双向代谢

双向代谢 (Duobolism)是在代谢组学中提出的一个概念，用于描述生物系统整体代谢物分子量分布 (MWD) 趋于分散、变宽的代谢状态。它属于代谢速度 ($\upsilon$) 概念中的散度分量（与分子量分布的分散度相关）。

概念与特征

双向代谢描述的是代谢物分子量分布的散度估计量（例如标准差或稳健散度估计）显著增大的过程。其生物学特征是代谢活动倾向于产生或富集极大和极小分子量的物质，即向两极分化：

• 低分子量物质的去向： 倾向于进一步通过分解途径分解成更小的物质。
• 高分子量物质的去向： 倾向于进一步通过合成途径合成更大的物质。

简而言之，代谢活动远离分子量分布的中心，导致代谢物整体的异质性增加。

散度速度推断

在代谢速度分析中，双向代谢通过负的散度速度 ($\upsilon _{\text{S}}>0$) 来推断。

散度速度的计算公式：

$\upsilon _{\text{S}}=2\times {\frac {{\hat {S}}_{A}-{\hat {S}}_{B}}{{\hat {S}}_{A}+{\hat {S}}_{B}}}$

• ${\hat {S}}_{A}$和 ${\hat {S}}_{B}$分别是比较组A和B的分子量分布散度估计量（例如毕克尔-莱曼散度，也称为稳健标准差）。
• 当$\upsilon _{\text{S}}<0$时，意味着${\hat {S}}_{B}>{\hat {S}}_{A}$，即分子量分布的散度在状态 B 相对于状态 A 变大，推断为双向代谢。