医学#2016考研究生西医综合详解物质代谢调节

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时间：2016-06-2615:49:26

　　1.代谢调节的目的：是使机体适应内外环境的变化、维持内环境的相对稳定和动态平衡 。

2.调节主要是针对：代谢途径中的某个关键反应和关键酶。

3.调节包括：对代谢方向和代谢速度两方面的调节
。

4.调节的水平包括：细胞水平 、激素水平、整体水平三级调节。

生物进化越高级 ，调节机制越复杂，但都是以细胞水平调节为基础 。

一
、细胞水平调节(原始调节)

经过细胞内代谢物浓度的变化对酶的活性和含量进行调节的方式
。

(一)细胞内酶的隔离分布或区域化

1.酶的区域化分布

细胞内某一个代谢途径有关的酶常组成酶体系或复合体分布于细胞的某一特定区域或亚细胞结构中。使有关的代谢途径分别在不同区域进行
，防止互相干扰 。

2.调节酶或关键酶(限速酶)

催化某一代谢途径的酶当中决定反应速度和方向的、具有调节作用的一个或几个酶
。

3.调节酶或关键酶催化的反应特点：

(1)速度最慢，决定整个反应途径的反应总速度。

(2)单向或非平衡反应 。决定整个代谢途径的方向
。

(3)酶活性受底物控制 ，同时又多种代谢物或效应剂的调节。活性可以调节 。

(二)关键酶调节的方式––按调节的快慢分2种

1.快速调节––数秒到数分钟
。改变原有酶分子的结构进而改变其活性。

(1)变构调节(别位调节)

1)概念：小分子化合物(变构效应剂：激活剂和抑制剂)与酶(变构酶或别构酶)活性中心外的某一部位(别位)结合
，引起酶构象变化(变构或别构)从而改变酶的活性 。

2)调节机制

变构酶属于多亚基酶，与变构剂结合后可以导致亚基的聚合或解聚 ，引起活性的改变。

变构剂可以是酶的底物 、酶体系的终产物
、或其它小分子代谢物
。

3)调节的生理意义

变构调节是一种细胞水平调节中较常见的快速调节。不需要消耗能量 。

代谢产物对该代谢途径起始反应的关键酶的反馈抑制(负反馈)多见
。负反馈可以使代谢物的生成不至于过多
，还可以使能量得以有效利用不至于浪费。

变构调节还可以使不同的代谢途径相互协调 。

(2)酶促化学修饰

1)概念

酶蛋白肽链上某些氨基酸残基在另外的酶催化下发生可逆的共价修饰而引起酶活性的改变(活性升高或降低、激活或失活)
。

2)常见的方式

磷酸化与脱磷酸 、乙酰化与脱乙酰
、甲基化与去甲基、腺苷化与脱腺苷 、巯基的氧化与还原等。

其中磷酸化与脱磷酸最常见且重要 。修饰的位点是酶蛋白分子的羟基(丝氨酸
、苏氨酸、酪氨酸残基)
。由蛋白激酶和磷蛋白磷酸酶分别催化2个不可逆反应。

3)特点

①多数受化学修饰的酶具有无活性(低活性)和有活性(高活性)两种形式，可以在2种不同酶的作用下发生共价修饰而互变 。催化互变的酶在体内又受调节因素(激素)的控制
。

②与变构调节不同的是共价修饰是酶促反应 ，具有放大效应
，效率极高。

③酶促化学修饰(磷酸化与脱磷酸)消耗能量少 、作用迅速
、经济有效 。

④适用于应激情况––少量激素的释放可以经过级联酶促反应逐级放大生理效应。

细胞内的同一种酶可以受变构和化学修饰2种方式的双重调节，二者相辅相成
。

2.迟缓调节––数小时到数天。控制酶的合成与降解从而改变细胞内酶的含量 。

(1)酶蛋白合成的诱导与阻遏––影响转录与翻译
。

(2)酶蛋白降解

二、激素水平的调节

高等动物经过激素调控物质代谢。激素的作用经过激素特异性的受体完成 。

不同的激素作用于不同的组织产生不同的生物学效应 ，表现出较高的组织特异性核效应特异性
。即使是同一种激素作用于不同的受体
，产生的生物学效应液不同。

按激素受体在细胞中存在部位不同，激素分为2类：

1.膜受体激素––都是亲水的 、难于越过细胞膜的脂双层而作用于膜受体：

(1)蛋白类激素：胰岛素、生长激素
、促性腺激素、促甲状腺激素 、甲状旁腺素 。

(2)肽类生长因子：多种

(3)儿茶酚胺类激素：肾上腺素
、去甲肾上腺素、多巴胺
。

2.胞内受体激素––疏水性(脂溶性) 、可以透过细胞膜的脂双层进入细胞作用于胞内受体。

(1)类固醇激素：性激素
、肾上腺皮质激素、活性维生素D3 。

(2)前列腺素

(3)甲状腺素

(4)视黄酸

三 、整体调节

人类经过神经系统和神经体液调节机体的生理功能及其物质代谢以适应环境的变化
。

(一)饥饿

在病理情况下(昏迷
、消化道梗阻)或其它特殊情况下不能进食时机体会在整体调节下发生一系列的物质代谢方面的变化。

1.短期饥饿(不进食1~3天)

血糖降低&rarr胰岛素分泌减少、胰高血糖素分泌增加&rarr代谢变化 。

(1)肌肉蛋白分解加强 、氨基酸释放入血增加(主要转变为丙氨酸
、谷氨酰胺)。

(2)糖异生作用加强

150克葡萄糖/天(氨基酸40%、乳酸30% 、甘油10%) ，80%在肝脏、其余在肾
。

(3)脂肪动员加强
、酮体生成增加。脂肪供应的能量提高到85% 。

(4)组织对葡萄糖利用降低，以保证脑对葡萄糖的需求
。

2.长期饥饿––代谢的改变与短期饥饿不同

(1)肌蛋白分解、释放氨基酸减少。负氮平衡状况有所改善 。

(2)肾脏糖异生作用增强
，量几乎与肝脏相等
。

乳酸和丙酮酸称为肝脏糖异生的主要原料。

(3)脂肪动员进一步加强 、肝脏生成大量酮体 。

(4)肌肉以脂酸为主要能源，保证酮体供脑利用
。

脑利用酮体超过葡萄糖 ，占总耗氧量的60%
，成为主要能源。

(二)应激

1.含义：

人体受到一些异乎寻常的刺激所作出一系列反应的“紧张状态 ” 。

2.因素

刺激：创伤
、剧痛、冻伤 、缺氧
、中毒、感染 、剧烈的情绪激动等
。

3.应激状态机体的整体调节：

交感神经兴奋&rarr肾上腺髓质和皮质激素分泌增加&rarr血胰高血糖素和生长激素水平增加
、胰岛素分泌减少&rarr系列代谢变化。

(1)血糖升高

(2)脂肪动员加强

(3)蛋白质分解加强

总之，应激时体内糖、脂 、蛋白质的分解加强而合成受到抑制 ，血液中小分子的中间代谢物含量增加 。

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