《糖代謝趙春澎》課件

糖代謝趙春澎教授目錄糖代謝概述糖的結(jié)構(gòu)糖的來源糖的分類糖代謝概述糖代謝是指生物體對糖類的吸收、消化、代謝和利用過程。糖代謝是機體重要的能量來源，也是合成許多重要物質(zhì)的原料，例如：脂肪、蛋白質(zhì)、核酸等。糖的結(jié)構(gòu)單糖單糖是最簡單的糖類，例如葡萄糖、果糖和半乳糖。二糖二糖是由兩個單糖分子脫水縮合而成，例如蔗糖、乳糖和麥芽糖。多糖多糖是由多個單糖分子連接而成，例如淀粉、纖維素和糖原。糖的來源食物糖類主要來源于我們?nèi)粘Ｋ秤玫氖澄铮缑罪?、面條、饅頭、土豆等主食，以及水果、蔬菜、甜點等。肝臟糖異生當(dāng)身體缺乏糖類供應(yīng)時，肝臟可以利用非糖物質(zhì)，如氨基酸、甘油等，合成葡萄糖，以補充糖類的不足。糖原分解肝臟和肌肉中儲存著糖原，當(dāng)血糖濃度降低時，糖原可以分解為葡萄糖，釋放到血液中。糖的分類單糖單糖是糖類的基本單位，不能被水解成更小的糖類。常見的單糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖。二糖二糖是由兩個單糖分子通過糖苷鍵連接而成的。常見的二糖包括蔗糖、乳糖和麥芽糖。多糖多糖是由多個單糖分子通過糖苷鍵連接而成的。常見的多糖包括淀粉、纖維素和糖原。葡萄糖代謝過程1糖酵解2三羧酸循環(huán)3氧化磷酸化葡萄糖代謝是一個復(fù)雜的生物化學(xué)過程，包含一系列反應(yīng)，將葡萄糖分解為能量和代謝產(chǎn)物。此過程可以分為三個主要階段：糖酵解、三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化。這些階段緊密相連，協(xié)同工作以產(chǎn)生細胞所需的能量。糖酵解過程1第一步:葡萄糖磷酸化葡萄糖在己糖激酶催化下，消耗一個ATP分子，轉(zhuǎn)化為葡萄糖-6-磷酸。2第二步:異構(gòu)化葡萄糖-6-磷酸在磷酸己糖異構(gòu)酶催化下，轉(zhuǎn)化為果糖-6-磷酸。3第三步:果糖磷酸化果糖-6-磷酸在磷酸果糖激酶催化下，消耗一個ATP分子，轉(zhuǎn)化為果糖-1,6-二磷酸。4第四步:分裂果糖-1,6-二磷酸在醛縮酶催化下，裂解為兩個三碳糖：甘油醛-3-磷酸和二羥丙酮磷酸。5第五步:異構(gòu)化二羥丙酮磷酸在三磷酸甘油醛異構(gòu)酶催化下，轉(zhuǎn)化為甘油醛-3-磷酸。6第六步:氧化甘油醛-3-磷酸在甘油醛-3-磷酸脫氫酶催化下，氧化脫氫，生成1,3-二磷酸甘油酸，并生成NADH。7第七步:磷酸基團轉(zhuǎn)移1,3-二磷酸甘油酸在磷酸甘油酸激酶催化下，生成3-磷酸甘油酸，并生成一個ATP分子。8第八步:異構(gòu)化3-磷酸甘油酸在磷酸甘油酸變位酶催化下，轉(zhuǎn)化為2-磷酸甘油酸。9第九步:脫水2-磷酸甘油酸在烯醇化酶催化下，脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸。10第十步:磷酸基團轉(zhuǎn)移磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶催化下，生成丙酮酸，并生成一個ATP分子。糖酵解的意義能量供給糖酵解是生物體獲取能量的重要途徑。它將葡萄糖轉(zhuǎn)化為丙酮酸，并產(chǎn)生ATP。ATP是細胞的主要能量貨幣，為各種生命活動提供能量。代謝中間產(chǎn)物糖酵解過程中產(chǎn)生的丙酮酸、甘油醛-3-磷酸等中間產(chǎn)物，可以進入其他代謝途徑，例如糖異生、脂肪酸合成等。糖五碳磷酸途徑起始葡萄糖6-磷酸進入磷酸戊糖途徑，通過一系列酶促反應(yīng)生成NADPH和戊糖。功能該途徑提供NADPH和戊糖，分別用于還原性生物合成和核酸合成。調(diào)控該途徑受細胞內(nèi)NADPH/NADP+比值和戊糖需求量調(diào)節(jié)。磷酸戊糖途徑1NADPH生成為合成代謝提供還原力。2核苷酸合成為DNA和RNA合成提供前體。3抗氧化保護細胞免受氧化損傷。磷酸戊糖途徑是葡萄糖代謝的重要分支途徑，在紅血球、肝臟等組織中尤為活躍。該途徑主要用于生成NADPH和核苷酸合成前體。NADPH是還原力來源，參與脂肪酸、膽固醇的合成，并具有抗氧化作用。磷酸戊糖途徑還為核苷酸合成提供核糖5-磷酸，參與DNA和RNA的合成。TCA循環(huán)第一步乙酰輔酶A與草酰乙酸結(jié)合生成檸檬酸第二步檸檬酸經(jīng)一系列脫羧、脫氫和水合反應(yīng)第三步最終生成草酰乙酸，完成一個循環(huán)氧化磷酸化1電子傳遞鏈電子從NADH和FADH2傳遞到氧氣，釋放能量。2質(zhì)子梯度電子傳遞鏈驅(qū)動質(zhì)子從線粒體基質(zhì)泵到膜間隙，形成質(zhì)子梯度。3ATP合成質(zhì)子梯度驅(qū)動ATP合酶旋轉(zhuǎn)，將ADP磷酸化為ATP，釋放能量。糖異生過程1葡萄糖生成非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖2主要場所肝臟和腎臟3關(guān)鍵酶葡萄糖-6-磷酸酶4重要意義維持血糖平衡肝臟糖異生關(guān)鍵酶肝臟糖異生過程的關(guān)鍵酶包括葡萄糖-6-磷酸酶，它催化葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖，使葡萄糖能夠從肝臟中釋放出來。重要作用肝臟糖異生對于維持血糖穩(wěn)定至關(guān)重要，尤其是在饑餓或禁食狀態(tài)下，它可以補充血糖，滿足機體能量需求。肌肉糖異生1葡萄糖生成肌肉組織中，乳酸可以轉(zhuǎn)化為葡萄糖，為肌肉自身提供能量。2循環(huán)利用肌肉糖異生可以循環(huán)利用乳酸，減少其在血液中的積累，維持酸堿平衡。3能量供應(yīng)糖異生過程可以補充肌肉能量，維持肌肉功能。糖異生調(diào)控胰島素抑制糖異生，促進糖原合成。胰高血糖素促進糖異生，抑制糖原合成。皮質(zhì)醇促進糖異生，促進蛋白質(zhì)分解。糖代謝紊亂胰島素抵抗身體對胰島素的敏感性降低，導(dǎo)致血糖難以進入細胞，導(dǎo)致高血糖。胰島素分泌不足胰腺無法產(chǎn)生足夠的胰島素來調(diào)節(jié)血糖水平，導(dǎo)致高血糖。糖異生過度肝臟過度產(chǎn)生葡萄糖，加重高血糖。2型糖尿病體重超標(biāo)或肥胖家族史年齡增長糖尿病并發(fā)癥視網(wǎng)膜病變長期高血糖會導(dǎo)致視網(wǎng)膜血管病變，嚴重時可導(dǎo)致失明。腎病高血糖損害腎臟血管，會導(dǎo)致腎功能下降，甚至尿毒癥。神經(jīng)病變高血糖會損傷周圍神經(jīng)，引起肢體麻木、疼痛等癥狀。心血管疾病糖尿病患者更容易患上冠心病、腦卒中等心血管疾病。胰島素抵抗機制細胞對胰島素的敏感性降低胰島素?zé)o法有效地結(jié)合靶細胞上的受體，導(dǎo)致葡萄糖攝取和利用障礙。胰島素信號傳導(dǎo)通路受損信號傳導(dǎo)通路中關(guān)鍵蛋白的活性或表達發(fā)生改變，導(dǎo)致信號傳遞效率降低。細胞內(nèi)脂肪酸含量增加脂肪酸積累會抑制胰島素信號通路，進而導(dǎo)致胰島素抵抗。胰島素信號傳導(dǎo)1胰島素受體激活胰島素與胰島素受體結(jié)合，啟動信號傳導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)。2磷酸化級聯(lián)反應(yīng)胰島素受體磷酸化下游信號蛋白，例如胰島素受體底物（IRS）。3葡萄糖轉(zhuǎn)運信號傳導(dǎo)最終導(dǎo)致葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白（GLUT4）轉(zhuǎn)運到細胞膜，促進葡萄糖進入細胞。胰島素抵抗的后果血糖升高胰島素抵抗導(dǎo)致葡萄糖無法有效進入細胞，導(dǎo)致血糖水平持續(xù)升高。心血管疾病高血糖會增加動脈粥樣硬化的風(fēng)險，進而導(dǎo)致冠心病、中風(fēng)等心血管疾病。腎臟損害長期高血糖會導(dǎo)致腎臟微血管病變，最終發(fā)展為糖尿病腎病。治療2型糖尿病生活方式改變飲食控制和運動是治療2型糖尿病的關(guān)鍵。調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，減少高糖、高脂肪食物的攝入，增加運動量，可以有效控制血糖水平。藥物治療當(dāng)生活方式改變無法有效控制血糖時，需要借助藥物治療。常用的降糖藥物包括口服降糖藥和胰島素。飲食管理均衡早餐提供充足能量，開啟一天活力。豐富蔬菜補充膳食纖維，控制血糖波動。適量水果補充維生素，控制糖分攝入。運動治療有氧運動慢跑、游泳、騎自行車等有氧運動，可以提高心肺功能，改善糖代謝，降低體重。力量訓(xùn)練增加肌肉量，提高胰島素敏感性，促進血糖利用。瑜伽增強身體柔韌性和平衡性，緩解壓力，改善情緒。口服降糖藥物磺酰脲類促進胰島β細胞釋放胰島素。雙胍類改善胰島素敏感性，減少肝糖輸出。α-糖苷酶抑制劑延緩腸道對碳水化合物的吸收。噻唑烷二酮類增強胰島素敏感性，減少胰島素抵抗。胰島素治療對于無法通過飲食、運動和口服藥物控制血糖的患者，胰島素治療是必不可少的。醫(yī)生會根據(jù)患者的個人情況制定個性化的胰島素治療方案。胰島素治療可以有效降低血糖水平，改善患者的健康狀況。新型藥物1GLP-1激動劑模擬人體腸道激素，促進胰島素分泌，延緩胃排空。2SGLT2抑制劑抑制腎臟對葡萄糖的重吸收，促進尿糖排泄，降低血糖。3DPP-4抑制劑抑制降解胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)的酶，增強