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第九章糖代謝Metabolismofcarbohydrates第一課件網(wǎng)在線網(wǎng)站

2020年10月2日1本章主要內(nèi)容糖的生理功能糖的消化吸收糖的氧化分解糖原的合成與分解和糖異生血糖糖代謝紊亂2020年10月2日2物質(zhì)代謝新陳代謝能量代謝合成代謝分解代謝物質(zhì)代謝過程：消化吸收排泄物質(zhì)在細胞內(nèi)的合成與分解中間代謝*2020年10月2日3第一節(jié)糖的生理功能2020年10月2日4生理功能葡萄糖(glucose)——運輸形式糖原(glycogen)——貯存形式1、為生命活動提供能源(70%)2020年10月2日5生理功能糖脂(glycolipids)：是細胞膜的組分糖蛋白(glycoproteins)：重要生理功能物質(zhì)（抗體、激素、膜受體）蛋白多糖(proteoglycan)：構(gòu)成結(jié)締組織核糖與脫氧核糖：是細胞中核酸的成分2、機體組織結(jié)構(gòu)的重要組分(ribose)(deoxyribose)2020年10月2日6第二節(jié)糖的消化和吸收digestionandabsorptionofcarbohydrates2020年10月2日7口腔胃小腸淀粉-淀粉酶（唾液、胰）麥芽糖麥芽寡糖-糊精麥芽糖酶-糊精酶葡萄糖一、糖的消化(digestion)amylase2020年10月2日8二、糖的吸收(absorption)主動吸收，需載體蛋白，耗能，逆濃度梯度葡萄糖的主動吸收2020年10月2日9第四節(jié)糖的氧化分解2020年10月2日10糖分解代謝的主要途徑一、糖酵解（glycolysis）二、糖的有氧氧化

（aerobicoxidation）三、磷酸戊糖途徑

（pentosephosphatepathway)2020年10月2日11一、糖酵解(glycolysis)概念：無氧，葡萄糖（糖原）→乳酸(lactate)反應(yīng)部位：細胞液(cytoplasm)過程：葡萄糖→二磷酸果糖→磷酸丙糖×2丙酮酸×22H×2乳酸×2①②③④2020年10月2日12（一）糖酵解過程的4個階段1、葡萄糖1，6-二磷酸果糖2、1，6-二磷酸果糖2分子磷酸丙糖3、3-磷酸甘油醛丙酮酸4、丙酮酸乳酸2020年10月2日131、葡萄糖1，6-二磷酸果糖(glucose)(fructose-bisphosphate)OCH2OHOCH2O-ATPADPMg2+己糖激酶（肝外）葡萄糖激酶（肝內(nèi)）葡萄糖6-磷酸葡萄糖Pglucoseglucose-6-phosphate(hexokinase)(glucokinase)反應(yīng)不可逆2020年10月2日146-磷酸葡萄糖CH2O-PCH2OHO磷酸己糖異構(gòu)酶6-磷酸果糖OCH2O-

Pglucose–6-phosphatefructose-6-phosphate2020年10月2日156-磷酸果糖磷酸果糖激酶ATPADPMg2+1，6二磷酸果糖PCH2O-PCH2OHOCH2O-PCH2O-Ofructose-6-phosphate1,6-fructose-bisphosphatephosphofructokinase反應(yīng)不可逆2020年10月2日162、1，6-二磷酸果糖2分子磷酸丙糖1,6-fructose-bisphosphatetriosephosphate1，6二磷酸果糖CH2O-PC=OCH2OHCHOCH2OHCH2O-P醛縮酶磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛PCH2O-PCH2O-Oaldolaseglyceraldehydes-3-phosphatetriosephosphateisomerasedihydroxyacetonephosphate2020年10月2日173、3-磷酸甘油醛丙酮酸glyceraldehydes–3-phosphatepyruvateCHOCH2OHCH2O-PCOOCH2OHCH2O-P～P3-磷酸甘油醛脫氫酶NAD+NADH+H+Pi3-磷酸甘油醛1,3二磷酸甘油酸糖酵解中唯一的一步脫氫bisphosphoglycerateglyceraldehydes-3-phosphatedehydrogenase2020年10月2日18COOCH2OHCH2O-P～P1,3二磷酸甘油酸COOHCH2OHCH2O-P磷酸甘油酸激酶ADPATPMg2+3-磷酸甘油酸底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)生成ATPbisphosphoglycerate3-phosphoglycerate2020年10月2日19COOHCH2OHCH2O-PCOOHCHO-PCH2OHCOOHC-O～PCH2=變位酶烯醇化酶H2O2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油酸3-phosphoglycerate2-phosphoglyceratePhosphoglyceratemutaseenolasephosphoenolpyruvate2020年10月2日20COOHC-O～PCH2=磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶ADPATPMg2+COOHC-OHCH2=COOHC=OCH3烯醇式丙酮酸丙酮酸phosphoenolpyruvatepyruvatekinasepyruvate底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)生成ATP反應(yīng)不可逆2020年10月2日21丙酮酸在無氧條件下還原為乳酸，有氧則進入線粒體氧化4、乳酸的生成COOHC=OCH3丙酮酸乳酸脫氫酶NADH+H+NAD+COOHCHOHCH3乳酸pyruvatelactatelactatedehydrogenase2020年10月2日22糖酵解全過程12020年10月2日23糖酵解全過程2C6H12O6+2ADP+2Pi2C3H6O3+2ATP+2H2O2020年10月2日24（二）糖酵解生理意義是機體相對缺氧時補充能量的一種有效方式（機體缺氧、劇烈運動肌

肉局部缺血等，

能迅速獲得能量。）某些組織在有氧時也通過糖酵解供能：（成熟紅細胞、視網(wǎng)膜、睪丸、腎髓質(zhì)、皮膚、腫瘤細胞）2020年10月2日25二、糖的有氧氧化概念：有氧，葡萄糖（糖原）→CO2+H2O+ATP反應(yīng)部位：細胞液、線粒體aerobicoxidationcytoplasmmitochondria第一課件網(wǎng)在線網(wǎng)站

2020年10月2日26有氧氧化葡萄糖丙酮酸乙酰CoANADH+H+乳酸無氧酵解三羧酸循環(huán)CO2+H2O+能量pyruvateglucoselactateglycolysis(aerobicoxidation)(acetylCoA)tricarboxylicAcidcycle2020年10月2日27第一階段：葡萄糖→→丙酮酸（胞液）第二階段：丙酮酸→→乙酰CoA（線粒體）第三階段：乙酰CoA→→CO2+H2O+ATP

（三羧酸循環(huán)）（線粒體）有氧氧化的反應(yīng)過程2020年10月2日28Glc2CH3COCOOH2NADH+2H+呼吸鏈(respiratorychain)H2O+3ATP（2ATP）（一）葡萄糖氧化分解為丙酮酸同糖酵解途徑，反應(yīng)在細胞液進行2020年10月2日29CH3C=OCOOH丙酮酸脫氫酶復(fù)合體2CH3CO～SCoA+

2CO22NAD+HSCoA2NADH+2H+2（二）丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA丙酮酸進入線粒體2×3ATPacetalCoApyruvate反應(yīng)不可逆2020年10月2日30丙酮酸脫氫酶二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫氫酶TPP（VitB1）HSCoA（泛酸）硫辛酸FAD（VitB2）NAD+（VitPP）酶輔酶（維生素）丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成2020年10月2日31TCA循環(huán)（三）三羧酸循環(huán)（線粒體）CH3CO~SCOA（C2）草酰乙酸（C4）檸檬酸（C6）α-酮戊二酸（C5）HSCoAtricarboxylicacidcyclecitrateα-ketoglutarateoxaloacetateacetalCoA2020年10月2日32HHHHHHHHHHHHHHHHH1、三羧酸循環(huán)的過程檸檬酸合成酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶系acetalCoA2020年10月2日33循環(huán)一周氧化1分子乙酰CoA

脫4(2H)——3（NADH+H+）、1（FADH2）2次脫羧（2CO2）2、三羧酸循環(huán)小結(jié)關(guān)鍵酶：檸檬酸合成酶（citratesynthase)

異檸檬酸脫氫酶(isocitratedehydrogenase)

α-酮戊二酸脫氫酶系(α-ketoglutarate

dehydrogenase)(keyenzyme)oxaloacetate循環(huán)過程草酰乙酸量不變，但需補充2020年10月2日344（2H）3NADH+3H+1FADH2呼吸鏈3×3ATP1×2ATP一次底物水平磷酸化1GTP1ATP12ATP三羧酸循環(huán)中ATP的生成substratelevelphosphorylation氧化磷酸化（oxidativephosphorylation)2020年10月2日35草酰乙酸的補充oxaloacetatepyruvateoxaloacetatepyruvatecarboxylase2020年10月2日363、有氧氧化的生理意義是機體獲得能量的主要方式三羧酸循環(huán)是營養(yǎng)物質(zhì)徹底氧化分解的共同通路三羧酸循環(huán)是三大物質(zhì)代謝相互聯(lián)系的樞紐2020年10月2日37有氧氧化的產(chǎn)能2020年10月2日38糖原脂肪蛋白質(zhì)葡萄糖脂肪酸氨基酸甘油乙酰輔酶ATCA2H1/2O2ADPPiATPH2OⅠⅢⅡ營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同通路glycogentriacylglycerolsproteinglucosefattyacidglycerolaminoacidacetalCoA2020年10月2日39物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐糖2020年10月2日40糖酵解與有氧氧化的異同點部位：細胞液

細胞液、線粒體需氧情況：不需

需氧終產(chǎn)物：乳酸

CO2+H2O+ATP產(chǎn)能：2ATP

36或38molATP5.關(guān)鍵酶：

己糖激酶

丙酮酸脫氫酶系

磷酸果糖激酶檸檬酸合成酶

丙酮酸激酶異檸檬酸脫氫酶

α-酮戊二酸脫氫酶系6.3-磷酸甘油還原丙酮酸

進入線粒體氧化醛脫下的2H葡萄糖2丙酮酸+2NADH+2H+相同點：不同點：糖酵解有氧氧化2020年10月2日41三、磷酸戊糖途徑（胞液）6-磷酸葡萄糖→→5-磷酸核糖+NADPHglucose-6-phosphatephosphoribosyl過程：第一階段：氧化反應(yīng)—6-磷酸葡萄糖脫氫、脫羧生成NADPH、CO2第二階段：非氧化階段—一系列基團的轉(zhuǎn)移pentosephosphatepathway2020年10月2日426-磷酸葡萄糖脫氫酶1、磷酸戊糖途徑反應(yīng)簡圖2020年10月2日4336-磷酸葡萄糖+6NADP+26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+6H++3CO2磷酸戊糖途徑總的反應(yīng)：glucose-6-phosphatefructose-6-phosphateglyceraldehydes–3-phosphate2020年10月2日44產(chǎn)生5-磷酸核糖，是合成核苷酸、核酸的原料產(chǎn)生NADPH+H+①作為供氫體參與脂肪酸及膽固醇等合成②是谷胱甘肽還原酶的輔酶③作為羥化酶系的輔酶，參與生物轉(zhuǎn)化(biotransformation)2、磷酸戊糖途徑生理意義2020年10月2日45還原型谷胱甘肽的重要作用：（1）保護含巰基的蛋白質(zhì)或酶免受氧化劑、尤其是過氧化物的損害。（2）保護紅細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性。（3）缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶→NADPH↓→GSH↓→紅細胞破壞→溶血GSSG2GSHNADPH+H+NADP+谷胱甘肽還原酶維持細胞膜的完整性(GSH)2020年10月2日46起始物關(guān)鍵酶主要產(chǎn)物關(guān)鍵酶缺乏癥G-6-PG-6-P脫氫酶5-P-核糖NADPH溶血性貧血磷酸戊糖途徑小結(jié)2020年10月2日47第五節(jié)糖原的合成與分解和糖異生肝糖原和肌糖原的合成與分解從非還原端開始非還原端(nonreducingend)2020年10月2日48一、糖原合成G(glucose)G-6-P(glucose-6-phosphate)G-1-P(glucose-1-phosphate)

UDP-G(UDP-glucose)糖原合成酶Gn(primer)Gn+1(glycogen)UTPPPiglycogensynthase單糖合成糖原的過程ATPkeyenzyme2020年10月2日49糖原合成酶催化的反應(yīng)糖原合成酶2020年10月2日50糖原合成酶催化的反應(yīng)需要引物（多聚葡萄糖）(glycogensynthase)(primer)分枝酶形成分枝(bronchingenzyme)糖原合成酶是關(guān)鍵酶(keyenzyme)UDP-Glc是葡萄糖的供體（葡萄糖的活性形式）每增加一個葡萄糖，消耗2~Pi糖原合成特點2020年10月2日51OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO（12-18）（6-7）分枝酶的作用OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO（α-1，6糖苷鍵）分枝酶(branchingenzyme)2020年10月2日52二、糖原的分解

Gn(glycogen)磷酸化酶(glycogenphosphorylase)Gn-1主要存在肝中，肌肉中無此酶G-1-P(glucose-1-phosphate)G-6-P(glucose-6-phosphate)葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase)glycogenolysisG(glucose)Pi糖原分解成葡萄糖的過程2020年10月2日53-1,6分枝附近的糖元降解2020年10月2日54糖原磷酸化酶的作用2020年10月2日55OOOOOOO3O2O1OOOOOOOOOOO123磷酸化酶脫枝酶的作用脫枝酶(debranchingenzyme)(glycogenphosphorylase)2020年10月2日56磷酸化酶只作用于α-1，4

糖苷鍵(glycogenphosphorylase)(α-1,4-linkage)磷酸化酶催化至距α-1，6糖苷鍵4個葡萄糖單位時作用停止脫支酶轉(zhuǎn)移3個葡萄糖基至鄰近糖鏈末端，

(debranchingenzyme)

并水解α-1，6糖苷鍵生成游離葡萄糖磷酸化酶是關(guān)鍵酶(keyenzyme)肌糖原不能分解為葡萄糖糖原分解的特點2020年10月2日57糖原合成與分解總圖2020年10月2日58糖原和合成與分解的生理意義:保證血糖的恒定和供應(yīng)2020年10月2日59概念：非糖物質(zhì)→葡萄糖或糖原原料：甘油、有機酸（乳酸、丙酮酸）、生糖氨基酸（丙氨酸）等部位：生理情況下—肝臟長期饑餓和酸中毒時—腎臟也加強途徑：基本是糖酵解的逆過程，但須繞過三個能障三、糖異生(gluconeogenesis)(energybarrier)2020年10月2日601.葡萄糖-6-磷酸酶PiH2O（一）糖異生的能障部位葡萄糖己糖激酶葡萄糖激酶（肝）6-磷酸葡萄糖ATPADP(glucose)(glucose-6-phosphate)hexokinaseglucose-6-phosphatase底物循環(huán)(substratecycle):由不同酶催化的單向反應(yīng)使兩個底物互變的循環(huán)2020年10月2日612.果糖二磷酸酶PiH2O6-磷酸果糖磷酸果糖激酶-11，6-二磷酸果糖ATPADPfructose-6-phosphate1,6-fructose-bisphosphatephosphofructokinase底物循環(huán)2020年10月2日62底物循環(huán)3.丙酮酸羧化支路（線粒體）酶化羧酸酮丙COOHCH2C=OCOOHADPPiATPCO2pyruvatecarboxylase磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶CO2GDPGTPphosphoenolpyruvatecarboxykinaseCH2C-O～COOH=P丙酮酸激酶CH3C=OCOOHADPATPpyruvatephosphoenolpyruvatepyruvatekinaseoxaloacetate2020年10月2日63（二）糖異生的生理意義保證饑餓情況下血糖濃度的相對恒定糖異生作用有利于乳酸的回收利用協(xié)助氨基酸的分解代謝2020年10月2日64第三節(jié)血糖bloodsugar第一課件網(wǎng)在線網(wǎng)站

2020年10月2日65血糖4.44～6.67mmol/L食物肝糖原糖異生H2O、CO2、能糖原脂肪、氨基酸、核糖等隨尿排出＞8.89mmol/L消化吸收分解非糖物質(zhì)合成氧化轉(zhuǎn)變一、血糖的來源和去路2020年10月2日66二、血糖的調(diào)節(jié)肝臟調(diào)節(jié)腎臟調(diào)節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)2020年10月2日67（一）肝臟調(diào)節(jié)

進食后——肝糖原合成↑

不進食——肝糖原分解↑

饑餓時——糖異生作用↑2020年10月2日68（二）腎臟調(diào)節(jié)腎糖閾：腎對糖的重吸收能力——8.89~9.99mmol/L（renalthresholdofsugar）血糖＜腎糖閾：尿中不含葡萄糖血糖＞腎糖閾：出現(xiàn)糖尿2020年10月2日69（三）激素的調(diào)節(jié)血糖水平胰島素腎上腺素胰高血糖素糖皮質(zhì)激素甲狀腺素生長素2020年10月2日701、胰島素作用減少血糖來源增加血糖去路促進葡萄糖進入細胞內(nèi)代謝促進糖的氧化利用促進糖原合成促進糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹疽种铺窃纸庖种铺钱惿饔?020年10月2日712、腎上腺素作用1、促進肝糖原分解成葡萄糖2、促進糖異生3、促進肌糖原酵解成乳酸機理：加強糖的來源2020年10月2日72第七節(jié)糖代謝紊亂（一）低血糖(hypoglycemia)空腹血糖濃度＜3.89mmol/L（二）高血糖(hyperglycemia)空腹血糖濃度＞7.22mmol/L（三）糖尿(glucosuria)空腹血糖濃度＞8.89mmol/L腎糖閾2020年10月2日73低血糖：空腹血糖＜3.89mmol/L癥狀：頭暈、心悸、出冷汗等嚴重引起腦昏迷原因：1、饑餓或不能進食2、胰島素分泌過多3、嚴重肝疾患4、內(nèi)分泌異常（一）低血糖(hypoglycemia)2020年10月2日74(二）高血糖及糖尿高血糖：空腹血糖>7.22mmol/L糖尿：血糖濃度>8.89mmol/L飲食性糖尿、情感性糖尿、腎性糖尿hyperglycemiaglucosuria2020年10月2日75糖尿?。撼掷m(xù)性高血糖和糖尿類型：胰島素依賴型（Ⅰ型）非胰島素依賴型（Ⅱ型）病因：胰島素缺乏受體數(shù)目減少受體與胰島素的親和力降低（三）糖尿病2020年10月2日76癥狀：多食、多飲、多尿、體重減輕（三多一少）多食引起血糖升高→尿糖→帶走大量水分而多尿多尿——多食——糖氧化障礙→機體能量不足→感到饑餓而多食多飲——多尿失水過多→引起口渴而多飲體重減輕——糖供能障礙→脂肪、蛋白質(zhì)氧化增加→體重減輕2020年10月2日77酮癥酸中毒糖尿病時脂肪(fat)動員加強酮體生成過多，超過了肝外組織的氧化能力酮血癥、酮尿癥、酮癥酸中毒等(ketonebodies)酮體：乙酰乙酸(acetoacetate)β-羥丁酸(hydroxybutyrate)

丙酮(acetone)——爛蘋果味道99%，酸性2020年10月2日78感染肥胖體力活動減少妊娠遺傳環(huán)境因素糖尿病的誘發(fā)因素2020年10月2日79糖尿病合并癥2020年10月2日80足趾壞死，足背潰爛，足掌部大面積潰爛，腐肉較多，膿水淋漓，前掌部皮膚紫暗，漸及壞疽舉例：糖尿病壞疽（側(cè)位）2020年10月2日81（四）糖原累積癥(glycogenstoragedisease)葡萄糖-6-磷酸酶缺陷——糖原儲積癥Ⅰ型：一歲前后起病。矮小，進行性肝和腎腫大，腹部明顯突出。嚴重低血糖，驚厥。乳酸性酸中毒。2020年10月2日82（五）糖耐量試驗(glucosetolerance)人體處理所給予葡萄糖的能力——葡萄糖耐量（耐糖現(xiàn)象）空腹抽血一次進食100g葡萄糖0.5、1、2、3小時分別取血，測血糖濃度時間為橫坐標，血糖濃度為縱坐標，繪耐糖曲線2020年10月2日83（五）糖耐量試驗(glucosetolerance)30609012015018040035030025020015010050血糖濃度mg/dl糖尿病患者（重癥）糖尿病患者（輕癥）健康人腎上腺皮質(zhì)機能減退者高胰島素血癥者時間（分）2020年10月2日84瞳孔變小

糖尿病導致植物神經(jīng)損害，可影響瞳孔的舒縮功能。糖尿病人的瞳孔較正常人為小，而在眼底檢查時用擴瞳劑效果不佳，放大瞳孔的能力也