第7章 代谢调节-2011

• 增加糖皮质激素的生成，减少脂肪的动员。
—— 有利于动物在严重营养缺乏时的体重的保持 及维持存活。
李董，南开大学
胰岛素（insulin）

合成：胰腺 β 细胞 靶组织：下丘脑弓状核神经元 作用方式：作用于弓状核胰岛素受体而产生效应


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胰岛素生物学效应：
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重要器官及组织氧化供能的特点
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第四节
异常状态下的代谢调节
Regulations of Metabolism on Abnormal Situation
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（一）不同饥饿状态糖、脂和蛋白质代谢变化不同
1．短期饥饿糖利用减少而脂动员加强 饥饿13天 糖原消耗，血糖趋于降低

几乎以葡萄糖为唯一供能物质。每天耗用葡萄糖约100g。由于脑
组织无糖原储存，其耗用的葡萄糖主要由血糖供应。 血糖供应不足时，主要利用由肝生成的酮体作为能源。

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四、肌肉通常以氧化脂酸为主且在剧烈运动时 产生乳酸

肌肉组织通常以氧化脂酸为主，在剧烈运动时则以糖的无
氧酵解产生乳酸为主。

三大营养素 糖
2H
脂肪 蛋白质
乙酰CoA TAC
CO2
ATP+H2O
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●
乙酰辅酶A是三大营养物共同的中间代谢物，三 羧酸循环是糖、脂、蛋白质最后分解的共同代谢
途径，释出的能量均以ATP形式储存。
●
从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代替 ，并互相制约。 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋 白质的消耗。


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例：
肝在糖代谢中的作用： • 合成、储存糖原
• 分解糖原生成葡萄糖，释放入血
• 是糖异生的主要器官
——肝在维持血糖稳定中起重要作用。
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二、心优先利用酮体、脂酸并以有氧氧化为主
酮体
乳酸 游离脂酸 葡萄糖
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三、脑耗氧量大并以葡萄糖为供能物质

脑是机体耗能大的主要器官，耗O2量占全身耗O2的20%25%。
第二节
物质代谢的相互联系
Interrelationships among Metabolic Pathways of Carbohydrates, Lipids, and Proteins
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一、在能量代谢上相互联系相互制约
●
糖、脂及蛋白质可在体内氧化供能。虽然它们在体 内分解氧化的代谢途径各不相同，但有共同规律。 共同中间 产物 共同最终代 谢通路
葡萄糖
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糖代谢中间代谢物仅能在体内转变成12种非必需 氨基酸。
例如： 糖 丙酮酸
丙氨酸
天冬氨酸 乙酰CoA
草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
柠檬酸
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（三）蛋白质/氨基酸可转变为脂肪而脂类不能转 变为氨基酸/蛋白质

蛋白质可转变为脂肪。
乙酰CoA 脂肪
氨基酸
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二、糖、脂和蛋白质代谢通过共同中间产物 相互联系

体内糖、脂、蛋白质和核酸等的代谢不是彼此独立，而是 相互关联的。 它们通过共同的中间代谢物，即两种代谢途径汇合时的中 间产物，经三羧酸循环和生物氧化等联成整体。 三者之间可以互相转变，当一种物质代谢障碍时可引起其 它物质代谢的紊乱。



发达国家，十大危害前五位分别是：烟草、酒精、高血压、高胆 固醇和肥胖。 此外，在一些发展中国家（比如印度、中国），酒 精、高血压、高胆固醇等因素产生的影响也正在加大。 心脑血管疾病，高危因素包括高脂血症、高血压，糖尿病、吸烟 和超重等
Rosamond, W., Flegal, K., Friday, G., et al., Heart disease and stroke statistics--2007 update，Circulation, 2007. 115(5): p. e69-171.
消化吸收的糖 血 糖 代 谢 池 各 种 组 织
肝糖原分解 糖异生
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五、ATP是机体储存能量及消耗能量的共同形式
营养物 分 解
释放 能量
ADP+Pi
直
接
供
ATP
能
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六、NADPH是合成代谢所需的还原当量
例如：
磷酸戊糖途径
NADPH + H+
乙酰CoA
脂酸、胆固醇
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一、肝是机体物质代谢的枢纽

肝是人体的中心生化工厂 。 肝在糖、脂、蛋白质、水、盐及维生素代谢中均 具有独特而重要的作用。 肝是体内能合成尿素、酮体的唯一器官，也是合 成内源性类脂、胆固醇、蛋白质等最多、最活跃 的器官。 虽然肝储存糖原、糖异生途径活跃，可是肝能量 供应通常以氧化脂酸为主。
• 食物消化后的分解产物如葡萄糖、肽、氨基酸、
脂酸等可通过肝及消化道的化感受器的刺激产生
某些激素，影响机体的食欲。
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（2）机体储存脂肪量通过激素作用于脑调节进食

胰岛素可作用于脑、抑制进食；

由脂肪细胞合成分泌的瘦蛋白也可通过脑而抑 制进食。
—— 这两种激素是反映体内脂肪储存量的主要信息分子。
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瘦蛋白（leptin）

合成：脂肪细胞


靶组织：下丘脑弓状核
作用方式：与瘦蛋白受体(leptin receptor)结合而激活PKA途径调
控多种物质代谢。

合成调节：脂肪组织体积增加时合成增加，储脂减少， 合成降低。
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瘦蛋白生物学效应：
• 抑制食欲；
• 抑制脂肪的合成，刺激脂酸的β-氧化，增加能量消耗，以减少储脂， 使体重下降； • 瘦蛋白还能增加线粒体解偶联蛋白(UCP)表达，使氧化磷酸化解偶 联而增加热能的释放，最终使体重下降； • 降低T3的生成，降低基础代谢； • 降低性激素的生成减少性器官生长发育及生殖；
●
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●
任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约其 他物质的降解。
例如： 脂肪分解增强 ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
糖分解被抑制
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 （糖分解代谢限速酶之一）
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• 饥饿时
肝糖原分解 ，肌糖原分解
1~2天
肝糖异生，蛋白质分解
3~4周
以脂酸、酮体分解供能为主, 蛋白质分解明显降低

脂肪分解代谢的强度及顺利进行，还有赖于 糖代谢的正常进行。
• 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时:
脂肪大量动员
糖不足
酮体生成增加
草酰乙酸 相对不足 氧化受阻
高酮血症
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（二）绝大多数氨基酸的碳链骨架在体内可与糖相互转变

20种氨基酸除亮氨酸及赖氨酸外均可转变为糖。
例如：
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
糖异生
和谷氨酰胺释放入血循环。
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2．长期饥饿时代谢改变与短期饥饿不同

脂肪动员进一步加强，肝脏生成大量酮体，脑组织利用 酮体增加，超过葡萄糖，占总耗氧量的60%。

肌肉以脂酸为主要能源，以保证酮体优先供应脑组织； 肌肉蛋白质分解减少，肌肉释出氨基酸减少，负氮平衡
有所改善。

乳酸和丙酮酸成为肝糖异生的主要来源。肾脏糖异生作 用明显增强。

脂肪组织是合成及储存脂肪的重要组织。 脂肪细胞还含有动员脂肪的激素敏感甘油三酯脂肪酶，能使储 存的脂肪分解成脂酸和甘油释入血循环以供机体其它组织能源 的需要。
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七、肾也可进行糖异生和生成酮体

肾可进行糖异生、生成酮体， 它是除肝外唯一可进行此两种 代谢的器官。

肾髓质因无线粒体，主要由糖 酵解供能，而肾皮质则主要由 脂酸及酮体的有氧氧化供能。
由于肌肉缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，因此肌糖原不能直接分解 成葡萄糖提供血糖。
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五、红细胞代谢以糖酵解为主

红细胞能量主要来自葡萄糖的酵解途径，磷酸戊糖途径和糖醛酸循环 比较旺盛。 由于红细胞没有线粒体，因此不能进行糖的有氧氧化，也不能利用脂 酸及其它非糖物质，

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六、脂肪组织是合成及储存脂肪的重要组织
糖
葡萄糖或糖原 磷酸丙糖
甘油三酯
脂肪
脂肪酸
氨 基 酸 、 糖 及 脂 肪 代 谢 的 联 系
α-磷酸甘油 PEP
丙氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 苏氨酸 色氨酸
丙酮酸 异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸 草酰乙酸 乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 亮氨酸 赖氨酸 酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 酮体
柠檬酸
天冬氨酸 天冬酰胺
延胡索酸 苯丙氨酸 酪氨酸
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世界性粮食危机！！！

在贫困国家里，十大危害中排名占头五位的危害因素有：非正 常的体重偏低、不安全性行为、铁元素缺乏、水污染和固体燃 料导致的室内烟雾吸入（引起肺病）。
WHO sets out world's deadly top 10 , NewScientist
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But, …

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（一）糖在体内可转变为脂而脂酸不能转变为糖
当摄入的糖量超过体内能量消耗时，糖可以转变为脂肪。
合成糖原储存（肝、肌肉） 葡 萄 糖 合成脂肪 （脂肪组织）
乙酰CoA
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ董，南开大学

脂肪绝大部分不能在体内转变为糖。