糖代谢

糖原的合成与分解：糖原是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速运用的能量储备；糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体。

糖代谢

• 糖的摄取与利用
  • 糖
    • 概念
      • 糖即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物
    • 分类及其结构
      • 根据其水解产物的情况
      • 单糖
        • 不能再水解的糖
        • eg.
          • 葡萄糖
          • 果糖
          • 半乳糖
          • 核糖
      • 寡糖
        • 能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连
        • 二糖eg.
          • 麦芽糖
          • 蔗糖
          • 乳糖
      • 多糖
        • 能水解生成多个分子单糖的糖
        • eg.
          • 淀粉
            • 是植物中养分的储存形式
          • 糖原
            • 是动物体内葡萄糖的储存形式
          • 纤维素
            • 作为植物的骨架
      • 结合糖
        • 糖与非糖物质的结合物
        • eg.
          • 糖脂
            • 糖-脂类
          • 糖蛋白
            • 糖-蛋白质
  • 糖的主要生理功能是氧化供能
    • 糖在生命活动中的主要作用是提供碳源和能源
    • 提供合成体内其他物质的原料
    • 作为机体组织细胞的组成成分
  • 糖的消化与吸收
    • 消化
      • 主要在小肠，少量在口腔
    • 吸收
      • 吸收部位
        • 小肠上段
      • 吸收形式
        • 单糖
• 糖的无氧氧化
  • 概念
    • 在机体缺氧条件下，葡萄糖经一系列酶促反应生成丙酮酸进而还原成乳酸的过程
  • 阶段
    • 糖酵解
      • 1分子葡萄糖生成2分子丙酮酸
      • 反应部位
        • 胞浆
      • 过程
        • 总结
          • 关键酶
            • 己糖激酶
            • 磷酸果糖激酶-1
            • 丙酮酸激酶
          • 底物水平磷酸化
            • 7
            • 10
          • 1分子葡萄糖生成4个ATP，消耗2个ATP，净生成2个ATP
      • 调节
        • 取决于三个关键酶活性
        • 磷酸果糖激酶-1
          • 别构抑制剂
            • ATP(高浓度)
            • 柠檬酸
          • 别构激活剂
            • ATP(低浓度)
            • AMP，ADP
              • 可与ATP竞争结合别构部位，抵消ATP的抑制作用
            • 果糖-1，6-二磷酸
            • 果糖-2，6-二磷酸
              • 最强激活剂
              • 与AMP一起取消ATP、柠檬酸对磷酸果糖激酶-1的抑制作用
        • 丙酮酸激酶
          • 别构调节
            • 别构激活剂
              • 果糖-1，6-二磷酸
            • 别构抑制剂
              • ATP
          • 共价修饰调节
            • 磷酸化
        • 己糖激酶
          • 反馈抑制调节
    • 乳酸生成
  • 生理意义
    • 主要生理意义：迅速提供能量，对肌收缩更为重要
    • 是某些细胞、组织在氧供应正常情况下的重要供能途径
      • 无线粒体的细胞
        • eg.红细胞
      • 代谢活跃的细胞
        • eg.白细胞、骨髓细胞、肿瘤细胞
• 糖的有氧氧化
  • 概念
    • 机体利用氧将葡萄糖彻底氧化成水和二氧化碳的反应过程，是体内糖分解供能的主要方式
  • 部位
    • 胞液及线粒体
  • 阶段
    • 糖酵解
      • 部位
        • 胞质
      • 过程
        • 同无氧氧化
    • 丙酮酸的氧化脱羧
    • 柠檬酸循环(三羧酸循环)
      • 概念
        • 是由线粒体内一系列酶促反应构成的循环反应系统，也称Krebs循环
      • 反应部位
        • 线粒体
      • 过程
        • 总结
          • 1次底物水平磷酸化
            • ⑤
          • 2次脱羧
            • ③、④
          • 4次脱氢
            • ③、④、⑥、⑧
          • 3个关键酶
            • 柠檬酸合酶
            • 异柠檬酸脱氢酶
            • α-酮戊二酸脱氢酶复合体
      • 生理意义
        • 柠檬酸循环是三大营养物质分解产能的共同通路
        • 柠檬酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽
    • 氧化磷酸化
  • 糖的有氧氧化是糖分解生成ATP的主要方式
  • 调节
    • 丙酮酸脱氢酶复合体的调节
      • 别构调节
        • 别构抑制剂
          • 乙酰CoA，NADH，ATP
        • 别构激活剂
          • AMP，ADP，NAD⁺
        • 乙酰CoA/HSCoA↑或NADH/NAD⁺↑时，其活性也受到抑制。这两种情况见于饥饿、大量脂肪酸被动员利用时，这时糖的有氧氧化被抑制，大多数组织器官利用脂酸作为能量来源以确保脑等重要组织对葡萄糖的需要
      • 共价修饰调节
    • 柠檬酸循环的调节
      • 柠檬酸循环本身具有的内部相互制约系统的调节
      • ATP、ADP的影响
      • 其他，如Ca²⁺可激活许多酶
    • 调节特点
      • 通过对其关键酶的调节实现
      • ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制
      • 氧化磷酸化速率影响柠檬酸循环。氧化磷酸化速率降低，则柠檬酸循环速率也减慢
      • 柠檬酸循环与酵解途径互相协调。柠檬酸运算需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA
  • 糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化
    • 概念
      • 巴斯德效应：指有氧氧化抑制无氧氧化的现象
    • 机制
      • 有氧时，NADH+H⁺进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸
      • 缺氧时，酵解途径加强，NADH+H⁺在包浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸
• 血糖及其调节
  • 概念
    • 血糖
      • 血液中的葡萄糖
    • 血糖水平
      • 即血糖浓度
      • 正常血糖浓度：3.89-6.11mmol/L
  • 血糖水平恒定的生理意义
    • 保证重要组织器官的能量供应，特别是某些依赖葡萄糖功能的组织器官
    • 脑组织不能利用脂酸，正常情况下主要依赖葡萄糖供能
    • 红细胞没有线粒体，完全通过糖酵解供能
    • 骨髓及神经组织代谢活跃，经常利用葡萄糖供能
  • 血糖的来源和去路
  • 血糖水平的平衡主要受到激素调节
    • 降血糖
      • 胰岛素
    • 升血糖
      • 胰高血糖素
      • 糖皮质激素
      • 肾上腺素
• 糖异生
  • 概念
    • 糖异生是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程
  • 部位
    • 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体
  • 原料
    • 乳酸、甘油、生糖氨基酸
  • 糖异生不完全是糖酵解的逆反应
    • 总述
      • 糖酵解中可逆的过程与糖异生共有
      • 糖酵解中有3个由关键酶催化的不可逆反应，在糖异生中需要由其他反应与酶替代
    • 过程
      • • 糖异生途径中，需要NADH+H⁺
          • 1.由乳酸为原料进行糖异生时，
          • 2.由氨基酸为原料进行糖异生时，由草酰乙酸与苹果酸互相转变生成NADH+H⁺
  • 生理意义
    • 维持血糖恒定
    • 是补充或恢复肝糖原储备的重要途径
    • 肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡
  • 乳酸循环(Cori循环)
    • 过程
    • 乳酸循环耗能
      • 2分子乳酸异生为1分子葡萄糖需6分子ATP
    • 生理意义
      • 乳酸再利用，避免了乳酸的损失
      • 防止乳酸的堆积引起酸中毒
• 糖原的合成与分解
  • 糖原的定义
    • 糖原是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速运用的能量储备
  • 糖原储存的主要器官及其生理意义
    • 肌肉：肌糖原，主要供肌肉收缩所需
    • 肝脏：肝糖原，维持血糖水平
  • 糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体
    • 概念
      • 糖原的合成指由葡萄糖合成糖原的过程。糖原合成时，葡萄糖先活化，再连接形成直链和支链
    • 合成部位
      • 组织定位
        • 肝脏，肌肉
      • 细胞定位
        • 胞浆
    • 糖原合成途径
      • 葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖
      • 尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链
  • 糖原分解从非还原末端进行磷酸解
    • 概念
      • 糖原分解习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程
    • 部位
      • 细胞定位
        • 胞浆
      • 组织定位
        • 肝脏
    • 步骤
      • 糖原磷酸化酶分解α-1，4-糖苷键
        • 糖原的磷酸解
        • 脱支酶分解α-1，6-糖苷键释放出游离葡萄糖
• 磷酸戊糖途径
  • 概念
    • 磷酸戊糖途径是指葡萄糖-6-磷酸生成磷酸戊糖及NADPH+H⁺，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和果糖-6-磷酸的反应过程
  • 反应部位
    • 胞液
  • 阶段
    • 氧化阶段生成NADPH和5-磷酸核糖
    • 基团转移阶段生成3-磷酸甘油醛和果糖-6-磷酸，也称磷酸戊糖旁路
  • 磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP⁺比值的调节
    • 6-磷酸葡萄糖脱氢酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高低决定6-磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的流量
    • 此酶活性主要受NADPH/NADP⁺比值的影响，比值升高则被抑制，降低则被激活。另外NADPH对该酶有强烈抑制作用
  • 生理意义
    • 为核酸的生物合成提供核糖
    • 提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应
• 习题