生物化学作业参考答案.doc

1、 营养不良的人饮酒，或者剧烈运动后饮酒，常出现低血糖。试分析酒精干预了体内糖代谢的哪些环节？（p141 3题）
答：酒精对于糖代谢途径的影响主要有：肝脏的糖异生与糖原分解反应，也就是来源与去路的影响。
1) 研究认为，酒精可以诱导低血糖主要取决于体内糖原储备是否充足，然而在人营养不良或者剧烈运动后，体内糖原过度消耗，酒精又能抑制肝糖原的分解，饮酒后容易出现低血糖。
2）抑制糖异生：
①酒精的氧化抑制了苹果酸/天冬氨酸转运系统，导致细胞间质中还原当量代谢紊乱，使丙酮酸浓度下降，从而抑制糖异生；
②酒精能影响糖异生关键酶活性-非活性的转换，酶总量，酶合成或降解，从而抑制糖异生，如果糖二磷酸酶-1活性的抑制，磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶的表达降低等；
3） 影响葡萄糖-6磷酸酶的活性，导致乳酸循环受阻，不利于血糖升高。
4） 酒精使胰岛a细胞功能降低，促进胰岛素的分泌，抑制胰高血糖素的分泌，从而抑制糖原分解，促进糖酵解，造成低血糖。
5） 酒精还会影响小肠对糖分的吸收，从而造成低血糖。

2、 列举几种临床上治疗糖尿病的药物，想一想他们为什们有降低血糖的作用？(p141 4题)
答：1）胰岛素
它能增加组织对葡萄糖的摄取和利用，促进糖原的合成抑制糖异生，减少血糖来源，似血糖降低；
2）胰岛素促泌剂
 磺脲类药物，格列苯脲等，通过刺激胰岛beta细胞分泌胰岛素，增加体内胰岛素水平而降低血糖；‚ 格列奈类，如瑞格列奈，通过刺激胰岛素的早起合成分泌而降低餐后血糖。
3） 胰岛素曾敏剂
如噻唑烷二酮类的罗格列酮可以通过增加靶细胞对胰岛素的敏感性而降低血糖。另外如双胍类药，如二甲双胍，它能降低血浆中脂肪酸的浓度而增加胰岛素的敏感性，增加周围组织对胰岛素的敏感性，增加胰岛素介导的葡萄糖的利用，也能增加非胰岛素依赖的组织对葡萄糖的摄取和利用。
4） a-糖苷酶抑制剂，如阿卡波糖，在肠道内竞争性的抑制葡萄糖苷水解酶，降低多糖或蔗糖分解成葡萄糖，抑制小肠对碳水化合物的吸收而降低餐后血糖。

3、治疗血浆胆固醇异常升高有哪些可能的措施？理论依据是什么？(p174 3题)

答：1） 血浆胆固醇异常升高的治疗措施主要：有调整生活方式与饮食结构、降脂药物治疗、血浆净化治疗、外科治疗和基因治疗。具体的治疗方案则应根据患者的血浆LDL-胆固醇水平和冠心病的危险因素情况而决定。而且，降脂治疗的目标亦取决于患者的冠心病危险因素。一般而言，危险因素越多，则对其降脂的要求就越高(即目标血脂水平越低)。
2） 但是继发型高脂血症的治疗主要是积极治疗原发病，并可适当地结合饮食控制和降脂药物治疗。
A. 控制理想体重 。肥胖人群的平均血浆胆固醇和三酰甘油水平显著高于同龄的非肥胖者。除了体重指数(BMI)与血脂水平呈明显正相关外，身体脂肪的分布也与血浆脂蛋白水平关系密切。一般来说，中心型肥胖者更容易发生高脂血症。肥胖者的体重减轻后，血脂紊乱亦可恢复正常。
B. 运动锻炼 体育运动不但可以增强心肺功能、改善胰岛素抵抗和葡萄糖耐量，而且还可减轻体重、降低血浆三酰甘油和胆固醇水平，升高HDL胆固醇水平。
C. 戒烟 吸烟可升高血浆胆固醇和三酰甘油水平，降低HDL-胆固醇水平。停止吸烟1年，血浆HDL-胆固醇可上升至不吸烟者的水平，冠心病的危险程度可降低50%，甚至接近于不吸烟者。
D. 饮食治疗
血浆脂质主要来源于食物，通过控制饮食，可使血浆胆固醇水平降低5%～10%。饮食结构可直接影响血脂水平的高低。血浆胆固醇水平易受饮食中胆固醇摄入量的影响，进食大量的饱和脂肪酸也可增加胆固醇的合成。尽管单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸具有降低血浆胆固醇、LDL-胆固醇水平和升高HDL-胆固醇水平的作用，但是二者所含的热量都较高，如果摄入过多同样可引起超重或肥胖。因此，饮食中的不饱和脂肪酸也不宜过多。通常，肉食、蛋及乳制品等食物(特别是蛋黄和动物内脏)中的胆固醇和饱和脂肪酸含量较多，应限量进食。食用油应以植物油为主，每人每天用量以25～30g为宜。家族性高胆固醇血症患者应严格限制食物中的胆固醇和脂肪酸摄入。
E. 药物治疗
(1)血脂异常的药物治疗：目前国内外常用的药理机制清楚、疗效明确的调脂药物有4类。其中以降低血清总胆固醇和LDL胆固醇为主的有他汀类和树脂类。
① 他汀类：即三羟基三甲基戊二酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶抑制剂，具有良好调脂疗效的一类调脂药物，也是目前临床使用最广泛的一类调脂药物。目前常用的他汀类药物有：洛伐他汀、辛伐他汀、普伐他汀、氟伐他汀、阿托伐他汀等。
树脂类(胆酸螯合剂)：该类药物有考来烯胺和考来替泊，它们都是不为肠道所吸收的高分子阴离子交换树脂。该类药物的共同特点是阻止胆酸或胆固醇从肠道吸收，促进胆酸或胆固醇随着粪便排出，促进胆固醇的降解。
F. 重度血脂异常的非药物治疗，多见于有基因遗传异常的患者。这些患者可以通过血浆净化治疗、外科治疗(如回肠末端部分切除术，门腔静脉分流术)等方法治疗。基因治疗在未来有可能攻克顽固性遗传性的血脂异常。

3、 减肥的措施与理论依据？（p174 4题）
4、
答：减肥，主要从两方面考虑：控制热量的吸收和增加热量的消耗，也就是在选择减肥方法时应以物理减肥和减少饮食为主。
常用减肥方法有：
1） 饮食控制。食物量的减少以及食物结构的合理搭配，不仅减少脂肪的吸收，而且在消耗玩储备糖原所提供的能量，会进一步消耗脂肪来供应机体能量的需求，从而达到减肥的目的。
2） 有氧代谢运动。有氧运动可以大大提高机体的能量消耗，从而减肥，如跑步，游泳，骑自行车，爬山等。
3） 药物。虽然不推荐大量使用，但是也是一种方法。脂解类激素药物，可以促进脂肪的动员；含肉碱类药物，有助于长链脂酰coA转运。两者都可以促进脂肪的分解，从而达到减肥的目的。
4） 外科手术。当前面的方法都失效时，吸脂手术目前也成为局部美体塑性的热门手术，它可以直接减少脂肪组织。另外，中医的针灸，可以调理脏腑，运行气血，疏通筋脉，再加以饮食控制，可以达到减肥的效果。
5、肿瘤细胞的糖代谢特点：
答：（1）肿瘤细胞的功能独立于饥饿-饱食循环之外，需要葡萄糖持续供能，能与肝脏建立葡萄糖乳酸盐循环。处于肿瘤核心的细胞通常缺氧，引起低氧诱导因子（HIF）的增多，激活编码葡萄糖转运体和糖酵解酶的基因，产生肿瘤细胞生长额侵袭转移需要的能量。
（2）但有一种新的机制：肿瘤细胞即使在有氧的条件下，主要也通过无氧糖酵解获得能量，而非三羧酸循环和氧化磷酸化途径。这种有氧糖酵解现象叫做Warburg效应。这种现象产生的原因可能是，癌细胞内线粒体的功能障碍所致，也可能与酶谱的变化有关。尤其是三个关键酶（己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶）活性增加和同工酶谱的改变，以及糖异生关键酶活性的降低有关。

6、血浆脂蛋白与动脉粥样硬化的关系：
答：动脉粥样硬化（AS）是指在动脉壁细胞之间有大量的胆固醇酯的堆积，继而形成粥样斑块。而这些胆固醇主要来自于血浆脂蛋白。
1） VLDL与AS的关系：β-VLDL含丰富的ɑpoB和apoE，能与巨噬细胞表面特殊高亲和力受体作用进入胞内，使CE增加；
2） LDL与AS的关系：
A、 LDL的主要成分是胆固醇，在动脉壁堆积过久会损伤内膜，形成粥样斑块；另外它还能刺激平滑肌细胞的增生；
B、 巨噬细胞表面存在清道夫受体，能吞噬受修饰的LDL，且无负反馈作用，导致大量胆固醇蓄积变成泡沫细胞；
C、 apoB是LDL主要的蛋白，氧化的apoB释放多种炎性产物，产物在动脉壁上蔓延，加速AS，apoB100是识别肝细胞及其周围靶细胞LDL-受体的决定性蛋白，平衡胆固醇代谢，其肝素结合区和动脉壁内的糖胺多糖结合利于脂蛋白酶作用，加速AS。
3） HDL与AS的关系：
A、 HDL抗AS作用：首先，它能醋精胆固醇逆转运，清除巨噬细胞内胆固醇；定向调节造血干细胞的增值，增加单核细胞数量；抑制巨噬细胞的Ⅰ型干扰素反应；抑制LDL与血管内皮细胞和平滑肌细胞受体的结合；抑制动脉平滑肌细胞的增值抑制其合成氨基葡聚糖；
B、 氧化的HDL,其胆固醇转运作用下降，抗AS的能力下降，且会加速其发生发展；
C、 ApoA1是HDL的主要成分，在胆固醇转运中的关键，且具有抗氧化，抗炎，抗血栓内皮功能保护，抑制AS多种作用。
4) 其他还有一些重要的载脂蛋白：
如apoE具有抗AS的作用，具体机制：机制细胞信号传导以及防止细胞进入G1期而抑制血小板生长因子（PGF）诱导的SMC的增值和迁移；激活NO合酶，刺激血小板产生足够的NO释放到胞外，抑制血小板的聚集；增加外周细胞胆固醇流出及血浆中胆固醇脂蛋白的清除；抑制脂蛋白的氧化，减少氧化型低密度脂蛋白（XO-LDL）和氧化型极低密度脂蛋白（XO-VLDL）形成，减少泡沫细胞的生成。

7、常见的呼吸链电子传递抑制剂有哪些？CO中毒可致呼吸停止，其在机制是什么？（p195 2题）
答：1）常见的呼吸链电子传递抑制剂：鱼藤酮、粉蝶霉素A、异戊巴比妥、萎锈灵、抗霉素A、氰化物、co、叠氮化物以及硫化氢。
3） CO中毒导致呼吸停止的机制：CO可与还原型的细胞色素氧化酶的二价铁结合，抑制该酶的活性，影响组织细胞呼吸和氧化过程，阻碍对养的利用。此外，CO经呼吸进入肺部后，通过肺泡细胞弥散入血与Hb结合形成COHb，与氧气竞争结合Hb，其亲和力高，但是解离率低，导致组织缺氧，呼吸停止。

8、胞质中的NADH+H如何通过线粒体氧化呼吸链进行氧化的？（p195 3题）
答：胞质中的NADH+H是通过以下两种穿梭运送系统而到达线粒体基质，然后在通过线粒体内膜上的呼吸链进行氧化：
 磷酸甘油穿梭途径：胞质中的以NADH+H为辅酶的磷酸甘油脱氢酶可以将磷酸二轻丙酮还原为磷酸丙酮，后者可以扩散到线粒体基质内，而基质内有一种含有FAD的ɑ-磷酸甘油脱氢酶，它可以催化进入的磷酸甘油，形成FADH2，于是胞质内的NADH+H间接地形成了线粒体内的FADH2，后者通过呼吸链产生ATP；
‚苹果酸-草酰乙酸穿梭途径：线粒体基质内有一种苹果酸脱氢酶，可以催化进入的苹果酸脱氢形成草酰乙酸和NADH+H，电子传递顺序为NADH→CoQ→复合体Ⅲ→细胞色素C→复合体IV→O2。

9、 列举血案的来源和去路，并分析谷氨酸和精氨酸治疗肝性脑病（肝昏迷）的生化基础。（p221 4题）
答：1) 氨的来源：
内源性：1. 组织中氨基酸分解生成的氨 组织中的氨基酸经过联合脱氨作用脱氨或经其它方式脱氨，这是组织中氨的主要来源。组织中氨基酸经脱羧基反应生成胺，再经单胺氧化酶或二胺氧化酶作用生成游离氨和相应的醛，这是组织中氨的次要来源，组织中氨基酸分解生成的氨是体内氨的主要来源。膳食中蛋白质过多时，这一部分氨的生成量也增多。 2. 肾脏来源的氨 血液中的谷氨酰胺流经肾脏时，可被肾小管上皮细胞中的谷氨酰胺酶(glutaminase)分解生成谷氨酸和NH3。 3. 肠道来源的氨 这是血氨的主要来源。正常情况下肝脏合成的尿素有15?0%经肠粘膜分泌入肠腔。肠道细菌有尿素酶，可将尿素水解成为CO2和NH3，这一部分氨约占肠道产氨总量的90%(成人每日约为4克)。肠道中的氨可被吸收入血，其中3/4的吸收部位在结肠，其余部分在空肠和回肠。氨入血后可经门脉入肝，重新合成尿素。这个过程称为尿素的肠肝循环(entero?hepatin circulation of urea)。
外源性： 肠道中的一小部分氨来自腐败作用(putrescence)。这是指未被消化吸收的食物蛋白质或其水解产物氨基酸在肠道细菌作用下分解的过程。腐败作用的产物有胺、氨、酚、吲哚、H2S等对人体有害的物质，也能产生对人体有益的物质，如脂肪酸、维生素K、生物素等。
2)氨的去路
氨是有毒的物质，人体必须及时将氨转变成无毒或毒性小的物质，然后排出体外。主要去路是在肝脏合成尿素、随尿排出；一部分氨可以合成谷氨酰胺和门冬酰胺，也可合成其它非必需氨基酸；少量的氨可直接经尿排出体外。

3） 肝脏是人体重要的解毒器官。人体新陈代谢产生的各种有害物质都必须经过肝脏的解毒处理，生命得以维持。当严重的肝病(如肝硬化、急性肝炎、肝癌)引起的代谢紊乱，肝解毒功能严重损害，使中枢神经系统中毒发生昏迷，称为肝昏迷。用谷氨酸和精氨酸可以治疗。
机制：谷氨酸盐理论上，谷氨酸可与氨结合成谷氨酰胺从而降低血氨，谷氨酰胺则随血流到达肾脏，在肾内由谷氨酰胺酶分解成谷氨酸及氨，谷氨酸被重吸收人血重复利用，而氨则成为钱盐随尿排出体外。精氨酸作用机制是促进鸟氨酸循环，使更多的血氨转变成尿素。总的来讲，二者都可以加速血氨的清除和代谢。
10、 何谓转氨基作用？体内重要的转氨酶有哪几种？测定血清中的这些转氨酶的活性有何意义？p221 5题）
答：1）转氨基作用 指的是一种α-氨基酸的α-氨基转移到一种α-酮酸上的过程。转氨基作用是氨基酸脱氨基作用的一种途径。其实可以看成是氨基酸的氨基与α-酮酸的酮基进行了交换。
2）转氨酶的种类很多，体内除赖氨酸、苏氨酸之外，其余α－氨基酸都可参加转氨基作用并各有其特异的转氨酶。其中以谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）最为重要。前者是催化谷氨酸与丙酮酸之间的转氨作用，后者是催化谷氨酸与草酰乙酸之间的转氨作用。
3）转氨酶催化的反应都是可逆的。转氨酶可按底物的不同分成3大类。L-a-氨基酸（酮酸转氨酶）、ω-氨基酸（酮酸转氨酶）和D-氨基酸转氨酶。转氨酶的辅基是磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺，两者在转氨基反应中可互相变换。
转氨酶参与氨基酸的分解和合成。氨基酸转氨后生成的酮酸或醛酸可经氧化分解而供能，也可转变成糖类或脂肪酸。相反，酮酸或醛酸也可经转氨酶的作用而生成非必需氨基酸。某些氨基酸之间的互变也有转氨酶参与。
在高等动物各组织中，活力最高的转氨酶是谷氨酸：草酰乙酸转氨酶（GOT）和谷氨酸：丙酮酸转氨酶（GPT）。GOT以心脏中活力最大，其次为肝脏；GPT则以肝脏中活力最大，当肝脏细胞损伤时，GPT释放到血液内，于是血液内酶活力明显地增加。在临床上测定血液中转氨酶活力可作为诊断的指标。如测定GPT活力可诊断肝功能的正常与否，急性肝炎患者血清中GPT活力可明显地高于正常人；而测定GOT活力则有助于对心脏病变的诊断，心肌梗塞时血清中GOT活性显示上升。
需要注意的是，转氨酶非常敏感，健康人在一天之内的不同时间段检查，转氨酶水平都有可能产生波动。因此，健康人的转氨酶水平也是有可能暂时超出正常范围的，所以不是转氨酶高就一定需要用药治疗的。

11、已知尿酸是嘌呤核苷酸代谢的终产物，说明痛风症与尿酸的相关性并从酶学的角度说明使用别嘌呤醇治疗痛风的机制？（p232 3题）
答：1）尿酸是人体嘌呤分解代谢的终产物，水溶性差，当进食高嘌呤饮食、体内核酸大量分解或者肾脏疾病而使尿酸排泄障碍，导致血尿酸升高。而痛风症，是当血尿酸含量升高达8mg/100ml，尿酸盐晶体即可沉淀于关节、软组织、软骨和肾等处，导致关节炎、尿路结石以及肾疾病。
2）别嘌呤治疗痛风症的机制：尿酸是由黄嘌呤氧化而生成的，这一步关键酶使黄嘌呤氧化酶。但是别嘌呤是黄嘌呤氧化酶抑制剂，它可以使该酶失去活性，黄嘌呤就不能转化形成尿酸，高尿血症消除，所以可以治疗痛风。

12、 列举几种嘌呤与嘧啶抗代谢物的名称，并举例说明抗代谢物具有抗肿瘤作用的机制（p232 5题）
答：1）嘧啶拮抗物：氟尿嘧啶、阿糖胞苷、环胞苷等；嘌呤拮抗物：6-巯基嘌呤、氮杂丝氨酸、甲氮蝶呤。
例如，6－巯嘌呤。6-巯嘌呤是嘌呤拮抗药。其化学结构与次黄嘌呤相似，为嘌呤核苷酸合成抑制剂在体内，经次黄嘌呤－鸟苷酸酶（HGPRT）的催化，6－MP首先转变成硫代肌苷酸，后者阻止肌苷酸转变为腺苷酸和鸟苷酸，从而干扰嘌呤代谢、阻碍DNA合成，使肿瘤细胞不能增殖。6－MP→次黄嘌呤－鸟苷酸酶→硫代肌苷酸→阻止肌苷酸转变为腺苷酸和鸟苷酸。对S期细胞及其他期细胞有效。临床主要用于儿童急性淋巴母细胞性白血病的维持治疗，亦用于治疗急性或慢性非淋巴细胞性白血病。
5－氟尿嘧啶。 5－氟尿嘧啶是嘧啶拮抗药。5－FU在细胞内转变成5－氟尿嘧啶脱氧核苷酸后才发挥作用。5-FU在体内转化为Fd-UMP，它于dUMP结构相似，是胸苷酸合酶的抑制剂，使dTMP合成受到阻断，破坏RNA的结构与功能，可以抑制肿瘤的增值。
其抗肿瘤谱广，对多种肿瘤尤其是对消化道癌症和乳腺癌疗效较好。临床用于治疗食道癌、胃癌、结肠癌、直肠癌、胰腺癌及肝癌，也可用于治疗卵巢癌、子宫癌、鼻咽癌、膀胱癌及前列腺癌等。