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临床执业医师笔试生物化学代谢通路:糖酵解、TCA循环、脂肪酸合成图解

临床执业医师笔试中,生物化学的代谢通路始终是“重头戏 ” ,而糖酵解 、TCA循环与脂肪酸合成作为三大核心代谢枢纽,既是知识网络的节点,也是命题的密集区 ,理解这些通路的逻辑与关联,不仅是应试的关键,更是洞察疾病代谢本质的基础。

糖酵解作为葡萄糖分解的“第一站” ,在细胞质中完成从葡萄糖到丙酮酸的转化,其核心价值不仅在于快速供能(净生成2 ATP),更在于它是连接糖、脂、氨基酸代谢的“前哨站” ,磷酸果糖激酶-1(PFK-1)作为限速酶 ,受ATP/AMP 、柠檬酸等变构调节,直接映射细胞能量状态——当能量充足时,PFK-1被抑制 ,糖酵解减速;能量匮乏时则反之,这一调节机制在临床中极具意义:如肿瘤细胞Warburg效应中,即使有氧也依赖糖酵解供能 ,正是PFK-1的持续激活所致,糖酵解中间产物如3-磷酸甘油醛是合成甘油的前体,丙酮酸则可转化为乳酸(无氧)或进入线粒体生成乙酰CoA(有氧) ,其去路选择直接关联组织氧合状态,这也是休克、心衰患者乳酸酸中毒的代谢基础 。

TCA循环(三羧酸循环)则堪称代谢的“中央处理器 ”,在线粒体中 ,乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成柠檬酸,经4次脱氢(生成3 NADH + 1 FADH2)、1次底物磷酸化(生成1 GTP),最终再生成草酰乙酸 ,实现“闭环” ,其意义远超产能:每分子乙酰CoA经TCA循环可产生10~12 ATP(间接),更是糖 、脂、氨基酸彻底氧化的共同通路——脂肪酸β氧化生成的乙酰CoA需进入TCA循环被彻底分解,氨基酸碳骨架也可通过转化进入TCA循环 ,柠檬酸作为循环中间产物,还可转运出线粒体,在细胞质中裂解为乙酰CoA(脂肪酸合原料)和草酰乙酸 ,成为连接线粒体与细胞质代谢的“信使”,临床上,TCA循环障碍(如遗传性酶缺陷)常导致能量代谢衰竭 ,表现为乳酸酸中毒、神经发育迟滞,其严重程度与循环“卡点 ”位置直接相关。

脂肪酸合成则展现了代谢的“精准构建”能力,与脂肪酸β氧化的“分解”逻辑相反 ,合成过程在细胞质中进行,以乙酰CoA为原料,经乙酰CoA羧化酶(ACC)催化生成丙二酸单酰CoA(限速步骤) ,再在脂肪酸合酶复合体作用下 ,经7轮缩合 、还原 、脱水、还原,最终生成软脂酸(16碳),值得注意的是 ,合成所需的NADPH并非来自糖酵解,而是磷酸戊糖途径——这一细节常成为命题陷阱,也是区分“分解代谢 ”与“合成代谢 ”能量需求的经典例证(合成需NADPH提供还原力 ,而分解产NADH),临床中,ACC活性异常与高脂血症、脂肪肝密切相关:如胰岛素通过激活ACC促进脂肪酸合成 ,而胰高血糖素则抑制其活性,这一平衡一旦打破,即可导致脂质堆积。

三大通路看似独立,实则通过乙酰CoA 、NADPH、中间产物紧密交织:糖酵解为TCA循环提供“燃料” ,为脂肪酸合成提供“原料”与“还原力 ”;TCA循环则通过柠檬酸调控脂肪酸合成的启动,这种“动态平衡”正是生命代谢的精髓——理解其调节机制与临床关联,方能应对笔试中“从机制到应用”的深度考查 ,也为后续临床疾病代谢分析打下坚实基础 。