代谢在疾病中的作用

代谢在许多疾病中起着核心作用，包括糖尿病、心血管疾病、肥胖症和其他遗传性和获得性代谢紊乱。从广义上讲，当身体产生过多或无法产生足够的正常新陈代谢所需的必需营养素以支持细胞健康和功能时，就会发生代谢紊乱。这些情况可能是由于缺乏关键酶或激素、异常代谢反应、影响包括肝脏和胰腺在内的关键器官的疾病或营养缺乏造成的。 

糖尿病

I 型和 II 型糖尿病是代谢紊乱，其特征在于血糖水平始终高于健康生理水平。

• I 型糖尿病是因身体无法产生胰岛素导致的，这是由于胰腺 β 细胞的损失。
• II 型糖尿病是胰岛素抵抗的结果，身体细胞无法对胰岛素做出正确反应，通常是由遗传和环境因素共同引起的。体重过重和久坐不动的生活方式是导致 II 型糖尿病的因素。

I 型糖尿病中胰岛素的缺乏和 II 型糖尿病中的胰岛素抵抗都对胰岛素信号转导和最终的葡萄糖代谢产生深远的影响。CST 抗体可用于评估受糖尿病影响的信号通路关键成分的表达水平和活性，包括胰岛素受体 β、Erk1/2 和 AKT 激酶家族，以及 AMPK 和 LKB1。

心血管疾病

心血管疾病（包括心脏病、心脏病发作、中风和冠状动脉疾病）是世界范围内的主要死亡原因。  

• 糖尿病和肥胖等代谢紊乱是心血管疾病发展的危险因素。
• 由于维持心脏持续机械工作所需的高 ATP 生成率和周转率，心肌细胞中的细胞内代谢途径中断也可能导致心力衰竭和心血管疾病。

肥胖

肥胖定义为使用体重指数确定的过量身体脂肪的积累，体重除以身高的平方的计算值，并根据年龄和性别进行缩放。

• 肥胖可由遗传性代谢紊乱引起，但更常见的是与环境因素有关，包括久坐不动的生活方式和不良饮食习惯。
• 在全球范围内，肥胖影响了约 40% 的人口，被认为是可预防的主要死因。
• 肥胖是与胰岛素抵抗和 II 型糖尿病发病相关的主要危险因素。
• 肥胖与胰岛素抵抗相关的机制包括肝脏异位脂肪沉积、脂肪因子和细胞因子的产生增加以及线粒体功能障碍。

由于其作为脂质和葡萄糖代谢的中心调节剂的作用，AMPK 是肥胖症、糖尿病和癌症的潜在治疗靶标。

其他代谢疾病

除了糖尿病和肥胖症，许多其他先天性代谢紊乱也已被确定，并且是当前广泛研究的焦点。 这些包括溶酶体贮积病、氨基酸代谢障碍和碳水化合物代谢障碍。

• 溶酶体贮积病是一类疾病，其特征是由于溶酶体中的酶促降解缺陷导致大分子的毒性积累。例子包括葡萄糖脑苷脂酶缺乏导致鞘脂在白细胞和巨噬细胞中积聚的戈谢病，以及以脂质在多个器官中病理性积聚为特征的尼曼-皮克病。
• 氨基酸代谢包括苯丙酮尿症和枫糖浆尿症在内的疾病是遗传性疾病，其特征通常是身体无法正确分解氨基酸，导致其毒性积累。

碳水化合物代谢紊乱是影响碳水化合物分解代谢和合成代谢的遗传病，主要是由于正常碳水化合物代谢所需的关键酶功能障碍所致。例子包括糖原贮积病和糖原-6-磷酸脱氢酶 (G6PD) 缺陷。