第四节 肝外重要组织器官的物质代谢特点及联系 2015-07-07 71908 0
满足机体各组织器官基本细胞功能需要的代谢基本相同，但人体各组织器官高度分化、各有特点。只有满足了这些器官功能的代谢需要，这些器官才能正常行使功能，使各组织器官有机协调，成为正常的生命体。
一、心肌优先利用脂肪酸氧化分解供能
（一）心肌可利用多种营养物质及其代谢中间产物为能源
心肌细胞含有多种硫激酶（thiokinase），可催化不同长度碳链脂肪酸转变成脂酰辅酶A，所以心优先利用脂肪酸氧化分解供能。心肌细胞含有丰富的酮体利用酶，也能彻底氧化脂肪酸分解的中间产物——酮体供能。正是由于心肌细胞优先利用脂肪酸，使其分解产生大量乙酰辅酶A，强烈抑制酵解途径的调节酶——磷酸果糖激酶-1，继而抑制葡萄糖酵解。心肌细胞既富含细胞色素及线粒体，也富含LDH1，有利于乳酸氧化供能。所以，心主要通过有氧氧化脂肪酸、酮体和乳酸获得能量，极少进行糖酵解。心肌从血液摄取各种营养物有一定域值限制，血液营养物水平超过域值越高，摄取越多。因此，心肌在饱食状态下不排斥利用葡萄糖，餐后数小时或饥饿时利用脂肪酸和酮体，运动中或运动后则利用乳酸。
（二）心肌细胞分解营养物质供能方式以有氧氧化为主
心肌细胞富含肌红蛋白、细胞色素及线粒体，前者能储氧，以保证心肌有节律、持续舒缩运动所需氧的供应；后两者利于利用氧进行有氧氧化，所以心肌分解代谢以有氧氧化为主。即使氧消耗增加，如运动加剧，也极少发生“负氧债”（oxygen debt repayment）。
心肌富含乳酸脱氢酶，以LDH1为主，与乳酸亲和力强，能催化乳酸氧化成丙酮酸，后者可羧化为草酰乙酸，有利于有氧氧化。
二、脑主要利用葡萄糖供能乱耗氧量大
（一）葡萄糖和酮体是脑的主要能量物质
脑没有糖原，也没有作为能量储存的脂肪及蛋白质用于分解代谢，葡萄糖是脑主要的供能物质，每天消耗葡萄糖约100g，主要由血糖供应。脑组织具有很高的己糖激酶活性，即使在血糖水平较低时也能有效利用葡萄糖。长期饥饿血糖供应不足时，脑主要利用由肝生成的酮体供能。饥饿3～4天时，脑每天耗用约50g酮体。饥饿2周后，脑每天消耗的酮体可达100g。
16 物质代谢的调节控制
1．哪些化合物是联系糖类、脂质、蛋白质和核酸代谢的重要物质?为什么?
解答：详见本章引言和图16-1，并结合各代谢章节的内容加以总结归纳。
2．举例说明代谢途径的反馈调节。
解答：反馈调节主要是指在酶促反应系统中的最终产物对起始步骤的酶活性的调节作用。凡最终产物抑制起始步骤酶的活性的作用称为负反馈或反馈抑制；凡最终产物激活起始步骤酶的活性的作用称为正反馈。详见16.1.1.1“反馈调节”。
3．何谓酶活性的共价修饰调节。
解答：共价调节酶可通过其他酶对其肽链上某些基团进行共价修饰，使酶处于活性与无活性的互变状态，从而调节酶的活性，这种调节方式称为共价修饰调节作用。目前已知有6种类型的可逆共价修饰作用，(1)磷酸化／脱磷酸化；(2)乙酰化／脱乙酰化；(3)腺苷酰化／脱腺苷酰化；(4)尿苷酰化／脱尿苷酰化；(5) 甲基化／脱甲基化；(6) S—S／SH相互转变。详见16.1.1.3 “共价修饰调节作用”。
4．何谓操纵子?根据操纵子模型说明酶合成的诱导和阻遏。
解答：所谓操纵子是原核细胞基因表达的协调单位。操纵子由一组在功能上相关的结构基因和控制位点所组成。控制位点包括启动基因和操纵基因。此控制位点可受调节基因产物的调节。详见16.1.2.1“原核生物基因表达调节乳糖操纵子和色氨酸操纵子模型”。
5．说明衰减子的作用机制和生物学意义。
解答：色氨酸合成途径中除了阻遏蛋白对操纵基因的阻遏调节外，还存在色氨酸操纵子中衰减子所引起的衰减调节。衰减调节是在转录水平调节基因表达，它可使转录终止或减弱，衰减调节比阻遏作用是更为精细的调节。阻遏作用是控制转录的起始。衰减调节控制转录不能继续进行下去。转录衰减作用是转录能正常开始，但是转录过程可因细胞内氨基酸浓度升高而使转录中止的一种调节机制。细节见16.1.2.1“原核生物基因表达调节”。
6．为什么说阻遏蛋白对乳糖操纵子起负调节作用，而在降解物阻遏中的调节蛋白CAP起正调节作用?
第十一章 代谢的相互关系及调节控制
I 主要内容
本章重点讲了两个方面问题，一是生物体内不同物质代谢的相互联系，二是生物体内物质代谢的调控。
一、物质代谢的相互联系
糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢和核酸代谢是广泛存在于各种生物体内的四大物质代谢途径，不同途径之间的相互关系集中体现为各有所重，相互转化，又相互制约的关系。
二、代谢调节的一般原理
代谢的调节控制方式有分子水平调节、细胞水平调节、激素水平调节和神经水平调节四种，其中神经水平调节是高等动物所特有的，细胞水平是所有生物体共有的，各种类型的调节都是由细胞水平来实现的。
细胞水平调控是一切调控的最重要基础，细胞水平调节主要分为酶的区域化分布调节、底物的可利用性、辅因子的可利用性调节、酶活性的调节、酶量调节五种形式。
（一）酶的区域化分布调节
（二）底物的可利用性
（三）辅助因子的可利用性
（四）酶活性调节
酶活性调节是通过对现有酶催化能力的调节，最基本的方式是酶的反馈调节，亦即通过代谢物浓度对自身代谢速度的调节作用，反馈调节作用根据其效应的不同分为正反馈调节和负反馈调节。反馈是结果对行为本身的调节或输出对输入的调节，在物质代谢调节中引用反馈是指产物的积累对本身代谢速度的调节。反馈抵制调节包括顺序反馈调节、积累反馈调节、协同反馈调节和同功酶调节四种。
(五) 酶量的调节
细胞内的酶可以根据其是否随外界环境条件的改变而改变分为组成酶和诱导酶。组成酶是催化细胞内各种代谢反应的酶，如糖酵解、三羧酸循环等。诱导酶则是其含量可以随外界条件发生变化的一些酶类。它的产生或消失可以使细胞获得或失去代谢某一种物质的能力。
1.原核生物基因表达调控
操纵子学说是F. Jacob 和 J. Monod 于1961年首先提出来用于解释原核生物基因表达调控的一个理论。该理论认为一个转录调控单位包括：结构基因、调节基因、启动子和操纵基因四个部分，其中操纵基因加上它所控制的一个或几个结构基因构成的转录调控功能单位称为操纵子。
物质代谢的联系与调节
一、选择题
（一） A 型题
1 ．关于三大营养物质代谢相互联系错误的是 :
A ．乙酰辅酶 A 是共同中间代谢物
B ． TCA 是氧化分解成 H 2 O 和 CO 2 的必经之路
C ．糖可以转变为脂肪 D ．脂肪可以转变为糖
E ．蛋白质可以代替糖和脂肪供能
2 ．胞浆中不能进行的反应过程是
A ． 糖原合成和分解 B ． 磷酸戊糖途径 C ． 脂肪酸的 β - 氧化
D ． 脂肪酸的合成 E ． 糖酵解途径
3 ．关于机体物质代谢特点的叙述，错误的是
A ． 内源或外源代谢物共同参与物质代谢 B ． 物质代谢不断调节以适应外界环境
C ． 合成代谢与分解代谢相互协调而统一 D ． 各组织器官有不同的功能及代谢特点
E ． 各种合成代谢所需还原当量是 NADH
4 ．在胞质内进行的代谢途径有
A ． 三羧酸循环 B ． 脂肪酸合成 C ． 丙酮酸羧化
D ． 氧化磷酸化 E ． 脂肪酸的 β - 氧化
5 ．关于糖、脂类代谢中间联系的叙述，错误的是
A ． 糖、脂肪分解都生成乙酰辅酶 A B ． 摄入的过多脂肪可转化为糖原储存
C ． 脂肪氧化增加可减少糖类的氧化消耗 D ． 糖、脂肪不能转化成蛋白质
E ． 糖和脂肪是正常体内重要能源物质
6 ．关于肝脏代谢的特点的叙述，错误的是
A ． 能将氨基酸脱下的氨合成尿素 B ． 将糖原最终分解成葡萄糖
C ． 糖原合成及储存数量最多 D ． 是脂肪酸氧化的重要部位
E ． 是体内唯一进行糖异生的器官
7 ．乙酰辅酶 A 羧化酶的变构激活剂是
A ． 软脂酰辅酶 A 及其他长链脂酰辅酶 A B ． 乙酰辅酶 A
C ． 柠檬酸及异柠檬酸 D ． 丙二酰辅酶 A E ． 酮体
8 ．在生理情况下几乎以葡萄糖为唯一能源，但长期饥饿时则主要以酮体供能的组织是
A ． 脑 B ． 红细胞 C ． 肝脏 D ． 肌肉 E ． 肾脏
