[科普中国]-差异代谢物

简介

代谢物是生命体基因、蛋白以及所有新陈代谢过程的产物,是疾病、药物与生命体相互作用的最终结果和表现。任何外源物质、病理生理变化或遗传变异的作用都会反映到各种生物学途径上,对内源性代谢物质的稳态平衡产生干扰,从而使内源性代谢物中的各种物质的浓度和比例发生变化。1

研究方法体液中各种代谢物的浓度范围和物理化学性质差异很大,没有一种分析技术能对体液中所有的代谢物进行分析。代谢组学是研究生命体所有内源性代谢物及其中间体种类、数量及其变化规律的科学，系统、整体的反映细胞、器官或个体的代谢物质的功能及其与内在或外在因素的相互作用，另外，代谢组学也是通过考察生物体系受刺激或扰动后其代谢产物的变化,揭示机体生命代谢活动的本质的科学。代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后发展起来的一门新兴的学科，由Devaux等人于20世纪70年代提出。到90年代后期,随着基因组学的提出和迅速发展,很多植物化学家开展了这方面的研究。代谢组学是研究生物体系(细胞,组织或生物体)受外部刺激所产生的所有代谢产物的变化的科学,关注的对象是分子量1000以下的小分子化合物。

代谢组学的研究策略分为两种，一种叫做代谢物标记分析(target analysis),另一种叫做代谢物轮廓分析(metabolite profiling)，前者专注于分析某一种或几种已知代谢物；而后者采用高通量的分析手段检测出尽可能多的小分子代谢物以获得某一生物表型或生理状态的代谢轮廓进而比较不同样品或生理状态之间的差异，是代谢组学在临床研究中的主要方法。1

应用奶牛发生酮病时，酮体含量相对于健康对照组都升高，而葡萄糖含量则减少，呈现低血糖和高血酮的酮病特征，同时某些代谢物存在异常，这表明血浆代谢组学技术不仅可以验证以往的结论，而且可以寻找出疾病的异常代谢变化。根据获得的奶牛酮病的差异代谢物，结合相关的代谢途径进行相关讨论。

甘氨酸、丙氨酸主要作用是产生糖，当机体处于能量负平衡状态时，需要更多的生糖先质进行供能，缓解能量不足的现象。肌酸可以间接提供机体所需能量，减少体内糖原的利用，同时可以缓解能量负平衡。奶牛产后达到泌乳高峰，机体为满足泌乳，大量的血糖被用于合成乳糖而被损耗，通过神经内分泌调节来促进乳酸等生糖物质通过糖异生途径补充血糖，酮病奶牛血中葡萄糖和乳酸都降低，表明机体糖异生作用未能维持血糖正常，处于能量负平衡状态。为了维持泌乳需要和机体血糖正常，机体脂肪动员会增加，脂肪酸β氧化代谢会增强。2