108年第二次營養師

生理學與生物化學

申論題

擬答
《命中:詳見志聖108生物化學題庫班 講義p.68 第三題》
  1. 「鈉」參與水分平衡的角色
    1. 簡介:
      1. 鈉離子是人體細胞外液主要陽離子
      2. 在成人身上大約有120mg，約有1/3與無機 物結合存於骨骼中，其餘的2/3存在細胞外液中（約140mEq/L）
    2. 參與水分平衡的角色
      1. 藉著產生滲透壓:
        • 維持細胞外液與細胞內液間之滲透平衡，以控制體內水分的分佈
        • 幫助調節細胞外 液的量、維持人體血漿容積及調節血管間隙的大小。
      2. 當鈉↓時→流經JGA(遠曲小管上的緻密斑)→偵測到低鈉→促使腎素分泌
      3. 鈉影響aldosterone 的作用:鈉↓→aldosterone↑→作用在遠側曲管、集尿管→Na+ 再吸收增加→H2O重吸收↑
      4. 鈉影響抗利尿激素：
        當血量↓→鈉離子濃度↑→刺激下視丘之滲透壓接受器(osmoreceptor)
        →下視丘合成ADH↑→腦下垂體後葉分泌→血液循環
        →作用到腎小管之遠曲小管及集尿管→cAMP↑→增加管壁對水的通透性
        →水之重吸收↑→鈉離子濃度↓。
  2. 造成體液電解質不平衡的原因
    1. 電解質太低的原因(為方便說明，∴部分以鈉為例):
      1. 攝取不足：長期禁食、∵長期低鹽飲食，∴ 低血鈉(Hyponatremia)： <135 mEq/L
      2. 排出太多：腸胃道、腎臟、皮膚、大出血、廔管、膿瘍引流、發燒。
      3. 水太多(稀釋血清鈉)：①靜脈補充過量低 張溶液；②過量水分或液體攝取
    2. 電解質太高的原因(為方便說明，∴以部分鈉為例):
      1. 攝取過量: 如①鹽類攝取過量；②高張溶液(3％Nacl)輸注過量；③接受類固醇、滲透性利尿劑使用等。
      2. 體液流失過多:①水份攝取不足；②水份排出增加
※詳見志聖:詳見志聖108生物化學題庫班 講義p.42 第四題
  1. 短期調節（數秒之內，瞬間調節血壓）
    1. Cushing reflex（中樞N系統缺血反應）
    2. Baro-reflex（感壓反射）
    3. Bainbridge reflex（右心房反射）
    靜脈回心血↑→右心房擴大N10迷走N→⊕交感神經→HR↑BP↑
  2. 中期調節（數分鐘調節血壓）RAAS（Renin-Angiotensin-Aldosterone-System）：

    AⅡ功能：
    1. 下視丘
      1. 促使腦下腺後葉→ADH→集尿管水分再吸收→血壓↑。
      2. 促使口渴中樞發出訊號→喝水→血壓↑
    2. 腎上腺皮質→Aldosterone→鈉離子重吸收→水分↑→血壓↑
    3. IP3↑、Ca2+↑→血管收縮
  3. 長期調節（數小時調節血壓）
    ANP：血中Na＋↑、血量↑、BP↑→⊕右心房心肌細胞分泌ANP（cGMP↑）
    1. 血管平滑肌放鬆；
    2. GFR↑（腎小球過濾率）
    3. 鈉離子重吸收↓→BP↓；
    4. 抑制腎素（renin）釋放、angiotensin Ⅱ↓。
  1. Glycolysis(糖解作用)
    1. 在不需氧的情況下，glucose或glycogen經由Embden-Meyerhof pathway 代謝成pyruvate或lactate。
      有氧情況下，2丙酮酸(pyruvate)，2 ATP，2NADH +$2H^+$；無氧情況下，2乳酸 (lactate)，2 ATP
    2. 起始步驟及相關酵素
      1. Glucose →glucose 6 phosphate催化反應酵素：
        ①glucokinase(肝臟細胞)
        ② hexokinase(肝外細胞)
      2. glycogen →glucose 1 phosphate →glucose 6 phosphate催化反應酵素
        ①glycogen phosphorylase
        ②phosphoglucomutase(此二酵素存在肝臟及肌肉細胞)
        Glucose→glucose 6 phosphate →fructose 6 phosphate→frucose1,6 bisphosphate→glyceraldehyde 3-phosphate+ dihydroxyacetone phosphate
        glyceraldehyde 3-phosphate→1,3bisphosphoglycerate→3-phosphoglycerate→2-phosphoglycerate→phosphoenolpyruvate(PEP)→pyruvate
    3. 相關酵素
      反應酵素特性
      Glucose → Glucose 6-P葡萄糖激酶
      (Glucokinase)
      己醣激酶
      (Hexokinase)
      • 為一種轉移酶‧消耗ATP‧$Mg^{+2}$
      Glucose 6-P ←→ Fru 6-P磷酸己醣異構酶
      (Phosphohexose isomerase)      		 
      Fru 6-P → Fru 1,6-P2磷酸果醣激酶
      (Phosphofructokinase)
      • 醣解作用關鍵酵素
      • 受ATP及Citrate 抑制
      • AMP、 ADP、fructose 2,6 P2等促進其活性。
      Fru 1,6-P2 ←→ DHAP+GAP醛醇酶
      (Aldolase)
      • 由四個次單位所組成‧共有aldolaseＡ、aldolaseＢ兩種
      DHAP←→ GAP磷酸丙醣異構酶
      (Phosphotriose isomerase)      		 
      GAP ←→ 1,3Bis-P甘油醛三磷酸去氫酶
      (Glyceraldehyde 3 phosphate dehydrogenase)
      • $NAD^+$ 作為輔酶‧碘乙酸、砷酸鹽為抑制劑
      1,3Bis-P ←→ 3-PG磷酸甘油酸激酶
      (Phosphoglycerate kinase)
      • 可產生ATP
      • 為一可逆反應之激酶
      3-PG ←→ 2-PG磷酸甘油酸變位酶
      (Phosphoglycerate mutase)      		 
      2- PG ←→ PEP烯醇酶
      (Enolase)
      • 去水反應‧須鎂、錳離子作為輔因子。$Mg^{++} $因子，受氟化物抑制。
      PEP → pyruvate丙酮酸激酶
      (pyruvate kinase)
      • 可產生ATP‧須去磷酸化後才具活性
      • 此缺乏此酶會出現溶血性貧血。
      Pyruvate ←→ lactate乳酸去氫酶
      (lactate dehydrogenase)
      • 需NADH＋$H^+$作為輔酶
    4. 那些特殊器官及胞器
      發生部位：所有細胞細胞質漿(cytosol)
  2. Gluconeogenesis (糖質新生作用)
    1. 非醣類物質合成碳水化合物之作用；植物、動物及微生物都會進行此反應。
      1. 反應物：Glucogenic amino acid, Lactate, Glycerol, Pyruvate)、Propionic acid等。
      2. 生成物：葡萄糖(glucose)
    2. 起始步驟及酵素
      1. 以lactate為例：Lactate→pyruvate→oxaloacetate (OAA)→malate→oxaloacetate →phosphoenolpyruvate(PEP) →2-phosphoglycerate →3-phosphoglycerate→1,3bisphosphoglycerate→glyceraldehyde 3-phosphate→frucose1,6 bisphosphate →fructose 6 phosphate →glucose 6 phosphate →Glucose
      2. 相關酵素
        胞器反應酵素特性
        粒線體Pyruvate + $CO_2$
        → OAA         		丙酮酸羧基化酶
        (Pyruvate carboxylase)
        • 存在粒線體內‧將$CO_2$ 轉成羧基
        • 此需生物素(Biotin)作為輔酶
        • 反應消耗一分子ATP。
        OAA→ Malate蘋果酸去氫酶
        (Malate dehydrogenase)
        • 需NADH＋$H^+$
        • 此作用在粒線體內進行
        細胞質Malate → OAA蘋果酸去氫酶
        (Malate dehydrogenase)
        • 需NAD+‧此作用在細胞質進行
        OAA → PEP磷酸烯醇丙酮酸羧激酶
        (phosphoenolpyruvate carboxykinase)
        • 須消耗一分子GTP‧放出一分子$CO_2$
        PEP←→ 2- PG烯醇酶(Enolase) 
        2-PG ←→ 3 -PG磷酸甘油酸變位酶
        (Phosphoglycerate mutase)        		 
        3-PG ←→1,3Bis-P 磷酸甘油酸激酶
        (Phosphoglycerate kinase)        		 
        1,3Bis-P←→GAP 甘油醛三磷酸去氫酶
        (Glyceraldehyde 3 phosphate dehydrogenase)        		 
        DHAP←→ GAP磷酸丙醣異構酶
        (Phosphotriose isomerase)        		 
        DHAP+ GAP←→ Fru 1,6 BisP醛醇酶
        (Aldolase)        		 
        Fru 1,6-BisP → Fru 6-P果糖1,6雙磷酸酶(Fructose 1,6 bisphosphatase)
        • △G=-4.0 kcal‧為pyruvate合成glycogen之關鍵酵素
        Glucose 6-P ←→ Fru 6-P磷酸己醣異構酶
        (Phosphohexose isomerase)        		 
        Glucose 6-P → Glucose葡萄糖6磷酸酶
        (Glucose 6 phosphatase)
        • △G=-3.3 kcal ‧pyruvate合成glucose之關鍵酵素。
      3. 生成物：肝臟細胞為Glucose 肌肉細胞Glucose 6 phosphate
    3. 那些特殊器官及胞器：發生部位：細大部分發生在胞質漿(cytosol) 中及粒線體內，小部分發生在腎臟皮質
  3. glycogenolysis
    1. 肝醣分解反應將儲存在肝臟或肌肉中之肝醣分解之作用。
    2. 起始步驟及酵素
      1. 反應物：肝醣 (glycogen)
      2. 生成物：肝臟細胞為葡萄糖 (glucose)，以維持血糖恆定；肌肉細胞為葡萄糖6磷酸(glucose 6 phosphate)，提供肌肉活動能量來源。
      3. 相關酵素
      反應酵素特性
      ($C_6$)n
      glycogen→ ($C_6$)n-1+ Glc 1 P
      glycogen
      • 肝醣磷解酶 ( glycogen phosphorylase)
      • 肝醣分解關鍵酵素
      • 此酶須磷酸化後，才有活性
      • Glucagon,c-AMP促進其活性
      • 破壞α-1,4 醣苷鍵
      • 聚葡萄糖轉移酶
        (Glucan transferase)
      • 將枝鏈上最外面3個葡萄糖
        (又稱為限制支鏈, limit branch)移至鄰近支鏈的尾端
      • 去分枝酶
        Debranching enzyme)
      • 破壞α-1,6 醣苷鍵
      Glucose 1 P←→ Glucose 6 P
      • 磷酸葡萄糖變位酶phosphoglucomutase
      • Glc 1 p為肝醣分解基本單位
      Glucose 6 P ―→Glucose
      • 葡萄糖6磷酸酶glucose 6 phosphatase
      • 此酶只存在肝臟中
      • 為glycogen是否可轉變成glucose之關鍵酵素
    3. 發生部位：肝臟或肌肉細胞細胞質中，將肝臟中所儲存100公克肝醣，用以維持血糖恆定。肌肉細胞所儲存250公克肝醣，可分解提供肌肉收縮所需能量。
  4. Glycogenesis
    1. 肝醣合成反應，在肌肉組織或肝臟中，將葡萄糖轉換成肝醣之作用。
    2. 起始步驟及酵素
      1. 反應物：glucose (UDP-Glucose為肝醣合成基本單位)
      2. 生成物：glycogen
      3. 相關酵素
      反應酵素特性
      Glucose → Glucose 6 P
      • 肌肉中己醣激酶
        Hexokinase)
        肝臟中葡萄糖激酶
        Glucokinase)
      • 消耗1分子～P
      Glucose 6 p ←→ Glucose 1 p
      • 磷酸葡萄糖變位酶
        (Phosphoglucomutase)
      		 
      Glucose 1 p→ UDP-Glucose
      • 尿核苷雙磷酸葡萄糖焦磷酸化酶
        (UDP-glucose pyrophosphorylase)
      • 消耗1分子～P
      ($C_6$)n + UDP-Glucose glycogen → ($C_6$)n+1+ UDP glycogen
      • 肝醣合成酶
        glycogen synthase)
      • 肝醣合成關鍵酵素
      • 此酶須去磷酸化後，才有活性，Insulin促進其活性；c-AMP抑制其活性
      • α-1,4 醣苷鍵鍵結
      • 支鏈酶
        (branching enzyme)
      • α-1,6 醣苷鍵鍵結
    3. 發生部位：肝臟或肌肉細胞細胞質，將動物體內葡萄糖轉變成肝臟儲存，以備不時之需。
擬答
  1. 人體內尿酸來自purine(adenine, guanine)代謝產物
  2. 嘌呤(purine)代謝過程在各種生物雖極相似，但終產物相差很大。一般而言生物愈低等則破壞愈嚴重。
    1. 人類及靈長類最後分解成尿酸(Uric acid)。
    2. 其餘哺乳類、一些爬蟲類及鳥類分解成尿囊素(allantoin)排出體外。
    3. 兩棲類(amphibians)及大部份魚類分解成尿酸(uric acid)排出體外。
    4. 硬骨類(Bony fish)分解成尿囊酸(allantoic acid)。
    5. 無脊椎動物則以氨及二氧化碳
    purine(adenine)
    ↓
    Hypoxanthine
    ↓
    Xanthine
    ↓Xanthine oxidase
    Uric acid
  3. 人體最終以uric acid形式排出體外，當血尿酸濃度過高，造成尿酸結石，引起痛風(gout)
  4. 可用allopurinol 抑制xanthine oxidase 減少尿酸產生

※陸續更新中....
※本站所有內容皆為志光教育科技集團版權所有，未經同意請勿任意複製、轉載、發行或刊他處。

聯絡我們

我們將儘速跟回覆您的訊息

▲
TOP
台北志聖 台中志聖 台南志聖 高雄志聖