第十四章生物轉(zhuǎn)化(已修改)
2025-04-16 23:49 本頁面
【正文】 第十章 生物活性物質(zhì)的滅活與轉(zhuǎn)化第一節(jié) 概述體內(nèi)的各種化學(xué)物質(zhì)可以概括為三大類：結(jié)構(gòu)物質(zhì)、能源物質(zhì)和活性物質(zhì)或功能物質(zhì)（詳見第一章第三節(jié)），結(jié)構(gòu)物質(zhì)是細(xì)胞及生物體的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，能源物質(zhì)是體內(nèi)能量的貯存和直接使用的ATP等高能化合物的代謝前體，活性物質(zhì)或功能物質(zhì)擔(dān)負(fù)各種代謝的催化、調(diào)節(jié)、信息傳遞等多種功能?；钚晕镔|(zhì)與結(jié)構(gòu)物質(zhì)相比，其半衰期短，代謝速度快。因此在不同生理?xiàng)l件、不同組織及發(fā)育的不同階段可以靈活地進(jìn)行新陳代謝的調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)向；同時當(dāng)生理?xiàng)l件與環(huán)境要求改變時，原有的活性物質(zhì)必須快速滅活或轉(zhuǎn)化失活，降低原有活性物質(zhì)的濃度或被新產(chǎn)生的活性物質(zhì)取代。例如在危機(jī)情況下，腎上腺素分泌，促使心率加快，血壓升高，皮膚血管收縮，糖原分解加速，糖異生作用加強(qiáng)，以促使帶有大量能源物質(zhì)的血液進(jìn)入肌肉，肌肉以更強(qiáng)的收縮運(yùn)動能力應(yīng)對危機(jī)情況；當(dāng)危機(jī)情況解除后，腎上腺素必須快速地被轉(zhuǎn)化滅活，否則身體將由于能量的大量消耗而處于高度疲憊狀態(tài)、而且心臟等器官長期處于高強(qiáng)度工作容易導(dǎo)致心力衰竭以致死亡?；钚晕镔|(zhì)中的信息傳遞物質(zhì)（激素樣物質(zhì)）通常會引起級聯(lián)放大效應(yīng)（見第九章細(xì)胞間信息傳遞），它們是新陳代謝強(qiáng)有力的調(diào)節(jié)物質(zhì)，能夠在較短的時間范圍內(nèi)大幅度地改變新陳代謝的走向和強(qiáng)度，同時也正因?yàn)樗募壜?lián)放大效應(yīng)，如果調(diào)節(jié)不當(dāng)，將對生物體產(chǎn)生不可估量的負(fù)面效應(yīng)，因此激素類信息傳遞物質(zhì)是一把雙刃劍，快速的滅活和轉(zhuǎn)化是非常必須的。一、功能蛋白和酶的水解細(xì)胞內(nèi)的功能蛋白以一定的速率進(jìn)行更新，如紅細(xì)胞的平均壽命在120天左右，紅細(xì)胞經(jīng)巨噬細(xì)胞吞噬，細(xì)胞膜破裂釋放出血紅蛋白，血紅蛋白降解為珠蛋白和血紅素，其中珠蛋白經(jīng)水解產(chǎn)生氨基酸，血紅素在肝臟內(nèi)經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化產(chǎn)生各種膽色素，最終以結(jié)合膽紅素的形式排泄入小腸。細(xì)胞內(nèi)各種酶的含量取決于酶的合成（結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)）和酶的降解（水解）的平衡。酶的合成和降解可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)酶的含量和種類，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝的強(qiáng)度和對細(xì)胞信息物質(zhì)進(jìn)行響應(yīng)。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和酶的降解與分解使機(jī)體每天大約以相對恒定的速率消耗蛋白質(zhì)和酶，這一部分被消耗的蛋白質(zhì)需要通過食物進(jìn)行補(bǔ)充，大約相當(dāng)于20~30g左右，但是由于食物蛋白質(zhì)中的氨基酸種類和數(shù)量并不完全符合身體的需要，因此每日補(bǔ)充的蛋白質(zhì)應(yīng)大于身體消耗的蛋白質(zhì)量，營養(yǎng)學(xué)家的推薦值是青少年必須每日補(bǔ)充80g以上的蛋白質(zhì)，這樣才能滿足機(jī)體蛋白質(zhì)的再生需要。但是需要注意，并不是蛋白質(zhì)攝入越多越好，過多的蛋白質(zhì)攝入將引起蛋白質(zhì)分解作用加強(qiáng)，含氮物質(zhì)增多，加重肝臟合成尿素的負(fù)擔(dān)。二、細(xì)胞信息物質(zhì)的滅活與轉(zhuǎn)化細(xì)胞信息物質(zhì)的功能是傳遞信息，它既不是結(jié)構(gòu)物質(zhì)又不是能源物質(zhì)，因此屬于非營養(yǎng)性物質(zhì)。這類物質(zhì)包括細(xì)胞間信息物質(zhì)、細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)和細(xì)胞產(chǎn)生的有活性的代謝終產(chǎn)物（如氨、膽紅素等）；很多的藥物是通過它的生物活性發(fā)揮作用的，這些藥物是人工選擇提取或人工設(shè)計合成的細(xì)胞信息物質(zhì)；另外，從體外吸收的一些食品添加劑（如防腐劑、食品色素、一些調(diào)味劑）和有毒化學(xué)物質(zhì)（如毒物、化學(xué)致癌劑）通常都具有生物活性從而能影響細(xì)胞的代謝狀況，它們也屬于特殊的細(xì)胞信息物質(zhì)。很多的非營養(yǎng)性物質(zhì)極性不強(qiáng)，水溶性較差，因此很難通過血液循環(huán)運(yùn)輸?shù)竭_(dá)排泄器官進(jìn)行排泄，由于脂溶性較強(qiáng)而容易被細(xì)胞富集產(chǎn)生中毒。上述非營養(yǎng)性物質(zhì)即細(xì)胞信息物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與滅活特稱為生物轉(zhuǎn)化。肝臟是生物轉(zhuǎn)化的主要器官。通過生物轉(zhuǎn)化，這些非營養(yǎng)性物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)改變，原有活性喪失或改變，極性增強(qiáng)，水溶性增加，易于排出。但是有少量的非營養(yǎng)性物質(zhì)經(jīng)生物轉(zhuǎn)化后水溶性反而降低，活性或毒性增強(qiáng)，對機(jī)體不利。過去曾籠統(tǒng)地將生物轉(zhuǎn)化作用稱為解毒，這顯然是不合理的。因?yàn)椋谝?，轉(zhuǎn)化與滅活并不是完全針對有毒化學(xué)物質(zhì)的；第二，生物轉(zhuǎn)化并不是一定使有毒物質(zhì)的活性降低。生物轉(zhuǎn)化是對具有活性的細(xì)胞信息物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，是調(diào)節(jié)細(xì)胞新陳代謝強(qiáng)度與方向的重要手段。三、核酸的降解核酸是遺傳信息的載體，在多數(shù)生物是DNA，有些是RNA（如RNA病毒）。與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA分子相比，作為遺傳信息載體的DNA很穩(wěn)定，相對代謝更新速度緩慢，通常只在細(xì)胞分裂前進(jìn)行復(fù)制合成，而分解代謝主要局限在調(diào)亡細(xì)胞、破裂死亡細(xì)胞、通過細(xì)胞吸收的核酸類物質(zhì)（食物吸收或細(xì)胞吸收）、個別無核細(xì)胞如成熟紅細(xì)胞的形成過程中。但是結(jié)構(gòu)基因表達(dá)的中間信息傳遞體mRNA分子半衰期很短，是活躍的核酸類代謝物質(zhì)，它們被快速地合成和降解從而調(diào)節(jié)細(xì)胞中各種蛋白質(zhì)和酶的含量和種類，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的新陳代謝。核酸的降解包括核酸水解為它們的組成單位核苷酸和核苷酸的分解轉(zhuǎn)化。其中核苷酸的分解轉(zhuǎn)化主要是指嘧啶和嘌呤化合物的轉(zhuǎn)化。嘌呤的代謝會產(chǎn)生具有生物活性的尿酸，尿酸有一定的抗氧化作用，尿酸可通過尿液排泄，尿酸積累會導(dǎo)致尿酸鹽結(jié)晶沉淀而致痛風(fēng)。第二節(jié) 活性物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化
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