让我们先从一个问题开始吧:在医院里我们最常见到的注射剂是什么?
相信大多数人会立刻想到三个字“葡萄糖”。是的!就是葡萄糖。
至于原因,我想绝大多数人也是清楚的吧。葡萄糖不仅是帮助绝大部分药品进入人体血液循环的溶剂,同时又是我们公认的最速供能物质。在生病的时候,人体便会随之虚弱,这时最需要的就是维持新陈代谢与对抗病症的能量。
俗话说的好,人有了“精气神”,才能更好地战胜疾病。
从医疗的角度来讲,笔者认为,每当我们战胜一场病痛的时候,某种程度上讲是我们的免疫和修复系统取得了最终的胜利,是整个体系恢复了健康和平稳。
人体系统是生物体在经历了几十亿年的重重障碍与生存挑战后,逐步进化而成的一套相互牵连、多途径调控、高效率、复杂而又平衡的系统。
中医理论以“信息-能量-物质统一气”学说为基础,以包含心、肝、脾、肺、肾的藏象五系统学说为核心,以协助阴阳五行和谐为目标。就是在通过调理与纠正,让人体尽快恢复和谐的正常状态。当人体达到这种和谐的正常状态时,机体效率最高,能耗减少,也便有了足够用的能量用于自身免疫与修复。我们不仅需要直接挑战病源的治疗型药品,更需要通过多种途径协助机体自我修复、恢复元气,给人体提供能量就是其中最为重要的一环。
以感染为例,抗生素可以直接杀灭病原菌,照理说感染就不应该是个事儿,可为什么感染依然是病人死亡的重要原因之一呢?为什么同样情况下,不同的人在接受抗生素治疗的结局上却不同呢?究其原因,还是人体免疫调节、自我修复的能力不同,而这种能力最简单、最朴实的提高途径,就是供能。大家都知道,去探望病人多带些营养品,病了多补补就是这个道理。
但是,有了葡萄糖或者这样那样的营养品,病人体内的能量供应便就充分了吗?显然不是!我们身体所需的能量产生于ATP高能磷酸键的断裂。
那么ATP又从何而来?它和葡萄糖又有什么关系呢?
正如前言,我们拥有一个多通路调控、相互牵连的复杂机体,供能方式也自然并非一种。但是,最主要的供能代谢途径,绝对是三羧酸循环。因为,经过这个循环,糖、脂肪、蛋白质三大有机物质最终在细胞中进行氧化分解生成CO2和H2O并释放出能量,这个过程也就是生物氧化。
在生物氧化的第一个阶段里多糖、蛋白质、脂肪等大分子物质降解为单糖、脂肪酸、甘油、氨基酸等小分子结构。这些小分子化合物再进一步分解成共同的中间产物,如丙酮酸、乙酰CoA等。
在第二个阶段里,共同中间产物“乙酰CoA”进入三羧酸循环,在酶的催化下完成一系列氧化反应。
在第三个阶段里,三羧酸循环氧化脱下的氢被相应的氢载体接受,经过呼吸链的传递,最后传递给O2生成H2O并放出能量。
呼吸链又分为NADH氧化呼吸链与琥珀酸氧化呼吸链两种,两条电子传递链的起始不同,但复合体I和II都将电子传递给辅酶Q,至此两条链汇合至一起。
呼吸链主要由4种酶复合体(复合体I、II、III、IV)与2种可移动电子载体(辅酶Q、细胞色素C)构成。
其中,复合物I以FMN和铁-硫聚簇(Fe-S)为辅基,电子经铁硫蛋白的铁硫中心传递给辅酶Q。复合物II以FAD和铁-硫聚簇(Fe-S)为辅基,电子经铁硫蛋白的铁硫中心传递给辅酶Q。呼吸链电子传递过程中释放的能量,在ATP合酶的催化下,使ADP磷酸化成ATP。由于代谢物的氧化反应与ADP的磷酸化反应偶联进行,所以称为氧化磷酸化。
糖、脂肪、蛋白质在经历了上述的一系列复杂反应后才得到了能量载体ATP。ATP的高能磷酸键水解断裂后便会释放我们赖以生存的能量。
那么辅酶在这一系列的过程中用发挥着怎样的决定性功能呢?
以一个从事轻体力劳动作的、体重70公斤的正常成年男子为例。正常情况下他每日约需要消耗2800千卡能量。这些能量约需2800/7.3=384摩尔或190公斤的ATP水解来供给。但一个人体内的ATP总量仅约50克。这50克ATP必须不断分解成ADP和Pi,然后再经循环反应重新生成ATP,每日如此反复数千次才能满足机体对能量的需要。
以一个从事轻体力劳动作的、体重70公斤的正常成年男子为例。正常情况下他每日约需要消耗2800千卡能量。这些能量约需2800/7.3=384摩尔或190公斤的ATP水解来供给。但一个人体内的ATP总量仅约50克。这50克ATP必须不断分解成ADP和Pi,然后再经循环反应重新生成ATP,每日如此反复数千次才能满足机体对能量的需要。
所以,在我们体内,上述的一系列反应每天要重复成千上万次之多。反应链条中的每一步骤都需要有充分的底物、酶类以及辅酶的支持。
任何一个环节出现问题,都会导致供能的紧张。氰化物、叠氮化物、硫化氢、一氧化碳等这些我们所熟知的危险杀手,就是通过阻断呼吸链中的电子传递而产生致命作用的。
而复合辅酶中的CoA、CoI、FMN、FAD都是三羧酸循环或者呼吸电子传递链中必不可少的物质。如果没有这些物质,反应链条就会发生阻滞甚至阻断。这时,我们即使输入再多的葡萄糖又有何用?能量都没有了,我们又拿什么来抗病呢?
在这个例子中,您也可以想象得到,ATP/ADP在我们的体内就像是一些运输能量的小车。每辆小车每天都必须要在各种不断循环的化学反应中完成巨大的运输量,才能够为我们提供足够的维持生命的能量。那么,这时您想到的是什么呢?那干嘛不增加一些这样的小车呢?是的!我们的复合辅酶还可以为您供应ATP与ADP。
这时您也许会有所触动吧:我们体内的能量可能比我们想象中的要精贵得多,尤其是在生病时。不是单纯输葡萄糖或补充营养品就草草了事的,必须精准地补充供能所需的各种物质,才能把这些营养物质转化而能量,不然套句老话,吃了也吸收不了。
下面图中分别是三羧酸循环与呼吸链反应的示意图,从中您能找到CoA、CoI、FMN、FAD这几个辅酶以及它们所处的位置吗?是否都是必不可少的物质,又都处在各反应链条的入口位置呢?
图1 三羧酸循环
图2 呼吸链反应
所以,给患者机体供能、供应辅酶,在疾病治疗过程中的重要性已经显而易见,尤其是对于慢性病而言!这也是很多疾病不治而愈的生化学基础。
总之,生物化学学得好,便知辅酶是个宝!
总之,生物化学学得好,便知辅酶是个宝!
理性可能迟到,但从不缺席!
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