）结合，进一步增加其水溶性，利于排出。

2、影响生物转化的因素包括年龄、性别、营养状况、疾病、遗传因素等。

例如，新生儿肝脏的生物转化功能尚未完善，老年人肝脏的生物转化功能会有所下降。

三、胆汁与胆汁酸的代谢1、胆汁的成分和作用胆汁主要由水、胆汁酸、胆色素、胆固醇、磷脂等组成。

非营养性添加剂非营养性添加剂是指加入饲料中用于改善饲料利用率、保持饲料质量和品质、有利于动物健康或代谢的一些非营养性物质，主要包括饲料药物添加剂、益生素、酶制剂、酸化剂、中草药及植物提取成分、防霉剂、饲料调制和调质添加剂等。

第一节药物饲料添加剂药物添加剂是指为预防、治疗动物疾病而掺入载体或者稀释剂的兽药的预混物，包括抗球虫药类、驱虫剂类等。

饲料中需要使用兽药时，只能添加饲料药物添加剂，不能添加原料药或其他剂型的兽药。

一、抗生素抗生素是微生物（细菌、真菌、放线菌等）的发酵产物，对特异性的微生物具有抑制或杀灭作用。

其来源有微生物、植物提取、化学方法合成或半合成。

任何动物在其生命的任意阶段都面临被各种微生物感染的威胁，尤其是在受到应激时，如猪在刚出生、断奶、日粮变化和转群等时期，家禽在刚孵出来、疫苗接种和日粮变换等时期。

在过去几十年，应付这一危险的管理措施一直是使用抗生素。

然而，近十年来，在动物饲料中使用促生长类抗生素遭到越来越多的人反对。

1986年，瑞典开始禁止在动物饲料中使用促生长类抗生素，但允许在动物生产中使用兽医处方的治疗用抗生素。

随后欧盟在1998年12月禁止使用多种抗生素（英国除外）。

饲用抗生素包括促生长类抗生素和用于加药饲料的抗生素，前者是指那些以亚治疗剂量应用健康动物饲料中，以改善动物营养状况，促进动物生长，提高饲料效率的抗生素。

后者主要用于治疗，即动物在疾病状态下使用的饲料，可以在有兽医处方的情况下加入某些抗生素。

（一）抗生素的分类目前，世界上生产的抗生素已达 200多种，作为饲料添加剂的有60多种。

Swan(1968)将抗生素分为治疗用抗生素和饲料用抗生素两类。

这一划分主要是考虑人类的安全、药物的残留和交叉抗药性。

依其化学结构，抗生素可分为以下几类：1.多肽类此类抗生素吸收差、排泄快、无残留、毒性小、不易产生抗药性，不易与人用抗生素发生交叉耐药性。

属于此类抗生素的主要有杆菌肽锌、黏杆菌素、维吉尼亚霉素、硫肽霉素、持久霉素、恩拉霉素和阿伏霉素等。

植物的生长物质植物的生长发育是一个十分复杂的生命过程，不仅需要有机物质和无机物质作为细胞生命活动的结构物质和营养物质，还需要有植物生长物质的调节与控制。

植物生长物质是指具有调节和控制植物生长发育的一些微量化学物质，可以分为植物激素和植物生长调节剂两大类。

植物激素是指植物体内合成的，并能从产生之处运送到别处，对植物生长发育产生显著作用的微量有机化学物质。

目前得到普遍公认的有生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯五大类。

它们都具有以下特点：第一，内生性，它是植物生命活动过程中正常的代谢产物。

第二，能移动，它们能从合成器官向其他器官转移。

第三，非营养物质，它们在体内含量很低，但对代谢过程起极大的调节作用。

此外，油菜素甾体类、茉莉酸类、水杨酸和多胺类等已经证明对植物的生长发育具有多方面的调节作用。

随着生产和科学技术的发展，现在已经能够人工合成并筛选出许多生理效应与植物激素类似的，具有调节植物生长发育的物质，为了与内源激素相区别，称为植物生长调节剂，有时也称外源激素。

主要包括生长促进剂、生长抑制剂和生长延缓剂等。

植物生长物质在农业、林业、果树和花卉生产上有着十分重要的意义。

已经在种子萌发、植物生长、防止落花落果、产生无籽果实、控制性别转化、提早成熟、提高产量品质以及农产品贮藏保鲜等方面发挥了明显作用。

植物生长激素一、生长素（一）生长素的发现生长素是人们最早发现的植物激素。

1872年波兰园艺学家西斯勒克发现，置于水平方向的根因重力影响而弯曲生长，根对重力的感应部分在根尖，而弯曲主要发生在伸长区。

由此认为植株体内可能有一种从根尖向基部传导的刺激性物质，使根的伸长区在上下两侧发生不均匀的生长。

1880年英国科学家达尔文父子利用金丝虉草胚芽鞘进行向光性研究时发现，在单方向光照射下，胚芽鞘向光弯曲。

1928年荷兰人温特发现了类似的现象，并认为引起这种现象的物质在鞘尖上产生，然后传递到下部而发生作用。

因此他首先在鞘尖上分离了与生长有关的物质。

（生物科技行业）肝的生物化学第十七章肝的生物化学第十七章肝的生物化学第一节肝的物质代谢特点一、肝脏在糖代谢中的作用1．作用：维持血糖浓度的相对恒定，从而保障全身各组织，特别是大脑和红细胞的能量供应。

2．机制：在神经体液因素的调控下，肝通过糖原的合成与分解及糖异生作用来实现对血糖的调节。

1）当血糖浓度增高时（如进食后），血中葡萄糖在肝中合成肝糖原储存，使血糖保持正常水平。

2）当血糖浓度降低时（如饥饿时），肝糖原迅速分解为葡萄糖释放入血以补充血糖，从而防止血糖降低。

在饥饿10多小时后，绝大部分肝糖原被消耗，此时糖异生作用成为肝供应血糖的主要途径。

故肝病时容易导致血糖含量变化，可以引起肝源性低血糖症，甚至出现低血糖昏迷。

二、肝脏在脂类代谢中的作用1．作用：肝脏在脂类消化、吸收、转运、分解和合成代谢中都有重要作用。

2．机制：1）肝细胞可将胆固醇转变为胆汁酸盐，随胆汁排入肠腔，可乳化脂肪，以利于脂类消化和吸收。

肝病或胆道阻塞时，脂类消化吸收障碍，可产生厌油腻和脂肪泻等症状。

2）血浆中的VLDL主要在肝细胞合成，它在血浆中可转化为LDL。

HDL也主要在肝细胞合成。

脂蛋白是脂类在血浆中的转运形式，故肝脏积极参与体内各种脂类的转运和代谢。

3）甘油三脂在肝分解代谢十分活跃。

如脂肪酸在肝旺盛地进行β-氧化分解，且因其特有的酮体合成酶系，将之转变为酮体，并经血液循环转运至肝外组织，供大脑、肾、心脏、骨胳肌等组织氧化利用获取能量。

4）肝脏是合成脂肪、胆固醇、磷脂旺盛的器官。

磷脂是脂蛋白的重要组成部分。

当肝功能障碍或磷脂合成原料缺乏时，肝细胞合成磷脂减少，肝内脂肪运出障碍，过多的脂肪存积在肝细胞内而形成脂肪肝。

三、肝在蛋白质代谢中的作用1．作用：肝活跃地进行着蛋白质的合成代谢与分解代谢。

2．机制：肝是合成蛋白质的重要器官，肝除合成其本身所需的蛋白质外，还能合成大部分血浆蛋白。

血浆中的清蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原及多种载脂蛋白在肝脏合成。

非营养物质名词解释
一、非营养物质( non-nutrition)：是指除了水以外的无机盐、维生素和蛋白质。

第一节动物来源的脂肪、油、蛋类、乳类、鱼肝油，植物油、固体脂肪、植物类黄油、麦芽油、玉米油、芝麻油、豆油、花生油、调和油，红花籽油、棉籽油、菜籽油等植物油;各种人造奶油、起酥油、人造黄油、奶油饼干、奶油蛋糕、果酱、夹心饼干、奶粉、速溶咖啡、冰淇淋、全脂奶粉、脱脂奶粉、炼乳、麦乳精、食用酵母、柠檬酸、砂糖、食盐、香料、色素、水果香精等都属于非营养物质。

非营养物质在身体里是不能供给能量，但对健康却是必需的，特别是维生素和矿物质。

二、天然脂肪：是从植物中提取的脂肪，如葵花子、芝麻、黄豆、花生、大豆等。

天然脂肪不饱和脂肪酸含量高，熔点低，耐储存。

三、人造脂肪：包括氢化脂肪、乳化脂肪和合成起酥油，它们所含的饱和脂肪酸多于天然脂肪。

四、糖(碳水化合物)：它是一切有机体进行正常生命活动所必需的基本物质。

它是细胞膜的组成部分，并为神经和肌肉提供能量。

五、植物油脂：由不同植物性油混合制成的食品。

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生物转化作用
(1)概念
①人体内存在许多非营养物质，对人体有一定的生物学效应或潜
在的毒性作用。

机体在排出这些非营养物质之前，需对它们进行代谢
转变，使其水溶性提高，极性增强，易于通过胆汁或尿液排出体外，
这一过程称为生物转化作用。

②体内进行生物转化的非营养物质按其来源分为内源性和外源性
两类。

内源性物质包括体内物质代谢的产物或代谢中间物，如胺类、
胆红素等以及发挥生理作用后有待灭活的激素、神经递质等一些对机
体具有强烈生物学活性的物质。

外源性物质如药物、毒物、环境化学
污染物、食品添加剂等和从肠道吸收来的腐败产物。

(2)反应类型
肝的生物转化可分为两相反应。

①第一相反应包括氧化、还原和水解。

通过第一相反应，许多分
子中的某些非极性基团转变为极性基团，水溶性增加，利于排出体外。

有些物质经过第一相反应后，还须进一步与葡糖醛酸、硫酸等极性更
强的物质相结合，以得到更大的溶解度才能排出体外，这些结合反应
属于第二相反应。

②许多物质的生物转化反应非常复杂。

一种物质有时需要连续进
行几种反应类型才能实现生物转化目的，这反映了生物转化反应的连
续性特点。

③肝的生物转化过程中的两相反应由若干酶类催化完成。

(3)生理意义
生物转化的反应类型具有多样性和连续性的特点，生物转化的结果具有解毒与致毒的双重性。

经过生物转化后，多数物质的活性发生改变，毒性减弱或消失，极性增强，易于随胆汁或尿排出;但也有少数物质的毒性反而出现或增强。