物质代谢与能量代谢.doc

泉州医学高等专科学校教案（续页） 第 26 页 第三章 物质代谢与能量代谢 3-1 能量代谢3-1-1 能量的产生、储存和利用一. 能源物质1糖在氧供应充分的情况下，葡萄糖经有氧氧化，被完全分解为CO2和H2O，释放大量的能量。2脂肪脂肪（fat）在体内的主要功能是贮存和供给能量。当氧化供能时，每摩尔脂肪所释放的能量约为糖有氧氧化的2倍。3蛋白质由于氨基酸在体内分解中氧化不完全，一部分氨基酸通过转氨基作用，经鸟氨酸循环形成尿素，由肾脏滤过随尿液排出，所以1mol的蛋白质在体内经生物氧化所产生的能量大约与1mol的葡萄糖生成的能量相近。二、生物氧化概念：营养物质在体内彻底氧化生成水和二氧化碳并释放能量的过程。（一）生物氧化的方式：1、 加氧氧化2、 脱氢氧化（最主要的方式）3、 脱电子反应（二）生物氧化的特点：1. 温和的环境中进行：37、恒压、PH值接近中性的体液中，酶促反应。2. 反应分步进行：逐步释放能量，能量一部分以热能散失，另一部分以ATP形式生成。3. 主要是脱氢氧化：代谢物脱H，经呼吸链氧化为水。4. 二氧化碳是有机酸脱羧生成三、能量的储存、转换和利用：（一） 能量的贮存ATP中有两个高能磷酸键（P），ATP为生物能量的载体。肌酸+ATP磷酸肌酸+ADP磷酸肌酸贮存形式（二）能量的转换（三）能量的利用：直接利用形式ATP 1. 为物质代谢提供能量。2. 为生命活动提供能量。3. 转变为其它的三磷酸核苷。案例：某患者，因神志不清约1小时入院。患者于约1小时前被人发现平卧于床上，不省人事，其房内用煤炉取暖，炉盖未封，室内煤气味浓烈，疑为煤气中毒，开窗通风后未见明显好转，为诊治急送医院。经体格检查和辅助检查确认为煤气中毒。讨论：1、ATP的生成。 2、氧化磷酸化的影响因素。 3、煤气中毒的作用的机制。 4、日常生活的注意事项。3-1-2 ATP的生成一、底物水平磷酸化：底物在代谢过程中形成的高能键直接转移给ADP生成ATP的过程。二、氧化磷酸化：主要方式（80%）代谢物脱下的氢原子，经过电子传递链彻底氧化为水的过程释放的能量使ADP磷酸化为ATP的过程。（一）氧化磷酸化的结构基础（二）呼吸链1、呼吸链的概念:线粒体内膜上的传递体，将代谢物脱下的氢或电子按照一定的顺序传递给O2分子生成水并释放能量的连锁反应体系。 2、呼吸链的组成与作用（1）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD或NADP): NAD+2H NADH+H+ (氧化型） （还原型） 它是递电子体和递氢体，它氧化型接受电子，以还原型提供电子。（2）黄素蛋白：以两种辅基FAD和FMN传递氢原子 FMN+2H FMNH2 （氧化型） （还原型） FAD+2H FADH2 （氧化型） （还原型）它是是递电子体和递氢体（3）铁硫蛋白（FeS）Fe2S2或Fe4S4 Fe3+e Fe2+ 它是单电子传递体（4）泛醌：用Q表示 Q+2H QH2（氧化型） （还原型）它是递电子体和递氢体（5）细胞色素体系：它们均为铁卟啉化合物，以其中的铁离子传递电子，细胞色素体系中与呼吸链有关的有细胞色素b,c1,c,aa3.每个细胞色素只传递一个电子。 Fe3+e Fe2+ 细胞色素在呼吸链中的排列顺序为：CytbCytc1CytcCytaCyta3。Cyta和Cyta3结合在同一条多肽链上，因二者结合紧密，很难分离，故称之为Cytaa3。Cytaa3是呼吸链中唯一将电子传递给O2生成水的，故称为细胞色素氧化酶，它含有铁和铜离子。3、呼吸链的排列顺序和方向两条重要的呼吸链：（1）NADH氧化呼吸链： NAD+CoQ还原酶CoQCoQ细胞色素c还原酶细胞色素C细胞色素C氧化酶 （2）琥珀酸氧化呼吸链： 琥珀酸CoQ还原酶CoQCoQ细胞色素c还原酶细胞色素C细胞色素C氧化酶（3）线粒体中几种重要代谢物氧化时的电子传递：4、胞液中NADH的氧化磷酸化（1）磷酸甘油穿梭系统：主要存在于肌肉、神经组织 胞液中：磷酸二羟丙酮+NADH磷酸甘油+NAD+ 线粒体内：磷酸甘油+FAD磷酸二羟丙酮+FADH2（2）苹果酸天冬氨酸穿梭系统：主要存在于心、肝 胞液中：草酰乙酸+NADH苹果酸+NAD+ 线粒体内：苹果酸+NAD+草酰乙酸+ NADH（三）氧化磷酸化相偶联的部位： 即2H经NADFMN Q 所释放的能量与ADP的磷酸化相偶联生成1P 经QCytbCytc1Cytc 所释放的能量与ADP的磷酸化相偶联可形成1P 经Cytaa3O2所释放的能量与ADP的磷酸化相偶联可形成1P即2H经NADH氧化呼吸链传递给氧分子生成水的过程中所释放的能量可生成3ATP；若2H经琥珀酸氧化呼吸链传递给氧分子生成水的过程中所释放的能量可生成2ATP。（四）氧化磷酸化的影响因素：1、NADH/NAD+比值：比值三羧酸循环V比值氧化磷酸化VADP氧化磷酸化VNADH堆积三羧酸V比值2、ADP+Pi/ATP比值：比值V。这是影响氧化磷酸化的主要因素。3、甲状腺素的作用：诱导K+Na+ATP酶生成，使ATPADP+Pi加快氧化磷酸化速度。4、抑制剂： 解偶联剂：2，4二硝基苯酚 氧化磷酸化抑制剂：寡酶素（抑制ATP合成酶） 电子传递链抑制剂：CO、CN、N3等电子传递链是一连锁反应，反应中某一环节被破坏，就能中断整个电子传递过程。例如：氰化物能与细胞色素aa3迅速结合，使电子传递链停止工作，可导致人体中毒甚至死亡。3-1-3 影响能量代谢的因素一、基础代谢人体在基础状态下（即清醒、安静、空腹）的能量代谢，称为基础代谢。 单位时间内的基础代谢，称为基础代谢率。二、影响能量代谢率的因素（一）食物的特殊动力效应 人进食后一段时间内（从进食后1h开始,持续7-8h），即使同样处于安静状态,但产热量却比进食前有所增加，食物能使机体产生“额外” 热量的现象称为食物的特殊动力效应。 各种营养物质的食物特殊动力效应不同，进食蛋白质时产热量增加30，混合性食物增加10，糖和脂肪增加4-6。 其产生的机制尚不十分清楚，可能与肝脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。（二）肌肉运动肌肉活动对能量代谢的影响最为显著。机体任何轻微的活动都可提高代谢率。剧烈运动时其耗氧量可增加10-20倍。（三）环境温度的影响人体在安静时的能量代谢，在20-30的环境中最稳定。 当环境温度低于20时，代谢率有所增加，在10以下，则代谢率显著增加； 当环境温度为30-40时，代谢率的增加主要是由于体内化学过程反应速度加快，同时还有发汗以及呼吸、循环机能增强所致。（四）精神活动人在平静地思考问题时，能量代谢受到的影响不大，其产热量一般不超过4%。 但精神处于紧张状态（烦躁、恐惧、情绪激动等）时，由于会导致无意识的肌肉紧张性增强、交感神经兴奋及促进代谢的内分泌激素释放增多等原因，产热量可显著增加。案例：某2岁男孩，确诊为细菌所致的发高烧。讨论：1、人体体温临床上常用的测量部位有哪些？其正常值各是多少？ 2、人体的散热器官和散热方式。 3、细菌引起发热的机制。 4、根据散热原理，如何给高热病人降温？3-1-4 体温及其调节一、体温及其正常波动（一）体温及其测量 体温是指机体深部的温度。 测量部位：直肠， 舌下，腋窝 1 肛温：正常为36.9-37.9。 2 口温：约比直肠低0.2，为36.7-37.2。 3 腋温：约比口腔低0.3，为36.4-36.2。（二）体温的生理波动1 昼夜变化 清晨26时体温最低，午后16时最高，周期变动幅度一般不超过1C，体温的这种周期性波动称为昼夜节律或日周期 （circadian rhythm)。2 性别差异 成年女子体温平均比男子高0.3。 女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵日最低（约1）。 3 年龄差异新生儿体温变动大，老年人体温低。4 其他肌肉活动情绪激动、精神紧张、进食等都会影响体温季节和地区全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和扩张血管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低二、产热和散热（一）产热过程1 产热器官在安静时，内脏器官，主要是肝脏。在劳动时或运动时的主要产热器官是骨骼肌。2 产热的调节反应1）提高代谢率2）寒战：是寒冷环境中最有效的产热方式，可提高代谢率4-5倍3 产热活动的调节寒冷刺激时交感-肾上腺髓质NE、E产热量特点：作用迅速， 维持时间短。 机体在寒冷环境几周后甲状腺T3、T4 代谢率(增加45倍)产热量特点：作用缓慢，维持时间长（二）散热过程体热除一小部分随呼吸和粪、尿等排泄物散发外，绝大部分通过皮肤散发。1 散热方式 1）辐射散热 2）对流散热 3）传导散热 4）蒸发散热：分不感蒸发和发汗2 散热的调节反应1）发汗汗腺的活动受交感神经支配，其节后纤维释放的是乙酰胆碱。汗液是低渗的。2）循环系统的调节反应：支配皮肤的交感神经紧张度下降，小动脉舒张，动静脉吻合支开放，皮肤血流量增加，散热量增加。三、体温调节（一）温度感受器1 外周温度感受器：皮肤、粘膜、腹腔脏器2 中枢温度感受器：热敏神经元和冷敏神经元。（二）体温调节中枢下丘脑是体温调节的主要中枢。下丘脑的视前区-下丘脑前部是体温调节的中心部位。（三）关于调节体温相对稳定的学说调定点学说：丘脑的视前区下丘脑前部中的中枢温度敏感神经元在调节体温衡定中起调定点作用，这些神经元感受温度的阈值为37。这个阈值称为体温稳定的调定点。当温度超过37时热敏神经元活动增强，使散热增加，产热减少，结果温度降至正常。 当温度低于37时，热敏神经元活动减弱，使散热减少，冷敏神经元神经元活动兴奋，产热增多，所以体温回升致正常水平。调定点学说对细菌所致的发热现象的解释：是调定点上移的结果。小结：1、能量的储存、转换和利用 2、ATP的生成 3、影响能量代谢的因素 4、体温及其调节3-2 糖代谢 3-2-1 概述一 糖的化学（一） 糖的概念：糖是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物。（二） 单糖：不能水解的糖。其中最为重要的为葡萄糖（己醛糖，六个碳的醛糖），结构如图一，它是体内糖的主要运输和利用形式。其次，还有核糖、脱氧核糖、果糖等，而核糖和脱氧核糖我们在核酸化学中己讲过，而果糖是己酮糖。（三） 糖原：糖原是由许多葡萄糖单位构成的具有分支的大分子多糖。肝和肌肉组织是储存糖原的主要组织器官。肌糖原主要为肌肉收缩提供急需的能量；肝糖原则在维持血糖浓度恒定方面起重要作用。糖类广泛存在于动植物体内，植物干重的50-80%由糖类组成，人体含糖量约为干重的2%。糖具有多种重要的生理功能。二 糖的生理功能（一） 氧化供能（二） 构造细胞（三） 其它功能1. 参与构成体内一些具有生理功能的物质。如免疫球蛋白、血型物质、部分激素及绝大部分凝血因子，均属于糖蛋白。2. 在体内转变为其它物质。如脂肪、氨基酸、葡萄糖醛酸（参与生物转化作用）。三、糖代谢概况3-2-2 糖的分解代谢一. 糖酵解：（一） 概念：机体在相对缺氧条件下，葡萄糖或糖原在胞液中分解为乳酸并释放出少量能量的过程。（二） 糖酵解的基本过程：人为分成三个阶段1、活化裂解阶段：（1） G+ATP G-6-P+ADP（2） G-6-P F-6-P（3） F-6-P+ATP1,6-FDP+ADP（4） 1,6-FDP 3-磷酸甘油醛+磷酸二羟丙酮（裂解）（5） 磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛（若是进入分解代谢途径则磷酸二羟丙酮转为3-磷酸甘油醛；若是用于合成糖或合成脂肪则3-磷酸甘油醛转为磷酸二羟丙酮。）2、氧化产能：（1） 3-磷酸甘油醛+Pi+NAD+1,3-二磷酸甘油酸+NADH（2） 1,3-二磷酸甘油酸+ADP3-磷酸甘油酸+ATP（3） 3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸（4） 2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸+H2O（5） 磷酸烯醇式丙酮酸+ADPATP+烯醇式丙酮酸（6） 烯醇式丙酮酸丙酮酸3、丙酮酸还原为乳酸丙酮酸+NADH乳酸+NAD+成熟红细胞的糖酵解还存在着2，3-二磷酸甘油酸支路1,3-二磷酸甘油酸2，3-二磷酸甘油酸2，3-二磷酸甘油酸+H2O3-磷酸甘油酸+Pi2，3二磷酸甘油酸可降低血红蛋白对氧分子的亲和力。（三） 反应特点：1 无氧参与，终产物为乳酸。因无氧参与，所以反应中生成的NADH只能用于丙酮酸的还原。2 每分子葡萄糖酵解净生成2ATP。若从糖原开始，则净生成3ATP。葡萄糖活化时消耗2ATP，底物水平磷酸化生成4ATP。3 有三步不可逆反应。分别在己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的催化下进行。磷酸果糖激酶的催化活性最低，是最重要的限速酶。4 红细胞内存在2，3-二磷酸甘油酸支路。（四） 生理意义：1 获能迅速，可供机体急需；是机体在相对缺氧或某些组织在生理条件下获得能量的有效方式。2 2，3二磷酸甘油酸可降低血红蛋白对氧分子的亲和力，调节血红蛋白的运氧功能。3 酵解时间过长，生成乳酸过多将导致酸中毒。二. 糖的有氧氧化：（一） 概念：在供氧充足的条件下，葡萄糖或糖原在胞液和线粒体内彻底氧化为水和二氧化碳并释放出大量能量的过程。（二） 基本过程：1 胞液内的反应阶段糖酵解途径：葡萄糖+2ADP+2NAD+2Pi2丙酮酸+2NADH+2ATP+2H2O2 线粒体内反应阶段（1） 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A丙酮酸+NAD+HCoA乙酰CoA+NADH+CO2丙酮酸脱氢酶系：转乙酰基酶；丙酮酸脱氢酶；二氢硫辛酸脱氢酶。辅酶有NAD+、FAD、硫辛酸及辅酶A。（2） 乙酰辅酶A进入三羧酸循环与氧化磷酸化（可获得12ATP）从草酰乙酸与乙酰辅酶A缩合生成柠檬酸开始，最终仍生成草酰乙酸而成的循环。KREBS循环三羧酸循环的过程 循环包括以下几步反应：1乙酰CoA+草酰乙酸+H2O柠檬酸+HCoA2柠檬酸顺乌头酸+H2O3顺乌头酸+H2O异柠檬酸4异柠檬酸+ NAD+-酮戊二酸+NADH+CO25-酮戊二酸+NAD+HSCoA琥珀酰CoA+NADH+CO26琥珀酰CoA+GDP+Pi琥珀酸+GTP+HSCoA7琥珀酸+FAD延胡索酸+FADH28延胡索酸+H2O苹果酸9苹果酸+NAD+草酰乙酸+NADH （三）三羧酸循环的特点：1 底物水平磷酸化生成1分子ATP2 2次脱羧反应生成2分子二氧化碳3 3个不可逆反应柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和酮戊二酸脱氢酶复合体催化的反应，循环具有单向性。4 4次脱氢反应生成4分子还原当量5 在有氧条件下进行6 中间产物不断更新三羧酸循环的生理意义：1. 氧化供能。每分子的乙酰CoA彻底氧化可生成12ATP。2. 三羧酸循环是糖、脂肪和蛋白质彻底氧化的共同途径。3. 三羧酸循环也是物质代谢的枢纽。（四）生理意义：彻底氧化，获能多，是机体获能的主要方式。比较糖酵解和有氧氧化的特点：特点糖酵解糖有氧氧化亚细胞部位胞液胞液和线粒体是否有氧参与否是3磷酸甘油醛生成的NADH的去路用于丙酮酸的还原进入电子传递链彻底氧化终产物乳酸二氧化碳和水生成ATP的方式底物磷酸化底物磷酸化和氧化磷酸化生成能量少多案例：某2岁男孩，有服蚕豆史，发病迅速，出现贫血、黄疸和血红蛋白尿，实验室检查符合溶血性贫血。又进一步做了红细胞G6PD活性检测，G6PD活性明显低下，确诊为蚕豆病。讨论：1、一般人服蚕豆等有氧化性食物为什么不会发病？2、蚕豆病的生化机制。 3、蚕豆病的防治原则。三. 磷酸戊糖途径：胞液（一） 过程：G-6-P+NADP+Gi-6-P+NADPHGi-6-P+NADP+CO2+NADPH+5-磷酸戊糖（二） 生理意义：可生成5-磷酸戊糖和NADPH1 5-磷酸戊糖是合成核苷酸和核酸的原料；2 NADPH是体内多种合成反应的供氢体；是生物转化的供氢体；是谷胱甘肽还原酶的辅酶，保持谷胱甘肽的还原状态，维持红细胞膜的完整性。3-2-3 糖原的代谢一. 糖原合成：胞液中（一） 概念：由单糖（主要是葡萄糖）合成糖原的过程称糖原合成。（二） 反应过程： G+ATP G-6-P+ADPG-6-P G-1-PG-1-P+UTPUDPG（活性葡萄糖）+PPiUDPG+GnUDP+Gn+1（三） 糖原合成的特点：1. 需要糖原引物，引物为含4个或4个以上葡萄糖残基的 -1，4葡聚糖。从非还原端延长。2. 限速酶是糖原合酶。受胰岛素的激活。3. 葡萄糖的供体是UDPG4. 需要分支酶形成糖原支链结构。当糖链长度达到12-18个葡萄糖基时，分支酶把段大约含6-7个葡萄糖基的糖链转移到邻近糖链上，以-1，6糖苷键相连形成分支。5. 消耗能量。二. 糖原的分解：胞液中（一） 概念：肝糖原分解为葡萄糖的过程。（二） 过程：Gn+PiG-1-PG-6-PG+Pi1，4苷键的分解：磷酸化酶（限速酶）1，6苷键的形成：脱枝酶葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝肾中。三. 糖原的合成与分解的生理意义：维持血糖浓度的相对恒定和肌肉组织对能量的需要。3-2-4 糖异生作用一. 概念：非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。二. 过程：基本上是糖酵解的逆过程1 线粒体内：丙酮酸+CO2+ATP+H2O草酰乙酸+ADP+Pi2 胞液：草酰乙酸+GTPGDP+磷酸烯醇式丙酮酸+CO21，6-FDP+H2OF-6-P+PiG-6-P+H2OG+Pi草酰乙酸不可直接透出线粒体，需先生成苹果酸后透出；果糖二磷酸酶和葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中，所以糖异生作用只在肝、肾中进行。三、甘油和乳酸的糖异生作用：1 甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮2 乳酸丙酮酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸二. 糖异生的生理意义：1 维持血糖浓度的相对恒定；2 有利于乳酸的利用，防止乳酸性酸中毒。3 协助氨基酸的代谢。3-2-5 血糖一 血糖（一） 概念：主要指血浆中的葡萄糖。（二） 血糖的水平：3.9-6.1 mmol/L（三） 血糖的来源和去路：1 来源：食物中糖的消化吸收肝糖原的分解： 糖异生作用： 2 去路：氧化供能： 合成糖原贮存： 转变为其它物质：随尿排出：当血糖浓度超过肾糖阈（8.89-10.0mmol/L）时，则有部分糖从尿液排出，这是血糖的非正常去路。二 血糖的调节：1 主要器官：肝脏。2 激素：胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素和胰岛素，其中只有胰岛素是降血糖的激素。三 糖代谢的异常：1 高血糖和糖尿病：血糖水平7.2-7.6mmol/L为高血糖。低血糖：血糖水平3.3-3.9mmol/L为低血糖。3-3 脂类的代谢3-3-1 甘油三酯的代谢一. 甘油三酯的分解代谢：（一） 脂肪的动员：脂库中的甘油三酯在脂肪酶催化下水解为甘油和脂肪酸经血液运至全身各组织利用的过程。限速酶：甘油三酯脂肪酶（激素敏感脂肪酶）脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、甲状腺素等。抗脂解激素：胰岛素。（二） 脂肪酸的氧化：限速酶是存在于线粒体外膜上的肉毒碱脂酰转移酶()1 在胞液中活化：脂肪酸+ATP+HSCoA脂酰CoA+AMP+PPi这一过程相当于消耗2ATP。2 酰CoA进入线粒体：以肉碱为载体。3 脂肪酸的-氧化作用：脂酰CoA在线粒体内的氧化首先发生在碳上，故称为脂肪酸的-氧化作用。见挂图 脂肪酸的-氧化作用过程包括四个连续的步骤：（1） 脱氢：R-CH2-CH2-COCoA+FADR-CH=CH-COCoA+FADH2（2） 加水：R-CH=CH-COCoA+H2OR-CH(OH)-CH2-COCoA（3） 再脱氢：R-CH(OH)-CH2-COCoA+NAD+R-CO-CH2-COCoA+NADH（4） 硫解：R-CO-CH2-COCoA+HCoAR-COCoA+CH3-COCoA每次的-氧化包括脱氢、加水、再脱氢、硫解四个步骤生成比原来少两个碳单位的脂酰CoA和一分子的乙酰CoA。每次-氧化可生成FADH2（经呼吸链氧化生成2ATP） NADH（经呼吸链氧化3ATP）。 乙酰CoA（进入三羧酸循环生成12ATP） 比原来少两个碳单位的脂酰CoA（脂酰CoA可进入下一次的氧化。）若有一n碳的饱和脂肪酸可进行()次氧化，生成()（FADH2+NADH）和乙酰CoA；4 还原当量和乙酰辅酶A的彻底氧化：若有一n碳的饱和脂肪酸彻底氧化可净得()5+122分子ATP。人体内的三脂酰甘油中还含有少量的奇数碳原子的脂肪酸，其-氧化最后生成的丙酰辅酶A可羧化生成琥珀酸单酰辅酶A，然后进入三羧酸循环。案例：某14岁患者，发病2周前饮食好，口渴多饮，夜尿次数多，因昏迷到当地儿童医院就诊，呼气有水果味，经检查：血乙酰乙酸、-羟丁酸水平异常升高，血糖显著升高，尿糖强阳性，尿酮体强阳性。诊断：重度型糖尿病伴酮症酸中毒。讨论：1、酮体的正常代谢及其生理意义。2、严重糖尿病患者导致酮症酸中毒的生化机制。 3、酮症酸中毒的防治原则。（三） 酮体的代谢：-羟基-甲基戊二酸单酰辅酶A合成酶为限速酶1 酮体的概念：是脂肪酸在肝内氧化的正常中间产物，包括乙酰乙酸(30%)、-羟基丁酸(70%)和丙酮(微量)。2 酮体的生成：酮体在肝脏线粒体内，以脂肪酸-氧化生成的乙酰CoA为原料，由酮体生成酶系催化生成。 3 酮体的利用： 4 生理意义：（1） 酮体是脂肪酸在肝内正常代谢的中间产物，是肝内向肝外输出能源的一种形式；（2） 在某些病理情况下，如长期饥饿、低糖高脂膳食及糖尿病，酮体的生成大于利用，将导致酮血症甚至酮症酸中毒。（四） 甘油的氧化分解甘油+ATP-磷酸甘油+ADP-磷酸甘油+NAD+NADH+磷酸二羟丙酮二. 三脂酰甘油的合成代谢：肝、脂肪组织最为活跃（一） 脂肪酸的合成：原料：胞液中以乙酰辅酶A为原料，ATP提供能量，NADPH为供氢体合成。（二） -磷酸甘油的生成：胞液1 甘油+ATP-磷酸甘油+ADP（肌肉和脂肪组织中甘油激酶活性很低，不能利用甘油来合成三脂酰甘油）2 糖代谢生成的磷酸二羟丙酮+NADH-磷酸甘油+NAD+（三） 三脂酰甘油的合成：内质网-磷酸甘油+2脂酰辅酶磷脂酸+2辅酶A磷脂酸+H2O二脂酰甘油+Pi二脂酰甘油+脂酰辅酶A三脂酰甘油+辅酶A关键酶：-磷酸甘油脂酰基转移酶3-3-2 甘油磷脂的代谢一. 甘油磷脂的合成：1 部位：全身各组织细胞内质网均有磷脂的合成酶系，以肝细胞最为活跃2 原料：甘油二酯，ATP，CTP，醇及其衍生物（丝AA，乙醇胺，蛋AA，胆碱，肌醇）3 基本过程： 二、甘油磷脂与脂肪肝：甘油磷脂VLDL肝内合成的TG不能顺利运至肝外在肝内堆积3-3-3 胆固醇的代谢一. 胆固醇及其酯的合成：胞液和光面内质网（一） 原料：乙酰辅酶A、ATP、NADPH（二） 合成过程限速酶：羟甲戊二酸单酰辅酶A还原酶（三） 胆固醇的酯化：二. 胆固醇的代谢去路（一） 在肝内转变为胆汁酸（二） 胆固醇转化为类固醇激素和维生素D（三） 胆固醇的排泄：胆固醇在体内大部分在肝内合成胆汁酸，以胆汁酸盐的形式随胆汁排出，这是主要的排泄出路，另有一部分以原型随胆汁进入肠道，以原型或还原为粪固醇后排出。2-3-4 血浆脂蛋白代谢一. 血脂：（一） 概念：血浆中的脂类物质统称为血脂（二） 组成：TG、CH、CHE、磷脂、FFA（三） 含量的影响因素：（课后自学）二. 血脂的转运血浆脂蛋白（一） 分类：1 密度法：从上到下可将脂蛋白分为4类：乳糜微粒（CM）、极低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）。2、电泳法：依各种脂蛋白中的载脂蛋白不同，其表面所带电荷不同及颗粒大小不同，在电场中的泳动速度也不同，依泳动速度从快到慢可将脂蛋白分为4类：- 脂蛋白、前-脂蛋白、-脂蛋白和乳糜微粒。 两种分类法的对应关系如下： 密度法乳糜微粒极低密度脂蛋白低密度脂蛋白高密度脂蛋白电泳法乳糜微粒 前脂蛋白脂蛋白脂蛋白（二） 结构与组成：各类血浆脂蛋白都有相似的基本结构，疏水性较强的三脂酰甘油及胆固醇酯均位于脂蛋白内核，而具极性的及非极性基团的载脂蛋白、磷脂及游离胆固醇则以单分子层覆盖于脂蛋白表面，非极性的疏水基团朝向内核，极性的亲水基团暴露在表面与水相接触，使脂蛋白能在血液中转运。其中载脂蛋白有三个方面作用：维持脂蛋白的结构；与脂蛋白质中脂质成分的利用有关酶的活性密切相关；识别脂蛋白受体的作用。（三） 血浆脂蛋白的形成部位、组成特点及主要生理功能：分类形成部位组成特点主要生理功能CM小肠粘膜上皮细胞含大量甘油三酯转运外源性甘油三酯至肝外利用VLDL肝脏及肠粘膜细胞甘油三酯含量高转运内源性甘油三酯至肝外利用LDL血浆（VLDL转变）胆固醇及其酯含量高转运肝脏合成的胆固醇及胆固醇酯至肝外组织利用HDL肝脏及小肠粘膜细胞载脂蛋白及磷脂含量高将肝外组织游离的胆固醇酯化并运至肝内代谢 血浆中LDL含量升高，患动脉粥样硬化的危险性也升高。 HDL有防止动脉粥样硬化的生理功用。3-4 氨基酸的代谢3-4-1 概述一、蛋白质的需要量（一） 氮平衡1.总氮平衡 摄入氮排出氮，表示体内蛋白质的合成与分解处于平衡状态，见于正常成人。2.正氮平衡 摄入氮排出氮，表示体内蛋白质的合成大于分解，见于儿童、孕妇及恢复期病人。3. 负氮平衡 摄入氮排出氮，说明体内蛋白质的分解大于合成，即摄入的蛋白质不能满足机体蛋白质合成需要，体重通常下降。如慢性消耗性疾病、营养不良、饥饿等。（二）需要量我国营养学会推荐成人每日蛋白质的需要量为80g。儿童、孕妇、乳母以及术后病人应适量增加。蛋白质的摄入量并非越多越好，如摄入蛋白质的量过多，不仅机体利用不了，反而会增加消化器官、肝、肾的负担。二、蛋白质的营养价值 （一）必需氨基酸 1.概念 体内需要但自身不能合成，必须由食物供应的氨基酸称为必需氨基酸。2.种类 构成人体蛋白质的氨基酸有20种，其中有8种是必需氨基酸。它们是苏氨酸，缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，赖氨酸，色氨酸，苯丙氨酸，蛋氨酸。还有12种氨基酸可以在体内合成，不一定必须由食物供应，称为非必需氨基酸。（二）蛋白质的互补作用 几种营养价值较低的蛋白质混合食用，则必需氨基酸互相补充，从而提高其营养价值，称为食物蛋白质的互补作用。三、蛋白质的肠中腐败作用肠道细菌对部分没被消化的蛋白质和部分没被吸收的氨基酸所起的作用称为腐败作用。腐败产物大多数对人体有害，如胺类、氨、苯酚、吲哚等，也可产生少量的脂酸和维生素等物质被人体利用。四、氨基酸的代谢概况氨基酸分解代谢的主要途径是脱氨基作用，而脱氨基作用的方式有多种。案例：某中年女性患者，因反复发作性昏迷半年，每次昏迷持续数小时，经一般处理即可清醒，发病前进食高蛋白食物。实验室检查结果：血氨升高和肝功能损害（转氨酶活性升高）。诊断：肝性脑病。讨论：1、患者进食高蛋白食物与肝性脑病的关系如何？2、该病的发病机制是什么？ 3、肝性脑病的防治原则。3-4-2 氨基酸的一般代谢一、氨基酸的脱氨基方式（一） 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用以谷氨酸脱氢酶催化的反应最为重要，因为此酶普遍存在，且活性较高。但是，肌肉组织中谷氨酸脱氢酶的活性较低。谷氨酸+NAD+H2O酮戊二酸+NADH+H+NH3氧化脱氨基作用的生理意义：1）氨基酸分解脱氨基；2）合成非必需氨基酸。（二） 转氨基作用1. 概念：一种氨基酸与一种酮酸在转氨酶的催化下生成新的氨基酸和新的酮酸的过程。2. 重要的转氨酶：天冬氨酸氨基转移酶（主要存在于心肌组织），丙氨酸氨基转移酶（主要存在于肝脏中）谷氨酸+丙酮酸酮戊二酸+丙氨酸 谷氨酸+草酰乙酸酮戊二酸+天冬氨酸3. 生理意义：调整体内非必需氨基酸的比例。 转氨酶是细胞内酶，正常情况下，血清中转氨酶的活性很低。当某种原因使细胞破裂或有炎症时，细胞的通透性增强时，转氨酶大量进入血液，造成血清中转氨酶活性明显升高。如：急性肝炎患者，血清ALT活性显著升高；心肌梗塞患者，血清中AST活性明显上升。临床测定ALT和AST的活性既有助于疾病的诊断，也有利于预后的观察。 转氨基作用并未真正脱去氨基。一般认为体内的脱氨基作用的主要方式是联合脱氨基作用。（三） 联合脱氨基作用氨基酸脱氨基作用的主要方式（1） 概念：由两种或两种以上酶联合催化下的脱氨基作用。（2） 方式：A. 在转氨酶与谷氨酸脱氢酶催化下的联合脱氨基作用（非肌肉组织）氨基酸+酮戊二酸酮酸+谷氨酸 谷氨酸+NAD+H2O戊二酸+NADH+NH3B. 嘌呤核苷酸循环（肌肉组织）（3） 生理意义：使各组织顺利脱氨基；合成非必需氨基酸。 氨基酸脱氨基作用的产物是：-酮酸和游离的氨。那么脱氨基作用生成的酮酸和NH3分别如何进行代谢？二、氨的代谢正常情况下，用氨酶法测定的血氨参考值为27-81.6mol/L。（一）氨的来源1. 氨基酸脱氨基作用产氨。这是氨的主要来源；2. 由肠道吸收的氨称为外源性氨。(1) 蛋白质在肠内的腐败作用产氨，即在肠内未被水解的蛋白质及未被吸收的氨基酸在肠道细菌的作用下产氨；(2) 血中的尿素扩散进入肠道后在细菌的作用下水解产氨。3. 谷氨酰胺的分解也产氨。肾小管上皮细胞中谷氨酰胺分解。氨在酸性条件下与H+结合为NH4+，与尿液中的阴离子结合为盐排出体外；而在碱性条件下以NH3存在，扩散入血。故高血氨患者禁用碱性的肥皂液灌肠。（二）氨的转运1、丙氨酸的运氨作用丙氨酸-葡萄糖循环肌肉中氨基酸经转氨基作用将氨基转移至丙酮酸生成丙氨酸，即以丙氨酸的形式携带肌肉氨基酸脱下的氨经血液运输到肝，在肝中丙氨酸经联合脱氨基作用，释放出氨，用于合成尿素，自身生成丙酮酸，经糖异生作用生成葡萄糖释放入血。在肌肉中葡萄糖分解为丙酮酸又可接受氨。2、谷氨酰胺的运氨作用在脑、肌肉等组织中氨与谷氨酸在谷氨酰胺合成酶的作用下合成谷氨酰胺，经血液运输至肝或肾，再经谷氨酰胺酶作用水解为谷氨酸和氨。（三）氨的去路：1. 鸟氨酸循环尿素的生成:在肝内合成无毒的尿素,这是氨的主要去路.尿素的生成几乎都是在肝内生成。虽然脑组织及肾脏也可合成尿素。但是合成量微乎极微。尿素在肝内生成后经血液运送至肾脏，随尿液排出。尿素的生成是在肝脏线粒体和胞液中进行的。是通过鸟氨酸循环而生成的。鸟氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、精氨酸均为鸟氨酸循环的中间产物。每合成1分子尿素，消耗的2个氮原子，1个直接来自于氨分子，另一个则来自于天冬氨酸，需消耗4ATP。2. 合成无毒的谷氨酰胺。谷氨酰胺的生成是体内储氨、运氨和自解氨毒的一种重要方式。3. 合成非必需氨基酸及其它的含氮化合物。 非必需氨基酸的合成： 参与核酸中碱基的合成：（四）高血氨症与氨中毒正常情况下，氨的来源与去路处于动态平衡，血氨浓度处于较低的水平，而氨在肝中合成尿素是维持这种平衡的关键。当肝功能严重损伤时，尿素的合成受到障碍，血氨浓度升高，称为高氨血症。氨进入脑组织，可与脑中的-酮戊二酸结合为谷氨酸，再进一步结合为谷氨酰胺，使三羧酸循环的中间产物-酮戊二酸减少，三羧酸循环速度减慢，生成ATP减少，引起大脑功能障碍，严重时将导致昏迷。三、酮酸的代谢氧化供能；异生为糖；合成脂肪或转变为酮体；合成非必需氨基酸。3-4-3 氨基酸的特殊代谢一 氨基酸的脱羧基作用。其反应的辅酶含有维生素B6。1 谷氨酸氨基丁酸，是抑制性神经递质2 组氨酸组胺3 色氨酸5羟色胺4 半胱氨酸牛磺酸5 多胺：鸟氨酸、蛋氨酸精脒、精胺：限速酶：鸟氨酸脱羧酶。再生肝、肿瘤组织此限速酶的活性强，多胺的含量多，故临床常测病人血、尿中多胺的含量作为观察病情和辅助诊断的指标之一。二 一碳单位的代谢（一） 概念：氨基酸在分解代谢过程中产生的只含有一个碳原子的基团，称为一碳单位。显然不包括二氧化碳。（二） 载体：四氢叶酸N5，N10来运载。（三） 生成与互变：不同来源的一单位均由四氢叶酸为载体，且在体内可以互变，四氢叶酸甲基的间接供体运载的甲基不可直接利用，运载的其它一碳单位可以直接利用。（四） 生理意义：1. 参与核苷酸、核酸的生物合成和蛋氨酸的再生。2. 为体内的甲基化反应提供甲基。三 含硫氨基酸的代谢含硫氨基酸包括蛋氨酸和半胱氨酸。（一） S-腺苷蛋氨酸：甲基的直接供体。蛋氨酸循环：蛋氨酸可与ATP反应生成S-腺苷蛋氨酸；而