第七章糖代謝

1、第七章糖代謝,主要內(nèi)容,糖概況 糖的分解代謝 糖原的合成與分解 糖異生 血糖與其調(diào)節(jié),第一節(jié) 概述,糖是一類多羥基醛或多羥基酮及其衍生物及它們的聚合物；,一、糖的概念與種類,人類所需的能量70%來自糖 具有結(jié)構(gòu)功能 具有多方面復(fù)雜的生物活性與功能,二、糖類功能：,三、糖的分類,根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為以下四大類。,單糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖等 寡糖：蔗糖，麥芽糖，乳糖、棉子糖 多糖：淀粉、糖原、纖維素、結(jié)合糖、 粘多糖,常見的單糖-葡萄糖,環(huán)狀,開鏈,蔗糖,常見二糖,麥芽糖,常見的多糖-淀粉,糖原,四、糖的消化吸收,小腸上段 粘膜細(xì)胞,門靜脈,肝臟,體循環(huán),各種組織細(xì)胞,糖代謝

2、,分解代謝,合成代謝,糖在人體內(nèi)的分解途徑主要有三條：,無氧分解,有氧氧化,磷酸戊糖通路,第3節(jié) 糖的分解代謝,（一）定義：在無氧的條件下，葡萄糖或 糖原分解成丙酮酸，進(jìn)而還原為 乳酸并釋放少量能量的過程稱為 糖的無氧分解或糖酵解（emp）。,一、糖的無氧分解（糖酵解）,糖原,3atp,（二）反應(yīng)部位：胞漿,（三）反應(yīng)條件：無氧氣參與,（四）糖酵解分為四個(gè)階段(12步反應(yīng)),2丙酮酸,2烯醇式丙酮酸,2乳酸,6-磷酸 果糖,1,6-二磷酸 果糖,21,3-二磷酸甘油酸,磷酸二羥 丙酮,23-磷酸 甘油酸,22-磷酸 甘油酸,2磷酸烯醇式 丙酮酸,糖原(gn),6-磷酸 葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,

3、葡萄糖,3-磷酸 甘油醛,2nad+,2nadh+2h+,己糖激酶,6磷酸果糖激酶,丙酮酸激酶,糖酵解過程中atp的消耗與生成,21,葡 萄 糖 6-磷酸葡萄糖,6 - 磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖,1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸 丙 酮 酸,-1 （糖原不耗）,-1,21,1 葡萄糖 2 乳酸 + ？atp,糖原中的1葡萄糖2乳酸 +？ atp,2 atp,3 atp,1葡萄糖2 乳酸2atp,（五）無氧分解結(jié)果：,糖原6-磷酸葡萄糖2乳酸3atp,（六）無氧分解的生理意義 某些組織和細(xì)胞獲取能量的主要途徑 缺氧情況下的能量補(bǔ)充途徑 糖無氧分解的逆過程是糖異生途徑 的

4、基本步驟 過多的無氧分解會(huì)導(dǎo)致酸中毒,糖的無氧分解（糖酵解） 的詳細(xì)過程及其特點(diǎn),糖酵解的反應(yīng)詳細(xì)過程, 糖原分解生成6-磷酸葡萄糖,葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖 ( g-6-p),己糖激酶是糖酵解途徑的第一個(gè)限速酶, 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖, 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-二磷酸果糖,6-磷酸果糖,1,6-二磷酸果糖,6磷酸果糖激酶是糖酵解途徑的最重要的限速酶,1,6-二磷酸 果糖,磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖,磷酸丙糖的同分異構(gòu)化,3-磷酸甘 油醛,磷酸二羥 丙酮, 3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸 甘油酸,3-磷酸 甘油醛,

5、3磷酸甘油醛脫氫是糖酵解過程中唯一一步脫氫反應(yīng)，用于還原丙酮酸成乳酸。, 1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成 3-磷酸甘油酸,糖酵解中第一次底物水平磷酸化， 1分子葡萄糖產(chǎn)生2分子atp, 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?2-磷酸甘油酸, 2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?磷酸烯醇式丙酮酸,2-磷酸甘油酸,(11)磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)?烯醇式丙酮酸,磷酸烯醇式丙酮酸,烯醇式丙酮酸,糖酵解中第二次底物水平磷酸化， 丙酮酸激酶是第三個(gè)限速酶 1分子葡萄糖產(chǎn)生2分子atp,(12)烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸?丙酮酸,烯醇式丙酮酸,(13) 丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸,丙酮酸,乳酸,還原所用氫來自3磷酸甘油醛脫氫,糖酵解的反應(yīng)特點(diǎn),1、整個(gè)

6、過程無氧參加； 2、三個(gè)限速酶： 糖酵解的調(diào)節(jié)就是對(duì)三個(gè)限速酶的調(diào)節(jié)： 己糖激酶 6磷酸果糖激酶（最重要的限速酶） 丙酮酸激酶,3、從葡萄糖開始凈生成2分子atp， 從糖原開始凈生成3分子atp； 4、一次脫氫（3磷酸甘油醛脫氫）， 生成的nadhh中的2h，缺氧時(shí) 交給丙酮酸生成了乳酸，有氧時(shí) 進(jìn)入線粒體氧化生成能量。,5、 終產(chǎn)物乳酸的去路 釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。 分解利用 、糖異生,（一）定義：葡萄糖在有氧的條件下徹 底氧化生成co2、h2o和大量atp的 代謝過程，稱為糖的有氧氧化。,二、糖的有氧氧化（主要方式）,（二）反應(yīng)部位：胞漿和線粒體,（三）反應(yīng)條件：有氧氣參與,（四

7、）糖有氧氧化的過程,第一階段：糖無氧酵解生成丙酮酸 （胞漿中）,三個(gè)階段,第二階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙 酰coa（線粒體中）,第三階段：三羧酸循環(huán) 徹底氧化（線粒體中）,2乙酰coa,三羧酸循環(huán) (tca),2丙酮酸,葡萄糖,葡萄糖,2丙酮酸,nad+ 2nadh+2h+,+2atp,無氧,細(xì)胞質(zhì),線粒體,4co2,葡萄糖的無氧分解和有氧分解,+2adp,（五）糖的有氧分解結(jié)果,1葡萄糖,8nadh+8h+,2fadh2,4atp,83atp,22atp,合計(jì)36或38個(gè)atp,2nadh+2h+,22或3atp,6co2,葡萄糖有氧氧化生成的atp,（六）生理意義,1、提供能量：1分子葡萄

8、糖經(jīng)過有氧氧化可以生成38（或36）分子的atp。人體中最主要產(chǎn)能途徑。 2、三羧酸循環(huán)（tca)是糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝的樞紐，是三大營養(yǎng)物質(zhì)分解代謝的最終途徑。 3、為合成代謝提供co2及其它小分子前體。,淀粉、糖原 葡萄糖 三脂酰甘油 甘油脂肪酸 乙酰coa 蛋 白 質(zhì) 氨基酸,tca循環(huán),coash,2h,adppi,atp,1/2o2,h2o,co2,第一階段,第二階段,第三階段,三大物質(zhì)氧化分解的三階段,糖的有氧氧化 的詳細(xì)過程及其調(diào)節(jié),第一階段：糖無氧酵解生成丙酮酸 部位：細(xì)胞質(zhì)中 葡萄糖 丙酮酸,丙酮酸,乙酰coa,+ coa-sh,輔酶a,+ co2,第二階段： 丙酮酸氧化脫羧

9、生成乙酰coa 部位：線粒體中,丙酮酸脫氫 酶復(fù)合體,第三階段： 三羧酸循環(huán) （tca) 徹底氧化 部位：線粒體中,檸檬酸合酶,乙酰輔酶a,草酰乙酸,檸檬酸,順烏頭酸酶,順烏頭酸酶,檸檬酸,順烏頭酸,異檸檬酸,異檸檬酸脫氫酶,異檸檬酸,酮戊二酸,-酮戊二酸脫氫 酶復(fù)合體,酮戊二酸,琥珀酰coa,琥珀酰coa合成酶,琥珀酰coa,琥珀酸,琥珀酸脫氫酶,琥珀酸,延胡索酸,延胡索酸酶,延胡索酸,蘋果酸,蘋果酸脫氫酶,草酰乙酸,蘋果酸,異檸檬酸 脫氫酶,檸檬酸合酶,-酮戊二酸 脫氫酶復(fù)合體,檸檬酸,ca2+, atp、adp的影響, 產(chǎn)物堆積引起抑制, 循環(huán)中后續(xù)反應(yīng)中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應(yīng)中的酶

10、, 其他，如ca2+可激活許多酶,三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié),（一）定義：以6-磷酸葡萄糖為底 物，代謝生成磷酸戊糖為 中間代謝物的過程，稱為 磷酸戊糖途徑。,三、磷酸戊糖途徑,（二）反應(yīng)部位：胞漿,6磷酸葡萄糖,6磷酸葡萄糖酸,5磷酸核酮糖,5磷酸 核糖,5磷酸 木酮糖,3-磷酸甘油醛和6磷酸核果糖,（三）反應(yīng)主要過程：,糖酵解,（五）生理意義 ： 5-磷酸核糖：合成核苷酸的原料 nadph：作為供氫體，參與體內(nèi)許多 重要的還原性代謝反應(yīng) 提供能量：非主要,（四）重要產(chǎn)物 ： 5-磷酸核糖、nadphh+,磷酸戊糖途徑 的詳細(xì)過程,磷酸戊糖途徑,第一階段,第二階段,糖分解代謝小結(jié)（1分子葡萄糖）,胞漿

11、,胞漿,胞漿和線粒體,2乳酸,6co2+6h2o,5-磷酸核糖、 nadph,2atp,36或38atp,不直接產(chǎn)能,四點(diǎn),三點(diǎn),三點(diǎn),形 狀：樹枝狀,分子量：1001000萬,糖原：多糖，動(dòng)物淀粉,分布：肝臟、肌肉,第四節(jié) 糖原的合成與分解,基本單位：葡萄糖,原料：葡萄糖 n葡萄糖糖原 合成場(chǎng)所：肝臟 肌肉 意義：降低血糖,由單糖合成糖原的過程。,一、糖原的合成,二、糖原的分解,饑餓時(shí)： 肝糖原葡萄糖 意義：補(bǔ)充血糖，維持血糖濃 度穩(wěn)定。,能量不足時(shí)： 肌糖原6磷酸葡萄糖 意義：提供能量。,糖原合成與分解,肌糖原,葡萄糖,葡萄糖,血糖,肝糖原,丙酮酸,6-磷酸葡萄糖,atp,饑餓時(shí),能量不足

12、,糖原的分解過程,糖原的合成過程,糖原的合成與分解總圖,乳酸,肌肉,第五節(jié) 糖異生作用,一、概念：非糖物質(zhì)葡萄糖/糖原 二、非糖物質(zhì)： 乳酸、甘油、生糖氨基酸 三、場(chǎng)所：肝臟（主）、腎臟,（四）途徑,甘油,-磷酸甘油,磷酸二羥丙酮,上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進(jìn)入糖異生途徑，異生為葡萄糖或糖原,丙酮酸羧化酶是糖異生的關(guān)鍵酶,葡萄糖-6-p酶,丙酮酸激酶,乳酸（ cori ）循環(huán)與糖異生,血糖,肝糖原,丙酮酸,乳酸,6-磷酸葡萄糖,缺氧,五、糖異生意義： 1、保證饑餓時(shí)的血糖穩(wěn)定 2、有利于乳酸再利用 3、促進(jìn)脂肪氧化分解供能,cori循環(huán),肌糖原,血乳酸,肝糖原,血糖,* 正常血糖濃度 ： 4.5-

13、5.5mmol/l,第六節(jié) 血糖(g),血 中 葡 萄 糖,缺氧,糖酵解(乳酸、2atp),有氧氧化(co2、h2o、atp),磷酸戊糖途徑 （5-磷酸核糖、nadph）,糖原,合成,分解,血糖的來源,血糖的去路,脂肪、氨基酸等,尿糖,血糖平衡,一、激素對(duì)血糖濃度的調(diào)節(jié)方式,胰島素:降血糖,胰高血糖素:升血糖,糖皮質(zhì)激素:升血糖,腎上腺素：升血糖,正常血糖濃度 ： 4.5-5.5mmol/l,促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入肝外細(xì)胞 ；,加速糖原合成，抑制糖原分解；,加快糖的有氧氧化；,抑制肝內(nèi)糖異生；,減少脂肪動(dòng)員。,1.胰島素的作用機(jī)制:,促進(jìn)肝糖原分解，抑制糖原合成；,抑制酵解途徑，促進(jìn)糖異生；,促進(jìn)

14、脂肪動(dòng)員。,2.胰高血糖素的作用機(jī)制：,3.糖皮質(zhì)激素的作用機(jī)制可能有兩方面： 促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)分解，分解產(chǎn)生的氨基酸轉(zhuǎn)移到肝進(jìn)行糖異生。 抑制肝外組織攝取和利用葡萄糖，抑制點(diǎn)為丙酮酸的氧化脫羧。,4.腎上腺素的作用機(jī)制：,可抑制糖酵解，增強(qiáng)糖異生作用,促進(jìn)糖原分解,主要在應(yīng)激狀態(tài)下發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。,二、血糖與疾病,高血糖,低血糖,1、高血糖,原因： 生理性高血糖 情緒激動(dòng)時(shí)交感神經(jīng)興奮、 一次性大量攝入葡萄糖,臨床上一般將空腹血糖濃度高于7.28mmol/l時(shí)稱為高血糖。,病理性高血糖 常見于內(nèi)分泌機(jī)能失調(diào)，如胰島-細(xì)胞功能低下、腎上腺皮質(zhì)功能亢進(jìn)等。,高血糖與糖尿,生理性糖尿： 情感性糖尿 飲食性糖尿 病理性糖尿： 如糖尿病,當(dāng)血糖濃度超過腎糖閾（ 8.96mmol/l）時(shí)則出現(xiàn)糖尿。,2、低血糖,原因： (1)糖攝入不足或吸收不良 (2)嚴(yán)重肝臟疾病 (3)臨床治療時(shí)使用胰島素過量 (4)胰島-細(xì)胞功能亢進(jìn),血糖濃度低于3.92 mmol/l時(shí)為低血糖。,低血糖時(shí)的臨床表現(xiàn),頭昏、心悸、饑餓感及出冷汗等， 嚴(yán)重時(shí)可發(fā)生昏迷，重者甚至死亡。,小結(jié),糖是體內(nèi)重要的功能物質(zhì)。它的分解途徑有無氧分解、有氧氧化、磷酸戊糖途徑。三條途徑的分解產(chǎn)物及