代谢物检测分析

葡萄糖是大多数细胞的主要代谢物。在静息状态下，葡萄糖通过糖酵解代谢为丙酮酸，然后通过三羧酸(TCA)循环。最终每个碳都被代谢成CO₂．在这一过程中，ATP在糖酵解过程中通过底物水平的磷酸化产生，在TCA循环中通过氧化磷酸化更有效。

一旦接收到生长的信号，细胞就会增加葡萄糖的吸收，并通过糖酵解将其代谢。一些糖酵解中间体被转移到生物合成途径，以制造合成新细胞的原料。以葡萄糖为基础的ATP生产主要是通过底物磷酸化和乳酸分泌，而不是进入TCA循环。生长中的细胞增加对谷氨酰胺的吸收，将中间产物送入TCA循环，以维持ATP的生产。

所有细胞都使用葡萄糖产生ATP，但正常细胞和癌细胞在葡萄糖转化为ATP的方式上有所不同。氧化糖酵解是由诺贝尔奖得主奥托·沃伯格在20世纪30年代首次描述的，是癌症细胞等增殖细胞的一种重要代谢转变。好氧糖酵解的特点是随着氧气的消耗，葡萄糖的吸收和乳酸的分泌显著增加。这种Warburg效应是癌细胞的一个标志，因为它们吸收葡萄糖的速度比正常细胞高得多。糖酵解的增加也是免疫细胞激活的一个关键指标，因为免疫细胞必须迅速膨胀以抵御入侵者。为了测量糖酵解，可以通过检测乳酸和葡萄糖水平的测定来监测葡萄糖消耗(细胞培养基中葡萄糖的减少)和乳酸分泌(细胞培养基中乳酸的增加)。

在进行有氧糖酵解的细胞中，常常可以观察到谷氨酰胺的摄取增加。谷氨酰胺为三羧酸循环提供中间产物，即α-酮戊二酸。谷氨酰胺可以转化为其他氨基酸，即谷氨酸，用于蛋白质合成。谷氨酰胺和谷氨酸都可以与反转运蛋白一起将必需氨基酸带入细胞。谷氨酸也是谷胱甘肽的关键前体，用于控制活性氧(ROS)。通过测量代谢物的水平来监测谷氨酰胺的消耗和谷氨酸分泌，可以帮助了解谷氨酰胺溶解的变化。

除了改变的癌症或免疫细胞代谢，代谢物检测试验可用于观察代谢紊乱模型的改变。对胰岛素或其他治疗反应的葡萄糖摄取速率可以被测量。胰岛素通过刺激脂肪细胞和肌细胞上的GLUT4等葡萄糖转运蛋白的易位，提高葡萄糖的摄取速率。生物发光版本的葡萄糖摄取试验克服了安全问题和传统放射性试验的局限性。