代谢速度

代谢速度 ($\upsilon$) 是代谢组学中一种定量的、非靶向的度量方法，用于评估两种生物状态（例如，对照组与疾病组，或处理组与未处理组）之间整体代谢偏移的方向和强度。与经典的代谢通量分析不同，这一概念无需识别特定的代谢通路或单个反应速率。这一概念旨在克服传统代谢流量分析对完整代谢通路注释的依赖性，并有更好的可再现性。

定义与计算

代谢速度是通过计算两种比较组中所有检测到的代谢物，或某一特定分类的代谢物，的分子量分布 (molecular weight distribution, MWD) 的稳健统计矩（特别是位置和散度估计值）的标准化差异得出的。分子量分布是通过将每个检测到的代谢物的分子量，用其相对强度或浓度加权后构建的。 该概念主要有两个组成部分：

1.位置速度 ($\upsilon _{\text{L}}$)： 通过使用霍奇斯-莱曼估计测量分子量分布的位置（${\hat {L}}$），量化分子量分布集中趋势的变化。$\upsilon _{\text{L}}=2\times {\frac {{\hat {L}}_{A}-{\hat {L}}_{B}}{{\hat {L}}_{A}+{\hat {L}}_{B}}}$

$\upsilon _{\text{L}}$符号	分子量分布变化	推断方向（B 组 vs. A 组）
负 ($\upsilon _{\text{L}}$ < 0)	中心右移 (${\hat {L}}_{B}>{\hat {L}}_{A}$)	合成代谢 (Anabolic)：倾向于生成更大的分子。
正 ($\upsilon _{\text{L}}$ > 0)	中心左移 (${\hat {L}}_{B}<{\hat {L}}_{A}$)	分解代谢 (Catabolic)：倾向于分解成更小的分子。

2.散度速度 ($\upsilon _{\text{S}}$)： 通过使用毕克尔-莱曼散度测量分子量分布的散度（${\hat {S}}$），量化分子量分布离散度或分布范围的变化。$\upsilon _{\text{S}}=2\times {\frac {{\hat {S}}_{A}-{\hat {S}}_{B}}{{\hat {S}}_{A}+{\hat {S}}_{B}}}$

$\upsilon _{\text{S}}$符号	分子量分布变化	推断方向（B 组 vs. A 组）
正 ($\upsilon _{\text{S}}$ > 0)	分布变窄 (${\hat {S}}_{B}<{\hat {S}}_{A}$)	向心代谢 (Centrabolic)：代谢物趋向中等大小（收敛）。
负 ($\upsilon _{\text{S}}$ < 0)	分布变宽 (${\hat {S}}_{B}>{\hat {S}}_{A}$)	双向代谢 (Duobolic)：代谢物趋向极小和极大大小（发散）。

解释

结合 $\upsilon _{\text{L}}$ 和 $\upsilon _{\text{S}}$ 值可以定义一个代谢动量图，将一个组相对于另一个组的整体代谢状态放置在四个象限之一（例如，合成代谢和向心代谢，或分解代谢和双向代谢）。速度向量的模长（Magnitude）$|\upsilon |={\sqrt {\upsilon _{\text{L}}^{2}+\upsilon _{\text{S}}^{2}}}$指示了代谢偏移的强度。