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
脂质代谢生化指标
脂质代谢生化指标是指血液中脂质代谢的生化参数，包括甘油三酯（TG）、胆固醇（TC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）等。这些指标与多种疾病的发生发展密切相关，因此对于预防、诊断和治疗这些疾病具有重要的临床意义。
首先，TG是体内储存能量的主要途径，其水平升高与多种代谢综合征和心血管疾病的发生发展有关。正常的TG水平应该在0.56-2.25
mmol/L之间，对于高TG症患者，应该通过合理的饮食、运动和药物治疗来控制其水平。
其次，TC是指血液中所有脂质的总量，包括LDL-C、HDL-C和其他物质。TC水平的升高与动脉粥样硬化、冠心病等疾病有关。正常的TC水平应该在3.10-5.17 mmol/L之间，对于高TC症患者，应该注意合理饮食和运动，减少高胆固醇的食物摄入，同时可以采用降低胆固醇药物治疗。
HDL-C是血液中的一种保护性脂质，其水平升高与心血管疾病的风险降低相关。正常的HDL-C水平应该在0.90-1.70 mmol/L之间，对于低HDL-C症患者，可以通过增加运动、减少烟酒、合理饮食以及使用降低HDL-C药物来提高其水平。
LDL-C是一种不良的胆固醇，其水平升高与多种疾病相关，尤其是冠心病和动脉粥样硬化。正常的LDL-C水平应该在1.55-3.40 mmol/L之间，对于高LDL-C症患者，应该采用减少高胆固醇的食物、适当运动以及使用降低LDL-C药物等综合治疗方法来控制其水平。
总之，控制好脂质代谢生化指标对于预防和管理多种疾病具有重要的意义。通过科学的方法和综合治疗，可以有效控制其水平，降低患病风险，提高生活质量。
脂质代谢思考题
1. 动物不能将偶数碳脂肪酸净转化成葡萄糖，相反，奇数碳脂肪酸的某些碳原子能够作为葡萄糖异生的前体。请解释。
解答：偶数碳脂肪酸降解的产物是乙酰CoA，乙酰CoA不是糖异生作用的前体，它不能直接转变为丙酮酸，因为对于每个进入柠檬酸循环的二碳单位来说，只能被降解以CO2的形式释放。但是奇数碳脂肪酸的最后三个碳原子是丙酰CoA，它可以羧化，经过三个反应步骤能转变成柠檬酸循环的中间物琥珀酰CoA。柠檬酸循环的中间物都是糖异生的前体。
2. 试比较硬脂酸、油酸、亚油酸以及亚麻酸完全氧化产生的ATP数。
解答：硬脂酸为18碳饱和脂肪酸，经8次β-氧化可产生8分子NADH、8分子FADH2和9分子的乙酰CoA，故硬脂酸完全氧化产生的ATP数为：（2.5ATP/NADH）×8NADH＋（2.5ATP/FADH2）×8FADH2＋（10ATP/乙酰CoA）×9乙酰CoA=20ATP+12ATP+90ATP=122ATP。
但是，含有一个或多个不饱和双键的脂肪酸完全氧化除需要β-氧化的酶以外，还需要△3-顺→△2-反烯脂酰CoA异构酶、2，4-二烯脂酰CoA还原酶和3，2-二烯脂酰CoA异构酶参与。这样就可以保证这类脂肪酸能进行氧化，因为一般认为天然不饱和脂肪酸的双键的几何构型是顺式的。例如亚油酸的氧化。
从图中的反映可以看出，亚油酸含有两个不饱和双键，相应的减少了两次酰基CoA脱氢酶催化的脱氢反应，即减少了两分子FADH2的产生。因此，亚油酸完全氧化产生的ATP数应是122-3=199，同理，油酸应产生122-1.5=120.5ATP，亚麻酸应产生122-4.5=117.5ATP。（注：产生的ATP数按习惯方式计算）
3. 某些微生物如Nocardia和Pseudomonus能生长在以碳氢化合物为唯一碳源的环境里。这些细菌能把直链α-碳氢化合物氧化成相应的羧酸。例如：
CH3（CH2）6CH3＋NAD+＋O2→CH3（CH2）6COOH＋NADH＋H+
脂质是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合物。脂质是脂肪和类脂的总称。
脂肪是三脂酯甘油酯或甘油三酯（triglyceride），脂肪的主要生理功能是分解供能和储能。类脂包
括磷脂、胆固醇及其酯和糖脂等，是细胞膜结构的重要组分。
膳食中脂质大多是三酰甘油，还有少量的磷脂及胆固醇，本章首先分别对脂肪，磷脂和胆固醇的降解
吸收进行了详细的阐述，并介绍了脂质的转运和贮存。
三酰甘油和磷脂水解后都能生成甘油和脂肪酸，本章分别介绍了甘油和脂肪酸的分解代谢。β-氧化
是脂肪酸的主要氧化分解方式，此外还存在α-氧化和w-氧化。本章着重对β-氧化的各步反应及能
量转化进行了详细阐述，对酮体和磷脂的分解代谢以及胆固醇的转化也进行了介绍。
高等动物需要大量合成脂质物质，脂肪酸合成在细胞质中进行，所需的主要碳源为乙酰-CoA。本章主
要对脂肪酸的合成代谢进行了详细阐述，并介绍了三酰甘油、磷脂和胆固醇的合成过程。
本章对脂质代谢的调节进行了详细阐述，包括激素对脂肪代谢的调节，脂肪酸代谢的调节以及胆固醇
代谢的调节。最后本章从食品工业、脂肪酸发酵和生物柴油制备三个方面对脂质代谢的应用进行了介
绍。
二、自测题
（一）单项选择题：
1．［］酮体在肝外组织氧化利用时，需要下列哪种物质参加？A.乙酰CoA；B.琥珀酰CoA；C.丙二酸
单酰CoA D.脂酰CoA 2．［］属于必需脂肪酸的是：A.亚麻酸；B.软脂酸；C.油酸；D.月桂酸 3．［］下列哪种酶是脂肪分解的限速酶？A.蛋白激酶；B.甘油二酯脂肪酶 C.激素敏感脂肪酶 D.甘油激酶 4．［］下列哪一条途径不是乙酰CoA的代谢去路？A.生成柠檬酸；B.生成苹果酸；C.合成胆固醇 D.生成丙酮酸 5．［］携带软脂酰CoA通过线粒体内膜的载体为：A.固醇载体蛋白；B.酰基载体蛋白；C.肉碱；D.载脂蛋白 6．［］参与脂肪酸合成的维生素是：A.核黄素；B.叶酸；C.生物素；D.硫辛酸 7．［］1分子10碳饱和脂肪酸经β-氧化分解为5分子乙酰CoA，此时可净生成多少分子ATP？A.62 B.64；C.66；D.70 8．［］脂肪酸在肝脏进行β-氧化不生成下列哪种化合物A.乙酰CoA；B.H2O；C.FADH2；D.脂酰CoA 9．［］与脂肪酸活化有关的酶是：A.HMG-CoA合成酶；B.乙酰乙酰CoA合成酶；C.脂酰CoA合成酶；D.甘油三酯脂肪酶 10．［］胆固醇合成的限速酶是：A.乙酰基转移酶；B.HMG-CoA还原酶；C．G-6-P酶； D.HMG-CoA合成酶 11．［］在血液中，转运游离脂肪酸的物质为：A.脂蛋白；B.糖蛋白；C.清蛋白；D.球蛋白 12．［］甘油磷脂的合成必须有下列哪种物质参加？A.CTP；B.UTP；C.UMP；D.GMP 13．［］下列哪种激素能使血浆胆固醇升高？A.皮质醇；B.肾上腺素；C.胰岛素；D.甲状旁腺素 14．［］下列物质彻底氧化时，哪一项生成的ATP最多？A．2分子葡萄糖；B．1分子硬脂酸；C．3分子草酰乙酸； D．8分子乙酰CoA 15．［］关于脂肪酸合成的叙述，下列哪项是正确的？A．只能合成10碳以下的短链脂肪酸；B.不能利用乙酰CoA为原料；C.需丙二酸单酰CoA作为活性中间物； D.在线粒体中进行 16．［］由3-磷酸甘油和脂酰CoA合成甘油三酯的过程中，生成的第一个中间产物是：A.甘油一酯；B.甘油二酯；C.磷脂酸；D.磷脂酰胆碱 17．［］关于酮体的叙述，哪项是正确的？
