糖代謝臨床班

1、糖代謝臨床班復(fù)習(xí)：三羧酸循環(huán)概念、意義。磷酸戊糖途徑生理意義。糖原的合成與分解。本節(jié)要點糖異生（概念、限速酶及其生理意義）血糖（來源、去路，激素如胰島素、胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素、腎上腺素等對血糖水平的調(diào)節(jié)）第 六 節(jié)糖 異 生Gluconeogenesis糖異生（gluconeogenesis）是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。部位：原料：概念： 主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體。主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。一、糖異生途徑 不完全是糖酵解的逆反應(yīng)過程：酵解途徑中有3個由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)，在糖異生時，須由另外的反應(yīng)和酶代替。糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；GluG-

2、6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸糖異生途徑（gluconeogenic pathway）指從丙酮酸生成葡萄糖的反應(yīng)過程。（一）丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸 （丙酮酸羧化支路）丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2 GTPGDPCO2 丙酮酸羧化酶（pyruvate carboxylase），輔酶為生物素（反應(yīng)在線粒體） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反應(yīng)在線粒體、胞液）丙酮酸丙酮酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶ATP + CO2ADP

3、+ Pi 蘋果酸NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸谷氨酸 -酮戊二酸 天冬氨酸蘋果酸草酰乙酸 PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTP GDP + CO2 線粒體胞液（三）6-磷酸葡萄糖 葡萄糖（二）1,6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖Pi果糖二磷酸酶6-磷酸葡萄糖葡萄糖Pi葡萄糖-6-磷酸酶在以上反應(yīng)過程中，作用物的互變反應(yīng)分別由不同的酶催化其單向反應(yīng)，這種互變循環(huán)被稱為底物循環(huán)（substrate cycle）。6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸酶 己糖激酶 ATP ADP Pi 6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖激酶-1 果糖二磷酸酶-1 ADP

4、 ATP Pi 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP） 丙酮酸草酰乙酸 丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶 ADP ATP CO2+ATP ADP+Pi GTP 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶GDP+Pi+CO2 當(dāng)兩種酶活性相等時，就不能將代謝向前推進(jìn)，結(jié)果僅是ATP分解釋放出能量，因而又稱為無效循環(huán)（futile cycle）。而在細(xì)胞內(nèi)兩酶活性不完全相等，使代謝反應(yīng)僅向一個方向進(jìn)行。非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物生糖氨基酸-酮酸-NH2 甘油 -磷酸甘油磷酸二羥丙酮乳酸丙酮酸2H二、糖異生的調(diào)節(jié)酵解途徑與糖異生途徑是方向相反的兩條代謝途徑。如從丙酮酸進(jìn)行有效的糖異生，就必須抑制酵解途徑，反之亦然。這種

5、協(xié)調(diào)主要依賴于對這兩條途徑中的兩個底物循環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖ATPADP6-磷酸果糖激酶-1Pi果糖二磷 酸酶-1 2,6-二磷酸果糖AMP（一）6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖PEP丙酮酸ATPADP丙酮酸激酶1,6-二磷酸果糖丙氨酸乙 酰 CoA草酰乙酸（二）磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶三、糖異生的生理意義（一）維持血糖水平的恒定是糖異生最主要的生理作用空腹或饑餓時，依賴氨基酸、甘油等異生成葡萄糖，以維持血糖水平恒定。正常成人的腦組織不能利用脂酸，主要依賴葡萄糖供能；紅細(xì)胞沒有線粒體，完全通過糖酵解獲得能量；骨髓、神經(jīng)等組織代謝活躍，糖酵

6、解旺盛。因此，即使在非饑餓狀況下，機(jī)體也需消耗一定量的糖，以維持生命活動，這些糖主要依賴糖異生生成。糖異生的主要原料： 乳酸、生糖氨基酸、甘油乳酸來自肌糖原分解。這部分糖異生主要與運(yùn)動強(qiáng)度有關(guān)。饑餓時，糖異生的原料主要為氨基酸和甘油。（二）糖異生是補(bǔ)充或恢復(fù)肝糖原儲備的重要途徑三碳途徑：進(jìn)食后，大部分葡萄糖先在肝外細(xì)胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再進(jìn)入肝細(xì)胞異生為糖原的過程。 長期饑餓或禁食時（酮體生成增多，pH降低），腎糖異生增強(qiáng)（谷氨酸消耗，NH3分泌腎小管腔，降低氫離子濃度，防止酸中毒），有利于維持酸堿平衡。（三）腎糖異生增強(qiáng)有利于維持酸堿平衡四、乳酸循環(huán) 肌肉中糖代謝的特點肌肉收

7、縮（尤其是供氧不足時）通過糖酵解生成乳酸。肌細(xì)胞內(nèi)糖異生活性低，所以乳酸通過細(xì)胞膜彌散進(jìn)入血液后，再入肝，在肝內(nèi)異生為葡萄糖。葡萄糖釋入血液后又可被肌攝取，這就構(gòu)成了一個循環(huán)，此循環(huán)稱為乳酸循環(huán)，也稱Cori循環(huán)。乳酸循環(huán)的形成是由于肝和肌組織中酶的特點所致。 糖異生活躍有葡萄糖-6磷酸酶乳酸循環(huán)：肝肌肉葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵解途徑 丙酮酸乳酸NADH NAD+ 乳酸乳酸NAD+ NADH丙酮酸糖異生途徑 血液糖異生低下沒有葡萄糖-6磷酸酶生理意義乳酸再利用，避免了乳酸的損失。 防止乳酸的堆積引起酸中毒。 乳酸循環(huán)是一個耗能的過程2分子乳酸異生為1分子葡萄糖需6分子ATP。第 七 節(jié)其它單糖的代

8、謝Metabolism of Other Monose果糖、半乳糖和甘露糖都是通過轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒馔緩降闹虚g產(chǎn)物進(jìn)入糖酵解途徑。 一、果糖被磷酸化后進(jìn)入糖酵解途徑果糖是膳食中一個重要的燃料來源。果糖的代謝一部分在肝，一部分被周圍組織主要為肌和脂肪組織攝取。但這兩部分代謝的途徑不同。果糖在肌和脂肪組織中的代謝果糖6-磷酸果糖己糖激酶循糖酵解途徑分解合成糖原（肌）果糖在肝中的代謝果糖1-磷酸果糖果糖激酶1-磷酸果糖醛縮酶 磷酸二羥丙酮甘油醛丙糖激酶3-磷酸甘油醛循糖酵解途徑分解或合成糖原+第 八 節(jié) 血糖及其調(diào)節(jié)Regulation of Blood Glucose血糖指血液中的葡萄糖。血糖水平，即血

9、糖濃度。血糖及血糖水平的概念：正常血糖濃度 ：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，糖酵解旺盛。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（?。┨窃姿嵛焯峭緩降绕渌侵悺被岷铣纱x脂肪、氨基酸一、血糖的來源和去路是相對平衡的二、血糖水平異常 高血糖、低血糖與糖尿病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

10、）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，血糖水平不會出現(xiàn)大的波動和持續(xù)升高。人體對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（glucose tolerence）。（一）低血糖是指血糖濃度低于胰性：胰島-細(xì)胞機(jī)能亢進(jìn)、胰島-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：低血糖影響腦的正常功能，因為腦細(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，就會影響腦細(xì)胞的功能，從而出現(xiàn)頭暈、倦怠無力、心悸等，嚴(yán)重時出現(xiàn)昏迷，稱為低血糖休克。如不及時給病人靜脈補(bǔ)充葡萄糖

11、，可導(dǎo)致死亡。 低血糖的危害：（二）高血糖是指空腹血糖高于臨床上將空腹血糖濃度高于稱為高血糖（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?。╠iabetes mellitus）。糖尿病(最常見)；遺傳性胰島素受體缺陷；生理性高血糖和糖尿。 某些慢性腎炎、腎病綜合癥等可引起糖尿；高血糖的原因：（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。 型（胰島素依賴型

12、）型（胰島素非依賴型）糖尿病可分為二型: 三、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)。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)激素腎上腺素胰島素（Insulin）是體內(nèi)唯一的降低血糖的激素，也是唯一同時促進(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 體

13、內(nèi)唯一的降血糖激素促進(jìn)肌肉、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，加速組織攝取葡萄糖。增強(qiáng)磷酸二酯酶活性，降低cAMP水平，促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。激活丙酮酸脫氫酶磷酸酶而使丙酮酸脫氫酶活化，加速丙酮酸氧化為乙酰CoA，加快糖的有氧氧化。抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，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，抑制肝糖異生。抑制脂肪組織內(nèi)的激素敏感性脂肪酶，減緩脂肪動員的速率。胰島素的作用機(jī)制:（二）升高血糖的激素胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素、腎上腺素1胰高血糖素（glucagon） 體內(nèi)主要的升高血糖的激素 血糖降低或血內(nèi)氨基酸升

14、高刺激胰高血糖素的分泌。 胰高血糖素的作用機(jī)制：促使肝糖原分解，血糖升高。（經(jīng)肝細(xì)胞膜受體激活依賴cAMP的蛋白激酶，從而抑制糖原合酶和激活磷酸化酶。）抑制糖酵解，加速糖異生。（通過抑制6-磷酸果糖激酶-2，激活果糖二磷酸酶-2，從而減少2,6-二磷酸果糖的合成，后者是6-磷酸果糖激酶-1的最強(qiáng)的變構(gòu)激活劑以及果糖二磷酸酶-1的抑制劑。它還可促進(jìn)磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，抑制肝L型丙酮酸激酶活性，并加速肝攝取血中的氨基酸。）加速脂肪動員，間接升高血糖水平。（激活脂肪組織內(nèi)激素敏感性脂肪酶，促進(jìn)脂動員。）胰島素和胰高血糖素是調(diào)節(jié)血糖，實際上也是調(diào)節(jié)三大營養(yǎng)物代謝最主要的兩種激素。機(jī)體內(nèi)糖、脂

15、肪、氨基酸代謝的變化主要取決于這兩種激素的比例。不同情況下這兩種激素的分泌是相反的。引起胰島素分泌的信號（如血糖升高）可抑制胰高血糖素分泌。反之，使胰島素分泌減少的信號可促進(jìn)胰高血糖素分泌。2糖皮質(zhì)激素 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，抑制點為丙酮酸的氧化脫羧。此外，在糖皮質(zhì)激素存在時，其它促進(jìn)脂肪動員的激素才能發(fā)揮最大的效果，間接抑制周圍組織攝取葡萄糖。糖皮質(zhì)激素可有效升高血糖水平，其作用機(jī)制可能是：3腎上腺素 強(qiáng)有力的升高血糖的激素腎上腺素的作用機(jī)制：通過肝和肌肉的細(xì)胞膜受體、cAMP、蛋白激酶級聯(lián)激活磷酸化酶，加速糖原分解。主要在應(yīng)激狀態(tài)下發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。小 結(jié)糖異生（肝、腎