糖的生理功能

1、第七章糖代謝第一節(jié)時間：2021.03.01創(chuàng)作：歐陽語弟一概述一.糖的生理功能（-）氧化分解，供應(yīng)能量生命活動需要能量,糖是最主要的能源物質(zhì)（二）儲存能量,維持血糖糖在體內(nèi)可以糖原的形式進(jìn)行儲存，這是機(jī)體儲存能源 的重要方式。當(dāng)機(jī)體需要時，糖原分解,釋放入血,可有效 地維持正常血糖濃度，保證重要生命器官地能量供應(yīng)。（三）提供原料,合成其他物質(zhì)糖分解代謝的中間產(chǎn)物可為體內(nèi)其他含碳化合物的合成 提供原料。如糖在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅岷透视?進(jìn)而合成脂 肪；可轉(zhuǎn)變?yōu)槟承┌被嵋怨C(jī)體合成蛋白質(zhì)所需；可轉(zhuǎn)變 為葡萄糖醛酸，參與機(jī)體的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)等；因而糖是人體 重要的碳源。（四）參與構(gòu)造組織細(xì)胞糖是體內(nèi)

2、重要的結(jié)構(gòu)組織（五）其他功能糖能參與構(gòu)成體內(nèi)一些具有生理功能的物質(zhì)。糖代謝概況糖的合成代謝包括糖原合成、糖異生和結(jié)構(gòu)多糖的合 成;糖的分解代謝包括糖酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途徑及 糖原分解等。第三節(jié)糖的無氧氧化(-)概念(-)概念：在缺氧條件下，葡萄糖或糖原分解為乳酸的過程稱無氧氧化,又稱糖酵解。（二）反應(yīng)過程葡萄糖生成2分子磷酸丙糖（1）葡萄糖生成6磷酸葡萄糖 己糖激酶（2）6磷酸葡萄糖生成6磷酸果糖 變構(gòu)醃6磷酸果糖生成1 , 6二磷酸果糖磷酸果糖激醃磷酸丙糖的生成醛縮酶磷酸丙糖氧化為丙酮酸（1）3 磷酸甘油醛氧化3磷酸甘油醛脫氫酶3磷酸甘油酸的生成 磷酸甘油酸激酶（3） 2磷酸甘油酸 的

3、生成變位酶（4）磷酸烯醇式丙酮酸的生成烯醇化醃（5）丙酮酸的生成丙酮酸激酶丙酮酸還原為乳酸 乳酸脫氫酶（三）反應(yīng)特點(diǎn)1 .沒有氧參與。21分子葡萄糖凈生成2分子ATP ,從糖原開始，凈生成3分子ATPe3有三步不可逆反應(yīng)，分別由己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶催化。4紅細(xì)胞中存在2, 3二磷酸甘油酸支路（四）生理意義糖酵解是機(jī)體在缺氧情況下供應(yīng)能量的重要方式。糖酵解是紅細(xì)胞供能的主要方式。2 , 3二磷酸甘油酸對調(diào)節(jié)紅細(xì)胞的帶氧功能有重要意義。某些組織在有氧條件下仍以糖酵解為主要供能方式。（五）糖酵解的調(diào)節(jié)1激素的調(diào)節(jié)作用胰島素的誘導(dǎo)代謝物對限速酶的變構(gòu)調(diào)節(jié) 1 , 6二磷酸果糖、ATP、A

4、MP等是磷酸果糖激酶的變構(gòu)激活劑。第三節(jié)糖的有氧氧化（-）概念:在有氧條件下，葡萄糖或糖原徹底氧化為CO2和H2O的過程稱糖的有氧氧化。有氧氧化是糖氧化產(chǎn) 能的主要方式。（二）反應(yīng)過程:1.葡萄糖生成丙酮酸葡萄糖經(jīng)糖酵解途徑生成丙酮酸2.丙酮酸氧化脫竣生成乙酰輔酶1.葡萄糖生成丙酮酸葡萄糖經(jīng)糖酵解途徑生成丙酮酸2.丙酮酸氧化脫竣生成乙酰輔酶A丙酮酸進(jìn)入線粒體在丙酮酸脫氫醃復(fù)合體催化下氧化脫竣，并與輔酶A結(jié)合生成乙酰CoAe此反應(yīng)不可 逆，總反應(yīng)式為：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體由丙酮酸脫氫酶、二氫硫辛酰 胺轉(zhuǎn)乙酰酶和二氫硫辛酰胺脫氫酶三種酶組成的多酶復(fù) 合體，有5種輔酶，即TPP、硫辛酸、FAD、NAD

5、 +和 HSCoA ,分別含有Bi、硫辛酸、B2、PP、泛酸等維生 素。當(dāng)這些維生素缺乏將導(dǎo)致糖代謝障礙。3.乙酰輔酶A徹底氧化分解（三撥酸循環(huán)）三竣酸循環(huán)是指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成檸檬酸，經(jīng)過一系列脫氫、脫竣反應(yīng)，再生成草酰乙酸的循 環(huán)過程。（1）檸檬酸的生成檸檬酸異構(gòu)成異檸檬酸異檸檬酸氧化脫竣生成*酮戊二酸（4）a 酮戊二酸氧化脫竣生成琥珀酰輔酶A(5)琥珀酰輔酶(5)琥珀酰輔酶A生成琥珀酸草酰乙酸的再生（三）三接酸循環(huán)的特點(diǎn)三竣酸循環(huán)必須在有氧條件下進(jìn)行。三竣酸循環(huán)是機(jī)體主要的產(chǎn)能途徑。三竣酸循環(huán)是單向反應(yīng)體系。三竣酸循環(huán)必須不斷補(bǔ)充中間產(chǎn)物。）有氧氧化的生理意義）有氧氧化的生理意

6、義糖的有氧氧化是機(jī)體獲得能量的主要方式三竣酸循環(huán)是體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)徹底氧化分解的共同通 路。3-三竣酸循環(huán)是體內(nèi)物質(zhì)代謝相互聯(lián)系的樞紐。（五）有氧氧化的調(diào)節(jié)丙酮酸脫氫酶的調(diào)節(jié)2-三竣酸循環(huán)的調(diào)節(jié)第四節(jié)磷酸戊糖途徑（）反應(yīng)咅M立:胞液（二）反應(yīng)過程:1、不可逆的氧化階段（磷酸戊糖的生成）:6磷酸葡萄 糖首先在6磷酸葡萄糖脫氫酶的催化下脫氫生成6磷酸葡 萄糖酸內(nèi)酯，然后在內(nèi)酯醃催化下水解為6磷酸葡萄糖 酸,再由6磷酸葡萄糖酸脫氫酶催化脫氫脫竣轉(zhuǎn)變?yōu)?磷 酸核酮糖，后者在異構(gòu)酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)?磷酸核糖,或由 差向異構(gòu)酶催化生成5磷酸木酮糖。該途徑因生成了磷酸 戊糖而得名。反應(yīng)中兩次脫氫均由NADP +接受

7、，生成NADPH + H+ , 次脫竣產(chǎn)生了 CO2e2、基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)階段:磷酸戊糖在轉(zhuǎn)酮醇酶、轉(zhuǎn)醛醇醃的催化下,經(jīng)一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng),生成6磷酸果糖和3- 磷酸甘油醛而進(jìn)入酵解途徑。因此磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路。(三)重要產(chǎn)物：NADPH、5磷酸核糖)生理意義:)生理意義:5磷酸核糖是合成核昔酸、核酸的原料。磷酸戊糖途徑是機(jī)體利用葡萄糖生成5磷酸核糖的唯一途徑。2.磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH作為供氫體參與了體內(nèi)的多種代謝反應(yīng),其主要功能是:(1 )為體內(nèi)許多合成代謝供氫：如為脂肪酸、膽固醇和 類固醇激素等的生物合成提供氫。(2)參與體內(nèi)的輕化反應(yīng)：如膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼帷㈩惞檀碱惣に氐壬?/p>

8、物合成過程中的輕化反應(yīng)；激素的滅活；藥物、毒物等非營養(yǎng)物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化過程中的輕化反應(yīng)均需NADPH。(3 )維持還原型谷胱甘肽的正常含量：NADPH是谷胱 甘肽還原醃的輔酶，氧化型谷胱甘肽(GSSG )在酶催化 下轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原型谷胱甘肽(GSH )時，需要由NADPH供 氫。)調(diào)節(jié))調(diào)節(jié)第五節(jié)糖原的合成與分解糖原是由許多葡萄糖單位構(gòu)成的具有分支的大分子多糖。肝 和肌肉組織是儲存糖原的主要組織器官。肌糖原主要為肌肉 收縮提供急需的能量；肝糖原則在維持血糖濃度恒定方面起重要作用。重要作用。-.糖原合成（-）概念：由單糖（主要是葡萄糖）合成糖原的過程稱糖原合成。（二）反應(yīng)過程:1、葡萄糖磷酸化為6 磷

9、酸葡萄糖2、磷酸葡萄糖的生成反應(yīng)由磷酸葡萄糖變位酶催化。3、尿昔二磷酸葡萄糖的生成在尿昔二磷酸葡萄糖焦磷酸 化酶的催化下,尿昔三磷酸（UTP ）與磷酸葡萄糖反應(yīng)生成尿昔二磷酸葡萄糖（UDPG ） o4、從UDPG合成糖原 在糖原合酶的催化下，UDPG的 葡萄糖基轉(zhuǎn)移到糖原引物的非還原末端，通過a-1,4糖昔 鍵相連形成糖原。（三）糖原合成的特點(diǎn)：需要糖原引物，引物為含4個葡萄糖殘基的a-1,4葡聚糖。2.關(guān)鍵酶是糖原合酶。受胰島素的激活。2.關(guān)鍵酶是糖原合酶。受胰島素的激活。需要分支酶形成糖原支鏈結(jié)構(gòu)。當(dāng)糖鏈長度達(dá)到12-18個葡萄糖基時,分支酶把一段大約含67個葡萄糖基的糖鏈轉(zhuǎn)移到鄰近糖鏈上

10、，以*1,6糖苜 鍵相連形成分支。消耗能量。葡萄糖磷酸化時消耗1分子ATP , UDPG形成時又損失1個高能磷酸鍵，故糖原分子上每增加1個葡 萄糖基，將消耗2分子ATP。二糖原分解概念：指肝糖原分解為葡萄糖的過程。概念：指肝糖原分解為葡萄糖的過程。肌糖原不能分解為葡萄糖z主要沿酵解途徑代謝,為肌肉收縮提供目匕里。（二）反應(yīng)過程糖原在磷酸化酶的作用下分解為1 磷酸葡萄糖。脫支酶的作用：當(dāng)磷酸解反應(yīng)進(jìn)行到距分支點(diǎn)約4個 葡萄糖基時Z磷酸化酶不再起作用。這時脫支酶開始發(fā)揮作用，它首先將3個葡萄糖基轉(zhuǎn)移到鄰近糖鏈的非還原末端，以a-lz 4糖昔鍵相連；然后將剩下的以a-1, 6糖昔鍵連接的葡萄糖基直接

11、水解為游離葡萄糖。故脫支酶有兩種酶活性:葡聚糖轉(zhuǎn) 移酶和6葡萄糖昔酶。1 磷酸葡萄糖在變位酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)?磷酸葡萄糖。6 磷酸葡萄糖由葡萄糖&磷酸酶水解成葡萄糖釋放入血。葡萄糖6磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在于肌肉中， 因此只有肝糖原可補(bǔ)充血糖，而肌糖原只能進(jìn)行糖酵解或有 氧氧化,不補(bǔ)充血糖。三.生理意義供應(yīng)豐富及細(xì)胞中能量充足時，合成糖原將能量儲 存。當(dāng)糖的供應(yīng)不足或能量需求增加時，儲存的糖原分 解為葡萄糖維持血糖濃度,提供能量。調(diào)節(jié)（-）共價修飾調(diào)節(jié)糖原合醃與磷酸化酶均受磷酸化與去磷酸化的共價修飾 調(diào)節(jié)。（二）變構(gòu)調(diào)節(jié)糖原合酶與磷酸化酶都是變構(gòu)醃，可受代謝物的變構(gòu)調(diào)節(jié)。四其他單糖的調(diào)節(jié)（

12、略）（-）果糖的代謝（二）半孚灌的代謝第六節(jié)糖異生由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程稱糖異生。能異 生為糖的非糖物質(zhì)主要有生糖氨基酸、甘油、某些有機(jī)酸如 乳酸、丙酮酸、三竣酸循環(huán)的中間產(chǎn)物。體內(nèi)進(jìn)行糖異生的 器官主要是肝臟,嚴(yán)重饑餓時腎臟也能進(jìn)行糖異生。二途徑糖異生途徑基本上是糖酵解途徑的逆過程，但糖酵解途 徑中有3個反應(yīng)不可逆，是糖異生途徑的三個能障， 必須由另外的酶催化。（-）6磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟怯善咸烟?磷酸醃催化。（二）1, 6二磷酸果糖生成6磷酸果糖 反應(yīng)由果糖1, 6- 二磷酸蒯崔化。（三）丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸 反應(yīng)由丙酮酸竣化醃 與磷酸烯醇式丙酮酸竣激酶催化完成,也稱

13、丙酮酸竣 化支路，共消耗2個ATP。三、生理意義（一）（二）在空腹或譏餓倩況下維持血糖濃度（一）（二）在空腹或譏餓倩況下維持血糖濃度有利于乳酸的再利用劇烈運(yùn)動或氧供應(yīng)不足時，肌糖原酵解加強(qiáng),產(chǎn)生大量乳酸，乳酸通過細(xì)胞膜彌散進(jìn)入血液，經(jīng)血液循環(huán)入 肝，在肝內(nèi)異生為糖原或葡萄糖以補(bǔ)充血糖,血糖可再被 肌肉組織攝取利用,構(gòu)成了一個循環(huán)，此循環(huán)稱為乳酸循 環(huán)。該循環(huán)對于乳酸的再利用，補(bǔ)充肝糖原,防止乳酸堆 積引起的酸中毒具有重要作用。（三）協(xié)助氨基酸的代謝（三）協(xié)助氨基酸的代謝代謝物的調(diào)節(jié)作用1.ATP/AMP. ADP ATP是丙酮酸竣化酶和1 , 6二磷1.酸醃的變構(gòu)激活劑；AMP、ADP是丙酮酸

14、竣化酶和1 , 6二磷酸酶的變構(gòu)抑制劑。2.乙酰輔酶A2.乙酰輔酶A是丙酮酸脫氫酶的變構(gòu)抑制劑,丙酮酸竣化酶的激活劑。（二）激素的調(diào)節(jié)作用胰高血糖素、腎上腺素、腎上腺皮質(zhì)激素胰島素第七節(jié)血糖及其調(diào)節(jié)血中的葡萄糖稱為血糖。正常人空腹血糖濃度為 3.96.1mmol/L （葡萄糖氧化酶法），相對恒定，這是血 糖的來源與去路保持動態(tài)平衡的結(jié)果。血糖的來源和去路（一）1.食物中的糖的消化和吸收。2.肝糖原分解空腹時3.糖異生長期饑餓時1.食物中的糖的消化和吸收。2.肝糖原分解空腹時3.糖異生長期饑餓時（二）1.氧化分解，供應(yīng)能量。1.氧化分解，供應(yīng)能量。合成糖原儲存。轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì),女口脂肪或某些非必需氨基酸等。4隨尿排出。血糖濃度高于8.89 10.0mmol/L （腎糖閾）時。、血糖的調(diào)節(jié)（-）肝的調(diào)節(jié)餐后血糖濃度增高時，肝糖原合成增加，血糖濃度降低;空腹時肝糖原分解加強(qiáng),用以補(bǔ)充血糖濃度；饑 餓或禁食情況下,糖異生作用加強(qiáng),維持血糖濃度。（二）激素的調(diào)節(jié)降低血糖濃度的激素：胰島素升高血糖濃度的激素：腎上腺素、胰高血糖素、腎上 腺糖皮質(zhì)激素和生