糖代谢

在人体内，糖的主要形式是葡萄糖及糖原。葡萄糖是糖在血液中的运输形式，在机体糖代谢中占据主要地位；糖原是葡萄糖的多聚体，包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等，是糖在体内的储存形式。希望大家能提一些做思维导图的建议。

糖代谢

• 糖的摄取与利用
  • 糖消化以后以单体形式吸收
    • 淀粉在小肠内消化为葡萄糖
    • 小肠吸收葡萄糖依赖SGLT转运蛋白（Na+依赖型葡萄糖转运蛋白）
    • 乳糖不耐受由缺乏乳糖酶所致
  • 细胞摄取葡萄糖需要葡萄糖转运体吸收
    • GLUT家族成员的组织分布和功能有所差异
      • GLUT1和GLUT3分布于全身各组织，对葡萄糖亲和力高
      • GLUT2主要存于肝和胰腺β细胞中，与葡萄糖亲和力低
  • 体内葡萄糖处于分解、储存与合成的动态平衡
• 糖的无氧氧化
  • 糖的无氧氧化分为糖酵解和乳酸生成两个阶段
    • P109图7-1
  • 糖酵解流量受三个关键酶调控
    • 磷酸果糖激酶-1是糖酵解的首要调控点（正反馈）（最重要）
      • 激活剂：果糖-2，6-二磷酸（最强），AMP，ADP
      • 抑制剂：ATP，柠檬酸
    • 丙酮酸激酶
    • 己糖激酶受产物反馈调节（负反馈）
  • 糖无氧氧化的意义是不利用氧快速供能
    • 机体缺氧，剧烈运动时无氧氧化供能
    • 不缺氧时某些组织无氧氧化葡萄糖（成熟红细胞）
• 糖的有氧氧化
  • 概念
    • 葡萄糖彻底氧化成CO2和H2O的过程
  • 糖的有氧氧化分为三个阶段
    • P117图7-7
    • 细胞质，葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸
    • 线粒体，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA
    • 线粒体，三羧酸循环（TAC）将乙酰CoA 彻底氧化
      • 特点：4次脱氢，2次脱羧，1次底物水平磷酸化
      • TAC释出2分子CO2来自草酰乙酸
      • TAC在三大营养物代谢中占核心地位
        • 三大营养物质分解产能的通路（乙酰CoA）
        • 三大营养物质合成转变的联系枢纽
  • 有氧氧化是糖分解供能的主要方式
    • 一分子乙酰CoA经TAC生成10分子ATP
    • 一分子葡萄糖经有氧氧化生成30/32分子ATP
  • 糖的有氧氧化主要受能量供需横调节
  • 糖氧化产能方式的选择有组织偏好
    • 肌组织通过巴斯德效应有氧氧化葡萄糖
      • 概念：糖的有氧氧化抑制无氧氧化的现象
    • 增殖活跃的组织通过瓦尔堡效应无氧氧化葡萄糖
      • 概念：有氧时，葡萄糖也不被彻底氧化，而是生成乳酸
• 戊糖磷酸途径
  • 概念：不产能，从糖酵解的中间产物葡萄糖-6-磷酸开始形成旁路，最后返回糖酵解，目的是提供NADPH和核糖磷酸
  • 分为氧化和基团转移两个反应阶段
    • 氧化阶段生成NADPH和戊糖磷酸（关键酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶）
    • 基团转移阶段生成己糖磷酸和丙糖磷酸
  • 主要受NADPH/NADH+比值调节（调控关键酶）
  • 是NADPH和核糖磷酸的主要来源
    • 核糖磷酸：作为核酸生物合成的原料
    • NADPH
      • 参与合成代谢：①参与脂质合成，乙酰CoA合成脂肪酸和胆固醇②参与合成氨基酸
      • 参与羟化反应：胆固醇合成胆汁
      • 维持谷胱甘肽还原状态，葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺陷者得蚕豆病
• 糖原合成与分解
  • 糖原合成是将葡萄糖连接成多聚体
    • ①葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）
    • ②糖原合成器是需要引物：与糖原蛋白相连的八糖单位
    • ③UDPG中葡萄糖基连接形成多分支链状分子
      • 糖原合酶催化以α-1，4-糖苷键连接形成直链
      • 分支酶催化以α-1，6-糖苷键连接形成分支（≥11个葡萄糖基）
    • ④糖原分子每延长一个葡萄糖基，消耗2分子ATP
  • 糖原分解是从非还原末端进行磷酸解
    • ①糖原磷酸化酶分解分解α-1，4-糖苷键释出葡萄糖-1-磷酸
    • ②脱支酶分解α-1，6-糖苷键释出游离葡萄糖（葡聚糖转移酶+α-1，6-葡萄糖苷酶）
    • ③肝糖原分解补充血糖取决于肝内的葡萄糖-6-磷酸酶，肌内无此酶，因此只能进行糖酵解，但净生成3分子ATP
  • 糖原合成与分解关键酶的调节机制相同但调节效应相反
    • 磷酸化修饰
      • 磷酸化的糖原磷酸化酶是活化形式
      • 去磷酸化的糖原合酶是活化形式
    • 激素调节
      • 肝糖原分解和合成主要受胰高血糖素和胰岛素调节
      • 肌糖原分解与合成主要靠肾上腺素和胰岛素调节
    • 别构调节
• 糖异生
  • 概念：由非糖化合物（乳酸、甘油、氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原的过程
  • 糖异生不完全是糖酵解的逆反应（3个限速步骤）
    • P129图7-15
    • 丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸
      • 线粒体内丙酮酸羧化：关键酶：丙酮酸羧化酶，辅因子：生物素
      • 线粒体或细胞质中草酰乙酸脱羧
        • 关键酶：磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
        • 线粒体：草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸（线粒体），磷酸烯醇式丙酮酸在进入细胞质
        • 细胞质：草酰乙酸经由苹果酸或天冬氨酸运出线粒体
          • 苹果酸：将线粒体内的NADH运到了细胞质
          • 天冬氨酸无NADH的伴随转运
    • 果糖-1，6-二磷酸水解为果糖-6-磷酸
      • 关键酶：果糖二磷酸激酶-1
    • 葡萄糖-6-磷酸水解为葡萄糖
      • 关键酶：葡萄糖-6-磷酸酶
  • 糖异生和糖酵解的反向调节主要针对两个底物循环
    • 底物循环概念
      • 由不同酶催化底物互变
    • 第一个底物循环调节果糖-6-磷酸与果糖-1，6-二磷酸的互变
      • P130图
      • 果糖-2，6-二磷酸和AMP别构激活磷酸果糖激酶-1，别构抑制果糖二磷酸激酶-1
      • 果糖-2，6-二磷酸是肝内糖异生与糖酵解的主要调节信号
    • 第二个底物循环调节磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸的互变
    • 两个底物循环的调节相互联系和协调
  • 糖异生的生理意义是维持血糖恒定
    • 饥饿或剧烈运动时肝糖异生补给血糖
      • 糖异生总是在肝糖原耗竭后补给血糖（脑，红细胞）
      • 饥饿是糖异生的原料主要是生糖氨基酸和甘油
      • 剧烈运动时糖异生的主要原料是乳酸
    • 饥饿后进食经肝糖异生补充或恢复肝糖原储备
      • 三碳途径：依赖于糖异生的糖原合成途径
    • 长期饥饿时肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡
  • 肌收缩产生的乳酸在肝内糖异生形成乳酸循环（Cori循环）
• 葡糖糖的其他代谢途径
• 血糖及其调节
  • 血糖概念
    • P133
    • 血中葡萄糖
  • 血糖水平保持恒定
    • 维持在3.9～6.0mmol/L
  • 血糖稳态主要受激素调节
    • 胰岛素是降血糖的主要激素
    • 胰高血糖素，糖皮质激素，肾上腺素是升高血糖的激素
  • 糖代谢异常导致血糖水平异常
    • 低血糖：低于2.8mmol/L
    • 高血糖：空腹血糖高于7mmol/L