第六章、糖-代-谢

1、糖 代 谢第四章第四章第一节第一节 概述概述 l常见的单糖是什么？l葡萄糖l常见的多糖是什么？l淀粉糖糖(carbohydrates)即碳水化合物，是一类化学即碳水化合物，是一类化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物的有机化合本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物的有机化合物。物。糖的分类及其结构根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类。类。l单糖单糖 (monosacchride)l寡糖寡糖 (oligosacchride)l多糖多糖 (polysacchride)l结合糖结合糖 (glycoconjugate)一、糖的消化与吸收（一）糖的消化（一）糖的消化

2、人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物糖原以及人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉淀粉为主。为主。 消化部位：消化部位： 主要在小肠，少量在口腔。主要在小肠，少量在口腔。淀粉的消化 淀粉淀粉麦芽三糖麦芽三糖麦芽糖麦芽糖-糊精糊精 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 -糊精酶糊精酶G 葡萄糖葡萄糖 唾液淀粉酶唾液淀粉酶 （唾液腺、胰腺）（唾液腺、胰腺） 部位：部位：*口腔口腔 *小肠小肠（二）糖的吸收l1. 吸收部位吸收部位 小肠上段小肠上段 l2. 吸收形式吸收形式 单单 糖糖糖的吸收糖的吸收-主动吸收主动吸收葡萄糖的吸收是耗能

3、的过程。葡萄糖的吸收是耗能的过程。NaNa+ + G 钠泵钠泵 特异载体特异载体Na+ G Na+ GG NaNa+ + G Na+G Na+ K+ K K+ + ATP ATP ADP+PiADP+Pi 糖吸收后的去向糖吸收后的去向糖类物质糖类物质 单糖单糖口腔、小肠口腔、小肠 消化消化门静脉门静脉肝脏肝脏单糖单糖 在肝脏中在肝脏中 进行代谢进行代谢 肝静脉肝静脉 血液循环血液循环单糖单糖 在肝外组织在肝外组织 进行代谢进行代谢 总结：总结：l糖的消化（糖的消化（淀粉淀粉） l单纯扩散吸收（不耗能单纯扩散吸收（不耗能l糖的吸收主动吸收（耗能）糖的吸收主动吸收（耗能） l易扩散吸收易扩散吸收l

4、糖吸收后的去向糖吸收后的去向l二、糖的生理功能二、糖的生理功能l氧化供能（主）氧化供能（主）16.7kJ能量能量/1g葡萄糖氧化葡萄糖氧化l构成组织细胞的基本成分构成组织细胞的基本成分 l *核糖核糖 构成核酸构成核酸 l *糖蛋白糖蛋白 凝血因子、免疫球蛋白等凝血因子、免疫球蛋白等 l *糖脂糖脂 生物膜成分生物膜成分l转变为体内的其它成分转变为体内的其它成分 l *转变为脂肪转变为脂肪 l *转变为非必需氨基酸转变为非必需氨基酸糖代谢的概况糖代谢的概况血血 中中 葡葡 萄萄 糖糖缺氧缺氧糖酵解糖酵解（乳酸乳酸）供氧充足供氧充足有氧氧化有氧氧化（COCO2 2、H H2 2O O、ATPAT

5、P）磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 （5-5-磷酸核糖、磷酸核糖、NADPHNADPH）糖原糖原合成合成分解分解糖异生糖异生食物食物主主第二节糖的分解代谢第二节糖的分解代谢l无氧分解（糖酵解）无氧分解（糖酵解）l有氧分解有氧分解l磷酸戊糖化磷酸戊糖化第二节第二节 糖的无氧分解糖的无氧分解l 糖酵解的反应过程糖酵解的反应过程 l糖酵解的调节糖酵解的调节 l糖酵解的生理意义糖酵解的生理意义（一）、糖酵解的反应过程（一）、糖酵解的反应过程 l糖酵解糖酵解l体内组织在缺氧情况下，葡萄糖或糖原生成乳体内组织在缺氧情况下，葡萄糖或糖原生成乳酸和少量酸和少量ATP的过程。的过程。 反应部位：胞浆反应部位：胞浆 糖

6、酵解是一个不需氧的产能过程糖酵解是一个不需氧的产能过程 反应全过程中有三步不可逆的反应反应全过程中有三步不可逆的反应G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 产能的方式和数量产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化方式：底物水平磷酸化净生成净生成ATP数量：从数量：从G开始开始 22-2= 2ATP从从Gn开始开始 22-1= 3ATP 终产物乳酸的去路终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏再进一步代谢。释放入血，进入肝脏再进一步代谢。分解利用分解利用 乳酸循

7、环（糖异生）乳酸循环（糖异生）1、全过程中虽有氧化还原反应，但不需要氧的直接参与，故称为无氧氧化。2、整个过程在细胞浆中进行。3、全过程中有葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶三种酶催化的反应为不可逆反应。此三种酶为糖无氧氧化的限速酶，调节该酶的活性可影响糖无氧氧化的速度。 正常情况下，血液中乳酸的含量很少，但剧烈运动后，血液中乳酸则明显升高，休息后乳酸浓度又趋向正常，说明乳酸有其正常的代谢去路。1氧供应充足时，可重新脱氢氧化为丙酮酸。2通过血液循环进入肝脏进行生成葡萄糖。三、糖酵解意义三、糖酵解意义1、在无氧条件下迅速提供能量、在无氧条件下迅速提供能量,供机体需要供机体需要 如如:肌肉收缩、

8、人到高原肌肉收缩、人到高原2、是某些细胞、是某些细胞（红细胞、白细胞）（红细胞、白细胞）等等能量来源能量来源3、为糖的有氧氧化提供前期阶段、为糖的有氧氧化提供前期阶段(生成的乳酸生成的乳酸 又可进一步氧化供能，或又可进一步氧化供能，或 异生为糖异生为糖) 4、在病理条件下，若糖酵解过度，可因乳酸生成过、在病理条件下，若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸酸中毒多而导致乳酸酸中毒糖酵解的调节糖酵解的调节l胰岛素可促进糖酵解l代谢物的调节 ATP减少或者ADP、AMP增加可促进酵解二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化 葡萄糖或糖原在有氧条件下，彻底氧化分葡萄糖或糖原在有氧条件下，彻底氧化分解生成解生

9、成CO2和和H2O并释放大量能量的过程。并释放大量能量的过程。 有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。组织细胞都通过有氧氧化获得能量。三羧酸循环三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TAC)也也称为称为柠檬酸循环柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一个中间，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs正式提正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环，循环，它由一连串反应组成。它由一连串反应组成

10、。所有的反应均在所有的反应均在线粒体线粒体中进行。中进行。 * * 概述概述* * 反应部位反应部位 三羧酸循环三羧酸循环草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸a-a-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸辅酶辅酶A A琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A 三羧酸循环的概念三羧酸循环的概念：指乙酰指乙酰CoA和草酰乙酸缩和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸反应的过程。因为是从脱羧，又生成草酰乙酸反应的过程。因为是从带有三个羧基的柠檬酸开始所以称为三羧酸循带有三个羧基的柠檬酸开始所以称为三羧酸循环环

11、. TAC过程的反应部位是线粒体。过程的反应部位是线粒体。 三羧酸循环的要点三羧酸循环的要点 经过一次三羧酸循环，经过一次三羧酸循环，l消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoACoA，l经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。l生成生成1 1分子分子FADHFADH2 2，3 3分子分子NADH+HNADH+H+ +，2 2分子分子COCO2 2，1 1分子分子GTPGTP。l关键酶有：柠檬酸合酶关键酶有：柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶 整个循环反应为不可逆反应整个循环反应为不可逆反应 三羧酸循环的中间

12、产物三羧酸循环的中间产物三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，本三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从乙酰乙酰CoACoA合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物，合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物，同样中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧同样中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为化为COCO2 2及及H H2 2O O。糖的有氧氧化和三羧酸循环的意义糖的有氧氧化和三羧酸循环的意义l产能高，一分子葡萄糖可以产生36或38个ATPl速度的快慢与机体的活动相适应l三羧酸循环是多种代谢的必须途径l三羧酸循环是联系糖、脂肪和氨基酸代

13、谢的枢纽。 1、 R-5-P - 为核甘酸合成提供戊碳糖为核甘酸合成提供戊碳糖 维持维持RBC膜的稳定和功能完整膜的稳定和功能完整蚕豆病蚕豆病l红细胞缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶，导致NADPH缺乏，GSH减少，细胞膜在某些因素的作用下容易破裂而导致溶血。 GF-1,6-P3-P-甘油醛甘油醛丙丙 酮酮 酸酸 乳酸乳酸乙酰乙酰CoACoAG-6-P草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸 -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA琥珀酸琥珀酸CoACoA糖的分解代谢糖的分解代谢R-5-PNADPHG6PDG-1-PUDPGGnGn合成酶合成酶G6P酶酶第三节第三节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 二、糖原的

14、分解代谢二、糖原的分解代谢 * 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。脱枝酶脱枝酶 (debranching enzyme)2. 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 -1,6-1,6-糖苷键糖苷键 磷磷 酸酸 化化 酶酶 转移酶活性转移酶活性 -1,6糖苷糖苷

15、酶活性酶活性 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 糖原合成和分解的生理意义糖原合成和分解的生理意义l维持血糖浓度的相对恒定l饭后，血糖升高，糖原合成使血糖降低至正常；l空腹，血糖下降，肝糖原分解使血糖不低于正常；一、概念一、概念 非糖物质非糖物质 G 或或 Gn 异生原料：异生原料：丙丙 酮酮 酸、酸、乳酸、甘油、乳酸、甘油、氨

16、基酸氨基酸二、异生二、异生过程过程 基本上为糖酵解的逆过程基本上为糖酵解的逆过程 肝(肾) 胞浆但须绕过三个但须绕过三个“能障能障”(酵解三关键酶酵解三关键酶)三、生理意义三、生理意义糖异生的调节糖异生的调节lATP ,ADP和AMPl代谢物的调节糖异生原料l乙酰CoAl肾上腺素胰高血糖素l激素的调节糖皮质激素l胰岛素加强降低* 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 ：3.96.1mmol/L 血糖及血糖水平的概念血糖及血糖水平的概念 血血糖糖食食 物物 糖糖 消化，吸消化，吸收收 肝糖原肝糖原 分解分解 非

17、糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化分氧化分解解 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 血糖来源和去路血糖来源和去路 二、血糖水平的调节二、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 （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 ；

18、加速糖原合成，抑制糖原分解；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:（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 胰高血糖素的作用机制：胰高血糖素的作用机制： （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

19、糖原增加 糖皮质激素的作用机制可能有两方面：糖皮质激素的作用机制可能有两方面： 促进肌肉蛋白质分解，分解产生的氨基酸转移促进肌肉蛋白质分解，分解产生的氨基酸转移到肝进行糖异生。到肝进行糖异生。 抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖，抑制点为丙抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖，抑制点为丙酮酸的氧化脱羧。酮酸的氧化脱羧。 （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、cAMPcAMP、蛋白激、蛋白激酶级联激活磷酸化酶，加速糖原分解。主要在应酶级联激活磷酸化酶，加速糖原分解。主要在应激状态下发

20、挥调节作用。激状态下发挥调节作用。 l(一)高血糖和糖尿病(hyperglycemia and diabetes mellitus)l概念：空腹时血糖浓度高于7.2mmol/L(130-140mg/dL)称为高血糖。l引起高血糖和糖尿的原因分为两大类l生理性高血糖l病理性高血糖l（二）低血糖(hypoglycemia)l概念：空腹时，血糖浓度低于3.3mmol/L称为低血糖。l表现：脑组织主要以葡萄糖作为能源，对低血糖极为敏感，即使轻度低血糖也会出现头昏、倦怠、四肢和口周麻木、记忆减退、心慌、出冷汗等临床症状，当严重低血糖时会导致昏迷。l（一）果糖代谢障碍l原发性果糖尿l遗传性果糖不耐受症l遗传性