新陳代謝(英文名:metabolism,簡(jiǎn)稱代謝),是活細(xì)胞中進(jìn)行的所有化學(xué)反應(yīng)的總稱,是生命最基本的特征,是生物不斷進(jìn)行自我更新的途徑,是生物與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的過(guò)程,有生命存在,新陳代謝的過(guò)程就存在,新陳代謝一旦停止,死亡即來(lái)臨。
一方面,生物體將自身原有的組成成分經(jīng)過(guò)一系列生化反應(yīng),分解為更為簡(jiǎn)單的成分進(jìn)行重新利用或者排出體外,完成異化作用,此為分解代謝,是放出能量的過(guò)程;另一方面,生物體不斷從周圍環(huán)境中攝取物質(zhì),使外界成分通過(guò)一系列生化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生物體自身的組成成分,完成同化作用,此為合成代謝,是吸收能量的過(guò)程。分解代謝和合成代謝密切相關(guān):沒(méi)有分解代謝,生物體將沒(méi)有物質(zhì)的補(bǔ)給,也沒(méi)有了提供動(dòng)力的能源;沒(méi)有合成代謝,生物體將被分解代謝最終消耗掉。
生物體是一個(gè)開放體系。在其一生中,一直與外界環(huán)境發(fā)生著復(fù)雜的聯(lián)系。生物體的生長(zhǎng)發(fā)育、運(yùn)動(dòng)、思維活動(dòng)等,無(wú)一不是通過(guò)機(jī)體的新陳代謝來(lái)實(shí)現(xiàn)。
一般概念
新陳代謝簡(jiǎn)稱代謝,是活細(xì)胞中進(jìn)行的所有化學(xué)反應(yīng)的總稱。新陳代謝是生物最基本的特征之一,是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種形式。
生物體的一切生理現(xiàn)象,諸如生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、機(jī)械運(yùn)動(dòng)乃至思維活動(dòng)、靜息狀態(tài)的呼吸作用等都是代謝反應(yīng)的結(jié)果。新陳代謝是生命最基本的特征,有生命存在,新陳代謝的過(guò)程就存在,新陳代謝一旦停止,死亡即來(lái)臨。
新陳代謝是生命的特征,是生物不斷進(jìn)行自我更新的途徑,是生物與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的過(guò)程。一方面,生物體將自身原有的組成成分經(jīng)過(guò)一系列生化反應(yīng),分解為更為簡(jiǎn)單的成分進(jìn)行重新利用或者排出體外,完成異化作用,此為分解代謝,是放出能量的過(guò)程;另一方面,生物體不斷從周圍環(huán)境中攝取物質(zhì),使外界成分通過(guò)一系列生化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生物體自身的組成成分,完成同化作用,此為合成代謝,是吸收能量的過(guò)程。分解代謝和合成代謝密切相關(guān):沒(méi)有分解代謝,生物體將沒(méi)有物質(zhì)的補(bǔ)給,也沒(méi)有了提供動(dòng)力的能源;沒(méi)有合成代謝,生物體將被分解代謝最終消耗掉。所以對(duì)生物體而言,這兩種代謝形式缺一不可。細(xì)胞呼吸是最重要的分解代謝,而光合作用是最典型的合成代謝。
狹義的代謝是指細(xì)胞內(nèi)所發(fā)生的有組織的酶促反應(yīng)過(guò)程,稱為中間代謝。這是代謝活動(dòng)的主體,也是代謝研究的主要內(nèi)容。廣義的代謝泛指生物活體內(nèi)外不斷進(jìn)行的物質(zhì)交換過(guò)程,包括消化、吸收、中間代謝及排泄等作用過(guò)程。
消化作用是活細(xì)胞在胞外對(duì)大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行酶促降解的生化過(guò)程。作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的外源生物大分子,只有在胞外經(jīng)過(guò)酶促降解成其單體小分子,才能被細(xì)胞吸收,進(jìn)入中間代謝。動(dòng)物體內(nèi)有專門的消化器官完成消化。微生物的消化作用則由分泌到細(xì)胞外的酶和細(xì)胞膜上的表面酶催化完成。
生物體是一個(gè)開放體系。在其一生中,一直與外界環(huán)境發(fā)生著復(fù)雜的聯(lián)系。生物體的生長(zhǎng)發(fā)育、運(yùn)動(dòng)、思維活動(dòng)等,無(wú)一不是通過(guò)機(jī)體的新陳代謝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以人體為例,人體內(nèi)的水(指代謝水),每過(guò)一周就有一半被新的水分子所代替;人體中的蛋白質(zhì)每80天就有一半被更新;其中肝臟、血漿內(nèi)的蛋白質(zhì)10天就更新一半。組成人體的原子,經(jīng)過(guò)一年之后,98%都可以得到更新。
營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)后,總是與體內(nèi)原有的物質(zhì)混合起來(lái),經(jīng)過(guò)某種化學(xué)變化,使體內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)能夠生長(zhǎng)、發(fā)育、修補(bǔ)和更新;同時(shí)將產(chǎn)生的廢物排出體外,即變成環(huán)境物質(zhì)。這就是生物與環(huán)境之間的物質(zhì)交換過(guò)程,一般稱為物質(zhì)代謝或新陳代謝。不同的生物,其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不同,代謝途徑不同,但基本的代謝過(guò)程十分相似。研究代謝過(guò)程可以說(shuō)是從分子水平上進(jìn)一步探討生命的奧妙和規(guī)律。
功能
新陳代謝的功能可歸納為五個(gè)方面:從周圍環(huán)境中獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),又將代謝廢物和熱輸出到環(huán)境中;將外界攝入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨硇枰慕Y(jié)構(gòu)元件;將結(jié)構(gòu)元件裝配成自身的大分子,如蛋白質(zhì)、核酸以及其他成分;提供生命活動(dòng)所需的能量;細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)最終對(duì)各種反應(yīng)起控制作用。
基本單位
細(xì)胞是新陳代謝的基本單位,在細(xì)胞極其微小的空間內(nèi)發(fā)生著數(shù)千種生物化學(xué)反應(yīng),細(xì)胞復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)(特別是膜結(jié)構(gòu))固定了各代謝反應(yīng)的空間和時(shí)間,使它們高度有序地進(jìn)行。生物體內(nèi)的新陳代謝并不是完全自發(fā)進(jìn)行的,而是靠多酚氧化酶——酶來(lái)完成的。生物的生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖、遺傳、運(yùn)動(dòng)、神經(jīng)傳導(dǎo)等生命活動(dòng)都與酶的催化過(guò)程緊密相關(guān)。由于酶作用的專一性,每一種化學(xué)反應(yīng)都有特殊的酶參與作用。生物體在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了對(duì)新陳代謝進(jìn)行精密調(diào)節(jié)的機(jī)制。酶的調(diào)節(jié)是其中最基本的代謝調(diào)節(jié)。在分子水平上,酶的合成與分解、酶活性的提高與降低直接控制著代謝反應(yīng)的速率。由于基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯直接控制著蛋白質(zhì)的合成,因此酶對(duì)代謝的調(diào)節(jié)很大程度上取決于信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)對(duì)基因的調(diào)控作用。在細(xì)胞水平上,酶在生物膜上的定位使各步生化反應(yīng)有序地進(jìn)行,大大提高了代謝的效率。在生物個(gè)體水平上,真核生物多細(xì)胞生物各種器官的發(fā)育和分化使不同的代謝反應(yīng)得到合理的分工安排。
相關(guān)內(nèi)容
物質(zhì)代謝和能量代謝
新陳代謝的內(nèi)容包括物質(zhì)代謝和能量代謝兩個(gè)方面。前者側(cè)重討論各種生物活性物質(zhì)(如糖、脂、蛋白質(zhì)及核酸等)在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生酶促轉(zhuǎn)化的途徑及調(diào)控機(jī)理,包括細(xì)胞自身原有分子的分解和新分子的合成。能量代謝著重討論光能或化學(xué)能在細(xì)胞中向生物能(ATP)轉(zhuǎn)化的原理和過(guò)程,以及生命活動(dòng)對(duì)能量的利用。能量代謝和物質(zhì)代謝是同一過(guò)程的兩個(gè)方面。能量代謝與物質(zhì)代謝同時(shí)存在,不存在無(wú)物質(zhì)代謝的能量代謝,也不存在無(wú)能量代謝的物質(zhì)代謝。能量轉(zhuǎn)化寓于物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程之中,物質(zhì)代謝必然伴有能量轉(zhuǎn)化,或者放能,或者吸能。
同化作用和異化作用
新陳代謝包括同化作用和異化作用兩個(gè)方面的代謝過(guò)程。生物有機(jī)體把從環(huán)境中攝取的物質(zhì),經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨砦镔|(zhì)的過(guò)程,稱為同化過(guò)程或同化作用,即從環(huán)境到體內(nèi),由小分子合成大分子物質(zhì)的過(guò)程。因此,同化作用是一個(gè)吸能過(guò)程。生物體內(nèi)的物質(zhì)經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)最終變?yōu)榕判刮锏倪^(guò)程稱為異化過(guò)程或異化作用,即從體內(nèi)到環(huán)境,由大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)的過(guò)程,它是一個(gè)釋放能量的過(guò)程。
合成代謝指生物體內(nèi)一切物質(zhì)的合成作用,它屬于同化作用的范疇;分解代謝指生物體內(nèi)一切物質(zhì)的分解作用,它屬于異化作用的范疇。同化作用和異化作用經(jīng)常處于矛盾之中,一方面的存在以另一方面的存在為前提條件。在生物體內(nèi),沒(méi)有同化作用,就沒(méi)有異化作用,反之亦然。在同一時(shí)間內(nèi),生物體內(nèi)舊的物質(zhì)在分解而新的物質(zhì)在合成。生物體內(nèi)的物質(zhì),如蛋白質(zhì)、糖類和脂類等的代謝變化統(tǒng)稱為物質(zhì)代謝,它包括分解代謝和合成代謝。
生命的一切活動(dòng)必須靠能量來(lái)啟動(dòng),而能量來(lái)自體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的氧化分解。能量包括熱能和自由能,后者對(duì)生物體有特別重要的意義。能量代謝包括需能反應(yīng)和放能反應(yīng),同化作用是需要能量的物質(zhì)代謝,異化作用是釋放能量的物質(zhì)代謝。
中間代謝
生物體內(nèi)外環(huán)境之間的物質(zhì)交換過(guò)程應(yīng)包括三個(gè)階段:消化吸收、中間代謝和排出廢物。如動(dòng)物將消化吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和體內(nèi)原有的物質(zhì)不分彼此地進(jìn)行利用,一方面進(jìn)行分解代謝,從中獲取能量;一方面進(jìn)行組織的更新和建造。通常把消化吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和體內(nèi)原有的物質(zhì)在一切組織和細(xì)胞中進(jìn)行的各種化學(xué)變化稱為中間代謝。
生物的營(yíng)養(yǎng)類型
自然界中的生物根據(jù)其利用的碳源和能源,可分為不同的營(yíng)養(yǎng)類型。
1、自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物
碳源是為細(xì)胞生物合成提供碳素營(yíng)養(yǎng)的物質(zhì)。有些生物利用無(wú)機(jī)化合物二氧化碳作為碳源,這類生物稱為自養(yǎng)生物。有些生物需要現(xiàn)成的有機(jī)化合物作為碳源,稱為異養(yǎng)生物。
2、光能自養(yǎng)型、化能自養(yǎng)型、光能異養(yǎng)型和化能異養(yǎng)型
生物體能夠利用的能源主要有光能和化學(xué)能。根據(jù)不同生物對(duì)能源的要求,自養(yǎng)生物又可分為光能自養(yǎng)型和化能自養(yǎng)型,異養(yǎng)生物又可分為光能異養(yǎng)型和化能異養(yǎng)型。光能營(yíng)養(yǎng)型是直接利用光能,通過(guò)光合磷酸化作用合成ATP,化能營(yíng)養(yǎng)型是利用現(xiàn)成有機(jī)物或無(wú)機(jī)物,通過(guò)氧化磷酸化反應(yīng)合成ATP。
發(fā)酵生產(chǎn)中開發(fā)利用的微生物基本上都是化能異養(yǎng)型,通過(guò)發(fā)酵分解有機(jī)化合物取得能量,維持代謝平衡,通過(guò)其代謝活動(dòng)積累發(fā)酵產(chǎn)品。
3、需氧生物、厭氧菌和兼性生物
不同生物對(duì)分子氧的依賴關(guān)系也有很大區(qū)別,據(jù)此可分為需氧生物、厭氧生物和兼性生物。需氧生物是在有氧條件下才能維持代謝的生物,其代謝活動(dòng)需要以分子氧作為有機(jī)物氧化反應(yīng)的電子受體。厭氧生物是在無(wú)氧的環(huán)境中生活的,以無(wú)機(jī)化合物或有機(jī)物為電子受體,不能用O2作為電子受體,而且分子氧對(duì)厭氧生物會(huì)有毒害作用。兼性生物在有氧、無(wú)氧條件下都能生存,有氧時(shí)利用氧,無(wú)氧時(shí)能利用某些氧化型有機(jī)化合物作為電子受體。大多數(shù)異養(yǎng)細(xì)胞,特別是高等生物細(xì)胞都是兼性的,只要有氧存在,就優(yōu)先利用氧,將燃料分子充分氧化,最大限度地取得能量。
發(fā)生過(guò)程
代謝途徑的概念
無(wú)論物質(zhì)代謝還是能量代謝,分解代謝還是合成代謝,一般都是由多種酶催化的連續(xù)反應(yīng)過(guò)程。所謂代謝途徑就是細(xì)胞中由相關(guān)酶類組成的完成特定代謝功能的連續(xù)反應(yīng)體系。細(xì)胞中具有某種代謝途徑也就是指具有其酶系。不同代謝途徑所具有的相同的中間產(chǎn)物稱為公共中間產(chǎn)物。通過(guò)公共中間產(chǎn)物可實(shí)現(xiàn)途徑間的互相聯(lián)系,調(diào)節(jié)代謝物質(zhì)的流向,維持細(xì)胞中各種物質(zhì)的代謝平衡。
分解代謝的一般過(guò)程
幾乎所有生物都具有分解利用有機(jī)化合物的能力,總覽有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(糖、脂、蛋白質(zhì)等)分解代謝的發(fā)生過(guò)程,可以分為四個(gè)階段。
第一階段
第一階段是生物大分子的降解階段。外源生物大分子通過(guò)消化作用降解,內(nèi)源生物大分子通過(guò)胞內(nèi)酶催化降解,分解為其單體分子,即多糖分解為己糖或戊糖,蛋白質(zhì)分解為氨基酸,脂肪分解為丙三醇和脂肪酸等。這些降解反應(yīng)途徑都很短,僅有幾種酶催化,不產(chǎn)生可利用的能量。
降解各種生物大分子的酶類都不止一種。單由一種酶一般不能將生物大分子完全降解成單體。如果生物體不能分泌使某種生物大分子完全降解的多組分酶系,它就不能獨(dú)立地利用這種大分子作為營(yíng)養(yǎng)源。例如人體和高等動(dòng)物不產(chǎn)生纖維素酶,因此,不能消化纖維素。釀酒酵母不能分泌淀粉糖化酶,因而需要有黑曲霉或其他產(chǎn)糖化酶的微生物先將淀粉原料分解為葡萄糖,才能供其發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。
第二階段
第二階段是單體分子初步分解階段。細(xì)胞都具有特定的分解代謝途徑,分別將單糖、氨基酸、脂肪酸等單體分子進(jìn)行不完全分解,例如葡萄糖的酵解途徑(EMP)、脂肪酸的 氧化降解、氨基酸氧化脫氨分解等。各種單體分子不管其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)差別多大,經(jīng)過(guò)第二階段的有關(guān)代謝途徑都能巧妙地被降解成少數(shù)幾種中間產(chǎn)物,如丙酮酸和乙酰輔酶A。因此,第二階段起到了把多形性的底物分子向一體化結(jié)構(gòu)集中的作用,為最后納入同一代謝途徑進(jìn)行完全分解創(chuàng)造了條件。
在不完全降解過(guò)程中有部分能量釋放,可為細(xì)胞提供少量ATP和一定數(shù)量的還原型輔酶。
各種單體分子除了生成乙酰CoA的分解途徑之外,還有其他降解途徑。例如糖的HMP、ED途徑等。各種降解途徑都有其特定的生理意義,有的還與某些發(fā)酵產(chǎn)品的生成和積累有密切關(guān)系。
第三階段
第三階段是乙酰完全分解階段。三羧酸循環(huán)途徑是各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解所生成的乙酰基集中燃燒的公共途徑。經(jīng)過(guò)三羧酸循環(huán),乙酰基完全分解,碳氧化成二氧化碳,并有少量能量釋放,生成ATP。大量的化學(xué)能以氫原子對(duì)2H(2H++2e-)的形式(如還原型輔酶分子)送入呼吸鏈進(jìn)行氧化放能,三羧酸循環(huán)在中間代謝中處于特別重要的地位。
第四階段
第四階段是氫的燃燒階段。這是有機(jī)化合物氧化分解的最后一個(gè)環(huán)節(jié),主要包括電子傳遞過(guò)程和氧化磷酸化作用。在線粒體內(nèi)膜上由多種色素蛋白組成的呼吸鏈?zhǔn)鞘挂弧⒍A段生成的氫原子對(duì)(2H++2e-)完全氧化的組織體系,也是細(xì)胞中有機(jī)物氧化分解釋放能量的主要部位。例如葡萄糖有氧分解90%以上的化學(xué)能是在呼吸鏈階段釋放的,其中40%以上的能量通過(guò)伴隨發(fā)生的氧化磷酸化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為ATP的高能磷酸鍵,供生命活動(dòng)需要。細(xì)胞所需ATP主要由這里供應(yīng)。
合成代謝的一般過(guò)程
合成代謝以蛋白質(zhì)、多糖、脂類和核酸合成過(guò)程為主體,可以分為三個(gè)階段:原料準(zhǔn)備階段、單體分子合成階段、生物大分子合成階段。
不同生物類群的生物合成能力有所不同,所用的原材料和能量來(lái)源也不盡相同。但是,一切活細(xì)胞都需要自行合成本身所需要的種種生物大分子。生物合成所需的碳源、氮源、能量和還原力(NADPH)主要通過(guò)分解代謝供應(yīng)。從這個(gè)意義上講,分解代謝可以視為合成代謝的原料準(zhǔn)備階段。
分解代謝的第二、三階段都可為合成異質(zhì)性單體分子提供素材和還原力。一種供應(yīng)豐富的單體分子,不論是單糖、脂肪酸或者是氨基酸,在細(xì)胞內(nèi)既可直接用于生物大分子的合成,也可分解,參加異質(zhì)性轉(zhuǎn)化,即由一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞的其他物質(zhì)。特別是單糖分解生成的丙酮酸、乙酰輔酶A,HMP途徑的多種中間產(chǎn)物以及三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物,可分別作為氨基酸、脂肪酸、核昔酸等單體分子生物合成的前體。有的異質(zhì)性轉(zhuǎn)化還需要某些無(wú)機(jī)化合物參加,例如微生物利用糖的分解代謝中間產(chǎn)物合成氨基酸時(shí),需要有無(wú)機(jī)氮參加。
自養(yǎng)生物所需要的單糖、脂肪酸、氨基酸、核昔酸等各種單體分子及其他生理活性物質(zhì),生物自身都能合成。高等動(dòng)物和人體有幾種氨基酸和脂肪酸及維生素等生理活性物質(zhì),自身不能合成,需要靠從食物中供給。微生物的生物合成能力差別很大,大多數(shù)類群都能合成自身所需要的單體分子。有些微生物缺乏合成某些單體分子的能力,這些自身不能合成的單體分子稱為其生長(zhǎng)限制因子,必須由外界供給。對(duì)于異養(yǎng)生物而言,分解代謝是生物合成的先決條件,充足的營(yíng)養(yǎng)源能為生物合成供應(yīng)必需的原料和能量。
在單體分子、能量和還原力都具備的條件下,細(xì)胞都能進(jìn)行生物大分子的合成。核酸和蛋白質(zhì)分子的合成需要由核酸作模板。脂類和多糖的生物合成雖然不需要模板,但參加合成反應(yīng)的酶仍是脫氧核糖核酸指導(dǎo)合成的。生物大分子的合成同樣受代謝調(diào)節(jié)機(jī)制的調(diào)節(jié)。
除了營(yíng)養(yǎng)貯存物質(zhì)之外,一般正常生理狀態(tài)下的生物合成都遵循細(xì)胞經(jīng)濟(jì)學(xué)的原理,用多少,合成多少。合成途徑的啟、閉、快、慢都受細(xì)胞調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)。
研究方法
生物體內(nèi)所發(fā)生的一切化學(xué)變化構(gòu)成了錯(cuò)綜復(fù)雜的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò),研究這些變化過(guò)程常用的方法如下。
體內(nèi)與體外研究法
體內(nèi)(in vivo)研究是指生物體在正常生理?xiàng)l件下,在神經(jīng)、體液等調(diào)節(jié)機(jī)制下研究代謝過(guò)程.比較接近生物體的實(shí)際情況。體內(nèi)試驗(yàn)為明確物質(zhì)中間代謝過(guò)程提供了重要的依據(jù)。例如,脂肪酸的阪氧化學(xué)說(shuō)就是通過(guò)體內(nèi)試驗(yàn)提出的。
體外(in vitro)研究是用離體器官、組織切片、組織勻漿或體外培養(yǎng)的細(xì)胞、細(xì)胞器及細(xì)胞抽提物來(lái)研究代謝的過(guò)程。體外試驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)是可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)樣本的試驗(yàn),或者可以進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)。體外試驗(yàn)為代謝過(guò)程的確立提供了重要的線索與依據(jù)。例如三羧酸循環(huán)(tricarboxylic acid cycle,TCA)、鳥氨酸循環(huán)(ornithine cycle)等都是通過(guò)體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。
同位素示蹤法
同位素是指原子序數(shù)相同而原子量不同的元素。同位素示蹤技術(shù)(isotope tracertechnique)是研究代謝過(guò)程的最有效方法,因?yàn)橛猛凰貥?biāo)記的物質(zhì)和非標(biāo)記物在物理化學(xué)性質(zhì)、生理功能和在體內(nèi)代謝的最終產(chǎn)物方面是完全相同的。例如用“C標(biāo)記葡萄糖的1位碳對(duì)發(fā)現(xiàn)戊糖磷酸途徑起了非常重要的作用。同位素示蹤法特異性強(qiáng)、靈敏度高、測(cè)定方法簡(jiǎn)便,是現(xiàn)代生物技術(shù)中不可缺少的手段。
代謝途徑阻斷法
代謝途徑阻斷法對(duì)研究代謝過(guò)程而言也是非常有效的,在試驗(yàn)過(guò)程中加入拮抗劑(blocking agent)來(lái)阻斷中間某一代謝環(huán)節(jié),分析所得結(jié)果可推測(cè)代謝歷程。例如漢斯.克雷布斯(Hans A.Krebs)等用丙二酸抑制琥珀酸脫氫酶,發(fā)現(xiàn)了琥珀酸大量積累,從而為三愈酸循環(huán)的確認(rèn)提供了重要依據(jù)。
突變體研究法
突變體研究法是研究代謝的有效方法。由于某一基因的突變,導(dǎo)致表達(dá)產(chǎn)物發(fā)生變化,使某種酶不被表達(dá)或活性喪失,致使此酶所催化的相應(yīng)產(chǎn)物缺失,此酶的底物大量堆積。對(duì)這些突變體的研究有助于了解代謝途徑中的酶和中間產(chǎn)物。營(yíng)養(yǎng)缺陷型微生物和人類遺傳性代謝病的研究,也為某些代謝過(guò)程的闡明提供了重要依據(jù)。
誤區(qū)
誤區(qū)一:新陳代謝會(huì)隨著年齡的增加而減緩
事實(shí):隨著年齡的增加,多數(shù)人體重會(huì)隨之增加。很多人將此歸結(jié)為代謝率的減緩,但通常這是因?yàn)樗麄儨p少了鍛煉的次數(shù)或強(qiáng)度,減少了每天消耗的能量。鍛煉的減少同樣帶來(lái)肌肉量的降低,瘦體重的下降,從而直接導(dǎo)致代謝率減緩,人體增重。這一現(xiàn)象并非不可逆轉(zhuǎn)。通過(guò)心肺運(yùn)動(dòng)練習(xí)來(lái)消耗熱量,力量訓(xùn)練來(lái)保持或增加肌肉,這些都是防止因年老而增肥的最好方法。
誤區(qū)二:新陳代謝是天生的,無(wú)法人為更改
事實(shí):有些人好像總是在吃,但就是吃不胖。其中很重要的原因可能是他們選擇健康、熱量相對(duì)較低的食物。這些“幸運(yùn)兒”大多每天消耗更多的熱量,有可能是他們不久坐,經(jīng)常走動(dòng),站起來(lái)做些伸展運(yùn)動(dòng),和同事面對(duì)面交流而不是發(fā)送電子郵件。所以,一旦下決心想要通過(guò)增加肌肉來(lái)促進(jìn)新陳代謝,每天就要多走動(dòng)。
誤區(qū)三:冷藏食物、飲料要比常溫食物消耗更多熱量
事實(shí):試驗(yàn)表明,測(cè)試者飲用極冰的飲料所消耗的熱量比喝常溫飲料的測(cè)試者只高出一點(diǎn)。差別微不足道到根本對(duì)于減肥不具有任何影響,大約每天多消耗10卡路里。鑒于冷藏食品對(duì)于腸胃的不利影響,可以選擇其他更為健康有效的方式。
誤區(qū)四:瘋狂節(jié)食減少熱量攝入,卻忽視因此帶來(lái)的代謝率下降
事實(shí):如果減少熱量攝入,代謝率也會(huì)隨著下降。人體是一個(gè)很精明的能量銀行。人體吸收得多,它就會(huì)儲(chǔ)存起來(lái)(轉(zhuǎn)化成脂肪);吸收少了,它就會(huì)降低消耗(降低基礎(chǔ)代謝率),同時(shí)還可能減少在器官維護(hù)和免疫能力上的“支出”。當(dāng)人體通過(guò)節(jié)食的方法期待瘦身時(shí),身體對(duì)長(zhǎng)時(shí)間缺少熱量攝入的反應(yīng)是“你在忍受饑餓”。這時(shí),身體將自動(dòng)降低代謝率,從而減少熱量消耗,盡可能多的保留熱量。這似乎與人們節(jié)食的目的背道而馳。可怕的是,一旦難忍饑餓,恢復(fù)到節(jié)食前的熱量供給,“降低”了的基礎(chǔ)代謝率一時(shí)無(wú)法回升到原來(lái)的水平,反而會(huì)造成熱量囤積,出現(xiàn)越減越胖的局面。如果人們?cè)跍p重過(guò)程中多運(yùn)動(dòng),就能抵消這些小變化。良好的平衡飲食以及鍛煉,就能讓身體保持消耗熱量的代謝率。
誤區(qū)五:晚上新陳代謝變得緩慢,如果不進(jìn)食,會(huì)加速減肥
事實(shí):人們過(guò)了某時(shí)段就不再進(jìn)食之后體重會(huì)減少,完全是因?yàn)樗麄儨p少了總熱量的攝入,而不是因?yàn)樗麄兲崆把a(bǔ)充熱量的緣故。在天黑前攝入一天所需的熱量并不會(huì)加快減肥的速度,除非所攝入的熱量低于自己所需。
參考資料 >
解開新陳代謝五大誤區(qū).網(wǎng)易探索.2024-11-20