Metabolism at a Glance（圖解代謝）

引用

Salway, J. G. (2017). Metabolism at a Glance (4th ed.). Wiley-Blackwell.

章節概要

本書以61個雙頁跨頁（約140頁）呈現人體代謝，每個跨頁以一幅大型代謝圖為中心，對頁是解說文字，本版已改為全綵印刷。各章分為八篇。Salway在序言中說明了第四版的改動：全面更新；大幅修訂糖類和脂肪酸/三酸甘油酯各章，加入甘油新生；修訂膽固醇部分；擴展運動科學內容；增加支鏈脂肪酸α-氧化和ω-氧化的章節；並新增兩章，分別講脂肪酸合成這條分子「生產線」，以及被他形容為幾乎完全被教科書忽視的「克氏尿酸循環」。

第一篇：能量代謝（第1–9章）

第1章「代謝途徑導論」闡明瞭本書的方法。它把完整的代謝圖比作倫敦地鐵線路圖：單個酵素的細節很重要，但要回答「葡萄糖如何轉變為脂肪」這樣的問題，學生只需回憶足以把握整體路線的內容。隨後說明各條途徑如何分佈於細胞質和粒線體之中。第一篇其餘部分講述ATP與粒線體呼吸鏈、氧化細胞質NADH的穿梭系統、葡萄糖的ATP產量（有一章的標題就在問答案是31還是38）、葡萄糖和肝醣的無氧代謝、紅血球中的2,3-二磷酸甘油酸，以及三酸甘油酯的氧化。

第二篇：糖類代謝（第10–24章）

肝醣的合成與分解及其調節（四章）；磷酸戊糖途徑；以心肌為例說明醣解作用的調節；骨骼肌中的醣解作用與運動生物化學；糖質新生和克氏循環的調節；哺乳動物為何不能由脂肪酸合成葡萄糖；在肌肉中過量表達PEPCK的「超級小鼠」；以及山梨醇、半乳糖醇、葡糖醛酸與木糖醇、果糖和乙醇的代謝。

第三篇：脂肪代謝（第25–41章）

篇幅最大的一篇，從合成到氧化追蹤脂肪：丙酮酸/蘋果酸循環產生NADPH，葡萄糖和蛋白質轉變為脂肪酸和三酸甘油酯，肝臟和脂肪組織中的酯化，脂肪組織中脂肪酸的動員，甘油新生，碳鏈延長與去飽和，脂肪酸氧化與肉鹼穿梭，酮體的生成與利用，以及粒線體和過氧化體中不飽和脂肪酸等的氧化，包括α-氧化和ω-氧化。

第四篇：類固醇代謝（第42–43章）

膽固醇，然後是類固醇激素與膽汁鹽。

第五篇：胺基酸代謝（第44–51章）

非必需胺基酸的生物合成，胺基酸的分解代謝，飢餓時及再進食後不久胺基酸轉變為葡萄糖，胺基酸代謝障礙，苯丙胺酸與酪胺酸的代謝途徑，色胺酸的代謝途徑（生成NAD⁺、血清素和褪黑激素），以及尿素循環。

第六篇：代謝通道化（第52–53章）

酵素如何組織起來，使中間產物在酵素之間直接傳遞，以脂肪酸合成酵素為例。

第七篇：嘌呤、嘧啶與卟啉（第54–57章）

嘌呤和嘧啶合成中的葉酸代謝與「一碳單位庫」，用於處理含氮廢物的克氏尿酸循環，以及卟啉代謝、血紅素與膽色素。

第八篇：代謝途徑的整合與糖尿病（第58–61章）

空腹狀態下的肝臟及其在雷氏症候群中的紊亂，隨後是關於糖尿病的三章：糖尿病引起的代謝變化，1型和2型糖尿病、MODY與胰島β細胞代謝，以及2型糖尿病與肝臟代謝功能紊亂。

核心概念

第一至二篇：能量與糖類

• 作為路線圖的代謝圖：先掌握從起始物到終產物的整體路線，再深入酵素層面的細節。
• 區室化：途徑位於細胞質還是粒線體，這決定了中間產物需要如何穿梭轉運。
• ATP產量：葡萄糖完全氧化能產生多少ATP，以及這個數字為何存在爭議。
• 調節：肝醣代謝、醣解作用、糖質新生和克氏循環如何隨組織和生理狀態受到控制。

第三至四篇：脂質與類固醇

• 三酸甘油酯/脂肪酸循環與甘油新生：脂肪儲存、動員和再酯化的途徑。
• 酮體：肝臟由脂肪酸生成、供其他組織利用的燃料。
• 過氧化體氧化、α-氧化與ω-氧化：處理粒線體β-氧化無法處理的脂肪酸的替代途徑。

第五至八篇：氮代謝與整合

• 尿素循環與克氏尿酸循環：以尿素或尿酸的形式排出氮。
• 一碳單位庫：由葉酸攜帶、用於嘌呤和嘧啶合成的碳單位。
• 代謝通道化：中間產物在酵素之間直接傳遞。
• 糖尿病中的代謝：整合的代謝途徑在糖尿病和空腹肝臟中如何發生紊亂。

評析

優點

• 在整體中看途徑。 每幅圖都把一條途徑放在更大的代謝網路中展示；作者把代謝圖當作路線圖的做法，幫助學生看清一條途徑如何與下一條相連，而不是逐條死記。
• 不止反應，更重調節與整合。 許多章的標題關乎調控（肝醣代謝、醣解作用、糖質新生、克氏循環、脂肪分解的調節），以及運動、飢餓和再進食等生理狀態，最後一篇則講整合與糖尿病。
• 用途廣泛。 出版社稱本書適用於從入門到進階的醫學和生物化學課程，可作為先天性代謝缺陷的簡明綜述，也可用於大學部考試和USMLE Step 1的複習。序言還把研究生以及糖尿病、代謝疾病、臨床化學和運動科學領域的專業人員列為讀者。
• 題材獨到。 「超級小鼠」、克氏尿酸循環、代謝通道化以及α-氧化和ω-氧化等章節，涉及標準教科書往往一筆帶過的內容。

局限

• 對初學者而言資訊密集。 Salway在序言中承認，初學生物化學的讀者需要藉助課堂筆記挑選適合自己程度的內容，並推薦其姊妹篇 Medical Biochemistry at a Glance 作為更基礎的入門書。
• 只講代謝。 本書不涉及蛋白質結構、酵素動力學、分子生物學或營養學，而醫學生物化學課程同樣需要這些內容。
• 臨床章節較少。 臨床內容集中在胺基酸代謝障礙、雷氏症候群和糖尿病幾章，目錄中也沒有關於代謝疾病實驗室檢查的章節。

在課程中的定位

Salway是一本視覺化的輔助讀物，而非課程主教材。應與一本完整的醫學生物化學教材同時使用：Marks' Basic Medical Biochemistry 透過病例講授代謝，Lippincott Illustrated Reviews: Biochemistry 則以提綱式正文、插圖和練習題覆蓋整個學科。Salway的代謝圖正好用來看清那些書中的途徑如何彼此銜接。Crash Course Metabolism and Nutrition 是一本更平易、以臨床為框架的複習教材，補充了Salway未涉及的內容，例如維生素、礦物質、肥胖和甲狀腺。

若要深入學習，Keith Frayn和Rhys Evans的 Human Metabolism: A Regulatory Perspective 闡述了在進食、禁食和運動中代謝如何跨器官受到調節；Salway的序言把Frayn較早的著作 Metabolic Regulation: A Human Perspective 列為延伸閱讀。Clinical Biochemistry: Metabolic and Clinical Aspects 則進一步講到代謝疾病的實驗室檢查。

如何使用本書

本書適合正在學習或複習代謝課程的醫學、獸醫學和生物醫學專業學生；預期的背景是高中化學和一門生物化學入門課。

實用的計畫：

• 先讀第1章，掌握路線圖式的方法和區室佈局，之後的每幅圖都以此為前提。
• 配合課程，逐篇推進。 學習能量、糖類和脂肪代謝時同步使用第一至三篇，學習氮代謝時使用第五篇和第七篇。閱讀對頁文字時把圖攤開，按文字描述在圖上逐步追蹤。
• 核心與選讀。 初次學習時，第一、二篇，脂肪部分的主要章節（脂肪酸的合成與氧化、脂肪分解、酮體），尿素循環以及糖尿病各章是核心；過氧化體氧化、α-氧化與ω-氧化、代謝通道化、「超級小鼠」和克氏尿酸循環可以留待以後學習。
• 主動複習。 遮住一幅圖，重新畫出兩種指定代謝物之間的路線，例如從葡萄糖到脂肪，或飢餓時從胺基酸到葡萄糖，然後再核對。

最後把第八篇當作整合練習：逐圖說明空腹肝臟和糖尿病中發生了哪些變化。本書是視覺化的總結而不是練習冊，因此應搭配一份習題材料使用。