文档介绍：生物化学 (第2版) (供中药学、药学、制药技术、制药工程及相关专业使用)主编郑里翔杨云全国普通高等中医药院校药学类专业“十三五”规划教材(第二轮规划教材)第十二章 物质代谢的调节物质代谢(materialmetabolism)是生命的基本特征。从有生命的单细胞到复杂的人体,都与外界环境不断进行着物质交换,这种物质交换称为物质代谢或新陈代谢。在物质代谢过程中同时伴有能量的交换,称为能量代谢。体内的物质代谢与能量代谢相偶联,以供生理活动的需要。第一节物质代谢特点一、物质代谢的概念(一)同化作用和异化作用物质代谢包括同化作用和异化作用两个不同方向的代谢变化。一方面机体由外界环境摄取营养物质,通过消化、吸收在体内进行一系列复杂而有规律的化学变化,转化为机体的组织成分,因为是把食物中的物质元素存入身体里面,故称为同化作用(assimilation);另一方面,机体自身的物质也不断分解成代谢产物,排出体外,故称为异化作用(dissimilation)。两者既互相对立,互相制约,又互相联系,互相协调,共同推动了整个代谢过程的不断运动和发展。(二)合成代谢与分解代谢物质代谢包含一系列相互联系的合成和分解的化学反应。合成代谢(anabolism)是由简单的构件分子(如氨基酸和核苷酸)合成复杂的大分子(如蛋白质和核酸)的过程;分解代谢(catabolism)是机体将复杂大分子(如糖类、脂质、蛋白质等),分成较小的、简单的终产物(如二氧化碳、水、氨等)的过程。合成代谢与分解代谢是代谢过程的两个方面,在机体内不是截然分开和孤立的。外源性物质进入体内,和体内原有物质共同被生物体所利用或分解。(三)中间代谢物质代谢通过消化、吸收、中间代谢和排泄四个阶段来完成的。其中,中间代谢(intermediarymetabolism)是指经过消化、吸收的外界营养物质和体内原有的物质,在全身一切组织和细胞中进行的多种多样化学变化的过程。在生物体内进行的同化作用和异化作用,合成代谢和分解代谢,都是多酶催化的一连串的中间代谢过程。中间代谢的分解途径与合成途径,理论上其起始代谢物和最终产物往往是相同的,反应方向相反;但合成途径和分解途径所涉及的中间步骤和所催化的酶却不完全相同,它们之间也并非都是逆反应的关系。二、机体内物质代谢的特点(一)物质代谢过程的整体性生物体内的物质代谢是一个完整而又统一的过程。在机体物质代谢中,不仅有蛋白质、糖类、脂质等大分子物质,也有水、无机盐、维生素及微量元素等成分参与,因此同一时间,机体的多种物质共同参与代谢,彼此相互联系、相互转变、相互协调又相互制约,构成统一的整体,以确保细胞乃至机体的正常功能。由于机体内三大物质代谢之间的密切联系,通过一系列的代谢调节,使各个代谢反应成为完整而统一的过程,对机体的正常生理活动起着重要的保护作用。(二)物质代谢精密调节的连续性体内的物质代谢复杂多样,是以由许多酶促反应组成的代谢途径进行的,由于机体存在着一套精细、完善而又复杂的调节机制,从而确保了糖类、脂质、蛋白质、水、无机盐、维生素、微量元素等各种成分代谢,能根据机体的代谢状况和执行功能的需要有条不紊的进行,使各种物质代谢的强度、方向和速度适应体内外环境的不断变化,顺利完成各种生命活动。一旦机体这种维持体内外相对恒定和动态平衡的调节机制发生紊乱,不能适应机体内外环境改变的需要,就会使细胞、机体的功能失常,从而导致人体疾病的发生。(三)物质代谢的共同代谢池人体主要营养物质如糖类、脂质、蛋白质,既可以从食物中摄取(外源性物质),也可以在体内自身合成(内源性物质)。一旦进入人体内,就不再区分物质来源,而是通过血液循环在各组织之间转运参与代谢,形成共同的代谢池,根据机体的营养状况和需要,共同进入各种代谢途径进行代谢。(四)ATP是能量代谢的通用形式一切生命活动需要能量。虽然人体能量的来源是营养物质,但糖类、脂质、蛋白质代谢产生的化学能不能直接用于各种生命活动,而是大部分通过氧化磷酸化、底物水平磷酸化生成ATP,使能量以高能磷酸键形式储存于ATP。当机体需要能量时,ATP又可以通过水解释放出能量,供生命活动所需。ATP作为机体能量储存和利用的通用形式,将产能的营养物质分解代谢和耗能的物质合成代谢密切联系,使物质代谢与其他生命活动联系在一起。