八、糖代谢

生物糖代谢的知识思维导图，糖代谢包括糖的无氧酵解，糖的有氧氧化，磷酸戊糖途径，血糖，糖异生，糖原的合成与分解知识点总结。

八、糖代谢

• 1.糖的无氧酵解
  • 在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸的过程，又称为乳酸发酵。
  • 反应部位：细胞质（胞浆）
  • 无氧酵解的过程
    • 第一阶段
      • 由葡萄糖分解成丙酮酸，称为糖酵解。
    • 第二阶段
      • 由丙酮酸转变成乳酸。
  • 生理意义
    • 机体在缺氧情况下，迅速获得能量的有效方式
    • 是某些特殊组织细胞（红细胞、白细胞、神经和骨骼组织等）的主要供能途径。
• 2.糖的有氧氧化
  • 糖的有氧氧化：葡萄糖在有氧的条件下氧化成H2O和CO2并释放出能量的过程，是机体主要供能方式。
  • 反应部位：胞质及线粒体
  • 有氧氧化的过程
    • 第一阶段
      • 在胞质中葡萄糖沿糖酵解途径生成丙酮酸
    • 第二阶段
      • 丙酮酸由胞液进入线粒体，转变成乙酰辅酶A
    • 第三阶段
      • 乙酰辅酶A进入三羧酸循环，并偶联氧化磷酸化而氧化产能
  • 三羧酸循环(TCA)
    • 由乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成柠檬素开始，而后经过反复脱氢、脱羧再生成草酰乙酸的循环反应过程，由于循环反应的第一个产物是有三个羧基的柠檬素，故称为三羧酸循环，又称柠檬酸循环。
    • 该循环是由Krebs于1937年首先提出，故又称为 krebs循环。
    • 发生部位：线粒体
    • 特点
      • 消耗1分子乙酰CoA
      • 是为生成ATP提供还原当量的主要环节。
      • TCA是不可逆转的。柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶复合体是关键酶。
      • 中间代谢物，包括草酰乙酸，在循环中起催化剂作用，本身并无量的变化。循环中草酰乙酸补充主要来自丙酮酸的直接羧化，也可来自苹果酸脱氢。（回补反应）
    • 生理意义
      • TCA是三大营养素分解供能的共同通路。
      • TCA是糖、脂肪和氨基酸代谢联系的枢纽。
      • TCA为氧化磷酸化提供还原当量。
      • TCA为其它合成代谢提供小分子前体。
  • 生理意义
    • 糖的有氧氧化是糖分解生成ATP的主要方式，也是机体获得能量最主要的途径。
    • 产能效率高，能量以ATP逐步释放，能量的利用率也高。
• 3.磷酸戊糖途径
  • 糖酵解的中间产物G-6-P经氧化及基团转移反应，生成F-6-P和3-磷酸甘油醛而返回糖酵解的一条代谢旁路。由于此途径中生成核糖-5-磷酸等几种磷酸戊糖及NADPH+H+，故称为磷酸戊糖途径。
  • 发生部位
    • 广泛分布与动植物的细胞质，特别是肝、红细胞、脂肪组织、骨髓等
  • 重要产物
    • 核糖-5-磷酸、NADPH
  • 生理意义
    • 为核酸和游离核苷酸的合成提供核糖-5-磷酸。
    • 提供NADPH
      • NADPH是多种合成代谢的供氢体。
      • NADPH参与体内的羟化反应，与生物合成或生物转化有关。
      • NADPH使GSH(谷胱甘肽)处于还原态。
      • 还原型GSH的重要作用：
        • 保护含巯基的蛋白质或酶免受氧化剂、尤其是过氧化物的损害。
        • 保护红细胞膜结构的完整性。
    • 红细胞葡糖-6-磷酸脱氢酶缺乏 ，NADPH、GSH减少 ，红细胞易破裂，溶血性贫血和溶血性黄疸，食用蚕豆易诱发，称为蚕豆病。
• 6.血糖
  • 来源
    • 食物糖
      • 消化吸收
    • 肝糖原
      • 分解
    • 非糖物质
      • 糖异生
  • 去路
    • 氧化分解
      • CO2+H2O
    • 肝、肌糖原
    • 磷酸戊糖途径
      • 其他糖
    • 脂肪、氨基酸
  • 激素对血糖的调节
    • 降低血糖：胰岛素
    • 升高血糖：胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素
    • 血糖异常
      • 低血糖：空腹血糖浓度低于2.8mmol/L时
      • 高血糖：指空腹血糖高于6.9mmol/L。
      • 肾糖阈：血糖浓度高于8.9~10.00mmol/L，超过肾小管的重吸收能力而导致糖尿，这个血糖水平称为肾糖阈。
• 5.糖异生
  • 从非糖化合物（丙酮酸、生糖氨基酸、乳酸和甘油等）转变成葡萄糖或糖原的过程，称糖异生。
  • 主要器官：肝、肾
  • 糖异生途径：从丙酮酸生成葡萄糖的反应过程，称为糖异生途径。
  • 生理意义
    • 维持血糖浓度的恒定
    • 补充肝糖原
      • 间接途径（三碳途径）：利用丙酮酸、乳酸等三碳化合物，在肝脏通过糖异生合成糖原。
      • 直接途径：葡萄糖经UDPG合成糖原的过程称为直接途径。
    • 维持酸碱平衡
• 4.糖原的合成与分解
  • 糖原合成
    • 由葡萄糖合成糖原的过程。
    • 合成部位
      • 主要在肝脏、肌肉细胞的细胞质
    • 关键酶：糖原合酶
    • 糖原合酶催化葡萄糖单位间以α-1.4-糖苷键相连，使糖链延长，但不能形成分支。
    • 分支酶催化糖链产生分支，形成更多非还原端，以便糖原的降解。
  • 糖原分解
    • 主要指肝糖原分解为葡萄糖的过程。
    • 亚细胞定位：肝细胞胞质
    • 关键酶：糖原磷酸化酶