生物化学04第四章 糖代谢课件.ppt

1、l 糖的转运和贮存糖的转运和贮存l 糖酵解、三羧酸循环途径糖酵解、三羧酸循环途径,反应过程中能量的产生和反应过程中能量的产生和消耗消耗 能量变化计算能量变化计算l 糖代谢过程中的关键酶糖代谢过程中的关键酶l 磷酸己糖旁路、糖醛酸途径一般过程及生理意义磷酸己糖旁路、糖醛酸途径一般过程及生理意义学习要求学习要求:糖的概念糖的概念 糖类糖类(Carbohydrates)即碳水化合物即碳水化合物 化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物或多聚糖。食物中糖主要是淀粉，经消物或多聚糖。食物中糖主要是淀粉，经消化为基本组成单位化为基本组成单位葡萄糖（葡萄糖（glucose）后后被吸

2、收。被吸收。根据糖分子构成特点分：根据糖分子构成特点分：单糖（单糖（monosacchride）寡糖（寡糖（oligosacchride）多糖（多糖（polysacchride）结合糖（结合糖（glycoconjugate）糖的分类糖的分类OHOHHHOHHOHOOHOOHHHHOHOHHOHHCH2OH葡萄糖葡萄糖(glucose)已醛糖已醛糖果糖果糖(fructose)已酮糖已酮糖 OHOHOHOHHHOHHOH1.单糖单糖 不能再水解的糖。不能再水解的糖。OOHOHHOH2CHHOHHCH2OH目目 录录2.寡糖寡糖常见的几种二糖有常见的几种二糖有麦芽糖麦芽糖 (maltose)葡萄糖葡

3、萄糖 葡萄糖葡萄糖蔗蔗 糖糖(sucrose)葡萄糖葡萄糖 果糖果糖乳乳 糖糖(lactose)葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借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。脱水缩合的糖苷键相连。3.多糖多糖 能水解生成多个分子单糖的糖。能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有常见的多糖有淀淀 粉粉(starch)糖糖 原原(glycogen)纤维素纤维素 (cellulose)多糖：多糖：由若干单糖组成的糖类由若干单糖组成的糖类 根据分子组成又分根据分子组成又分同多糖同多糖和和杂多糖杂多糖 同多糖：同多糖：由相同单糖缩合而成由相同单糖缩合而成 常

4、见淀粉、糖原、纤维素常见淀粉、糖原、纤维素 杂多糖：杂多糖：由不相同的单糖或单糖衍生物缩合由不相同的单糖或单糖衍生物缩合而成而成 如粘多糖如粘多糖糖原糖原 是动物体内葡萄糖的储存形式是动物体内葡萄糖的储存形式目目 录录淀粉淀粉 是植物中养分的储存形式是植物中养分的储存形式淀粉颗粒淀粉颗粒目目 录录纤维素纤维素 作为植物的骨架作为植物的骨架-1,4-糖苷键糖苷键目目 录录结合糖：结合糖：糖与非糖物质结合形成的复合糖类糖与非糖物质结合形成的复合糖类 糖蛋白糖蛋白 蛋白质含量多与糖蛋白质含量多与糖 蛋白多糖蛋白多糖 糖含量多与蛋白质糖含量多与蛋白质 糖脂糖脂 单糖或寡糖与脂类结合单糖或寡糖与脂类结合

5、 为机体生理活动提供能量为机体生理活动提供能量 转化其他重要化合物转化其他重要化合物 重要组织结构成分重要组织结构成分 糖的生理功能糖的生理功能1.氧化供能氧化供能如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。核苷等物质的原料。3.作为机体组织细胞的组成成分作为机体组织细胞的组成成分这是糖的主要功能。这是糖的主要功能。2.其他物质的原料其他物质的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。光合作用光合作用合成代谢合成代谢糖异生糖异生分解代谢分解代谢糖原的分解糖原的分解糖酵解糖酵解三羧酸循环三羧酸循环

6、糖原的生物合成糖原的生物合成点击回目录点击回目录一、一、photosynthesis糖的酶水解糖的酶水解点击回目录点击回目录 糖类物质经酶解作用（消化作用），变成单糖糖类物质经酶解作用（消化作用），变成单糖 后才能被小肠直接吸收，进入毛细血管、进入血循后才能被小肠直接吸收，进入毛细血管、进入血循 环，进行代谢。环，进行代谢。糖酶：多糖酶、糖苷酶糖酶：多糖酶、糖苷酶淀粉的酶促水解：淀粉的酶促水解：、淀粉酶淀粉酶，水解水解-1-1，4 4糖苷键，水解产物为麦芽糖糖苷键，水解产物为麦芽糖-淀粉酶：淀粉酶：水解任何部位的水解任何部位的-1-1，4 4糖键，糖键，-淀粉酶：淀粉酶：非还原端开始水解非还原

7、端开始水解-1-1，6 6糖苷键酶：糖苷键酶：-1-1，6 6糖苷键糖苷键 水解产物：水解产物：糊精糊精、麦芽糖麦芽糖的混合物的混合物淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖+麦芽三糖麦芽三糖（40%）（25%）-临界糊精临界糊精+异麦芽糖异麦芽糖 （30%）（5%）葡萄糖葡萄糖 唾液中的唾液中的-淀粉酶淀粉酶 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 -临界糊精酶临界糊精酶 消化过程消化过程 肠粘膜肠粘膜上皮细胞上皮细胞刷状缘刷状缘 胃胃 口腔口腔 肠腔肠腔 胰液中的胰液中的-淀粉酶淀粉酶 食物中含有的大量纤维素，因食物中含有的大量纤维素，因人体内无人体内无-糖苷酶而不能对其分解糖苷酶而不能对其分解利用，但却具有刺激肠蠕动等作

8、用，利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。也是维持健康所必需。糖的吸收糖的吸收1.吸收部位吸收部位 小肠上段小肠上段 2.吸收形式吸收形式 单单 糖糖 ADP+Pi ATP G Na+K+Na+泵泵小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 肠肠腔腔 门静脉门静脉 吸收机制吸收机制Na+依赖型葡萄糖转运体依赖型葡萄糖转运体(Na+-dependent glucose transporter,SGLT)刷状缘刷状缘 细胞内膜细胞内膜 主动转运主动转运小肠中葡萄糖小肠中葡萄糖的吸收示意图的吸收示意图 吸收途径吸收途径 小肠肠腔小肠肠腔 肠粘膜上皮细胞肠粘膜上皮细胞 门静脉门静脉 肝脏肝脏 体循环体循环

9、SGLT 各种组织细胞各种组织细胞 GLUT GLUT：葡萄糖转运体葡萄糖转运体(glucose transporter)，已发现有已发现有5种葡萄糖转运种葡萄糖转运体体(GLUT 15)。葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 无氧无氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖异生途径糖异生途径 乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 肝糖原分解肝糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 核糖核糖 +NADPH+H+淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 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

10、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。*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：3.896.11mmol/L 血糖及血糖水平的概念血糖及血糖水平的概念 血糖水平异常血糖水平异常（一）高血糖及糖尿症（一）高血糖及糖尿症1.高血糖高血糖

11、(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，时，超过了肾小管的重吸收能力，则可出现超过了肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿糖尿。这一血糖水平称为这一血糖水平称为肾糖阈肾糖阈。低血糖低血糖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

12、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。血糖水平的调节血糖水平的调节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 糖酵解途径发现历史糖酵解途径发现历史G GCHCH3 3CHCH2 2OHOH无氧无氧酵母菌酵母菌法，法，L.PasteurL.Pasteur：1875187518971897，德，德，Hans buchner

13、Hans buchner、Edward buchnerEdward buchner酵母抽提液酵母抽提液19051905，HardenHardenWilliamWilliam YoungYoung实验证明无机磷酸的作用实验证明无机磷酸的作用19401940，德，生物化学家，德，生物化学家恩伯顿恩伯顿(Gustar Embden(Gustar Embden)迈耶霍夫迈耶霍夫(Otto Meyerhof)(Otto Meyerhof)阐明糖酵解途径，揭示普遍性阐明糖酵解途径，揭示普遍性EmbdenEmbden-Meyerhof-Meyerhof途径途径(EMPEMP)第一节第一节 糖的无氧分解糖的无

14、氧分解（Glycolysis of CarbohydrateGlycolysis of Carbohydrate）糖酵解（糖酵解（glycolysis）指葡萄糖生成指葡萄糖生成丙酮酸在无氧条件下转变为乳酸的过程。丙酮酸在无氧条件下转变为乳酸的过程。细胞液细胞液定定 义义部部 位位一、糖酵解的反应过程一、糖酵解的反应过程 分两个阶段：分两个阶段：第一阶段第一阶段 葡萄糖分解为丙酮酸（葡萄糖分解为丙酮酸（pyruvate）第二阶段第二阶段 丙酮酸转变为乳酸丙酮酸转变为乳酸（lactate）(1)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（glucose-6-phosphateglucose-6-phosphate）

15、的生成的生成 特点：反应不可逆特点：反应不可逆,需需ATP提供磷酸基和能量提供磷酸基和能量 己糖激酶己糖激酶己糖激酶己糖激酶，一种同工酶，有，一种同工酶，有4种类型：种类型：分布于不同组织，作用于分布于不同组织，作用于所有己糖，对所有己糖，对G的的Km值低，值低，主要用于主要用于G的分解。的分解。仅存在于肝脏，仅作用于仅存在于肝脏，仅作用于G，对对G的的Km值高，主要用于值高，主要用于G的合成的合成哺乳类动物体内已发现有哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同种己糖激酶同工酶，分别称为工酶，分别称为至至型。肝细胞中存在的型。肝细胞中存在的是是型，称为葡萄糖激酶型，称为葡萄糖激酶(glucokina

16、se)。它的。它的特点是：特点是：对葡萄糖的亲和力很低对葡萄糖的亲和力很低受激素调控受激素调控 (2)6-磷酸葡萄糖转化为磷酸葡萄糖转化为6-磷酸果糖磷酸果糖(fructose-6-phosphate)(3)6-磷酸果糖磷酸化成磷酸果糖磷酸化成1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 特点：特点：不可逆不可逆反应。需反应。需ATP提供磷酸基和能量提供磷酸基和能量 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(4)1，6-二磷酸果糖裂解成二磷酸果糖裂解成2个磷酸丙糖个磷酸丙糖(5)3-磷酸甘油醛氧化为磷酸甘油醛氧化为1，3-二磷酸酸甘油酸二磷酸酸甘油酸3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶催化，该途径催化，该途径唯一的氧

17、化步骤唯一的氧化步骤(6)1，3-二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸特点：特点：磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶催化，催化，第一个底物水平磷第一个底物水平磷酸化酸化反应反应(7)3-磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油变位酶磷酸甘油变位酶可逆的磷酸基转移过程可逆的磷酸基转移过程（8）2-磷酸甘油酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶烯醇化酶特点：电子重排和能量重新分布，特点：电子重排和能量重新分布，利于高利于高能磷酸键生成能磷酸键生成（9）磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸）磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激

18、酶特点：特点：第二个底物水平磷酸化第二个底物水平磷酸化反应，反应，反应不可逆反应不可逆（10）丙酮酸可作为受氢体还原生成乳酸）丙酮酸可作为受氢体还原生成乳酸 乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶特点：特点：保证糖酵解过程得以继续运行保证糖酵解过程得以继续运行 酸牛奶酸牛奶乳酸发酵乳酸发酵乳酸菌乳酸菌啤酒啤酒 液体面包液体面包 酒精发酵酒精发酵酵母酵母酿造食醋酿造食醋 乙酸发酵乙酸发酵醋酸菌醋酸菌点击回目录点击回目录to lactate(eg.in muscle)to ethanol(alcoholic fermentation in yeast)乳酸乳酸脱氢酶脱氢酶丙酮酸氧化脱羧生成乙酰丙酮酸氧化脱羧生成乙酰

19、CoA：丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系NADNAD+HSCoA+HSCoANADH+HNADH+H+CO+CO2 21.不需氧的产能过程不需氧的产能过程 从葡萄糖开始净生成从葡萄糖开始净生成2mol ATP 从糖原开始净生成从糖原开始净生成3mol ATP2.全过程在细胞液中进行全过程在细胞液中进行糖酵解小结糖酵解小结3.三个关键酶催化的反应不可逆三个关键酶催化的反应不可逆 关键酶：关键酶：己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 4.乳酸的生成乳酸的生成 使糖酵解途经中生成的使糖酵解途经中生成的NADH+H+重新转重新转变成变成NAD+，保证糖酵解过程继续运行，

20、保证糖酵解过程继续运行 E1:己糖激酶己糖激酶 E2:6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+乳乳 酸酸 糖酵解的代谢途径糖酵解的代谢途径GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP ADP ATPADP1,3-二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 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+NADH+H+ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3NADH+H+二、糖酵解的生理意义二、糖酵解的生理意义 1.机体缺氧状况下能机体缺氧状况下能迅速提供能量迅速

21、提供能量 剧烈运动等生理性缺氧剧烈运动等生理性缺氧 心肺机能障碍等病理性缺氧心肺机能障碍等病理性缺氧 2.有氧状况下有氧状况下依赖糖酵解供能依赖糖酵解供能 成熟红细胞因无线粒体而完全依赖成熟红细胞因无线粒体而完全依赖 白细胞、骨髓等代谢活跃部分依赖白细胞、骨髓等代谢活跃部分依赖 三、糖酵解的调节三、糖酵解的调节 调节关键位点是关键酶调节关键位点是关键酶 已糖激酶已糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 调节的方式调节的方式 变构调节变构调节 共价修饰共价修饰 （一）（一）6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(PFK-1)*别构调节别构调节 别构激活剂：别构激活剂：AMP;A

22、DP;F-1,6-2P;F-2,6-2P别构抑制剂：别构抑制剂：柠檬酸柠檬酸;ATP（高浓度）（高浓度）此酶有二个结合此酶有二个结合ATP的部位：的部位：活性中心底物结合部位（低浓度时）活性中心底物结合部位（低浓度时）活性中心外别构调节部位（高浓度时）活性中心外别构调节部位（高浓度时）F-1,6-2P 正反馈调节该酶正反馈调节该酶 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 1.6-二磷酸果糖二磷酸果糖 ATP和丙氨酸和丙氨酸变构激活剂变构激活剂（+）（-）变构抑制剂变构抑制剂二、对丙酮酸激酶的调节二、对丙酮酸激酶的调节第二节第二节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化（Aerobic Oxidation of Carbohy

23、dratesAerobic Oxidation of Carbohydrates）机体供氧充足条件下，葡萄糖彻底氧机体供氧充足条件下，葡萄糖彻底氧化生成化生成水水和和COCO2 2，并产生并产生能量能量的过程称为有的过程称为有氧氧化。氧氧化。有氧氧化是机体主要供能方式。有氧氧化是机体主要供能方式。细胞液及线粒体。细胞液及线粒体。概概 念念 部部 位位一、糖的有氧氧化反应过程一、糖的有氧氧化反应过程大致可分为三个阶段大致可分为三个阶段：糖酵解途径糖酵解途径 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A 乙酰乙酰CoA 的氧化的氧化（一）丙酮酸的生成（一）丙酮酸的生成 有氧条件下有氧条件

24、下丙酮酸丙酮酸入线粒体继续氧化。入线粒体继续氧化。酵解途径脱氢反应生成的酵解途径脱氢反应生成的NADH+H+也入也入线粒体氧化成水并生成线粒体氧化成水并生成ATP。（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A 丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧生成乙酰丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧生成乙酰CoA丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoANAD+NADH+HCO2丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 三个酶三个酶：丙酮酸脱氢酶（丙酮酸脱氢酶（E1）二氢硫辛酰胺转乙酰酶（二氢硫辛酰胺转乙酰酶（E2）二氢硫辛酰胺脱氢酶（二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3）五种辅酶五种辅酶：TP

25、PTPP、硫辛酸、硫辛酸、FADFAD、NADNAD+、CoACoA（三）乙酰（三）乙酰CoA CoA 的氧化的氧化三羧酸循环三羧酸循环 三羧酸循环（三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle）亦称亦称柠檬酸循环柠檬酸循环，是循环中第一个中间产物，是循环中第一个中间产物柠檬酸含有三个羧基。最早由柠檬酸含有三个羧基。最早由Krebs提出，提出，故又称故又称Krebs循环循环。三羧酸循环三羧酸循环部位：部位：在线粒体中。在线粒体中。1.柠檬酸柠檬酸（citratecitrate）的生成的生成 柠檬酸合酶柠檬酸合酶 特点：特点：耗能耗能，能量来自高能硫脂键，能量来自高能硫脂键，反应

26、不可逆反应不可逆异柠檬酸异柠檬酸（isocitrateisocitrate）的形成的形成异柠檬酸氧化脱羧生成异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸（酮戊二酸（-ketoglutatrateketoglutatrate）异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶催化，催化，氧化脱羧氧化脱羧 -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体催化下，催化下，脱氢、脱羧脱氢、脱羧4.-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA（succinyl CoA）底物水平磷酸化反应底物水平磷酸化反应 特点：特点：唯一直接生成唯一直接生成高能磷酸键高能磷酸键的反应。的反应。延胡索酸的生成延胡索酸的生成 脱脱2H2H由辅酶由辅

27、酶FADFAD接受，接受，生成生成FADHFADH2 2 琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶苹果酸的生成和草酰乙酸的再生苹果酸的生成和草酰乙酸的再生延胡索酸延胡索酸酶酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶每循环一次每循环一次 乙酰乙酰CoA的的乙酰基乙酰基被彻底氧化被彻底氧化 2分子分子CO2形式形式释放，是体内释放，是体内CO2来源来源 4次次脱氢反应：脱氢反应：3次次NAD+接受接受 1次次FAD接受接受 1次次底物水平磷酸化生成底物水平磷酸化生成1个高能磷酸键个高能磷酸键三羧酸循环小结三羧酸循环小结:二、三羧酸循环的特点和生理意义二、三羧酸循环的特点和生理意义 特点：特点：ATP生成生成的主要途径：净生成的主

28、要途径：净生成3636或或38molATP 38molATP 在在有氧有氧条件下运转：产生条件下运转：产生H需电子传递链传递需电子传递链传递三羧酸循环反应三羧酸循环反应非逆向非逆向进行进行中间产物中间产物的作用及补充的作用及补充 生理意义：生理意义：1.1.三羧酸循环是三大营养素的最终三羧酸循环是三大营养素的最终代谢通代谢通路路及主要及主要产能产能阶段阶段 2.三羧酸循环为糖、脂肪、氨基酸代谢联三羧酸循环为糖、脂肪、氨基酸代谢联系的系的枢纽枢纽 3.3.为其他物质代谢提供为其他物质代谢提供前体成分前体成分（2）共价修饰调节）共价修饰调节（二）对三羧酸循环的调节（二）对三羧酸循环的调节巴斯德效应

29、巴斯德效应（Pasteur effectPasteur effect）概念：概念：即有氧抑制糖酵解的现象即有氧抑制糖酵解的现象 基本原理：基本原理：氧充足氧充足丙酮酸入三羧酸循环丙酮酸入三羧酸循环，NADH+HNADH+H+入入线粒体经电子传递链氧化，而抑制乳酸生成线粒体经电子传递链氧化，而抑制乳酸生成 缺氧缺氧氧化磷酸化受阻，氧化磷酸化受阻，NADH+HNADH+H+累积，丙累积，丙酮酸在胞液中还原为乳酸，使糖酵解途径加强酮酸在胞液中还原为乳酸，使糖酵解途径加强 第三节第三节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径Pentose Phosphate Pathway 一、磷酸戊糖途径的主要反应过程一、磷酸戊

30、糖途径的主要反应过程 胞液胞液 第一阶段第一阶段氧化不可逆氧化不可逆 产生产生NADPH+H+及及CO2 第二阶段为第二阶段为非氧化可逆过程非氧化可逆过程部部 位位分两个阶段分两个阶段1.磷酸核糖的生成（第一阶段）磷酸核糖的生成（第一阶段）生成生成1 1分子磷酸戊糖分子磷酸戊糖和和2 2分子分子NADPH+HNADPH+H+2 2、基团转移反应（第二阶段）、基团转移反应（第二阶段）一系列可逆的基团转移反应一系列可逆的基团转移反应 目的和意义：目的和意义：在于将磷酸戊糖转变成在于将磷酸戊糖转变成6-磷酸果糖磷酸果糖 和和3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛进入糖酵解途径进入糖酵解途径 第二阶段第二阶段第一阶

31、段第一阶段二、磷酸戊糖途径的生理意义二、磷酸戊糖途径的生理意义 为核酸的生物合成提供原料为核酸的生物合成提供原料 NADPHNADPH作为多种物质代谢反应的供氢体作为多种物质代谢反应的供氢体 （1）体内多种合成代谢中体内多种合成代谢中氢原子的来源氢原子的来源 （2）NADPH参与体内的参与体内的羟化羟化反应反应 （3）NADPH是是谷胱甘肽还原酶的辅酶谷胱甘肽还原酶的辅酶 第四节第四节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解（一）糖原合成（一）糖原合成 单糖（主要是葡萄糖）合成糖原的过程单糖（主要是葡萄糖）合成糖原的过程 糖的糖的储存形式储存形式，机体迅速动用的，机体迅速动用的储备能源储备能源（二）

32、糖原合成组织（二）糖原合成组织 肝脏和肌肉肝脏和肌肉 一、一、糖原合成糖原合成 glycogenesis（三）合成反应（三）合成反应1.葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 2.UDPG+糖原（糖原（Gn）UDP+糖原（糖原（Gn+1）葡萄糖激酶葡萄糖激酶 肝肝UDPGUDPG变位酶变位酶1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+UTPUTPUTP焦磷酸化酶焦磷酸化酶ppiGnGn为较小的糖原分子即为较小的糖原分子即引物分子引物分子,为为UDPGUDPG上葡萄糖基接受体上葡萄糖基接受体UDPGUDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”作为糖原合成的葡萄糖作为糖原合成的葡萄糖供体供体 Branching e

33、nzyme糖原合酶：糖原合酶：只催化形成只催化形成-1,4糖苷键，延长糖链；糖苷键，延长糖链；分支酶：分支酶：以以-1,6糖苷键形成新分支。糖苷键形成新分支。最终产物：最终产物：80%为为1-鳞酸葡萄糖鳞酸葡萄糖 15%为游离葡萄糖为游离葡萄糖三、糖原合成与分解的调节三、糖原合成与分解的调节 关键酶：关键酶：合成为糖原合酶合成为糖原合酶 分解为糖原磷酸化酶分解为糖原磷酸化酶 两种酶都以活性、无活性两种方式存两种酶都以活性、无活性两种方式存在，两者之间可通过在，两者之间可通过磷酸化磷酸化和和去磷酸化去磷酸化互互相转变而改变活性。相转变而改变活性。调节方式：调节方式：共价修饰共价修饰 变构调节变构

34、调节 对肌糖原磷酸化酶，对肌糖原磷酸化酶，AMPAMP是是变构激活变构激活剂剂 ATPATP、6 6磷酸葡萄糖为磷酸葡萄糖为变构抑制变构抑制剂剂,但但对糖对糖原合酶有原合酶有激活激活作用作用 肌肉收缩肌肉收缩ATPATP消耗时，肌糖原加快分解。消耗时，肌糖原加快分解。变构调节可在几毫秒时间内迅速完成变构调节可在几毫秒时间内迅速完成肌肉中糖原合酶、糖原磷酸化酶调节与肝脏不同肌肉中糖原合酶、糖原磷酸化酶调节与肝脏不同糖原分解糖原分解 肝主要受肝主要受胰高血糖素胰高血糖素调节调节 肌肉主要受肌肉主要受肾上腺素肾上腺素调节调节 对肌糖原磷酸化酶，对肌糖原磷酸化酶，AMPAMP是是变构激活剂变构激活剂

35、ATPATP、6 6磷酸葡萄糖为磷酸葡萄糖为变构抑制剂变构抑制剂,但但对糖对糖原合酶有激活作用原合酶有激活作用 第五节第五节 糖糖 异异 生生 作作 用用Gluconeogenesis 各种各种非糖化合物非糖化合物（乳酸、丙酮酸、甘（乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为油、生糖氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原的过程称为糖异生作用的过程称为糖异生作用 糖异生作用：糖异生作用：部部 位：位：肝肝（主）、（主）、肾肾（次）（次）一、糖异生途径一、糖异生途径1.丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 羧化支路：羧化支路：丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化丙酮酸羧化酶

36、、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化 2.1,6-二磷酸果糖转变为二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-磷酸果糖磷酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 果糖果糖1,6-二磷酸酶二磷酸酶H H2 2O Opi特点：特点：水解过程是水解过程是放能反应放能反应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 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶H2Opi葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶主要分布在磷酸酶主要分布在肝脏，肝脏，肝脏是糖异肝脏是糖异生的主要器官。生的主要器官。二、乳酸循环与糖异生作用二、乳酸循环与糖异生作用 糖异生活跃糖异生活跃有葡萄糖有葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶肌肉

37、缺乏葡萄糖肌肉缺乏葡萄糖6-磷酸酶磷酸酶 乳酸循环是一个乳酸循环是一个耗能耗能的过程的过程1.避免避免肌肉生成的乳酸损失，回收利用肌肉生成的乳酸损失，回收利用2.防止防止乳酸堆积引起的乳酸堆积引起的酸中毒酸中毒 生理意义：生理意义：三、糖异生的生理意义三、糖异生的生理意义（一）维持（一）维持血糖浓度血糖浓度稳定稳定 （二）（二）恢复恢复肝糖储备肝糖储备（三）（三）调节调节酸碱平衡酸碱平衡四、糖异生作用的调节四、糖异生作用的调节（一）代谢物的调节作用（一）代谢物的调节作用 乙酰乙酰CoACoA激活激活丙酮酸羧化酶，促丙酮酸羧化酶，促丙酮酸异生丙酮酸异生成糖成糖 乙酰乙酰CoACoA反馈抑制反馈抑

38、制丙酮酸脱氢酶，抑制丙酮丙酮酸脱氢酶，抑制丙酮酸氧化，同时变构激活丙酮酸羧化酶，促进酸氧化，同时变构激活丙酮酸羧化酶，促进丙酮酸异生成糖丙酮酸异生成糖 丙氨酸是丙氨酸是饥饿时糖异生的主要原料饥饿时糖异生的主要原料，丙氨酸，丙氨酸抑制肝内丙酮酸激酶活性，利于丙氨酸异生抑制肝内丙酮酸激酶活性，利于丙氨酸异生成糖成糖 （二）激素的调节作用（二）激素的调节作用胰高血糖素胰高血糖素胰岛素胰岛素促进糖异生促进糖异生抑制糖分解抑制糖分解诱导糖异生酶合成诱导糖异生酶合成与胰高血糖与胰高血糖素作用相反素作用相反抑制糖异生抑制糖异生 第六节第六节 血血 糖糖 Blood SugerBlood Suger血糖的概念

39、血糖的概念:血糖是指血液中的葡萄糖血糖是指血液中的葡萄糖正常血糖浓度：正常血糖浓度：3.896.11mmol/L血糖水平恒定，利于保证机体组织的血糖水平恒定，利于保证机体组织的能量能量供应供应血糖来源血糖来源血糖去路血糖去路一、血糖的来源和去路一、血糖的来源和去路（一）器官调节（一）器官调节（二）激素的调节（二）激素的调节 升高血糖激素：胰高血糖素、糖皮升高血糖激素：胰高血糖素、糖皮 质激素、肾上腺素质激素、肾上腺素 降低血糖激素：胰岛素降低血糖激素：胰岛素二、血糖水平的调节二、血糖水平的调节 升高血糖和降低血糖两类激素升高血糖和降低血糖两类激素 通过通过相互协调相互协调、相互制约相互制约、共

40、同作用共同作用来实现血糖的调节。来实现血糖的调节。机体能够精细调节糖代谢的机制，保证机体能够精细调节糖代谢的机制，保证了血糖在了血糖在一定范围内波动一定范围内波动。（一）降低血糖的激素（一）降低血糖的激素胰岛素胰岛素1.1.促进促进膜载体增加，利于膜载体增加，利于G G转入细胞内转入细胞内2.2.加速糖原合成，加速糖原合成，抑制糖原分解抑制糖原分解3.3.促进促进G G的有氧氧化的有氧氧化4.4.抑制抑制肝糖异生肝糖异生5.5.抑制抑制激素敏感脂肪酶，减少脂肪动员激素敏感脂肪酶，减少脂肪动员激素对血糖水平的调节激素对血糖水平的调节 1.1.胰高血糖素胰高血糖素 促肝糖原分解、促进糖促肝糖原分解

41、、促进糖异生，抑制糖酵解异生，抑制糖酵解 激活激素敏感脂肪酶，减少脂肪动员激活激素敏感脂肪酶，减少脂肪动员 2.2.糖皮质激素糖皮质激素 促进肌蛋白质分解氨基酸利于促进肌蛋白质分解氨基酸利于糖糖异生；异生；抑制肝外组织摄取糖；协助脂肪动员抑制肝外组织摄取糖；协助脂肪动员 3.3.肾上腺素肾上腺素 加速加速肝糖原分解、肝糖原分解、促肌糖原促肌糖原酵解酵解成乳酸，在肝脏成乳酸，在肝脏异生成异生成糖糖（二）升高血糖激素（二）升高血糖激素（一）高血糖（一）高血糖HyperglycemiaHyperglycemia及糖尿及糖尿 定义：定义：空腹血糖浓度高于空腹血糖浓度高于7.227.227.78mmol

42、/L7.78mmol/L时称为高血糖。时称为高血糖。糖尿：糖尿：血糖浓度高于血糖浓度高于8.898.8910.00mmol/L10.00mmol/L，即超过了肾小管重吸收葡萄糖能力，尿中可测即超过了肾小管重吸收葡萄糖能力，尿中可测出葡萄糖称糖尿。出葡萄糖称糖尿。这一血糖水平称为肾阈值。这一血糖水平称为肾阈值。三、糖代谢异常三、糖代谢异常分生理性和病理性两类分生理性和病理性两类 1.生理性糖尿生理性糖尿 摄食过多或输入大量葡萄糖、摄食过多或输入大量葡萄糖、精神紧张等，使血糖升高超过肾阈值精神紧张等，使血糖升高超过肾阈值出现出现糖尿糖尿。2.病理性糖尿病理性糖尿 胰岛素分泌障碍或胰高血糖激胰岛素分

43、泌障碍或胰高血糖激素分泌亢进，导致的高血糖出现的糖尿素分泌亢进，导致的高血糖出现的糖尿3.肾性糖尿肾性糖尿 是指肾脏疾病引起肾对糖重吸是指肾脏疾病引起肾对糖重吸收障碍、糖阈值降低所出现的糖尿。收障碍、糖阈值降低所出现的糖尿。引起高血糖及糖尿的原因引起高血糖及糖尿的原因（二）低血糖（二）低血糖 HypoglycemiaHypoglycemia 定义：定义：空腹血糖水平低于空腹血糖水平低于3.333.333.89mmol/L3.89mmol/L 危害性：危害性：血糖浓度过低，组织能量不足，特别是血糖浓度过低，组织能量不足，特别是脑组织能量缺乏，可出现头晕、乏力等，严脑组织能量缺乏，可出现头晕、乏力

44、等，严重时出现昏迷。重时出现昏迷。病理性低血糖原因有：病理性低血糖原因有：胰岛胰岛-细胞功能亢进或胰岛细胞功能亢进或胰岛-细胞细胞功能低下等；功能低下等；严重肝脏疾患；严重肝脏疾患；内分泌异常，如垂体功能低下；内分泌异常，如垂体功能低下；进食障碍；进食障碍；肿瘤等。肿瘤等。（三）糖尿病（三）糖尿病diabetes mellitusdiabetes mellitus 糖尿病：糖尿病：胰岛素绝对或相对不足或胰岛素绝对或相对不足或/和胰岛素抵抗，和胰岛素抵抗，引起三大营养素代谢紊乱，并继发维生素、引起三大营养素代谢紊乱，并继发维生素、电解质代谢障碍等。电解质代谢障碍等。特点：特点：持续性高血糖和糖尿，空腹血糖持续性高血糖和糖尿，空腹血糖和糖耐量曲线高于正常范围。和糖耐量曲线高于正常范围。临床分型：临床分型：型，简称型，简称IDDMIDDM（胰岛素依赖型）（胰岛素依赖型）型，简称型，简称NIDDMNIDDM（非胰岛素依赖型）（非胰岛素依赖型）NIDDMNIDDM型病例我国型病例我国占占90%90%以上以上 病因及发病机制病因及发病机制尚未完全阐明尚未完全阐明,多认为多认为与遗传、感染自身免疫反应等有关。与遗传、感染自身免疫反应等有关。谢谢！谢谢！