《生物化学教学课件》糖代谢-2.ppt

1、目目 录录目目 录录糖 代 谢目目 录录第第 四四 节节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径Pentose Phosphate Pathway目目 录录* 概念概念磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成是指由葡萄糖生成磷酸戊磷酸戊糖糖及及NADPH+H+，前者再进一步转变成，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的反应过程。的反应过程。目目 录录* * 细胞定位：细胞定位：胞胞 液液 第一阶段：氧化反应第一阶段：氧化反应 生成生成磷酸戊糖磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2一、磷酸戊糖途径的反应过程一、磷酸戊糖途径的反应过程* * 反应过程可分为二个阶段反应过程可分为二个阶

2、段 第二阶段则是非氧化反应第二阶段则是非氧化反应 包括一系列基团转移。包括一系列基团转移。 目目 录录CCCCCOOCH2OHOHOHOHHHHOHP P6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 CH2OHC=OCCCH2OOHOHHHP P5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPH+H+ NADP+ H2O NADP+ CO2 NADPH+H+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 CH2OH C O 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 CCCCCCH2OHOHOHOHHHHOHHOP P6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯 CCCCC=OCH2OHOHOHHHHOHOP P1

3、. 磷酸戊糖生成磷酸戊糖生成 5-磷酸核糖磷酸核糖 目目 录录G-6-P 5-磷酸核糖磷酸核糖 NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+ CO2 目目 录录3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖，可进入酵解途，可进入酵解途径。因此，磷酸戊糖途径也称径。因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路磷酸戊糖旁路(pentose phosphate shunt)。2. 基团转移反应基团转移反应 目目 录录5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛

4、C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C3目目 录录磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径第一阶段第一阶段 第第二二阶阶段段 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯(C6)3 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸(C6)3 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) 3 5-磷酸核糖磷酸核糖

5、 C53NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 CO2PCOHCOHCOHCH2OHHHPC OCOHCH2OHHPCOHCOHCOHCH2OHHCH2OHC OHH C OCOHCOHPCH2OHHPCOHCOHCH2OHHCH2OHC OH+5-5-磷酸磷酸PCH2OHHO CHCOHCH2OH5-5-磷酸磷酸7-7-磷酸磷酸景天糖景天糖3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛转酮醇酶转酮醇酶PCH2OHC OCOHCOHCH2OHH5-5-磷酸磷酸核酮糖核酮糖4-4-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖F-6-

6、PF-6-P转醛醇酶转醛醇酶目目 录录总反应式总反应式 36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 6 NADP+ 26-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2 目目 录录磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径的生理意义 目目 录录第第 五五 节节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 Glycogenesis and Glycogenolysis目目 录录是动物体内糖的储存形式之一，是机体能是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。迅速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收缩所需主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，肝脏：肝糖原，70

7、 100g，维持血糖水平维持血糖水平 糖糖 原原 (glycogen) 1. 葡萄糖单元以葡萄糖单元以形成长链。形成长链。2. 约约1010个葡萄糖单元处形成分个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以枝，分枝处葡萄糖以连接，连接，分支增加，溶分支增加，溶解度增加。解度增加。3. 非还原端增多，以利于其非还原端增多，以利于其被酶分解。被酶分解。目目 录录糖原核心糖原核心- 1，4糖苷键糖苷键- 1，6糖苷键糖苷键- 1，4糖苷键糖苷键- 1，6糖苷键糖苷键目目 录录（二）合成部位（二）合成部位（一）定义（一）定义糖原的合成糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合指由葡萄糖合成糖原的过程

8、。成糖原的过程。组织定位：主要在肝脏、肌肉组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞浆细胞定位：胞浆目目 录录1. 葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝） 目目 录录1- 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 2. 6-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 这步反应中磷酸基团转移的意义在于：这步反应中磷酸基团转移的意义在于：由于延长形成由于延长形成-1,4-糖苷键，所以糖苷键，所以葡萄糖分子葡萄糖分子C

9、1上的半缩醛羟基必须活化上的半缩醛羟基必须活化，才利于与原来，才利于与原来的糖原分子末端葡萄糖的游离的糖原分子末端葡萄糖的游离C4羟基缩合。羟基缩合。半缩醛羟基与磷酸基之间形成的半缩醛羟基与磷酸基之间形成的O-P键具键具有较高的能量。有较高的能量。目目 录录* UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在体内充作葡萄，在体内充作葡萄糖供体。糖供体。UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3. 1- 磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖 2Pi+能量能量 1- 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P 尿苷二

10、磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖 ( uridine diphosphate glucose , UDPG ) OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P尿苷尿苷P尿苷尿苷P P目目 录录糖原糖原n + UDPG 糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶( glycogen synthase ) UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶4. -1,4-糖苷键式结合糖苷键式结合 目目 录录* 糖原糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物糖原引物(primer)， 作为作为UDPG 上葡萄糖基的上葡萄糖基的接受体。接受体。 糖

11、原糖原n + UDPG 糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶(glycogen synthase) （四）糖原分枝的形成（四）糖原分枝的形成 分分 支支 酶酶 (branching enzyme) -1,6-糖苷键糖苷键 -1,4-糖苷键糖苷键 目目 录录目目 录录近来人们在糖原分子的核心发现了一种名为近来人们在糖原分子的核心发现了一种名为glycogenin的蛋白质。的蛋白质。Glycogenin可对其自身进行可对其自身进行共价修饰，将共价修饰，将UDP-葡萄糖分子的葡萄糖分子的C1结合到其酶分结合到其酶分子的酪氨酸残基上，从而使它糖基化。这个结合上子的酪氨酸残基上，从而使它糖基化。

12、这个结合上去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。糖原合成过程中作为引物的第一个糖原分子从何而来？糖原合成过程中作为引物的第一个糖原分子从何而来？目目 录录目目 录录葡萄糖ATP ADPG-6-P G-1-PUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶UTPPPi糖原引物糖原引物GnUDPATPADP 糖原糖原Gn 1糖原糖原葡萄糖激酶葡萄糖激酶目目 录录* 定义定义* * 亚细胞定位：亚细胞定位：胞胞 浆浆 * * 肝糖元的分解肝糖元的分解 糖原糖原n n+1 +1 糖原糖原n + 1-n + 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸化酶磷酸化酶 1. 1. 糖原的磷酸解糖原的磷酸

13、解糖原分解糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖原习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。分解成为葡萄糖的过程。目目 录录 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 3. 1-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 4. 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 （肝，肾）（肝，肾）葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 脱枝酶脱枝酶 (debranching enzyme)2. 脱枝酶的作用脱枝酶的作用 转移葡萄糖残基转移葡萄糖残基水解水解 -1,6-糖苷键糖苷键 磷磷 酸

14、酸 化化 酶酶 转移酶活性转移酶活性 -1,6糖苷糖苷酶活性酶活性 目目 录录目目 录录* * 肌糖原的分解肌糖原的分解目目 录录 G-6-P的代谢去路的代谢去路G（补充血糖）（补充血糖）G-6-P F-6-P（进入酵解途径）（进入酵解途径）G-1-PGn（合成糖原）（合成糖原）UDPG 6-磷酸葡萄糖内酯磷酸葡萄糖内酯（进入磷酸戊糖途径）（进入磷酸戊糖途径） 葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸（进入葡萄糖醛酸途径）（进入葡萄糖醛酸途径）小小 结结 反应部位：胞浆反应部位：胞浆 目目 录录3. 糖原的合成与分解总图糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原糖

15、原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶糖原合酶 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 己糖己糖(葡萄糖葡萄糖)激酶激酶 糖原糖原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝） 糖原糖原n 目目 录录关键酶关键酶 糖原合成：糖原合成：糖原合酶糖原合酶 糖原分解：糖原分解：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 这两种关键酶的重要特点：这两种关键酶的重要特点：* * 它们的快速调节有它们的快速调节有共价修饰共价修饰和和变构调节变构调节二二种方式。种方式。* * 它们都以活性、无（低）活性二种形式存它们都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸在，二种形式之间可通

16、过磷酸化和去磷酸化而相互转变。化而相互转变。目目 录录调节有调节有级联放大级联放大作用，效率高；作用，效率高； 两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反； 此调节为酶促反应，调节速度快；此调节为酶促反应，调节速度快； 受激素调节。受激素调节。 1 1. 共价修饰调节共价修饰调节 目目 录录腺苷环化酶腺苷环化酶 （无活性）（无活性）腺苷环化酶（有活性）腺苷环化酶（有活性） 激素（胰高血糖素、肾上腺素等）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体受体 ATP cAMP PKA(无活性无活性) 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶 糖原合酶糖原合酶 糖原合酶糖原合酶-P PKA(

17、有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b 磷酸化酶磷酸化酶a-P 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-P Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 Pi Pi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂 PKA（有活性）（有活性） 目目 录录肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同 * 在糖原分解代谢时肝主要受在糖原分解代谢时肝主要受胰高血糖素胰高血糖素的调的调节，而肌肉主要受节，而肌肉主要受肾上腺素肾上腺素调节。调节。 * 肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主肌肉内糖

18、原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要为要为AMP、ATP及及6-磷酸葡萄糖。磷酸葡萄糖。 糖原合酶糖原合酶磷酸化酶磷酸化酶a-P磷酸化酶磷酸化酶bAMPATP及及6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖目目 录录调节小结调节小结 双向调控双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行：对合成酶系与分解酶系分别进行调节，如加强合成则减弱分解，或反之。调节，如加强合成则减弱分解，或反之。 双重调节双重调节：别构调节和共价修饰调节。：别构调节和共价修饰调节。 肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点： 如：分解肝糖原的激素主要为如：分解肝糖原的激素主要为胰高血糖素胰高血糖素， 分解肌糖原的激素主要为分解肌

19、糖原的激素主要为肾上腺素肾上腺素。 关键酶调节上存在关键酶调节上存在级联效应级联效应。 关键酶都以关键酶都以活性、无（低）活性二种形式活性、无（低）活性二种形式存存在，二种形式之间可通过在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化磷酸化和去磷酸化而相互转变。而相互转变。目目 录录糖原累积症糖原累积症(glycogen storage diseases)是一是一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织中有大量糖原堆积。引起糖原累积症的原因是中有大量糖原堆积。引起糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。 目目 录录

20、糖原积累症分型糖原积累症分型目目 录录目目 录录糖异生糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。* * 部位部位* * 原料原料* * 概念概念 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸目目 录录* 定义定义* * 过程过程 酵解途径中有酵解途径中有3个由关键酶催化的不个由关键酶催化的不可逆反应可逆反应。在糖异生时，须由另外。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。的反应和酶代替。 糖异生途径与酵解途径大多数反应糖异生途径与酵解途径大多数反

21、应是共有的、可逆的；是共有的、可逆的；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸糖异生途径糖异生途径(gluconeogenic pathway)指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。目目 录录乳酸乳酸已糖激酶6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶三个不可逆三个不可逆反应反应 糖异生糖异生OOHOHCH2CH2OHOPPF-

22、6-PPPOOHOHCH2CH2OOPF-1,6-2P果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-1葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶第第1步步第第2步步第第3步步草酰草酰乙酸乙酸丙酮酸羧丙酮酸羧化化酶酶 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 羧羧激激酶酶 目目 录录1. 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP ATP ADP+Pi CO2 GTP GDPCO2 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶，辅酶为生物素（反应在线粒体）为生物素（反应在线粒体） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶

23、（反应在线粒体、胞液）胞液）目目 录录 草酰乙酸转运出线粒体草酰乙酸转运出线粒体 出线粒体出线粒体 苹果酸苹果酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 出线粒体出线粒体 天冬氨酸天冬氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 目目 录录丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATP + CO2ADP + Pi 苹果酸苹果酸 NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GDP + CO2

24、线线粒粒体体胞胞液液草酰乙酸草酰乙酸 磷酸烯醇式丙酮酸（磷酸烯醇式丙酮酸（PEP） PEP 苹果酸苹果酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 天冬氨酸天冬氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 (胞液胞液) ( (线粒体线粒体) ) 羧激酶羧激酶 NAD+NADH+H+NADH+H+NAD+目目 录录3-磷酸甘油激酶3-磷酸甘油脱氢酶目目 录录糖异生途径所需糖异生途径所需NADH+H+的来源的来源 糖异生途径中，糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成二磷酸甘油酸生成3-磷磷酸甘油醛时，需要酸甘油醛时，需要NADH+H+。 由乳酸为原料异生糖时，由乳酸为原料异生糖时， NADH+H+由下述由下述

25、反应提供。反应提供。乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 LDH NAD+ NADH+H+ 目目 录录 由氨基酸为原料进行糖异生时，由氨基酸为原料进行糖异生时， NADH+H+则由则由线粒体内线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的提供，它们来自于脂酸的-氧化或三羧酸循环，氧化或三羧酸循环，NADH+H+转运则通过草酰转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运。乙酸与苹果酸相互转变而转运。苹果酸苹果酸 线粒体线粒体 苹果酸苹果酸 草酰草酰乙酸乙酸草酰草酰乙酸乙酸NAD+ NADH+H+ NAD+ NADH+H+ 胞浆胞浆 目目 录录2. 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 转变为转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖 1

26、,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 Pi 果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-1 3. 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 Pi 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 目目 录录非糖物质进入糖异生的途径非糖物质进入糖异生的途径 糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物 生糖氨基酸生糖氨基酸 -酮酸酮酸 -NH2 甘油甘油 -磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 2H 上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异生为葡萄糖或糖原异生为葡萄糖或糖原 目目

27、录录目目 录录糖异生活跃糖异生活跃有葡萄糖有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶 【】肝肝 肌肉肌肉 循环过程循环过程 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 NADH NAD+ 乳酸乳酸 乳酸乳酸 NAD+ NADH 丙酮酸丙酮酸 糖异生途径糖异生途径 血液血液 糖异生低下糖异生低下没有葡萄糖没有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶 【】目目 录录 生理意义生理意义 乳酸再利用，避免了乳酸的损失。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。防止乳酸的堆积引起酸中毒。 乳酸循环是一个耗能的过程乳酸循环是一个耗能的过程 2分子乳酸异生为分子乳酸异生为1分子葡萄糖需分

28、子葡萄糖需6分子分子ATP。 目目 录录（一）维持血糖浓度恒定（一）维持血糖浓度恒定 （二）补充肝糖原（二）补充肝糖原 三碳途径三碳途径： 指进食后，大部分葡萄糖指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。（三）调节酸碱平衡（乳酸异生为糖）（三）调节酸碱平衡（乳酸异生为糖） 目目 录录在前面的三个在前面的三个反应过程中，作用反应过程中，作用物的互变分别由不物的互变分别由不同酶催化其单向反同酶催化其单向反应，这种互变循环应，这种互变循环称之为称之为底物循环底物循环(s

29、ubstratecycle)。6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶-1 ADP ATP Pi 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP Pi PEP 丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ADP ATP CO2+ATP ADP+Pi GTP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶羧激酶GDP+Pi +CO2 目目 录录因此，有必要通过调节使因此，有必要通过调节使糖异生途径糖异生途径与与酵酵解途径解途径相互协调，主要是

30、对前述底物循环中的相互协调，主要是对前述底物循环中的后后2 2个底物循环个底物循环进行调节。进行调节。当两种酶活性相等时，则不能将代谢向当两种酶活性相等时，则不能将代谢向前推进，结果仅是前推进，结果仅是ATP分解释放出能量，因分解释放出能量，因而称之为而称之为无效循环无效循环(futile cycle)。1. 1. 丙酮酸激酶丙酮酸激酶（1）1,6-双磷酸果糖是丙酮酸激酶的别构激活剂 胰高血糖素2,6-双磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖 （2）胰高血糖素 cAMP 丙酮酸激酶磷酸化失活（3）丙酮酸激酶可被丙氨酸（糖异生原料）抑制。2. 2. 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶（1）乙酰CoA存在，丙酮酸羧化

31、酶才有活性。（2）乙酰CoA对丙酮酸脱氢酶有抑制作用。胰高血糖素: cAMP 蛋白激酶A 6-磷酸果糖激酶-2(磷酸化,失活) 2，6-二磷酸果糖 促进糖异生,抑制糖的分解。胰岛素: 作用相反2，6-二磷酸果糖目前被认为是肝内调节糖的分解或糖异生方向的主要信号。 目目 录录第第 七七 节节 血糖及其调节血糖及其调节Blood Glucose and The Regulation of Blood Glucose Concentration目目 录录* 血糖，血糖，指血液中的葡萄糖。指血液中的葡萄糖。* 血糖水平，血糖水平，即血糖浓度。即血糖浓度。 正常血糖浓度正常血糖浓度 ：3.896.11m

32、mol/L 血糖及血糖水平的概念血糖及血糖水平的概念 目目 录录血糖水平恒定的生理意义血糖水平恒定的生理意义 保证重要组织器官的能量供应，特别是某保证重要组织器官的能量供应，特别是某些依赖葡萄糖供能的组织器官。些依赖葡萄糖供能的组织器官。 脑组织脑组织不能利用脂酸，正常情况下主要依赖葡萄不能利用脂酸，正常情况下主要依赖葡萄糖供能；糖供能； 红细胞红细胞没有线粒体，完全通过糖酵解获能；没有线粒体，完全通过糖酵解获能； 骨髓及神经组织骨髓及神经组织代谢活跃，经常利用葡萄糖供能。代谢活跃，经常利用葡萄糖供能。目目 录录血血糖糖食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非

33、糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2 + H2O 糖原合成糖原合成 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径等磷酸戊糖途径等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 一、血糖来源和去路一、血糖来源和去路目目 录录主要调主要调节激素节激素降低血糖：胰岛素降低血糖：胰岛素(insulin) 升高血糖：胰高血糖素升高血糖：胰高血糖素(glucagon)、糖皮质激素、肾上腺素糖皮质激素、肾上腺素* * 主要依靠激素的调节主要依靠激素的调节 目目 录录（一）（一） 胰岛素胰岛素 促进葡萄糖转运进入肝外细胞促进葡萄糖转运进入肝外细胞 ； 加速糖原合成，抑制

34、糖原分解；加速糖原合成，抑制糖原分解； 加快糖的有氧氧化；加快糖的有氧氧化； 抑制肝内糖异生；抑制肝内糖异生； 减少脂肪动员。减少脂肪动员。 体内唯一降低血糖水平的激素体内唯一降低血糖水平的激素 胰岛素的作用机制胰岛素的作用机制:目目 录录（二）胰高血糖素（二）胰高血糖素 促进肝糖原分解，抑制糖原合成；促进肝糖原分解，抑制糖原合成； 抑制酵解途径，促进糖异生；抑制酵解途径，促进糖异生； 促进脂肪动员。促进脂肪动员。 体内升高血糖水平的主要激素体内升高血糖水平的主要激素 * * 此外，糖皮质激素和肾上腺素也可升高血糖，此外，糖皮质激素和肾上腺素也可升高血糖， 肾上腺素主要在应急状态下发挥作用。肾

35、上腺素主要在应急状态下发挥作用。胰高血糖素的作用机制：胰高血糖素的作用机制： 目目 录录（三）糖皮质激素（三）糖皮质激素引起血糖升高，肝糖原增加引起血糖升高，肝糖原增加 * * 此外，在糖皮质激素存在时，其他促进脂肪动此外，在糖皮质激素存在时，其他促进脂肪动员的激素才能发挥最大的效果，间接抑制周围员的激素才能发挥最大的效果，间接抑制周围组织摄取葡萄糖。组织摄取葡萄糖。目目 录录（四）肾上腺素（四）肾上腺素强有力的升高血糖的激素强有力的升高血糖的激素 肾上腺素的作用机制肾上腺素的作用机制通过肝和肌肉的细胞膜受体、通过肝和肌肉的细胞膜受体、cAMP、蛋白、蛋白激酶级联激活磷酸化酶，加速糖原分解。主

36、要在激酶级联激活磷酸化酶，加速糖原分解。主要在应激状态下发挥调节作用。应激状态下发挥调节作用。 目目 录录*葡萄糖耐量葡萄糖耐量(glucose tolerence)正常人体内存在一套精细的调节糖代谢正常人体内存在一套精细的调节糖代谢的机制，在一次性食入大量葡萄糖后，血糖的机制，在一次性食入大量葡萄糖后，血糖水平不会出现大的波动和持续升高。水平不会出现大的波动和持续升高。指人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能指人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力的现象。力的现象。目目 录录糖耐量试验糖耐量试验(glucose tolerance test, GTT) 目的：目的：临床上用来诊断病人有无糖代谢异常

37、。临床上用来诊断病人有无糖代谢异常。 口服糖耐量试验的方法口服糖耐量试验的方法被试者清晨空腹静脉采血测定血糖浓度，被试者清晨空腹静脉采血测定血糖浓度，然后一次服用然后一次服用100g葡萄糖，服糖后的葡萄糖，服糖后的1/2、1、2h（必要时可在（必要时可在3h）各测血糖一次。以测定血糖）各测血糖一次。以测定血糖的时间为横坐标（空腹时为的时间为横坐标（空腹时为0h），血糖浓度为），血糖浓度为纵坐标，绘制糖耐量曲线。纵坐标，绘制糖耐量曲线。目目 录录糖耐量曲线糖耐量曲线 正常人：正常人：服糖后服糖后1/21h达到高峰，然后逐渐降低，达到高峰，然后逐渐降低， 一般一般2h左右恢复正常值。左右恢复正常值

38、。糖尿病患者：糖尿病患者：空腹血糖高于正常值，服糖后血糖浓空腹血糖高于正常值，服糖后血糖浓度急剧升高，度急剧升高，2h后仍可高于正常。后仍可高于正常。目目 录录（一）高血糖及糖尿症（一）高血糖及糖尿症1. 高血糖高血糖(hyperglycemia)的定义的定义2. 肾糖阈的定义肾糖阈的定义临床上将空腹血糖浓度高于临床上将空腹血糖浓度高于7.227.78mmol/L称称为为高血糖高血糖。当血糖浓度高于当血糖浓度高于8.8910.00mmol/L时，超过了时，超过了肾小管的重吸收能力，则可出现肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿糖尿。这一血糖水。这一血糖水平称为平称为肾糖阈肾糖阈。目目 录录a. 持续

39、性高血糖和糖尿，主要见于糖尿病持续性高血糖和糖尿，主要见于糖尿病(diabetes mellitus, DM)。型（胰岛素依赖型）型（胰岛素依赖型）型（非胰岛素依赖型）型（非胰岛素依赖型）b. 血糖正常而出现糖尿，见于慢性肾炎、肾病综合血糖正常而出现糖尿，见于慢性肾炎、肾病综合征等引起肾对糖的吸收障碍。征等引起肾对糖的吸收障碍。c. 生理性高血糖和糖尿可因情绪激动而出现。生理性高血糖和糖尿可因情绪激动而出现。 糖尿病可分为二型糖尿病可分为二型: 目目 录录( (二）低血糖二）低血糖1. 低血糖低血糖(hypoglycemia)的定义的定义2. 低血糖的影响低血糖的影响空腹血糖浓度低于空腹血糖浓

40、度低于3.333.89mmol/L时称为时称为低低血糖血糖。血糖水平过低，会影响脑细胞的功能，从血糖水平过低，会影响脑细胞的功能，从而出现而出现 头晕、倦怠无力、心悸等症状，严重时头晕、倦怠无力、心悸等症状，严重时出现昏迷，称为出现昏迷，称为低血糖休克低血糖休克。 目目 录录3. 低血糖的病因低血糖的病因 目目 录录糖糖 代代 谢谢 小小 结结目目 录录糖原合成糖原合成糖原分解糖原分解糖原糖原G-1-PGG-6-PF-6-PF-1,6-2P磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛5-磷酸核糖磷酸核糖2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA1,3-2磷酸甘油酸磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸乳酸乳酸丙氨酸丙氨酸三羧酸三羧酸循环循环磷酸甘油磷酸甘油甘油甘油草酰乙酸草酰乙酸-H2O + CO2磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径糖的有氧氧化糖的有氧氧化糖酵解糖酵解糖异生糖异生目目 录录