长久以来,糖类都被视作无氧条件下细胞痉挛代谢物生成成的废水,剧烈运不止下的关节或者缺氧的组织中都积攒的属持续性,仿佛是糖类没有摆脱的“废水”属持续性。然而,近些年来一些新兴的迹象推论结论,在灵长类中都,糖类也可作为一种主要的可反转淀粉氢气来发挥效用。作为灵长类细胞内三化合物化合物池,糖类可以为其给予便捷的三化合物化合物来源,同时,反转的糖类也使得糖酵求与淀粉驱不止的肝细胞高能量生成求催化。糖类和羧酸一起还可以用作反转的氟化生成缓冲液,有利于细胞和组织中都NADH/NAD的比例。
全因,美国普林斯顿大学Joshua D. Rabinowitz与瑞典哥德堡大学Sven Enerb?ck合作在Nature Metabolism杂志上社论Lactate: the ugly duckling of energy metabolism,年初为糖类这个代谢物应用的丑小鸭正名,它或许亦会成重塑高能量代谢物应用的白天鹅。
习惯观点:胺基酸是氢气,糖类是废水
淀粉约占药剂热量摄入的一半。淀粉多以淀粉的方式则被肉,然后在肾脏中都被分求为胺基酸,胺基酸被吸收到门腹膜反转并引导到消化系统,消化系统吸收一部分饮食中都的胺基酸然后将其以糖原的形式储存起来,在饥渴状态期时有囚禁。而剩的胺基酸则特有种在整个身体中都作为氢气,这些胺基酸中都的一部分亦会被生成为糖类,胺基酸和糖类是灵长类中都两个甜度最丰沛的反转化合物载体。
糖类可以通过两个更进一步从胺基酸中都获取高能量:发酵效用和痉挛效用(fermentation and respiration)。两者都开始于通过糖酵求将胺基酸分求为两个羧酸共价,并伴随生成成两个ATP和两个NADH共价。在发酵更进一步中都,NADH用于将羧酸生成为糖类,然后将其灌入。该更进一步造成了每个胺基酸的地藏产率为两个ATP和两个糖类共价而不耗用缺氧。而在氟化痉挛中都,糖酵求生成成的NADH带电粒子和羧酸运输到肝细胞中都,在那里被耗用并随后生成成大量可视高能量(每个胺基酸大概25个ATP共价)。尽管共价被重排,糖类的生成物是胺基酸的一半,而羧酸比胺基酸或糖类的氟化相对更高。具体来看,每个糖类共价比羧酸多携带两个氢原子。这两个氢原子由两个质子和两个带电粒子组成,为了将胺基酸或糖类生成为羧酸,这些带电粒子必须被处理方式掉,在这个更进一步中都需将存储在NADH中都的带电粒子引导到肝细胞。当有缺氧存在时,肝细胞中都的带电粒子传输链可以加速来进行NADH的带电粒子进而生成成高能量。如果没有缺氧,肝细胞将没有再有效清除带电粒子。因此,在厌氧条件下,发酵是唯一的代谢物选择。即使有缺氧可视,通过氟化磷酸化生成成的ATP也亦会受到缺氧吸收率的允许。因此,在诸如剧烈运不止之类的条件下,发酵是更加加速的高能量生成成方法,此时糖类作为代谢物废水被囚禁出来。
新兴观点:胺基酸作为特定氢气,糖类作为国际标准化组织氢气
尽管被认为是一种代谢物废水,但是显然灵长类并不亦会同样排泄糖类。显然,二氟化化合物是我们大量排泄的唯一含化合物废水。膳食中都的化合物实质上氟化为CO2可以最大限度地提取蜂蜜中都的可视高能量。这一点如何实现?习惯的再生文末想到我们胺基酸和糖类可以通过糖酵求和糖类更进一步相互生成。按照这个逻辑我们可以生成成这样先于:(1)大多数细胞通过吸收胺基酸并将似乎质上氟化为CO2来从淀粉中都提取高能量;(2)陷于特别紧迫太阳能所需的细胞吸收了多余的胺基酸,并囚禁出一些糖类作为废水;(3)消化系统“清除”这种糖类,将其生成为胺基酸。在这种只能,糖类非常少作为生成成胺基酸的底物才有价值。
但是上述先于是对灵长类的代谢物电导率有两个或许注意的假设:1.组织胺基酸的储存量应将远远超过糖类的储存量;2.全身糖类的生成成相对速度应将大致总和消化系统和肾脏在糖类更进一步中都使用的糖类量。
如何测试这些假设呢?在该种系统中都我们可以用两种方法量度相关的代谢物电导率:代谢物物分子量的不止-腹膜差异和锝示踪。不止-腹膜代谢物物分子量差异的量度结果比较支持习惯的观点。但是这种方法存在或许注意的局限持续性,在某些只能,例如股不止脉和腹膜,血管枕头(vascular bed)亦会流经多种活不止或许相互再加的组织类型(面部,三酸甘油酯,骨骼和多种形式的关节)。而另一种方法锝示踪量度却推论了相同的结果:在啮齿不止物和本能中都,毕竟显示饥渴状态下的糖类反转电导率约为胺基酸摩尔数的两倍,因此在羧基基础上是等效的(因为两个糖类总和一个胺基酸)。这些量度结果的同样求释是,由糖酵求生成成的羧酸非常少非常少亦会在细胞内同样汇入三吡啶(TCA)反转,而是生成为糖类并囚禁到血液中都。此更进一步需糖类半乳糖(LDH)和单吡啶转运细胞(MCT)的为了让。事实上已经有已经有研究展示出糖类似乎是TCA循坏的主要氢气。极大或许持续性是,在细胞水平上,胺基酸的营养或许与淀粉的燃烧并无关联,糖类才是国际标准化组织的淀粉氢气。
糖酵求和TCA的求催化
在没有糖类的只能,糖酵求必须与TCA循坏同步展开,而糖类的基本效用就是使糖酵求和TCA循坏这两个简而言之求除催化。但是,大多数灵长类细胞同时表示LDH和MCT,因此可以独立国家展开糖酵求和TCA反转,这种求催化有多大多呢?与胺基酸使用受到相对允许值得注意的是,氟甘氨酸胺基酸正带电粒子发射断层显像(PET)成像研究显示,中枢神经系统、肿瘤和瘙痒区域亦会大量营养胺基酸,但药剂其他许多部位却非常少非常少营养,这一原始数据与胺基酸转运细胞的表示是相符的,后者在中枢神经系统和酪氨酸的免疫细胞中都最强。与胺基酸转运细胞的表示受允许(使胺基酸吸收成一氟化氮物的关键门控步骤)显然,MCT的即使如此大多表示使糖类可自由用于身体的所有细胞。糖类作为主要的反转淀粉太阳能的使用为特别极为重要的种系统(如中枢神经系统和免疫种系统)和再生机能原有了胺基酸,可以让EVA根据更高级的所需来可调胺基酸的使用。例如,在淋巴细胞中都,胺基酸的进入受其酪氨酸和增殖的可调。而且,糖类在整个身体中都迅速绑定,这也取向于使局部糖类的积攒最小化。
作为氟化生成的缓冲剂
糖类和羧酸都在反转,血液中都的糖类甜度大概比羧酸高20倍。MCT既可以转运糖类也可以转运羧酸,羧酸和糖类一旦进入细胞,就亦会通过LDH的效用迅速相互生成。LDH地藏电导率的方向各有相同相较LDH有利于常数(Keq)的重排将商(Q)。Q> Keq 则表示糖类耗用。糖类的耗用和糖酵求都需NAD作为底物。在LDH重排将接近有利于的基础上,细胞内糖类与羧酸的比值时常被用作胞内NADH与NAD比值的替代指标。考虑到细胞和反转之时有羧酸-糖类的加速绑定,所以反转中都糖类和羧酸的丰度或许提议它们的细胞内分子量,而细胞内分子量又或许提议了细胞内NADH-NAD的比率,事实上已经有相关的迹象断定了这一点。因此糖类羧酸绑定通过有利于整个糖类的氟化生成状态,使组织氟化生成状态维持保持稳定。
与某些其他极为重要的高能量共价(例如三酸甘油酯酸)相较,糖类的毒素分子量不具严格的参量,糖类分子量过高亦会发生糖类持续性酸中都毒。反转糖类水平如何可调?糖类进出细胞受MCT 1-4(Slc16a1,Slc16a7,Slc16a3和Slc16a4)操控。这些核糖体的表示和活持续性都或许受到可调,以操控体内糖类参量。此外,糖类的一般而言与耗用也可以可调其相对分子量。
未来展望
在发生胰岛素抵抗的EVA中都,细胞由于不够胰岛素特异持续性的胺基酸营养而使其化合物来源受到允许,那么反转中都的糖类或许作为高能量底物在细胞中都发挥关键效用,生殖时有糖类处理方式差异是否有可以求释糖尿病的胃癌机理?或者求释糖尿病人并发症的轻重?这是非常或许探索的问题。除此之外,关于糖类和糖类代谢物还有许多或许思考的问题,而这也使得这个代谢物应用中都的丑小鸭越加变得迷人。
原始出处:
Joshua D Rabinowitz , Sven Enerbck.Lactate: the ugly duckling of energy metabolism.Nat Metab. 2020 Jul;2(7):566-571. doi: 10.1038/s42255-020-0243-4.
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