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糖、脂类和蛋白质代谢相互关系

又如蛋白质的合成需要由糖和脂肪提供能量,当供能物质不足时,则影响蛋白质的合成。研究糖、脂类和蛋白质代谢的相互关系,可深入认识许多生理和病理现象。相互转变这种相互转变是通过它们在代谢中产生的共同中间产物,如乙酰辅酶、丙酮酸、草酰乙酸和α-酮戊二酸等实现的。糖和蛋白质的相互转变糖降解时产生的各种α-酮酸可转变为相应的氨基酸。

动物体内糖、脂类和蛋白质在代谢中相互转变和相互影响的原理。机体内的糖可以转变为脂肪及非必需氨基酸氨基酸也能转变为糖和脂类;脂肪的水解产物为甘油和脂肪酸,甘油能转变为糖及非必需氨基酸。这些转变过程都是受到调控的,都是根据机体当时的需要进行的。同时蛋白质、脂肪和糖的代谢之间有着密切的相互影响。例如糖和脂肪是动物体内两类主要的供能物质,当糖不足时,脂肪的分解便增强;当糖多时,则脂肪的分解代谢减弱。又如蛋白质的合成需要由糖和脂肪提供能量,当供能物质不足时,则影响蛋白质的合成。研究糖、脂类和蛋白质代谢的相互关系,可深入认识许多生理和病理现象。

相互转变

这种相互转变是通过它们在代谢中产生的共同中间产物,如乙酰辅酶、丙酮酸、草酰乙酸和α-酮戊二酸等实现的。

糖和蛋白质的相互转变

糖降解时产生的各种α-酮酸可转变为相应的氨基酸。例如,丙酮酸、草酰乙酸和α-酮戊二酸可经转氨基作用分别生成丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸;谷氨酸又可转变为脯氨酸、精氨酸等。这些是体内合成非必需氨基酸的主要途径。但动物体内不能合成必需氨基酸,因为体内不能合成与它们相应的酮酸,所以不能用糖来完全代替食物中的蛋白质。除亮氨酸和赖氨酸外,组成蛋白质的各种氨基酸均可转变成糖,其途径是先经脱氨基转变为α-酮酸,然后经糖异生作用生成糖。

糖和脂类的相互转变

糖降解生成的乙酰辅酶是合成脂酰辅酶和胆固醇的前体物。糖降解的另一中间产物磷酸二羟丙酮可生成α-磷酸甘油,然后由α-磷酸甘油和脂酰辅酶再化合成脂肪。体内脂肪经水解生成的甘油可通过磷酸二羟丙酮异生成糖,但产生的脂肪酸经β-氧化生成的乙酰辅酶不能净生成糖,所以脂肪酸不能转变为糖。然而丙酸可异生成糖。反刍动物由消化道吸收大量丙酸,是其体内糖的重要来源。

蛋白质与脂类的相互转变

蛋白质水解生成的所有氨基酸(包括生酮氨基酸和生糖氨基酸)都可转变为脂肪。生酮氨基酸经分解生成酮体,然后再合成脂肪酸。由于糖能转变为脂肪,所以生糖氨基酸也当然能够转变为脂肪。此外,丝氨酸可脱羧产生乙醇胺,后者又可转变为胆碱,所以氨基酸也是合成磷脂的原料。脂类分子的甘油部分与糖一样可转变成非必需氨基酸。脂肪酸部分则不能。但丙酸能参与非必需氨基酸的合成。

相互影响

糖、脂类和蛋白质在代谢中的相互影响突出表现在能量供应上。在正常进食而动物体内糖类充足时,机体所需能量主要来自糖的分解。当糖的供应超过机体能量需要时,脂肪合成代谢增强,使一部分糖转化为脂肪贮存起来,这是畜禽肥育时的代谢特点之一。反之,当机体缺糖(如饥饿、运动等)时,则血糖浓度下降,只靠糖的氧化不能满足能量需求,于是动用贮脂,使脂肪的分解代谢增强,以补充动物对能量的需求。而且由于有些组织(如大脑等)在任何情况下都需要有一定量的糖供能,所以当缺糖时,蛋白质的分解代谢也增强。蛋白质分解产生的氨基酸通过糖异生作用生成糖,以补充糖的不足。此外,由于糖能提供蛋白质合成所需的能量和原料(非必需氨基酸),所以糖充足时促进蛋白质的合成,缺糖时则抑制蛋白质的合成。糖、脂类和蛋白质相互转变的主要途径如图所示。(翟全志)

糖、脂类和蛋白质相互转变的主要途径