代谢组学/代谢物/脂类/类固醇
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类固醇是任何具有特征性化学结构的物质的化学名称，该化学结构由多个连接原子的环组成。维生素 D、胆固醇、雌激素和可的松是类固醇的一些例子。各种类固醇在人体生殖系统以及膜的结构和功能中起着重要作用。人们已经发现类固醇在大脑中可以发挥作用，影响神经系统。一些类固醇被用作麻醉剂。密苏里州圣路易斯华盛顿大学的 Douglas Covey 揭示了这些神经类固醇中的几种的新作用，这些神经类固醇会改变大脑中的电活动。Covey 的研究表明，神经类固醇可以激活或抑制传递名为γ-氨基丁酸（GABA）的神经递质信息的受体。这种神经递质的主要作用是抑制整个大脑的电活动。Covey 和其他科学家发现，激活 GABA 受体的类固醇会进一步降低大脑活动，使这些类固醇成为麻醉药物的良好候选者。Covey 还正在研究神经保护类固醇在预防某些神经退行性疾病的神经损耗方面的潜力。
孕酮和雌激素的神经营养和神经保护作用已被证实支持生殖和认知健康。最近证明这些类固醇还调节代谢过程，以满足认知维持的特定能量需求。充分理解这种代谢控制需要解释来自各种环境来源的信号，这些信号由受体介导的反应整合，这些反应汇聚于线粒体功能。研究涉及用孕酮 (P4)、17β-雌二醇 (E2) 或 E2+P4 治疗卵巢切除大鼠，并对分离的完整脑线粒体进行功能评估，以确定 P4 和 E2 对代谢控制的影响。激素处理大鼠的脑线粒体表现出增强的功能效率和增加的代谢率。此外，相同的线粒体显示呼吸功能增加，与表达增加和电子传递链复合物 IV 活性（细胞色素 c 氧化酶）增加相关。这种增强的线粒体效率是这种增加的呼吸活动的结果，伴随着反应性氧泄漏速率降低和脂质过氧化降低。
单独给予 E2 线粒体导致复合物 IV (COX) 活性显着增加。具体而言，用 E2 处理的脑线粒体可以防止乙醇戒断引起的 COX 活性下降。体外研究表明雌激素与 ATP 酶活性之间存在直接的浓度依赖性相互作用；雌激素浓度增加会提高 ATP 酶活性，而雌激素浓度降低会降低 ATP 酶活性。因此，ATP 水平和氧化应激被确定为直接取决于类固醇与寡霉素敏感性赋予蛋白 (OSCP) 的相互作用，OSCP 充当线粒体中 E2 的结合位点。用 E2 处理线粒体还导致在恒定的 H2O2 产生速率下脂质过氧化水平降低。这表明细胞抗氧化防御能力增强。此外，线粒体基因中紧密协调的 mtDNA 和 nDNA 编码使得无法确定激素是否在核位点发挥作用以调节 COXIV 以增加 COXI、II 和 III 的表达，反之亦然，这是由于 E2 和 P4 在两个位点都发挥作用的结果。尽管如此，所有分析 P4 和 E2 联合作用的尝试都导致线粒体反应显着降低。总之，卵巢激素替代引起的中央神经系统线粒体改变诱导了有效的和平衡的生物能量学，从而降低了氧化应激，以及内源性氧化损伤的发生。
参考文献
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生物化学代谢物/脂类/类固醇
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MetaCyc 通路: A. MetaCyc 通路: 固醇生物合成 http://BioCyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY-2541 B. MetaCyc 通路: 胆固醇生物合成 I http://BioCyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY66-341 C. MetaCyc 通路: 胆固醇生物合成 II http://BioCyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY66-4 D. MataCyc 通路: 油菜素内酯生物合成 I http://BioCyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY-699 E. MataCyc 通路: 油菜素内酯生物合成 II http://BioCyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY-2582 F. MetaCyc 通路: 人参皂苷生物合成 http://BioCyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY-5672 G. MetaCyc 通路: 麦角固醇生物合成 http://BioCyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=ERGOSTEROL-SYN-PWY
通用网络资源: A. 类固醇通用信息基础 http://en.wikipedia.org/wiki/Steroid B. 合成代谢类固醇 http://en.wikipedia.org/wiki/Anabolic_steroid
常见类固醇分子图像: A. 羊毛甾醇 在维基百科上查看有关羊毛甾醇的更多信息 -> http://en.wikipedia.org/wiki/Lanosterol
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B. 环烯醚萜醇 在维基百科上查看有关环烯醚萜醇的更多信息 -> http://en.wikipedia.org/wiki/Cycloartenol
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=92110
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http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=5756
雌二醇
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=5757
雌酮
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=5870
E. 孕酮
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=5994
F. 睾酮
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=6013
G. 胆固醇
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=5997
网络资源一般描述: A. 类固醇激素代谢 http://www.gfmer.ch/Books/Reproductive_health/Steroid_hormone_metabolism.html
资源的主要重点: 对类固醇及其在代谢系统中的用途的明确解释；包括有关类固醇激素结构、命名法和分类的信息，以及生物合成途径。此外，该来源展示了类固醇作为代谢物使用的关键方式。
新词: 1. 雄激素 - 任何促进男性特征的物质，例如睾酮或雄酮。2. 芳香酶 - 一种酶或酶复合物，促进雄激素（如睾酮）转化为雌激素（如雌二醇）。3. 肾上腺 - 位于肾脏上、附近或肾脏上；与肾上腺或其分泌物有关。4. 假两性畸形 - 个体具有一个性别的内部生殖器官和类似于另一个性别的外部性特征，或者性质不明确。5. 亲脂性 - 促进脂质溶解性或吸收性
与课程的联系：类固醇在代谢过程中至关重要，可以引发生物反应。类固醇代谢对激素的产生以及它们的细胞和生理作用的调节至关重要。类固醇激素的重要功能是协调对特定生物目的的反应，例如生殖和性别差异，这也是本文的主要关注点。虽然我们没有过多关注类固醇及其对生殖和性别差异的影响，但这仍然是它们对我们身体影响的重要组成部分。在第 10 章，第 359 页，我们的课程教材简要介绍了这个主题，以及类固醇如何对其他身体组织传递信息。
网络资源概况：B. 类固醇的命名法 http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/steroid/3S01.html
资源的重点：这是一个非常好的资源，它解释了类固醇的命名法；包括有关立体化学、官能团、构型、数量和环结构的信息。此外，该来源还包含类固醇命名法的历史。
新术语：1. 附录 - 书籍的附录 2. 孕烷 - 没有 C-10 和 C-13 处的甲基以及 C-17 处的侧链的母体四环烃 3. 三萜类 - 具有 C30 骨架的萜类。 4. 杂环 - 至少在一个环中包含一个或多个非碳原子的环状化合物。 5. 杂原子 - 杂环 (或其他通常由碳原子构成的结构) 中的任何非碳原子
与课程的联系：为了了解活生物体中维持生命的化学反应是如何发生的，我们必须开始了解化学物质本身，因此了解类固醇的结构对于理解它们的代谢过程至关重要。在我们的研究中，了解它们的结构至关重要，这样我们才能了解它们如何在代谢途径中与其他分子相互作用，调节细胞功能或调节代谢。
网络资源概况：C. 类固醇激素 http://www.cs.stedwards.edu/chem/Chemistry/CHEM43/CHEM43/Steroids/Steroids.HTML
资源的重点：对类固醇的绝佳概览，包括类固醇的类别、结构、功能和作用、调节和控制。这是一个很好的资源，它解释了关于类固醇的方方面面，使读者能够对类固醇有一个基本的了解。
新术语：1. 甾醇 - 类固醇的亚组，在 A 环的 3 位具有羟基。 2. 植物甾醇 - 植物的甾醇 3. 萜类 - 具有 C30 骨架。 4. 糖皮质激素 - 是一类类固醇激素，其特征在于能够与糖皮质激素受体结合并触发类似的效果。 5. 周围 - 靠近表面或外部；外部。
与课程的联系：类固醇通过与我们的免疫功能、我们对受体的反应以增加合成、调节细胞膜的流动性以及对我们身体功能的整体影响来调节许多方面的代谢。本网站深入了解了这些过程是如何运作以及类固醇如何在其中发挥关键作用。在研究类固醇时，我们仔细研究了胆固醇及其与组织细胞膜的相互作用，这是因为它在生物化学过程中发挥着至关重要的作用。
其他一般网站：http://www.reactome.org/cgi-bin/eventbrowser?DB=gk_current&ID=192076
文章概况：A. 大鼠和小鼠中肝脏 7-羟化酶表达和对膳食胆固醇反应的调节 http://www.jbc.org/cgi/content/full/270/10/5381
资源的重点：在这项研究中，研究人员研究了卵巢激素及其对生殖功能和认知健康的营养性影响。他们通过研究这些类固醇调节大鼠代谢功能的能力来做到这一点。从这项研究中，他们观察到来自激素处理大鼠的大脑线粒体表现出增强的功能效率和增加的代谢率。
新术语：1. 心肌 - 心脏的肌肉组织。 2. 去卵巢 - 手术切除卵巢 3. 神经滋养 - 与神经对营养过程的影响有关。 4. 细胞色素 - 植物和动物细胞线粒体中的几种载体分子中的任何一种，由蛋白质和含铁的卟啉环组成，并参与氧化反应中电子的逐步转移 5. 神经保护 - 用于保护神经元免受损伤或退化。
与课程的联系：这篇文章证明了线粒体 (它调节细胞的能量平衡) 对我们身体有多么重要，以及类固醇如何影响它。影响线粒体的类固醇反过来会影响细胞的许多专门的生理功能。在本课程中，我们在研究类固醇时已经看到了类固醇激素具有这种能力，一个例子是孕激素和卵巢激素如何通过调节髓鞘来提供神经功能和修复。
文章概况：B. 孕激素和雌激素调节大脑线粒体的氧化代谢 http://www.jstage.jst.go.jp/article/hypres/30/11/30_1029/_article
资源的重点：在这项研究中，研究人员正在研究人类人群中膳食胆固醇摄入量与冠心病之间存在很强的相关性，这是因为它对血浆低密度脂蛋白 (LDL) 胆固醇的影响。由于对特定胆固醇摄入量的反应在不同物种之间甚至在同一物种的个体之间都存在差异，因此这项研究着眼于造成敏感性差异的机制。这是通过比较大鼠 (它能够适应波动) 和仓鼠 (对 LDL 水平变化更敏感) 来完成的。从这项研究中，他们观察到这两种物种对膳食胆固醇的反应涵盖了人类观察到的个体反应范围。
新术语：1. 主动脉 - 动脉系统的主干，将血液从心脏左心室输送到除肺以外的所有身体部位。 2. 等份 - 与某一数量 (尤其是整数) 的精确除数或因子有关或表示。 3. 肝脏 - 属于或与肝脏有关。 4. 昼夜 - 属于或与一天或每天有关；每天。 5. 同位素 - 化学元素的两种或多种形式中的任何一种，原子核中质子数相同，即原子序数相同，但原子核中中子数不同，即原子量不同。
与课程的联系：这篇文章直接证明了我们在课堂上一直在讨论的内容；见第 21 章第 825 页，详细介绍了 LDL 颗粒的影响图。这些过程以及膳食胆固醇的摄取和乙酰辅酶 A 如何组装成胆固醇的分解过程都在我们的讲座中出现过。
文章概况：C. 孕激素受体作用与乳腺癌模型中的快速信号事件的整合
http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6T8X-4PP2CR6-
5&_user=47004&_coverDate=02%2F29%2F2008&_alid=696051811&_rdoc=5&_fmt=full&_ori g=search&_cdi=5098&_sort=d&_docanchor=&view=c&_ct=1514&_acct=C000005018&_versio n=1&_urlVersion=0&_userid=47004&md5=836f85277049cb84df9f8cff596cb06f
资源的重点：在研究乳腺癌进展时，这项研究检查了乳腺癌中不受控制的细胞生长的潜在分子机制。他们希望了解雌激素和孕激素受体作用如何促进乳腺癌的发展和进展。
新术语：1. 天冬氨酸 - 与天冬酰胺有关或源自天冬酰胺；如天冬氨酸。 2. 有丝分裂原 - 任何刺激有丝分裂细胞分裂的物质或剂。 3. 自分泌 - 涉及通过细胞产生因子和针对它的特定受体进行自我刺激。 4. 子宫肌层 - 构成子宫壁平滑肌。 5. 配体 - 一种分子，如抗体、激素或药物，与受体结合。
与课程的联系：类固醇激素及其受体作为转录因子在细胞核中发挥直接作用，并在膜和胞质溶胶中作为信号通路中的介质发挥作用。这种介导信号通路的过程在本课程中得到了证明，有关此主题的更多信息可以在本课程教材的第 21 章脂类生物合成中找到。本章阐述了膳食摄入的调节和平衡。