【正文】 糖；③葡萄糖經(jīng)血液運(yùn)送到肌肉，在肌肉活動(dòng)供能的過(guò)程中又可分解為丙酮酸，再次接受氨基生成丙氨酸輸送到肝臟。 氨是有毒物質(zhì)，各組織中產(chǎn)生的氨必須以無(wú)毒形式經(jīng)血液運(yùn)輸至肝合成尿素或以銨鹽形式隨尿排出。堿性尿液不利NH3的分泌，NH3被吸收入血，成為血氨的另一個(gè)來(lái)源。腸道每日產(chǎn)氨約有4g，腐敗作用增強(qiáng)時(shí)，氨的產(chǎn)生更多。NH3比NH4+ 容易穿過(guò)細(xì)胞膜而被吸收，在堿性環(huán)境中，NH4+ 轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3，所以腸管pH偏堿時(shí)，氨的吸收增加。 （1）氨基酸分解產(chǎn)生氨：氨基酸脫氨基作用是氨的主要來(lái)源；胺類物質(zhì)的氧化分解也可產(chǎn)生氨。（四）氨的代謝 氨是一種劇毒物質(zhì)，腦組織對(duì)氨的作用尤為敏感，需要及時(shí)處理以免在組織中堆積。2．轉(zhuǎn)變成糖或脂肪 如前述，在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸稱為生糖氨基酸(glucogenic amino acid)，能轉(zhuǎn)變?yōu)橥w者稱為生酮氨基酸(ketogenic amino acid)，二者兼有的則稱為生糖兼生酮氨基酸(glucogenic and ketogenic amino acid)。主要有以下三方面：1．經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸 實(shí)驗(yàn)證明人體不能合成賴、異亮、苯丙、亮、色、纈、蘇、蛋等8種氨基酸相對(duì)應(yīng)的α酮酸，因而這些氨基酸不能在體內(nèi)合成，必須從食物攝取，稱為營(yíng)養(yǎng)必需氨基酸。它們將分別進(jìn)入各自的代謝途徑。IMP可以再參加循環(huán)，延胡索酸經(jīng)三羧酸循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜岷笤俅螀⒓愚D(zhuǎn)氨反應(yīng)（圖5116）。圖5115 轉(zhuǎn)氨酶與L谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用（2）嘌呤核苷酸循環(huán)形式的聯(lián)合脫氨基作用：肌肉組織中谷氨酸脫氫酶活性不高，難以進(jìn)行上述聯(lián)合脫氨基作用，在肌肉中氨基酸是通過(guò)嘌呤核苷酸循環(huán)脫去氨基的。全過(guò)程可逆，通過(guò)其逆過(guò)程可以合成新的非必需氨基酸。圖5114 谷氨酸氧化脫氨基3．聯(lián)合脫氨基作用聯(lián)合脫氨基作用是體內(nèi)脫氨基的主要方式，生物體內(nèi)存在二種聯(lián)合脫氨基方式。谷氨酸脫氫酶是以NAD+或NADP+為輔酶的不需氧脫氫酶，催化谷氨酸脫氫生成亞谷氨酸，然后水解生成α酮戊二酸和NH3（圖5114）。 2．谷氨酸的氧化脫氨基作用 通過(guò)以上轉(zhuǎn)氨基作用生成的谷氨酸由谷氨酸脫氫酶（glutamate dehydrogenase）催化，脫氫的同時(shí)又脫去氨基的反應(yīng)，稱為氧化脫氨基作用。以丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（alanine transaminase , ALT；又稱谷丙轉(zhuǎn)氨酶，GPT）以及天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（aspartate transaminase ,AST；又稱谷草轉(zhuǎn)氨酶，GOT）最重要，前者在肝細(xì)胞含量最高，后者在心肌細(xì)胞含量最高。轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是維生素B6的磷酸酯磷酸吡哆醛。圖5113 氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用是氨基酸在氨基轉(zhuǎn)移酶(aminotransferase)或稱轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)催化下，可逆地把α氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移給α酮戊二酸，使α氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的α酮酸，而原來(lái)的α酮戊二酸接受氨基轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的谷氨酸。氨基酸可通過(guò)多種方式脫去氨基，如轉(zhuǎn)氨基、氧化脫氨基、聯(lián)合脫氨基等，其中以聯(lián)合脫氨基最為重要。圖5112 20種氨基酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)（二）氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生α酮酸氨基酸脫氨基作用是氨基酸分解代謝的最主要反應(yīng)。凡是能分解為乙酰CoA和乙酰乙酰CoA的氨基酸稱為生酮氨基酸，因?yàn)橐阴oA或乙酰乙酰CoA亦可用于合成脂肪。氨基酸也可異生為糖或生成酮體。從圖中可以看出，10種氨基酸最后分解產(chǎn)生乙酰CoA ；5種氨基酸轉(zhuǎn)變成三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物α酮戊二酸；4種氨基酸轉(zhuǎn)變成琥珀酰CoA；2種氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)檠雍魉幔?種氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜?。各種氨基酸具有共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，故有共同的代謝途徑（圖5111），但不同的氨基酸由于結(jié)構(gòu)的差異也有不同的代謝方式。但在饑餓、妊娠嘔吐及糖尿病時(shí)，三脂酰甘油動(dòng)員加強(qiáng)，肝中酮體生成過(guò)多，超出肝外組織利用的能力，可引起血中酮體升高，尿中出現(xiàn)酮體，即酮血癥和酮尿癥，可導(dǎo)致酮癥酸中毒，嚴(yán)重者危及生命。長(zhǎng)期饑餓、糖供應(yīng)不足時(shí)，酮體可以代替葡萄糖，成為腦組織的主要能源物質(zhì)。（三）酮體生成的生理意義 酮體是脂肪酸在肝臟氧化的正常中間產(chǎn)物，是肝臟為肝外組織提供能源物質(zhì)的一種形式，酮體分子小、溶于水，便于通過(guò)血液運(yùn)輸，也易于通過(guò)血腦屏障及肌肉等組織的毛細(xì)血管壁，是肌肉，尤其是腦組織的重要能源。乙酰乙酸在乙酰乙酸硫激酶或琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶催化下，轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ阴oA，然后再被硫解酶分解為兩分子乙酰CoA，乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化。酮體總量中約70%為β羥丁酸，30%為乙酰乙酸,丙酮只占少量，丙酮可通過(guò)腎和肺排出。3．HMGCoA經(jīng)裂解酶催化分解成乙酰乙酸和乙酰CoA。1．兩分子乙酰CoA在硫解酶(thiolase)催化下縮合成1分子乙酰乙酰CoA。脂肪酸β氧化生成的乙酰CoA是合成酮體的原料。由于肝內(nèi)缺乏氧化利用酮體的酶系，所以酮體不能在肝內(nèi)氧化，必須透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入血液循環(huán)運(yùn)輸?shù)礁瓮饨M織才能進(jìn)一步氧化分解供能。減去軟脂酸活化時(shí)消耗的兩個(gè)高能磷酸鍵,凈生成106分子ATP。以16個(gè)碳原子的軟脂酸為例：一分子軟脂酰CoA需經(jīng)７次β氧化，生成8分子乙酰CoA。4．乙酰CoA的去路：脂肪酸β氧化的終產(chǎn)物是乙酰CoA，其進(jìn)一步的代謝變化可進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化為二氧化碳和水，也可轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)。（4）硫解（加CoASH分解）：β酮脂酰CoA在硫解酶的催化下，加入CoASH使α、β碳原子之間化學(xué)鍵斷裂，生成1分子乙酰CoA和1分子比原來(lái)少兩個(gè)碳原子的脂酰CoA。（3）再脫氫：在β羥脂酰CoA脫氫酶催化下，β羥脂酰CoA脫下2H，生成β酮脂酰CoA，脫下的2H由NAD+接受，生成NADH+H+。（過(guò)去的理論值為2分子ATP，詳見(jiàn)氧化磷酸化一節(jié)）。催化這些反應(yīng)的酶彼此結(jié)合形成多酶復(fù)合體，稱脂肪酸氧化酶系。 肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ是限速酶，脂酰CoA進(jìn)入線粒體是脂肪酸氧化的限速步驟，當(dāng)饑餓、高脂低糖膳食或糖尿病時(shí)，體內(nèi)糖利用發(fā)生障礙，需要脂肪酸供能，這時(shí)肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ活性增加，脂肪酸氧化增強(qiáng)。脂酰CoA不能直接透過(guò)線粒體內(nèi)膜，其脂?；杞?jīng)肉（毒）堿轉(zhuǎn)運(yùn)才能進(jìn)入基質(zhì)。由于反應(yīng)過(guò)程中生成的焦磷酸（PPi），迅速被細(xì)胞內(nèi)的焦磷酸酶水解，阻止了逆向反應(yīng)的發(fā)生，因此1分子脂肪酸活化成脂酰CoA，實(shí)際上消耗了2個(gè)高能磷酸鍵。脂酰CoA含有高能硫酯鍵，而且水溶性增大，使脂?；拇x活性明顯增加。除腦組織和成熟紅細(xì)胞外，大多數(shù)組織均能氧化脂肪酸，但以肝及肌肉組織最活躍。也可以在肝臟循糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)樘窃推咸烟?。一分子脂肪被脂肪酶水解?分子甘油和3分子脂肪酸后，分別進(jìn)入各自的代謝途徑。另外還有二脂酰甘油脂肪酶和一脂酰甘油脂肪酶，這兩種酶活性較高，對(duì)激素不敏感。儲(chǔ)存于脂肪組織中的三脂酰甘油 (triglyceride)，被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸（free fatty acid, FFA）及甘油釋放入血，供給全身各組織氧化利用的過(guò)程，稱為三脂酰甘油動(dòng)員。③NADPH+H+是加單氧酶系的組成成分，參與激素、藥物、毒物的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程。紅細(xì)胞中如發(fā)生H2O2和過(guò)氧化物的積累，將使紅細(xì)胞的壽命縮短并增加血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白的速率，后者沒(méi)有運(yùn)氧功能。②NADPH+H+是谷胱甘肽（GSH）還原酶的輔酶，對(duì)于維持細(xì)胞中谷胱甘肽于還原狀態(tài)起重要作用。故損傷后修復(fù)的再生組織、更新旺盛的組織，此途徑都比較活躍。5磷酸核糖是合成核酸和核苷酸輔酶的重要原料。2．磷酸戊糖途徑的生理意義 磷酸戊糖途徑的主要生理意義是產(chǎn)生5磷酸核糖和NADPH+H+。綜上所述，1分子6磷酸葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑氧化，需5 分子6磷酸葡萄糖伴行，最后又生成5分子6磷酸葡萄糖，實(shí)際消耗1分子6磷酸葡萄糖。圖516 磷酸戊糖途徑①5磷酸葡萄糖脫氫酶 ②內(nèi)酯酶 ③5磷酸葡萄糖酸脫氫酶 ④5磷酸核酮糖異構(gòu)酶（2）基團(tuán)移換反應(yīng) 此階段由4分子5磷酸木酮糖和2分子5磷酸核糖在轉(zhuǎn)酮基酶、轉(zhuǎn)醛基酶催化下，通過(guò)一系列反應(yīng)，最后生成4分子6磷酸果糖和2 分子3磷酸甘油醛。第二階段為一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)能量消耗增多，ATP濃度降低，AMP、ADP濃度增加，則磷酸果糖激酶1被激活，糖分解速度加快，使ATP生成量增加；當(dāng)細(xì)胞內(nèi)有足夠的ATP儲(chǔ)備時(shí)，ATP濃度增加，AMP、ADP濃度下降，磷酸果糖激酶1被抑制，糖分解速度減慢，減少ATP生成量，避免能量的浪費(fèi)；當(dāng)饑餓時(shí)，機(jī)體動(dòng)員儲(chǔ)存脂肪分解氧化，生成大量乙酰CoA，乙酰CoA可與草酰乙酸縮合成檸檬酸，抑制磷酸果糖激酶1的活性，從而減少糖的分解，以維持饑餓狀態(tài)下血糖濃度。F1,6BP、ADP、AMP等是其變構(gòu)激活劑，而ATP、檸檬酸等為其變構(gòu)抑制劑。該酶分子為四聚體。1．激素的調(diào)節(jié) 胰島素可誘導(dǎo)GK、PFKPK的合成，因而使糖酵解過(guò)程增強(qiáng)。這種調(diào)節(jié)控制主要是通過(guò)改變酶的活性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在釀醋工業(yè)上，微生物也是先在不需氧條件下形成乙醛而后在有氧條件下氧化為乙酸（醋酸）。4．在植物和酵母菌細(xì)胞內(nèi)，無(wú)氧情況下丙酮酸脫羧產(chǎn)生乙醛，乙醛由NADH還原為乙醇（乙醇發(fā)酵）。機(jī)體在缺氧情況下，尤其在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉的氧分得不到足夠供應(yīng)（盡管此時(shí)氣喘吁吁），糖的無(wú)氧氧化（葡萄糖→乳酸）是機(jī)體獲得能量的一種有效方式，但無(wú)法維持很長(zhǎng)時(shí)間，如果導(dǎo)致嚴(yán)重的乳酸中毒，又不能恢復(fù)氧氣供應(yīng)，糖酵解被完全抑制，ATP消耗不能再生，生命過(guò)程將終止。紅細(xì)胞缺乏線粒體，因此，紅細(xì)胞只能依賴糖的無(wú)氧氧化（酵解）獲得能量，所釋放的乳酸經(jīng)血液循環(huán)至肝臟代謝（糖異生）。在缺氧和劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)最容易產(chǎn)生乳酸中毒現(xiàn)象。同時(shí)乳酸解離產(chǎn)生的H+也增多，體液pH下降。在這些細(xì)胞中解決的辦法是，產(chǎn)物丙酮酸作為受氫體將NADH的氫接受重新生成NAD+， 丙酮酸加氫還原為乳酸。ATP在體內(nèi)會(huì)很快被消耗而生成ADP和磷酸，因此ATP的抑制作用幾乎可以忽略不計(jì)。糖酵解過(guò)程生成的產(chǎn)物有3個(gè)：NADH、ATP和丙酮酸。所以，當(dāng)這些維生素缺乏，特別是維生素B1缺乏時(shí)，丙酮酸及乳酸堆積，能量生成減少，可發(fā)生多發(fā)性末梢神經(jīng)炎，嚴(yán)重時(shí)可引起典型腳氣病。乙酰輔酶A可參與多種代謝途徑。表512 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成酶輔酶所含維生素丙酮酸脫氫酶硫胺素焦磷酸（TPP+）維生素B1二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶硫辛酸，CoA硫辛酸，泛酸二氫硫辛酸脫氫酶FAD ，NAD+維生素B2 ，維生