醫(yī)學(xué)糖原的分解合成代謝課件

糖原的分解合成代謝糖原的分解合成代謝1糖原(glycogen)是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量儲(chǔ)備。肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收縮所需肝臟：肝糖原，70~100g，維持血糖水平糖原的定義：糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義：糖原(glycogen)是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)21.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長鏈。2.約10個(gè)葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以α-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。3.每條鏈都終止于一個(gè)非還原端.非還原端增多，以利于其被酶分解。糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義：1.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長鏈。糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3一、糖原的合成代謝主要在肝和肌組織中進(jìn)行合成部位：糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原的過程。組織定位：主要在肝臟、肌肉細(xì)胞定位：胞漿一、糖原的合成代謝主要在肝和肌組織中進(jìn)行合成部位：糖原的合成41.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸ATPADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）糖原合成途徑：1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸A5葡萄糖-1-磷酸磷酸葡萄糖變位酶葡萄糖-6-磷酸2.葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-1-磷酸磷酸葡萄糖變位酶葡萄糖-6-磷酸2.葡萄糖-6UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。3.葡萄糖-1-磷酸轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖+UTP尿苷PPPPPiUDPG焦磷酸化酶2Pi+能量葡萄糖-1-磷酸尿苷二磷酸葡萄糖(uridinediphosphateglucose,UDPG)UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。3.葡萄7糖原n+UDPG糖原n+1+UDP糖原合酶(glycogensynthase)UDPUTPADPATP核苷二磷酸激酶4.α-1,4-糖苷鍵式結(jié)合糖原n+UDPG糖原n+1+UDP糖8糖原n為原有的細(xì)胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為糖原引物(primer)，作為UDPG上葡萄糖基的接受體。糖原n+UDPG糖原n+1+UDP糖原合酶(glycogensynthase)糖原n為原有的細(xì)胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為糖原引物(prim9５.糖原分枝的形成分支酶(branchingenzyme)α-1,6-糖苷鍵α-1,4-糖苷鍵５.糖原分枝的形成分支酶(branchingenzyme10近來人們?cè)谔窃肿拥暮诵陌l(fā)現(xiàn)了一種名為glycogenin的蛋白質(zhì)。Glycogenin可對(duì)其自身進(jìn)行共價(jià)修飾，將UDP-葡萄糖分子的C1結(jié)合到其酶分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。這個(gè)結(jié)合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成時(shí)的引物。糖原合成過程中作為引物的第一個(gè)糖原分子從何而來？近來人們?cè)谔窃肿拥暮诵陌l(fā)現(xiàn)了一種名為glycogenin的11醫(yī)學(xué)糖原的分解合成代謝課件12二、肝糖原分解產(chǎn)物——葡萄糖可補(bǔ)充血糖亞細(xì)胞定位：胞漿肝糖元的分解過程：糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖糖原磷酸化酶(Glycogenphosphorylase)1.糖原的磷酸解糖原分解(glycogenolysis)習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過程。二、肝糖原分解產(chǎn)物——葡萄糖可補(bǔ)充血糖亞細(xì)胞定位：胞漿肝糖元132.脫枝酶的作用①轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基②水解-1,6-糖苷鍵脫枝酶(debranchingenzyme)磷酸化酶轉(zhuǎn)移酶活性α-1,6糖苷酶活性在幾個(gè)酶的共同作用下，最終產(chǎn)物中約85%為1-磷酸葡萄糖，15%為游離葡萄糖。2.脫枝酶的作用①轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基脫枝酶(debranch14葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-6-磷酸磷酸葡萄糖變位酶3.葡萄糖-1-磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖-6-磷酸4.葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，腎）葡萄糖葡萄糖-6-磷酸葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在于肌中。所以只有肝和腎可補(bǔ)充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能進(jìn)行糖酵解或有氧氧化。葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-6-磷酸磷酸葡萄糖變位酶3.葡萄糖-15肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反應(yīng)與肝糖原分解過程相同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉組織中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖釋放入血，提供血糖，而只能進(jìn)入酵解途徑進(jìn)一步代謝。肌糖原的分解與合成與乳酸循環(huán)有關(guān)。肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反應(yīng)與肝糖原分解過程相同，但是16G-6-P的代謝去路：G（補(bǔ)充血糖）G-6-PF-6-P（進(jìn)入酵解途徑）G-1-PGn（合成糖原）UDPG

6-磷酸葡萄糖內(nèi)酯（進(jìn)入磷酸戊糖途徑）葡萄糖醛酸（進(jìn)入葡萄糖醛酸途徑）小結(jié)反應(yīng)部位：胞漿

G-6-P的代謝去路：G（補(bǔ)充血糖）G-6-PF-6-PG-17糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1

UDPG-6-PG糖原合酶磷酸葡萄糖變位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原n

Pi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n

糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶G-1-P18糖原的合成與分解是分別通過兩條不同途徑進(jìn)行的。這種合成與分解循兩條不同途徑進(jìn)行的現(xiàn)象，是生物體內(nèi)的普遍規(guī)律。這樣才能進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)。當(dāng)糖原合成途徑活躍時(shí)，分解途徑則被抑制，才能有效地合成糖原；反之亦然。三、糖原合成與分解受到彼此相反的調(diào)節(jié)糖原的合成與分解是分別通過兩條不同途徑進(jìn)行的。這種合成與分解19關(guān)鍵酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶它們的快速調(diào)節(jié)有共價(jià)修飾和變構(gòu)調(diào)節(jié)二種方式。它們都以活性、無（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。這兩種關(guān)鍵酶的重要特點(diǎn)：關(guān)鍵酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶它們的20（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的關(guān)鍵酶糖原磷酸化酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)磷酸化酶b激酶磷酸化酶b（活性低）磷酸化酶b激酶-磷酸化酶a-（活性高）ＰＰ（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的關(guān)鍵酶糖原磷酸化酶的共價(jià)修飾調(diào)21（二）糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵酶糖原合酶糖原合酶-Ｐ糖原合酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)（二）糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵酶糖原合酶糖原合酶-Ｐ糖原合酶22腺苷環(huán)化酶（無活性）腺苷環(huán)化酶（有活性）激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+受體ATPcAMPPKA(無活性)磷酸化酶b激酶糖原合酶糖原合酶-PPKA(有活性)磷酸化酶b磷酸化酶a-P磷酸化酶b激酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1PiPi磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶-1–––磷蛋白磷酸酶抑制劑-P磷蛋白磷酸酶抑制劑PKA（有活性）腺苷環(huán)化酶腺苷環(huán)化酶（有活性）激素（胰高血糖素、腎上腺素等）23兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；此調(diào)節(jié)為酶促反應(yīng)，調(diào)節(jié)速度快；調(diào)節(jié)有級(jí)聯(lián)放大作用，效率高；受激素調(diào)節(jié)。糖原磷酸化酶合糖原合酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)特點(diǎn)：兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；糖原磷酸化酶合糖原合酶24肌肉內(nèi)糖原代謝的二個(gè)關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)與肝糖原不同：在糖原分解代謝時(shí)肝主要受胰高血糖素的調(diào)節(jié)，而肌肉主要受腎上腺素調(diào)節(jié)。肌肉內(nèi)糖原合酶及磷酸化酶的變構(gòu)效應(yīng)物主要為AMP、ATP及6-磷酸葡萄糖。糖原合酶磷酸化酶a-P磷酸化酶bAMPATP及6-磷酸葡萄糖??肌肉內(nèi)糖原代謝的二個(gè)關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)與肝糖原不同：在糖原分解代謝25調(diào)節(jié)小結(jié):雙向調(diào)控：對(duì)合成酶系與分解酶系分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，如加強(qiáng)合成則減弱分解，或反之。雙重調(diào)節(jié)：別構(gòu)調(diào)節(jié)和共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。肝糖原和肌糖原代謝調(diào)節(jié)各有特點(diǎn)：如分解肝糖原的激素主要為胰高血糖素，分解肌糖原的激素主要為腎上腺素。關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)上存在級(jí)聯(lián)效應(yīng)。關(guān)鍵酶都以活性、無（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。調(diào)節(jié)小結(jié):雙向調(diào)控：對(duì)合成酶系與分解酶系分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，如加強(qiáng)26糖原積累癥是由先天性酶缺陷所致糖原累積癥(glycogenstoragediseases)是一類遺傳性代謝病，其特點(diǎn)為體內(nèi)某些器官組織中有大量糖原堆積。引起糖原累積癥的原因是患者先天性缺乏與糖原代謝有關(guān)的酶類。

糖原積累癥是由先天性酶缺陷所致糖原累積癥(glycogen27型別缺陷的酶受害器官糖原結(jié)構(gòu)Ⅰ葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、腎正常Ⅱ溶酶體α1→4和1→6葡萄糖苷酶所有組織正常Ⅲ脫支酶缺失肝、肌肉分支多，外周糖鏈短Ⅳ分支酶缺失所有組織分支少，外周糖鏈特別長Ⅴ肌磷酸化酶缺失肌肉正常Ⅵ肝磷酸化酶缺陷肝正常Ⅶ肌肉和紅細(xì)胞磷酸果糖激酶缺陷肌肉、紅細(xì)胞正常Ⅷ肝臟磷酸化酶激酶缺陷腦、肝正常糖原積累癥分型型別缺陷的酶受害器官糖原結(jié)構(gòu)Ⅰ葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、腎正28

血糖及其調(diào)節(jié)

TheDefinition,LevelandRegulationofBloodGlucose

血糖及其調(diào)節(jié)

TheDefinition,Level29血糖，指血液中的葡萄糖。血糖水平，即血糖濃度。血糖及血糖水平的概念：正常血糖濃度：3.89~6.11mmol/L血糖，指血液中的葡萄糖。血糖水平，即血糖濃度。血糖及血糖水平30血糖水平恒定的生理意義：保證重要組織器官的能量供應(yīng)，特別是某些依賴葡萄糖供能的組織器官。腦組織不能利用脂酸，正常情況下主要依賴葡萄糖供能；紅細(xì)胞沒有線粒體，完全通過糖酵解獲能；骨髓及神經(jīng)組織代謝活躍，經(jīng)常利用葡萄糖供能。血糖水平恒定的生理意義：保證重要組織器官的能量供應(yīng)，特別是某31血糖食物糖消化，吸收肝糖原分解非糖物質(zhì)糖異生氧化分解CO2+H2O糖原合成肝（肌）糖原磷酸戊糖途徑等其它糖脂類、氨基酸合成代謝脂肪、氨基酸一、血糖的來源和去路是相對(duì)平衡的血糖食物糖消化，吸收肝糖原分解非糖物質(zhì)糖異生氧化分解CO232二、血糖水平的平衡主要是受到激素調(diào)節(jié)血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸代謝協(xié)調(diào)的結(jié)果，也是肝、肌、脂肪組織等各器官組織代謝協(xié)調(diào)的結(jié)果。機(jī)體的各種代謝以及各器官之間能這樣精確協(xié)調(diào)，以適應(yīng)能量、燃料供求的變化，主要依靠激素的調(diào)節(jié)。酶水平的調(diào)節(jié)是最基本的調(diào)節(jié)方式和基礎(chǔ)。二、血糖水平的平衡主要是受到激素調(diào)節(jié)血糖水平保持恒定是糖、脂33主要調(diào)節(jié)激素降低血糖：胰島素(insulin)升高血糖：胰高血糖素(glucagon)糖皮質(zhì)激素腎上腺素主要調(diào)節(jié)激素降低血糖：胰島素(insulin)升高血糖：胰高34胰島素(Insulin)是體內(nèi)唯一的降低血糖的激素，也是唯一同時(shí)促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。胰島素的分泌受血糖控制，血糖升高立即引起胰島素分泌；血糖降低，分泌即減少。（一）胰島素是體內(nèi)唯一降低血糖的激素胰島素(Insulin)是體內(nèi)唯一的降低血糖的激素，也是唯一35促進(jìn)肌、脂肪組織等的細(xì)胞膜葡萄糖載體將葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞。通過增強(qiáng)磷酸二酯酶活性，降低cAMP水平，從而使糖原合酶活性增強(qiáng)、磷酸化酶活性降低，加速糖原合成、抑制糖原分解。通過激活丙酮酸脫氫酶磷酸酶而使丙酮酸脫氫酶激活，加速丙酮酸氧化為乙酰CoA，從而加快糖的有氧氧化。抑制肝內(nèi)糖異生。這是通過抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成以及促進(jìn)氨基酸進(jìn)入肌組織并合成蛋白質(zhì)，減少肝糖異生的原料。通過抑制脂肪組織內(nèi)的激素敏感性脂肪酶，可減緩脂肪動(dòng)員的速率。胰島素的作用機(jī)制:促進(jìn)肌、脂肪組織等的細(xì)胞膜葡萄糖載體將葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞。胰島36（二）機(jī)體在不同狀態(tài)下有相應(yīng)的升高血糖的激素（二）機(jī)體在不同狀態(tài)下有相應(yīng)的升高血糖的激素37正常人體內(nèi)存在一套精細(xì)的調(diào)節(jié)糖代謝的機(jī)制，在一次性食入大量葡萄糖后，血糖水平不會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)和持續(xù)升高。人體對(duì)攝入的葡萄糖具有很大的耐受能力的現(xiàn)象稱為葡萄糖耐量(glucosetolerence)。三、血糖水平異常及糖尿病是最常見的糖代謝紊亂正常人體內(nèi)存在一套精細(xì)的調(diào)節(jié)糖代謝的機(jī)制，在一次性食入大量葡38臨床上因糖代謝障礙可發(fā)生血糖水平紊亂，常見有以下兩種類型：低血糖(hypoglycemia)高血糖(hyperglycemia)臨床上因糖代謝障礙可發(fā)生血糖水平紊亂，常見有以下兩種類型：低39（一）低血糖是指血糖濃度低于3.0mmol/L低血糖影響腦的正常功能，因?yàn)槟X細(xì)胞所需要的能量主要來自葡萄糖的氧化。當(dāng)血糖水平過低時(shí)，就會(huì)影響腦細(xì)胞的功能，從而出現(xiàn)頭暈、倦怠無力、心悸等，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)昏迷，稱為低血糖休克。如不及時(shí)給病人靜脈補(bǔ)充葡萄糖，可導(dǎo)致死亡。低血糖的危害：（一）低血糖是指血糖濃度低于3.0mmol/L低血糖影響腦的40胰性(胰島β-細(xì)胞機(jī)能亢進(jìn)、胰島α-細(xì)胞機(jī)能低下等)；肝性（肝癌、糖原累積病等）；內(nèi)分泌異常（垂體機(jī)能低下、腎上腺皮質(zhì)機(jī)能低下等）；腫瘤（胃癌等）；饑餓或不能進(jìn)食者等。

低血糖的原因：胰性(胰島β-細(xì)胞機(jī)能亢進(jìn)、胰島α-細(xì)胞機(jī)能低下等)；低血糖41（二）高血糖是指空腹血糖高于6.9mmol/L臨床上將空腹血糖濃度高于5.6～6.9mmol/L稱為高血糖(hyperglycemia)。當(dāng)血糖濃度超過了腎小管的重吸收能力(腎糖閾)，則可出現(xiàn)糖尿。持續(xù)性高血糖和糖尿，特別是空腹血糖和糖耐量曲線高于正常范圍，主要見于糖尿病(diabetesmellitus)。（二）高血糖是指空腹血糖高于6.9mmol/L臨床上將空腹血42糖尿病；遺傳性胰島素受體缺陷某些慢性腎炎、腎病綜合癥等；生理性高血糖和糖尿。高血糖的原因：糖尿?。桓哐堑脑颍?3（三）糖尿病是最常見的糖代謝紊亂疾病糖尿病是一種因部分或完全胰島素缺失、或細(xì)胞胰島素受體減少、或受體敏感性降低導(dǎo)致的疾病，它是除了肥胖癥之外人類最常見的內(nèi)分泌紊亂性疾病。（三）糖尿病是最常見的糖代謝紊亂疾病糖尿病是一種因部分或完全44Ⅰ型（胰島素依賴型）Ⅱ型（非胰島素依賴型）糖尿病可分為二型:Ⅰ型（胰島素依賴型）糖尿病可分為二型:45糖的合成代謝1、葡糖糖合成（糖異生作用）2、蔗糖的合成3、糖原的合成4、淀粉的合成糖的合成代謝46（1）糖異生作用的概念和場所（2）糖異生的途徑（3）糖異生的前體（4）糖異生的意義（5）Cori循環(huán)（6）糖異生和糖酵解的代謝協(xié)調(diào)控制1、糖異生作用（1）糖異生作用的概念和場所1、糖異生作用47（1）糖異生作用的概念和場所

葡萄糖的異生作用是指由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成葡萄糖的過程，是葡糖糖合成方式之一。哺乳動(dòng)物葡萄糖異生作用是在肝臟細(xì)胞中進(jìn)行的，高等植物主要是發(fā)生在油料作物種子萌發(fā)時(shí)，貯存的脂肪向糖轉(zhuǎn)變。由異生的葡萄糖合成糖原的過程稱為糖原異生作用。（1）糖異生作用的概念和場所葡萄糖的異生作用是指由非48

糖異生途徑：丙酮酸葡萄糖，但不是酵解途徑的簡單逆轉(zhuǎn)。在酵解中，己糖激酶，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶所催化的反應(yīng)是不可逆的。在糖異生中，這三步反應(yīng)由不同的酶催化，由四步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)克服，其余7步反應(yīng)就是是酵解的逆反應(yīng)。（2）糖異生作用途徑糖異生途徑：丙酮酸葡萄糖，但不是酵解途徑49醫(yī)學(xué)糖原的分解合成代謝課件50

糖異生途徑：丙酮酸葡萄糖，（2）糖異生作用途徑限速第一步：丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸限速第二步：果糖-1,6-二磷酸果糖-6-磷酸限速第三步：葡糖糖-6-磷酸葡糖糖糖異生途徑：丙酮酸葡萄糖，（2）糖異生作51限速第一步：丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸破解：丙酮酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸

①丙酮酸羧化生成草酰乙酸在丙酮酸羧化酶的催化下，丙酮酸羧化生成草酰乙酸，反應(yīng)消耗一分子的ATP。丙酮酸羧化酶以生物素為輔基，催化的反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，反應(yīng)受乙酰CoA別構(gòu)抑制。限速第一步：丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸破解：丙酮酸草52②草酰乙酸轉(zhuǎn)化為磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸經(jīng)磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶催化生成磷酸烯醇式丙酮酸。該脫羧反用GTP作為高能磷?；墓w，在體內(nèi)是不可逆的，但在體外，分離的磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶卻可以催化該反應(yīng)的逆反應(yīng)。②草酰乙酸轉(zhuǎn)化為磷酸烯醇式丙酮酸53

?

注意：丙酮酸羧化酶存在于線粒體中①丙酮酸進(jìn)入線粒體后生成草酰乙酸；②在線粒體內(nèi)草酰乙酸轉(zhuǎn)變成蘋果酸后轉(zhuǎn)運(yùn)到胞漿③細(xì)胞漿中的蘋果酸又被蘋果酸脫氫酶再氧化成草酰乙酸，然后再轉(zhuǎn)變成PEP。NAD+是氫受體。

?注意：丙酮酸羧化酶存在于線粒體中54線粒體中NADH+H++草酰乙酸----→NAD++蘋果酸△G0’=-29.7kJ/mol

胞漿中蘋果酸+NAD+-----→草酰乙酸+NADH+H+△G0’=+29.7kJ/mol線粒體中55③果糖-1,6-二磷酸水解生成果糖-6-磷酸

酵解過程中的F-6-P生成F-1,6-2P反應(yīng)是不可逆反應(yīng)。所以，糖異生途徑使用F-1,6-2P酶催化F-1,6-2P水解生成F-6-P，反應(yīng)釋放出大量的自由能，反應(yīng)也是不可逆的。限速第二步：果糖-1,6-二磷酸果糖-6-磷酸③果糖-1,6-二磷酸水解生成果糖-6-磷酸限速第二步：果糖56④葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖

F-6-P沿酵解的逆反應(yīng)異構(gòu)化生成G-6-P，由葡G-6-P酶催化其水解為葡萄糖和無機(jī)磷酸，該水解反應(yīng)不可逆。限速第三步：葡糖糖-6-磷酸葡糖糖④葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖限速第三步：葡糖糖-6-磷酸57醫(yī)學(xué)糖原的分解合成代謝課件58從以上過程可以看出，糖異生是個(gè)需能過程，由兩分子丙酮酸合成一分子葡萄糖需要4分子ATP和2分子GTP，同時(shí)還需要兩分子NADH，

糖異生總反應(yīng)方程式為：2丙酮酸＋4ATP＋2GTP＋2NADH＋2H+＋6H2O葡萄糖＋4ADP＋2GDP＋6Pi＋2NAD+

從以上過程可以看出，糖異生是個(gè)需能過程，由兩分子丙酮59

糖異生等于用ATP\GTP各2分子克服由兩分子丙酮酸形成兩分子高能磷酸烯醇式丙酮酸的能障，用2分子ATP進(jìn)行磷酸甘油激酶催化反應(yīng)的可逆反應(yīng)。葡萄糖經(jīng)糖酵解轉(zhuǎn)化為兩分子丙酮酸凈生成2分子ATP，而由兩分子丙酮酸經(jīng)糖異生途徑合成一分子葡萄糖卻消耗了6個(gè)高能鍵，也就是說，糖異生比酵解凈生成的ATP多用了4分子ATP---儲(chǔ)存能量。

糖異生等于用ATP\GTP各2分子克服由兩分子丙酮60（3）糖異生的前體

凡是能生成丙酮酸的物質(zhì)都可以變成葡萄糖

三羧酸循環(huán)的中間物，檸檬酸，異檸檬酸，α-酮戊二酸，琥珀酸，延胡索酸和蘋果酸都可以轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜岫M(jìn)入糖異生途徑。

乙酰CoA不能作為糖異生的前體，它不能轉(zhuǎn)化成丙酮酸，因?yàn)楸崦摎涿阜磻?yīng)是不可逆的（3）糖異生的前體61

大多數(shù)氨基酸是生糖氨基酸，如丙氨酸，谷氨酸，天冬氨酸，絲氨酸，半胱氨酸，甘氨酸，精氨酸，組氨酸，蘇氨酸，脯氨酸，谷氨酰胺，天冬酰胺，甲硫氨酸，纈氨酸，它們可轉(zhuǎn)變成丙酮酸，以及α-酮戊二酸，草酰乙酸等三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物參加糖異生途徑。

大多數(shù)氨基酸是生糖氨基酸，如丙氨酸，谷氨酸，天冬氨酸，絲氨62醫(yī)學(xué)糖原的分解合成代謝課件63糖異生具有重要的生理意義，在饑餓、劇烈運(yùn)動(dòng)造成糖原下降后，血糖濃度降低，糖異生可使酵解產(chǎn)生的乳酸、脂肪分解的甘油以及大部分氨基酸等代謝中間物重新生成糖。這對(duì)于維持血糖濃度，滿足組織（特別是腦和紅細(xì)胞）對(duì)糖的需要是十分重要的。（4）糖異生作用意義糖異生具有重要的生理意義，在饑餓、劇烈運(yùn)動(dòng)造成糖原64線粒體糖異生途徑酵解途徑線粒體糖異生途徑酵解途徑65（5）Cori循環(huán)

當(dāng)骨骼肌劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，呼吸不能向組織中運(yùn)送足夠的氧使葡萄糖完全氧化。6-P-G轉(zhuǎn)換成丙酮酸的速度大于丙酮酸進(jìn)一步由三羧酸循環(huán)完全氧化的速度。這時(shí)丙酮酸傾向于還原成乳酸。乳酸釋放進(jìn)入血液，再迅速進(jìn)入肝。進(jìn)入肝臟的乳酸再氧化成丙酮酸。丙酮酸通過糖異生再生成葡萄糖。葡萄糖再回到血液。骨骼肌又將葡萄糖攝入，再產(chǎn)生糖原儲(chǔ)備。（5）Cori循環(huán)66Cori循環(huán)可立氏循環(huán)

這條途徑在肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)過程中特別活躍，是為了重建糖原儲(chǔ)備。Cori循環(huán)可立氏循環(huán)這條途徑在肌67（6）糖異生和糖酵解作用的代謝協(xié)調(diào)控制

糖酵解和糖異生都是在胞漿中進(jìn)行但是方向相反，它們的控制必須是交互或是往復(fù)式的。換句話說，細(xì)胞激活其中一條途徑必定抑制另一條途徑。（6）糖異生和糖酵解作用的代謝協(xié)調(diào)控制68糖酵解的控制主要是通過調(diào)節(jié)三個(gè)強(qiáng)放能反應(yīng)進(jìn)行的。這三個(gè)強(qiáng)放能反應(yīng)由己糖激酶，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶控制。

在糖異生中，這三個(gè)反應(yīng)的相反反應(yīng)也是強(qiáng)放能的，由葡萄糖-6-磷酸酶，果糖1，6-二磷酸酶，以及丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶控制糖酵解的控制主要是通過調(diào)節(jié)三個(gè)強(qiáng)放能反應(yīng)進(jìn)行的。這69酵解控制點(diǎn)糖異生控制點(diǎn)酵解控制點(diǎn)糖異生控制點(diǎn)70糖異生和糖酵解作用的代謝協(xié)調(diào)控制的調(diào)節(jié)方式有：

①別構(gòu)調(diào)節(jié)②無效循環(huán)③激素調(diào)節(jié)糖異生和糖酵解作用的代謝協(xié)調(diào)控制的調(diào)節(jié)方式有：71①別構(gòu)調(diào)節(jié)：別構(gòu)酶效應(yīng)物在協(xié)調(diào)控制中的作用

高濃度6-P-G抑制己糖激酶，而激活葡萄糖6-磷酸酶，從而抑制酵解，促進(jìn)糖異生。

糖酵解和糖異生共同關(guān)鍵控制點(diǎn)是6-P-F與1，6-2P-F的轉(zhuǎn)化。其中酵解過程的關(guān)鍵調(diào)控酶是磷酸果糖激酶，糖異生的關(guān)鍵調(diào)控酶是果糖二磷酸酶。2,6二磷酸果糖對(duì)這兩個(gè)酶的作用相反。

①別構(gòu)調(diào)節(jié)：別構(gòu)酶效應(yīng)物在協(xié)調(diào)控制中的作用72

乙酰輔酶A是丙酮酸羧化酶的激活劑，是丙酮酸激酶和丙酮酸脫氫酶的抑制劑。

丙氨酸是糖異生的前體，但對(duì)丙酮酸激酶有抑制作用，是該酶的負(fù)效應(yīng)物。

ATP抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活力，抑制酵解，其后果是同時(shí)激活糖異生.

細(xì)胞中能荷減少，則酵解加速，糖異生作用減慢.乙酰輔酶A是丙酮酸羧化酶的激活劑，是丙酮酸激酶和丙73②無效循環(huán)

由于酵解與糖異生途徑是由不同酶催化的兩個(gè)相反代謝反應(yīng)，其條件不一樣，一個(gè)方向需要ATP參加使底物磷酸化，另一個(gè)方向使磷酸化的底物自動(dòng)水解。結(jié)果ATP水解消耗了能量，底物沒有變化。這種循環(huán)稱無效循環(huán)。酵解和糖異生有3個(gè)點(diǎn)可能產(chǎn)生無效循環(huán)。②無效循環(huán)74己糖激酶葡萄糖+ATP6-磷酸葡萄糖+ADP葡萄糖-6-磷酸酶6-磷酸葡萄糖+H2O葡萄糖+Pi磷酸果糖激酶6-磷酸果糖+ATP1，6-二磷酸果糖+ADP果糖1，6-二磷酸酶1,6-二磷酸果糖+H2O6-磷酸果糖+Pi丙酮酸激酶磷酸烯醇式丙酮酸+ADP丙酮酸+ATP丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶丙酮酸+ATP+GTP+H2O磷酸烯醇式丙酮酸+ADP+GDP+Pi這3個(gè)反應(yīng)的結(jié)果是ATP+H2O→ADP+Pi這種無效反應(yīng)只能產(chǎn)生熱量。（1）（2）（3）己糖激酶（175③激素對(duì)糖異生及酵解途徑的調(diào)控作用

腎上腺素，高血糖素，糖皮質(zhì)激素可增加磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶及葡萄糖6-磷酸酶的合成，從而促使糖異生作用。這些激素也可通過cAMP激活特定蛋白激酶，使丙酮酸激酶磷酸化，抑制酶的活性，使酵解受到抑制。胰島素可以使磷酸果糖激酶，丙酮酸激酶活性升高，增強(qiáng)酵解。并可使果糖1，6-二磷酸酶活性下降，對(duì)抗高血糖素，腎上腺素對(duì)糖異生的效應(yīng)，使糖異生減弱。糖尿病動(dòng)物的糖異生加強(qiáng)。③激素對(duì)糖異生及酵解途徑的調(diào)控作用762蔗糖的合成蔗糖在植物界分布最廣，特別是在甘蔗、甜菜、菠蘿的汁液中很多。蔗糖不僅是重要的光合作用和高等植物的主要成分，而且是糖類在植物體中運(yùn)輸?shù)闹饕问?。蔗糖在高等植物中的合成主要有兩種途徑：（1）蔗糖合成酶合成蔗糖（2）蔗糖磷酸合成酶2蔗糖的合成蔗糖在植物界分布最廣，特別是在甘蔗77（1）蔗糖合成酶----利用尿苷二磷酸（UDPG）作為葡萄糖給體與果糖和合成蔗糖。而尿苷二磷酸葡糖是葡糖-1-磷酸與尿苷三磷酸（UTP）在UDPG焦磷酸化酶催化下生成。

葡糖-1-磷酸+UTP---→UDPG+PPiPPi+H2O---→2Pi（1）蔗糖合成酶----利用尿苷二磷酸（UDPG）作為葡萄糖78UDPG+果糖----------→蔗糖+UDPK（平衡常數(shù)）=8（pH7.4）蔗糖合成酶UDPG+果糖----------→蔗糖+UDP79

（2）磷酸蔗糖合成酶——也利用UDPG作為葡萄糖給體，但果糖部分不是游離果糖，而是果糖磷酸酯，合成產(chǎn)物是蔗糖磷酸酯，再經(jīng)專一的磷酸酯酶作用脫去磷酸形成蔗糖，被認(rèn)為是植物合成蔗糖的主要途徑。（2）磷酸蔗糖合成酶——也利用UDPG作為葡萄糖給體80糖原的合成在體外，使糖原分解的磷酸化酶可催化逆反應(yīng)合成糖原。在體內(nèi)，糖原合成不是由磷酸化酶催化的。糖原合成中糖基的供體是UDPG（UDP-葡萄糖）而不是G-1-P。

合成與分解采用不同途徑更容易滿足代謝調(diào)節(jié)和反應(yīng)所需能量的要求。糖原的合成在體外，使糖原分解的磷酸化酶可催化逆反應(yīng)81（1）UDP-G合成：在體內(nèi)，

G-1-P在UDP-葡萄糖焦磷酸化酶催化下與UTP反應(yīng)生成UDP-葡萄糖。反應(yīng)是可逆的，但由于焦磷酸極易被焦磷酸酶水解成磷酸使反應(yīng)向右進(jìn)行。H2O2Pi-焦磷酸酶（1）UDP-G合成：在體內(nèi)，G-1-P在UDP-葡萄糖焦82糖原合成酶催化新的葡萄糖殘基加在糖原非還原末端的葡萄糖殘基碳4的羥基上，形成α-1,4糖苷鍵。UDP-葡萄糖糖原合成酶(2)糖原合成糖原合成酶催化新的葡萄糖殘基加在糖原非還原末端的葡萄糖83(3)1，6-糖苷鍵的形成：

分枝酶從至少11個(gè)葡萄糖殘基的糖原將末端6個(gè)葡萄糖殘基轉(zhuǎn)移到較內(nèi)部的葡萄糖殘基6位羥基上，形成具有1，6-糖苷鍵的新分枝。分枝酶的這個(gè)反應(yīng)為糖原合成酶的反應(yīng)創(chuàng)造了兩個(gè)末端。(3)1，6-糖苷鍵的形成：84糖原合成中的分枝過程淀粉-（1，4→1，6）轉(zhuǎn)葡糖苷酶（分枝酶）糖原合成中的分枝過程淀粉-（1，4→1，6）轉(zhuǎn)葡糖苷酶85醫(yī)學(xué)糖原的分解合成代謝課件86糖代謝主要途徑的相互聯(lián)系糖代謝主要途徑的相互聯(lián)系87醫(yī)學(xué)糖原的分解合成代謝課件88糖原的分解合成代謝糖原的分解合成代謝89糖原(glycogen)是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能量儲(chǔ)備。肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收縮所需肝臟：肝糖原，70~100g，維持血糖水平糖原的定義：糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義：糖原(glycogen)是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式之一，是機(jī)901.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長鏈。2.約10個(gè)葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以α-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。3.每條鏈都終止于一個(gè)非還原端.非還原端增多，以利于其被酶分解。糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其意義：1.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長鏈。糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)91一、糖原的合成代謝主要在肝和肌組織中進(jìn)行合成部位：糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原的過程。組織定位：主要在肝臟、肌肉細(xì)胞定位：胞漿一、糖原的合成代謝主要在肝和肌組織中進(jìn)行合成部位：糖原的合成921.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸ATPADP己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）糖原合成途徑：1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸A93葡萄糖-1-磷酸磷酸葡萄糖變位酶葡萄糖-6-磷酸2.葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-1-磷酸磷酸葡萄糖變位酶葡萄糖-6-磷酸2.葡萄糖-94UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。3.葡萄糖-1-磷酸轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖+UTP尿苷PPPPPiUDPG焦磷酸化酶2Pi+能量葡萄糖-1-磷酸尿苷二磷酸葡萄糖(uridinediphosphateglucose,UDPG)UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。3.葡萄95糖原n+UDPG糖原n+1+UDP糖原合酶(glycogensynthase)UDPUTPADPATP核苷二磷酸激酶4.α-1,4-糖苷鍵式結(jié)合糖原n+UDPG糖原n+1+UDP糖96糖原n為原有的細(xì)胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為糖原引物(primer)，作為UDPG上葡萄糖基的接受體。糖原n+UDPG糖原n+1+UDP糖原合酶(glycogensynthase)糖原n為原有的細(xì)胞內(nèi)的較小糖原分子，稱為糖原引物(prim97５.糖原分枝的形成分支酶(branchingenzyme)α-1,6-糖苷鍵α-1,4-糖苷鍵５.糖原分枝的形成分支酶(branchingenzyme98近來人們?cè)谔窃肿拥暮诵陌l(fā)現(xiàn)了一種名為glycogenin的蛋白質(zhì)。Glycogenin可對(duì)其自身進(jìn)行共價(jià)修飾，將UDP-葡萄糖分子的C1結(jié)合到其酶分子的酪氨酸殘基上，從而使它糖基化。這個(gè)結(jié)合上去的葡萄糖分子即成為糖原合成時(shí)的引物。糖原合成過程中作為引物的第一個(gè)糖原分子從何而來？近來人們?cè)谔窃肿拥暮诵陌l(fā)現(xiàn)了一種名為glycogenin的99醫(yī)學(xué)糖原的分解合成代謝課件100二、肝糖原分解產(chǎn)物——葡萄糖可補(bǔ)充血糖亞細(xì)胞定位：胞漿肝糖元的分解過程：糖原n+1糖原n+1-磷酸葡萄糖糖原磷酸化酶(Glycogenphosphorylase)1.糖原的磷酸解糖原分解(glycogenolysis)習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過程。二、肝糖原分解產(chǎn)物——葡萄糖可補(bǔ)充血糖亞細(xì)胞定位：胞漿肝糖元1012.脫枝酶的作用①轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基②水解-1,6-糖苷鍵脫枝酶(debranchingenzyme)磷酸化酶轉(zhuǎn)移酶活性α-1,6糖苷酶活性在幾個(gè)酶的共同作用下，最終產(chǎn)物中約85%為1-磷酸葡萄糖，15%為游離葡萄糖。2.脫枝酶的作用①轉(zhuǎn)移葡萄糖殘基脫枝酶(debranch102葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-6-磷酸磷酸葡萄糖變位酶3.葡萄糖-1-磷酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖-6-磷酸4.葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，腎）葡萄糖葡萄糖-6-磷酸葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在于肌中。所以只有肝和腎可補(bǔ)充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能進(jìn)行糖酵解或有氧氧化。葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-6-磷酸磷酸葡萄糖變位酶3.葡萄糖-103肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反應(yīng)與肝糖原分解過程相同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉組織中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖釋放入血，提供血糖，而只能進(jìn)入酵解途徑進(jìn)一步代謝。肌糖原的分解與合成與乳酸循環(huán)有關(guān)。肌糖原的分解肌糖原分解的前三步反應(yīng)與肝糖原分解過程相同，但是104G-6-P的代謝去路：G（補(bǔ)充血糖）G-6-PF-6-P（進(jìn)入酵解途徑）G-1-PGn（合成糖原）UDPG

6-磷酸葡萄糖內(nèi)酯（進(jìn)入磷酸戊糖途徑）葡萄糖醛酸（進(jìn)入葡萄糖醛酸途徑）小結(jié)反應(yīng)部位：胞漿

G-6-P的代謝去路：G（補(bǔ)充血糖）G-6-PF-6-PG-105糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶G-1-PUTPUDPGPPi糖原n+1

UDPG-6-PG糖原合酶磷酸葡萄糖變位酶己糖(葡萄糖)激酶糖原n

Pi磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶（肝）糖原n

糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶G-1-P106糖原的合成與分解是分別通過兩條不同途徑進(jìn)行的。這種合成與分解循兩條不同途徑進(jìn)行的現(xiàn)象，是生物體內(nèi)的普遍規(guī)律。這樣才能進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)。當(dāng)糖原合成途徑活躍時(shí)，分解途徑則被抑制，才能有效地合成糖原；反之亦然。三、糖原合成與分解受到彼此相反的調(diào)節(jié)糖原的合成與分解是分別通過兩條不同途徑進(jìn)行的。這種合成與分解107關(guān)鍵酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶它們的快速調(diào)節(jié)有共價(jià)修飾和變構(gòu)調(diào)節(jié)二種方式。它們都以活性、無（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。這兩種關(guān)鍵酶的重要特點(diǎn)：關(guān)鍵酶①糖原合成：糖原合酶②糖原分解：糖原磷酸化酶它們的108（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的關(guān)鍵酶糖原磷酸化酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)磷酸化酶b激酶磷酸化酶b（活性低）磷酸化酶b激酶-磷酸化酶a-（活性高）ＰＰ（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的關(guān)鍵酶糖原磷酸化酶的共價(jià)修飾調(diào)109（二）糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵酶糖原合酶糖原合酶-Ｐ糖原合酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)（二）糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵酶糖原合酶糖原合酶-Ｐ糖原合酶110腺苷環(huán)化酶（無活性）腺苷環(huán)化酶（有活性）激素（胰高血糖素、腎上腺素等）+受體ATPcAMPPKA(無活性)磷酸化酶b激酶糖原合酶糖原合酶-PPKA(有活性)磷酸化酶b磷酸化酶a-P磷酸化酶b激酶-PPi磷蛋白磷酸酶-1PiPi磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶-1–––磷蛋白磷酸酶抑制劑-P磷蛋白磷酸酶抑制劑PKA（有活性）腺苷環(huán)化酶腺苷環(huán)化酶（有活性）激素（胰高血糖素、腎上腺素等）111兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；此調(diào)節(jié)為酶促反應(yīng)，調(diào)節(jié)速度快；調(diào)節(jié)有級(jí)聯(lián)放大作用，效率高；受激素調(diào)節(jié)。糖原磷酸化酶合糖原合酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)特點(diǎn)：兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反；糖原磷酸化酶合糖原合酶112肌肉內(nèi)糖原代謝的二個(gè)關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)與肝糖原不同：在糖原分解代謝時(shí)肝主要受胰高血糖素的調(diào)節(jié)，而肌肉主要受腎上腺素調(diào)節(jié)。肌肉內(nèi)糖原合酶及磷酸化酶的變構(gòu)效應(yīng)物主要為AMP、ATP及6-磷酸葡萄糖。糖原合酶磷酸化酶a-P磷酸化酶bAMPATP及6-磷酸葡萄糖??肌肉內(nèi)糖原代謝的二個(gè)關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)與肝糖原不同：在糖原分解代謝113調(diào)節(jié)小結(jié):雙向調(diào)控：對(duì)合成酶系與分解酶系分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，如加強(qiáng)合成則減弱分解，或反之。雙重調(diào)節(jié)：別構(gòu)調(diào)節(jié)和共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。肝糖原和肌糖原代謝調(diào)節(jié)各有特點(diǎn)：如分解肝糖原的激素主要為胰高血糖素，分解肌糖原的激素主要為腎上腺素。關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)上存在級(jí)聯(lián)效應(yīng)。關(guān)鍵酶都以活性、無（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉(zhuǎn)變。調(diào)節(jié)小結(jié):雙向調(diào)控：對(duì)合成酶系與分解酶系分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，如加強(qiáng)114糖原積累癥是由先天性酶缺陷所致糖原累積癥(glycogenstoragediseases)是一類遺傳性代謝病，其特點(diǎn)為體內(nèi)某些器官組織中有大量糖原堆積。引起糖原累積癥的原因是患者先天性缺乏與糖原代謝有關(guān)的酶類。

糖原積累癥是由先天性酶缺陷所致糖原累積癥(glycogen115型別缺陷的酶受害器官糖原結(jié)構(gòu)Ⅰ葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、腎正常Ⅱ溶酶體α1→4和1→6葡萄糖苷酶所有組織正常Ⅲ脫支酶缺失肝、肌肉分支多，外周糖鏈短Ⅳ分支酶缺失所有組織分支少，外周糖鏈特別長Ⅴ肌磷酸化酶缺失肌肉正常Ⅵ肝磷酸化酶缺陷肝正常Ⅶ肌肉和紅細(xì)胞磷酸果糖激酶缺陷肌肉、紅細(xì)胞正常Ⅷ肝臟磷酸化酶激酶缺陷腦、肝正常糖原積累癥分型型別缺陷的酶受害器官糖原結(jié)構(gòu)Ⅰ葡萄糖-6-磷酸酶缺陷肝、腎正116

血糖及其調(diào)節(jié)

TheDefinition,LevelandRegulationofBloodGlucose

血糖及其調(diào)節(jié)

TheDefinition,Level117血糖，指血液中的葡萄糖。血糖水平，即血糖濃度。血糖及血糖水平的概念：正常血糖濃度：3.89~6.11mmol/L血糖，指血液中的葡萄糖。血糖水平，即血糖濃度。血糖及血糖水平118血糖水平恒定的生理意義：保證重要組織器官的能量供應(yīng)，特別是某些依賴葡萄糖供能的組織器官。腦組織不能利用脂酸，正常情況下主要依賴葡萄糖供能；紅細(xì)胞沒有線粒體，完全通過糖酵解獲能；骨髓及神經(jīng)組織代謝活躍，經(jīng)常利用葡萄糖供能。血糖水平恒定的生理意義：保證重要組織器官的能量供應(yīng)，特別是某119血糖食物糖消化，吸收肝糖原分解非糖物質(zhì)糖異生氧化分解CO2+H2O糖原合成肝（肌）糖原磷酸戊糖途徑等其它糖脂類、氨基酸合成代謝脂肪、氨基酸一、血糖的來源和去路是相對(duì)平衡的血糖食物糖消化，吸收肝糖原分解非糖物質(zhì)糖異生氧化分解CO2120二、血糖水平的平衡主要是受到激素調(diào)節(jié)血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸代謝協(xié)調(diào)的結(jié)果，也是肝、肌、脂肪組織等各器官組織代謝協(xié)調(diào)的結(jié)果。機(jī)體的各種代謝以及各器官之間能這樣精確協(xié)調(diào)，以適應(yīng)能量、燃料供求的變化，主要依靠激素的調(diào)節(jié)。酶水平的調(diào)節(jié)是最基本的調(diào)節(jié)方式和基礎(chǔ)。二、血糖水平的平衡主要是受到激素調(diào)節(jié)血糖水平保持恒定是糖、脂121主要調(diào)節(jié)激素降低血糖：胰島素(insulin)升高血糖：胰高血糖素(glucagon)糖皮質(zhì)激素腎上腺素主要調(diào)節(jié)激素降低血糖：胰島素(insulin)升高血糖：胰高122胰島素(Insulin)是體內(nèi)唯一的降低血糖的激素，也是唯一同時(shí)促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。胰島素的分泌受血糖控制，血糖升高立即引起胰島素分泌；血糖降低，分泌即減少。（一）胰島素是體內(nèi)唯一降低血糖的激素胰島素(Insulin)是體內(nèi)唯一的降低血糖的激素，也是唯一123促進(jìn)肌、脂肪組織等的細(xì)胞膜葡萄糖載體將葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞。通過增強(qiáng)磷酸二酯酶活性，降低cAMP水平，從而使糖原合酶活性增強(qiáng)、磷酸化酶活性降低，加速糖原合成、抑制糖原分解。通過激活丙酮酸脫氫酶磷酸酶而使丙酮酸脫氫酶激活，加速丙酮酸氧化為乙酰CoA，從而加快糖的有氧氧化。抑制肝內(nèi)糖異生。這是通過抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成以及促進(jìn)氨基酸進(jìn)入肌組織并合成蛋白質(zhì)，減少肝糖異生的原料。通過抑制脂肪組織內(nèi)的激素敏感性脂肪酶，可減緩脂肪動(dòng)員的速率。胰島素的作用機(jī)制:促進(jìn)肌、脂肪組織等的細(xì)胞膜葡萄糖載體將葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞。胰島124（二）機(jī)體在不同狀態(tài)下有相應(yīng)的升高血糖的激素（二）機(jī)體在不同狀態(tài)下有相應(yīng)的升高血糖的激素125正常人體內(nèi)存在一套精細(xì)的調(diào)節(jié)糖代謝的機(jī)制，在一次性食入大量葡萄糖后，血糖水平不會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)和持續(xù)升高。人體對(duì)攝入的葡萄糖具有很大的耐受能力的現(xiàn)象稱為葡萄糖耐量(glucosetolerence)。三、血糖水平異常及糖尿病是最常見的糖代謝紊亂正常人體內(nèi)存在一套精細(xì)的調(diào)節(jié)糖代謝的機(jī)制，在一次性食入大量葡126臨床上因糖代謝障礙可發(fā)生血糖水平紊亂，常見有以下兩種類型：低血糖(hypoglycemia)高血糖(hyperglycemia)臨床上因糖代謝障礙可發(fā)生血糖水平紊亂，常見有以下兩種類型：低127（一）低血糖是指血糖濃度低于3.0mmol/L低血糖影響腦的正常功能，因?yàn)槟X細(xì)胞所需要的能量主要來自葡萄糖的氧化。當(dāng)血糖水平過低時(shí)，就會(huì)影響腦細(xì)胞的功能，從而出現(xiàn)頭暈、倦怠無力、心悸等，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)昏迷，稱為低血糖休克。如不及時(shí)給病人靜脈補(bǔ)充葡萄糖，可導(dǎo)致死亡。低血糖的危害：（一）低血糖是指血糖濃度低于3.0mmol/L低血糖影響腦的128胰性(胰島β-細(xì)胞機(jī)能亢進(jìn)、胰島α-細(xì)胞機(jī)能低下等)；肝性（肝癌、糖原累積病等）；內(nèi)分泌異常（垂體機(jī)能低下、腎上腺皮質(zhì)機(jī)能低下等）；腫瘤（胃癌等）；饑餓或不能進(jìn)食者等。

低血糖的原因：胰性(胰島β-細(xì)胞機(jī)能亢進(jìn)、胰島α-細(xì)胞機(jī)能低下等)；低血糖129（二）高血糖是指空腹血糖高于6.9mmol/L臨床上將空腹血糖濃度高于5.6～6.9mmol/L稱為高血糖(hyperglycemia)。當(dāng)血糖濃度超過了腎小管的重吸收能力(腎糖閾)，則可出現(xiàn)糖尿。持續(xù)性高血糖和糖尿，特別是空腹血糖和糖耐量曲線高于正常范圍，主要見于糖尿病(diabetesmellitus)。（二）高血糖是指空腹血糖高于6.9mmol/L臨床上將空腹血130糖尿??；遺傳性胰島素受體缺陷某些慢性腎炎、腎病綜合癥等；生理性高血糖和糖尿。高血糖的原因：糖尿??；高血糖的原因：131（三）糖尿病是最常見的糖代謝紊亂疾病糖尿病是一種因部分或完全胰島素缺失、或細(xì)胞胰島素受體減少、或受體敏感性降低導(dǎo)致的疾病，它是除了肥胖癥之外人類最常見的內(nèi)分泌紊亂性疾病。（三）糖尿病是最常見的糖代謝紊亂疾病糖尿病是一種因部分或完全132Ⅰ型（胰島素依賴型）Ⅱ型（非胰島素依賴型）糖尿病可分為二型:Ⅰ型（胰島素依賴型）糖尿病可分為二型:133糖的合成代謝1、葡糖糖合成（糖異生作用）2、蔗糖的合成3、糖原的合成4、淀粉的合成糖的合成代謝134（1）糖異生作用的概念和場所（2）糖異生的途徑（3）糖異生的前體（4）糖異生的意義（5）Cori循環(huán)（6）糖異生和糖酵解的代謝協(xié)調(diào)控制1、糖異生作用（1）糖異生作用的概念和場所1、糖異生作用135（1）糖異生作用的概念和場所

葡萄糖的異生作用是指由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成葡萄糖的過程，是葡糖糖合成方式之一。哺乳動(dòng)物葡萄糖異生作用是在肝臟細(xì)胞中進(jìn)行的，高等植物主要是發(fā)生在油料作物種子萌發(fā)時(shí)，貯存的脂肪向糖轉(zhuǎn)變。由異生的葡萄糖合成糖原的過程稱為糖原異生作用。（1）糖異生作用的概念和場所葡萄糖的異生作用是指由非136

糖異生途徑：丙酮酸葡萄糖，但不是酵解途徑的簡單逆轉(zhuǎn)。在酵解中，己糖激酶，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶所催化的反應(yīng)是不可逆的。在糖異生中，這三步反應(yīng)由不同的酶催化，由四步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)克服，其余7步反應(yīng)就是是酵解的逆反應(yīng)。（2）糖異生作用途徑糖異生途徑：丙酮酸葡萄糖，但不是酵解途徑137醫(yī)學(xué)糖原的分解合成代謝課件138

糖異生途徑：丙酮酸葡萄糖，（2）糖異生作用途徑限速第一步：丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸限速第二步：果糖-1,6-二磷酸果糖-6-磷酸限速第三步：葡糖糖-6-磷酸葡糖糖糖異生途徑：丙酮酸葡萄糖，（2）糖異生作139限速第一步：丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸破解：丙酮酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸

①丙酮酸羧化生成草酰乙酸在丙酮酸羧化酶的催化下，丙酮酸羧化生成草酰乙酸，反應(yīng)消耗一分子的ATP。丙酮酸羧化酶以生物素為輔基，催化的反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，反應(yīng)受乙酰CoA別構(gòu)抑制。限速第一步：丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸破解：丙酮酸草140②草酰乙酸轉(zhuǎn)化為磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸經(jīng)磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶催化生成磷酸烯醇式丙酮酸。該脫羧反用GTP作為高能磷?；墓w，在體內(nèi)是不可逆的，但在體外，分離的磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶卻可以催化該反應(yīng)的逆反應(yīng)。②草酰乙酸轉(zhuǎn)化為磷酸烯醇式丙酮酸141

?

注意：丙酮酸羧化酶存在于線粒體中①丙酮酸進(jìn)入線粒體后生成草酰乙酸；②在線粒體內(nèi)草酰乙酸轉(zhuǎn)變成蘋果酸后轉(zhuǎn)運(yùn)到胞漿③細(xì)胞漿中的蘋果酸又被蘋果酸脫氫酶再氧化成草酰乙酸，然后再轉(zhuǎn)變成PEP。NAD+是氫受體。

?注意：丙酮酸羧化酶存在于線粒體中142線粒體中NADH+H++草酰乙酸----→NAD++蘋果酸△G0’=-29.7kJ/mol

胞漿中蘋果酸+NAD+-----→草酰乙酸+NADH+H+△G0’=+29.7kJ/mol線粒體中143③果糖-1,6-二磷酸水解生成果糖-6-磷酸

酵解過程中的F-6-P生成F-1,6-2P反應(yīng)是不可逆反應(yīng)。所以，糖異生途徑使用F-1,6-2P酶催化F-1,6-2P水解生成F-6-P，反應(yīng)釋放出大量的自由能，反應(yīng)也是不可逆的。限速第二步：果糖-1,6-二磷酸果糖-6-磷酸③果糖-1,6-二磷酸水解生成果糖-6-磷酸限速第二步：果糖144④葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖

F-6-P沿酵解的逆反應(yīng)異構(gòu)化生成G-6-P，由葡G-6-P酶催化其水解為葡萄糖和無機(jī)磷酸，該水解反應(yīng)不可逆。限速第三步：葡糖糖-6-磷酸葡糖糖④葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖限速第三步：葡糖糖-6-磷酸145醫(yī)學(xué)糖原的分解合成代謝課件146從以上過程可以看出，糖異生是個(gè)需能過程，由兩分子丙酮酸合成一分子葡萄糖需要4分子ATP和2分子GTP，同時(shí)還需要兩分子NADH，

糖異生總反應(yīng)方程式為：2丙酮酸＋4ATP＋2GTP＋2NADH＋2H+＋6H2O葡萄糖＋4ADP＋2GDP＋6Pi＋2NAD+

從以上過程可以看出，糖異生是個(gè)需能過程，由兩分子丙酮147

糖異生等于用ATP\GTP各2分子克服由兩分子丙酮酸形成兩分子高能磷酸烯醇式丙酮酸的能障，用2分子ATP進(jìn)行磷酸甘油激酶催化反應(yīng)的可逆反應(yīng)。葡萄糖經(jīng)糖酵解轉(zhuǎn)化為兩分子丙酮酸凈生成2分子ATP，而由兩分子丙酮酸經(jīng)糖異生途徑合成一分子葡萄糖卻消耗了6個(gè)高能鍵，也就是說，糖異生比酵解凈生成的ATP多用了4分子ATP---儲(chǔ)存能量。

糖異生等于用ATP\GTP各2分子克服由兩分子丙酮148（3）糖異生的前體

凡是能生成丙酮酸的物質(zhì)都可以變成葡萄糖

三羧酸循環(huán)的中間物，檸檬酸，異檸檬酸，α-酮戊二酸，琥珀酸，延胡索酸和蘋果酸都可以轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜岫M(jìn)入糖異生途徑。

乙酰CoA不能作為糖異生的前體，它不能轉(zhuǎn)化成丙酮酸，因?yàn)楸崦摎涿阜磻?yīng)是不可逆的（3）糖異生的前體149

大多數(shù)氨基酸是生糖氨基酸，如丙氨酸，谷氨酸，天冬氨酸，絲氨酸，半胱氨酸，甘氨酸，精氨酸，組氨酸，蘇氨酸，脯氨酸，谷氨酰胺，天冬酰胺，甲硫氨酸，纈氨酸，它們可轉(zhuǎn)變成丙酮酸，以及α-酮戊二酸，草酰乙酸等三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物參加糖異生途徑。

大多數(shù)氨基酸是生糖氨基酸，如丙氨酸，谷氨酸，天冬氨酸，絲氨150醫(yī)學(xué)糖原的分解合成代謝課件151糖異生具有重要的生理意義，在饑餓、劇烈運(yùn)動(dòng)造成糖原下降后，血糖濃度降低，糖異生可使酵解產(chǎn)生的乳酸、脂肪分解的甘油以及大部分氨基酸等代謝中間物重新生成糖。這對(duì)于維持血糖濃度，滿足組織（特別是腦和紅細(xì)胞）對(duì)糖的需要是十分重要的。（4）糖異生作用意義糖異生具有重要的生理意義，在饑餓、劇烈運(yùn)動(dòng)造成糖原152線粒體糖異生途徑酵解途徑線粒體糖異生途徑酵解途徑153（5）Cori循環(huán)

當(dāng)骨骼肌劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，呼吸不能向組織中運(yùn)送足夠的氧使葡萄糖完全氧化。6-P-G轉(zhuǎn)換成丙酮酸的速度大于丙酮酸進(jìn)一步由三羧酸循環(huán)完全氧化的速度。這時(shí)丙酮酸傾向于還原成乳酸。乳酸釋放進(jìn)入血液，再迅速進(jìn)入肝。進(jìn)入肝臟的乳酸再氧化成丙酮酸。丙酮酸通過糖異生再生成葡萄糖。葡萄糖再回到血液。骨骼肌又將葡萄糖攝入，再產(chǎn)生糖原儲(chǔ)備。（5）Cori循環(huán)154Cori循環(huán)可立氏循環(huán)

這條途徑在肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)過程中特別活躍，是為了重建糖原儲(chǔ)備。Cori循環(huán)可立氏循環(huán)這條途徑在肌155（6）糖異生和糖酵解作用的代謝協(xié)調(diào)控制

糖酵解和糖異生都是在胞漿中進(jìn)行但是方向相反，它們的控制必須是交互或是往復(fù)式的。換句話說，細(xì)胞激活其中一條途徑必定抑制另一條途徑。（6）糖異生和糖酵解作用的代謝協(xié)調(diào)控制156糖酵解的控制主要是通過調(diào)節(jié)三個(gè)強(qiáng)放能反應(yīng)進(jìn)行的。這三個(gè)強(qiáng)放能反應(yīng)由己糖激酶，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶控制。

在糖異生中，這三個(gè)反應(yīng)的相反反應(yīng)也是強(qiáng)放能的，由葡萄糖-6-磷酸酶，果糖1，6-二磷酸酶，以及丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶控制糖酵解的控制主要是通過調(diào)節(jié)三個(gè)強(qiáng)放能反應(yīng)進(jìn)行的。這157酵解控制點(diǎn)糖異生控制點(diǎn)酵解控制點(diǎn)糖異生控制點(diǎn)158糖異生和糖酵解作用的代謝協(xié)調(diào)控制的調(diào)節(jié)方式有：

①別構(gòu)調(diào)節(jié)②無效循環(huán)③激素調(diào)節(jié)糖異生和糖酵解作用的代謝協(xié)調(diào)控制的調(diào)節(jié)方式有：159①別構(gòu)調(diào)節(jié)：別構(gòu)酶效應(yīng)物在協(xié)調(diào)控制中的作用

高濃度6-P-G抑制己糖激酶，而激活葡萄糖6-磷酸酶，從而抑制酵解，促進(jìn)糖異生。

糖酵解和糖異生共同關(guān)鍵控制點(diǎn)是6-P-F與1，6-2P-F的轉(zhuǎn)化。其中酵解過程的關(guān)鍵調(diào)控酶是磷酸果糖激酶，糖異生的關(guān)鍵調(diào)控酶是果糖二磷酸酶。2,6二磷酸果糖對(duì)這兩個(gè)酶的作用相反。

①別構(gòu)調(diào)節(jié)：別構(gòu)酶效應(yīng)物在協(xié)調(diào)控制中的作用160

乙酰輔酶A是丙酮酸羧化酶的激活劑，是丙酮酸激酶和丙酮酸脫氫酶的抑制劑。

丙氨酸是糖異生的前體，但對(duì)丙酮酸激酶有抑制作用，是該酶的負(fù)效應(yīng)物。

ATP抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活力，抑制酵解，其后果是同時(shí)激活糖