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。

肝的生物化学1.生物转化作用：来自体内外的非营养物质（药物、毒物、染料、添加剂，以及肠管内细菌的腐败产物）在肝进行氧化、还原、水解和结合反应，这一过程称为肝的生物转化作用。

2．初级胆汁酸：初级胆汁酸是胆固醇在肝细胞内分解生成的具有24碳的胆汁酸，包括胆酸和鹅脱氧胆酸及其与甘氨酸和牛磺酸的结合产物。

3．次级胆汁酸：由初级胆汁酸在肠道中经细菌作用氧化生成的胆汁酸，包括脱氧胆酸和石胆酸及其与甘氨酸和牛磺酸的结合产物。

4．单胺氧化酶（MAO）：单胺氧化酶存在于线粒体中，从肠道吸收来的腐败产物胺类可由此酶氧化脱氨，生成醛与过氧化氢。

5．结合胆红素：胆红素在肝微粒体中与葡糖醛酸结合生成的葡糖醛酸胆红素称为结合胆红素，它水溶性大，易从尿中排出。

6．胆色素：胆色素是体内铁卟啉化合物的分解代谢产物，主要是衰老的红细胞在网状内皮系统中分解产生血红蛋白，血红蛋白进一步分解而来。

包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素。

7．胆素原的肠肝循环生理情况下，肠中产生的胆素原约有10％－20％重吸收，经门静脉入肝，其中大部分又以原形随胆汁再次排入肠道，此过程称为胆素原的肠肝循环。

8．胆汁酸的肠肝循环在肝细胞合成的初级胆汁酸，随胆汁进入肠道，转变为次级胆汁骏。

肠道中约95％胆汁酸经门静脉被重吸收入肝，并同新合成的胆汁酸一起再次被排人肠道，此循环过程称胆汁酸的肠肝循环。

9．黄疸胆红素为金黄色物质，大量的胆红素扩散进人组织，可造成组织黄染，这一体症称为黄疸。

根据胆红素生成的原因可将黄疸分为三种类型。

即溶血性黄疸、肝细胞性黄疸和阻塞性黄疸。

10.胆汁：是肝细胞分泌的一种液体，分为肝胆汁和胆囊胆汁，主要成分是胆汁酸盐，另外还含有多种酶类肝脏在物质代谢中的作用：肝脏在糖代谢中的作用，是通过肝糖原的合成、分解与糖异生作用来维持血糖浓度的恒定，确保全身各组织的能量供应; 肝脏在脂类的消化、吸收、分解、合成及运输等过程中均起重要作用; 肝脏能合成多种血浆蛋白质，并在蛋白质的分解代谢中也起重要作用; 肝脏在维生素的吸收、贮存和转化等方面均有重要作用; 肝脏参与激素的灭活胆汁酸的生理功能：作为较强的乳化剂促进脂类的消化吸收; 抑制胆固醇结石的形成; 维持胆汁的液态胆色素的正常代谢过程：1.衰老的红细胞被网状内皮系统破坏后释出的血红素，在血红素加氧酶催化下，生成胆绿素，再在胆绿素还原酶催化下生成脂溶性的胆红素。

人卫版生物化学第16章肝的生物化学肝脏，这个人体中最大的实质性器官，就像一座超级化工厂，承担着众多至关重要的生物化学功能。

在人卫版生物化学的第 16 章中，我们将深入探究肝脏的神奇化学世界。

肝脏在物质代谢方面发挥着核心作用。

首先是糖代谢，它是调节血糖的关键角色。

当我们进食后，血糖水平升高，肝脏会将多余的葡萄糖合成肝糖原储存起来；而在饥饿或血糖降低时，肝糖原又能分解为葡萄糖释放入血，以维持血糖的稳定。

不仅如此，肝脏还能进行糖异生，将一些非糖物质如乳酸、甘油等转化为葡萄糖，为身体提供能量。

在脂类代谢中，肝脏同样举足轻重。

它能够合成和分泌胆汁酸，促进脂类的消化和吸收。

同时，肝脏也是脂肪酸氧化分解的主要场所，能够产生大量的能量。

此外，肝脏还能合成甘油三酯、磷脂和胆固醇等脂质，并对它们进行代谢调节。

当脂类代谢出现异常时，就可能导致脂肪肝等疾病的发生。

蛋白质代谢也离不开肝脏的参与。

肝脏是合成蛋白质的重要器官，除了白蛋白外，许多凝血因子、纤维蛋白原等血浆蛋白都在肝脏中合成。

肝脏还能对氨基酸进行代谢，通过转氨基、脱氨基等作用，将氨基酸转化为其他物质。

肝脏还是多种维生素储存和代谢的场所。

例如，维生素 A、D、E、K 等都在肝脏中有一定的储存量。

肝脏还参与这些维生素的活化和转化过程。

除了物质代谢，肝脏在生物转化方面也具有重要功能。

我们的身体在新陈代谢过程中会产生一些非营养物质，如胆红素、胺类、激素等。

这些物质有的具有毒性，有的则需要进一步转化才能排出体外。

肝脏通过一系列酶促反应，对这些非营养物质进行化学修饰，使其水溶性增加，易于排出体外。

胆红素的代谢就是一个典型的例子。

胆红素是血红蛋白分解代谢的产物，它在肝脏中经过一系列反应，与葡萄糖醛酸结合形成结合胆红素，然后随胆汁排入肠道。

如果肝脏的胆红素代谢出现障碍，就可能导致黄疸的发生。

肝脏的解毒功能也是不可小觑的。

它能够将进入体内的有毒物质，如药物、酒精、细菌毒素等，转化为无毒或低毒的物质，然后排出体外。

南开大学医学院2019年基础医学科学学位硕士研究生入学考试《基础医学综合》（704）考试大纲Ⅰ. 考试范围医学院校的基础医学科目，包括生理学、生物化学与分子生物学、细胞生物学、病理生理学等学科的基本理论和专业知识。

Ⅱ. 考试目标要求要求考生系统掌握基础医学科目中的生理学、生物化学与分子生物学、细胞生物学、病理生理学的基础理论和专业知识，并能运用所学理论分析问题、解决问题，具备攻读硕士学位研究生的专业知识和素质，达到研究生入学水平。

Ⅲ. 答题方式及时间：闭卷，笔试，180分钟Ⅳ. 题型结构及比例：1.比例：生理学约30%生物化学与分子生物学约30%细胞生物学约20%病理生理学约20%2.题型：选择题：共50题名词解释：共12题问答题：共12题生理学一、绪论1.生命活动基本特征（新陈代谢、兴奋性、适应性、生殖）2.机体的内环境和稳态3.生理功能的神经调节、体液调节和自身调节4.体内反馈控制系统二、细胞的基本功能1.物质跨细胞膜转运：被动转运、主动转运、胞吐和胞吞2.跨膜信息转导的几种主要方式3.静息电位和动作电位及其产生机制4.局部电位及其特性，动作电位的传导5.受体和配体，细胞的跨膜信号转导6.神经-骨骼肌接头处的兴奋传递7.横纹肌的收缩机制、兴奋-收缩偶联和影响收缩效能的因素三、血液1.血液的基本组成、血量和理化特性2.血细胞(红细胞、白细胞和血小板)的数量、生理特性和功能3.红细胞的生成与破坏4.生理性止血，血液凝固、体内抗凝系统和纤维蛋白的溶解5.ABO 和Rh 血型系统及其临床意义6.输血和交叉配血四、血液循环1.心肌细胞的跨膜电位及其简要的形成机制2.心肌的生理特性：兴奋性、自律性、传导性和收缩性3.心脏的泵血功能：心动周期，心脏泵血的过程和机制，心音，心脏泵血功能的评定，影响心输出量的因素4.动脉血压的形成和影响因素5.静脉血压、中心静脉压及影响静脉回流的因素6.微循环的组成及血流动力学，组织液和淋巴液的生成与回流7.心脏和血管的神经支配，心血管活动的中枢调节，心血管反射8.心血管活动的调节9.动脉血压的短期调节和长期调节10.冠脉循环和脑循环的特点和调节五、呼吸1.肺通气的动力和阻力，胸膜腔内压，肺表面活性物质2.肺容积和肺容量，肺通气量和肺泡通气量3.肺换气的基本原理、过程和影响因素，气体扩散速率，通气/血流比值及其意义4.氧和二氧化碳在血液中的运输方式，氧和二氧化碳的解离曲线及其影响因素5.中枢和外周化学感受器。

1、酮体生成和利用的生理意义。

（1）酮体是脂酸在肝内正常的中间代谢产物，是甘输出能源的一种形式；（2）酮体是肌肉尤其是脑的重要能源。

酮体分子小，易溶于水，容易透过血脑屏障。

体内糖供应不足（血糖降低）时，大脑不能氧化脂肪酸，这时酮体是脑的主要能源物质。

2、试述人体胆固醇的来源与去路?来源:⑴从食物中摄取⑵机体细胞自身合成去路:⑴在肝脏可转换成胆汁酸⑵在性腺,肾上腺皮质可以转化为类固醇激素⑶在欺负可以转化为维生素D3⑷用于构成细胞膜⑸酯化成胆固醇酯，储存在细胞液中⑹经胆汁直接排除肠腔，随粪便排除体外。

3、酶的催化作用有何特点？①具有极高的催化效率,如酶的催化效率可比一般的催化剂高108~1020 倍；②具有高度特异性：即酶对其所催化的底物具有严格的选择性，包括：绝对特异性、相对特异性、立体异构特异性；③酶促反应的可调节性：酶促反应受多种因素的调控，以适应机体不断变化的内外环境和生命活动的需要。

4、何谓酶的不可逆抑制作用？试举例说明某些抑制剂通常以共价键与酶蛋白中的必需基团结合，而使酶失活，抑制剂不能用透析、超滤等物理方法除去，有这种作用的不可逆抑制剂引起的抑制作用称不可逆抑制作用举例：①有机磷抑制胆碱酯酶：与酶活性中心的丝氨酸残基结合，可用解磷定解毒②重金属离子和路易士气抑制巯基酶：与酶分子的巯基结合，可用二巯丙醇解毒。

5、试述竞争性抑制作用的特点，并举例其临床应用特点：①抑制剂与底物化学结构相似②抑制剂以非抑制剂可逆地结合酶的活性中心，但不被催化为产物③由于抑制剂与酶的结合是可逆的，抑制作用大小取决于抑制剂浓度与底物浓度的相对比例④当抑制剂浓度不变时，逐渐增加底物浓度，抑制作用减弱，甚至解除，因而酶的V不变⑤抑制剂的存在使酶的km的值明显增加。

说明底物和酶的亲和力明显下降。

举例：①磺胺类药物与对氨基苯甲酸竞争抑制二氢叶酸合成酶②丙二酸与琥珀酸竞争抑制琥珀酸脱氢酶③核苷酸的抗代谢物与抗肿瘤药物6、何谓酶原及酶原激活？简述其生理意义有些酶在细胞内合成时，或初分泌时，没有催化活性，这种无活性状态的酶的前身物称为酶原，酶原向活性的酶转化的过程称为酶原的激活。

小节练习第一节生物转化作用2015-07-07 71830 0一、体内非营养物质有内源与外源性两类人体内不可避免地存在许多非营养物质，这些物质既不能作为构建组织细胞的成分，又不能作为能源物质，其中一些还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，易于通过胆汁或尿排出，这一过程称为生物转化作用（biotransformation）。

肝是机体内生物转化最重要的器官。

皮肤、肺及肾等亦有一定的生物转化作用。

需进行生物转化的非营养物质按其来源有内源性和外源性之分。

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各种生物活性物质（如激素、神经递质等）。

外源性物质系人体在日常生活和（或）生产过程中不可避免接触的异源物( xenobiotics)，如药物、食品添加剂、环境化学污染物等和从肠道吸收的腐败产物。

大约超过20万种环境化学物存在，除个别因系水溶性可直接以原形由胆汁或尿排出外，绝大部分因系脂溶性需经生物转化作用才能排出体外。

二、肝的生物转化作用不等于解毒作用生物转化作用的生理意义在于：一则通过生物转化可对体内的大部分非营养物质进行代谢转化，使其生物学活性降低或丧失（灭活）；或使有毒物质的毒性减低或消除，也称解毒作用( detoxification)。

另则通过生物转化作用可增加这些非营养物质的水溶性和极性，从而易于从胆汁或尿排出体外。

但应该指出的是，有些非营养物质经过肝的生物转化作用后，虽然溶解性增加，但其毒性反而增强；有的还可能溶解性下降，不易排出体外。

如烟草中含有一种多环芳烃类化合物苯并(a)芘( benzo(a)pyrene，BaP)，其本身没有直接致癌作用，但经过生物转化后反而成为直接致癌物。

有的药物如环磷酰胺、百浪多息、水合氯醛和中药大黄等需经生物转化后才能成为有活性的药物。

这显示了肝生物转化作用的解毒与致毒双重性的特点。

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。

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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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。