糖代谢 新2课件

1、第四章 糖代谢1糖 代 谢Metabolism of Carbohydrates第 四 章第四章 糖代谢2导 学了解糖的消化吸收；熟悉糖的生理功能；掌握糖在体内的代谢途径、主要过程和生理意义；掌握血糖的来源和去路。了解糖代谢紊乱概况。熟悉血糖浓度的调节第四章 糖代谢3认识糖糖(carbohydrates)即碳水化合物，是人类最廉价也是最主要的能源物质。单糖：葡萄糖 果 糖双糖：麦芽糖 蔗糖 乳糖多糖：淀 粉 纤维素能举出你认识的糖吗？4第八章糖代谢概 述一、糖的消化与吸收口腔胃小肠（主要）消化部位吸收部位 小肠上段 吸收形式 单 糖 第四章 糖代谢51. 氧化供能（主要功能）2. 组成人体组织

2、细胞的重要成分 糖的生理功能葡萄糖第四章 糖代谢7第一节 糖的分解代谢糖分解代谢有以下几种途径：一、糖酵解(无氧氧化)二、糖的有氧氧化三、磷酸戊糖途径单糖的分解过程，伴随能量释放第四章 糖代谢8 * 糖酵解(glycolysis)的定义在缺氧情况下，葡萄糖或糖原分解成乳酸的过程称之为糖的无氧氧化，又称为糖酵解 1葡萄糖2乳酸 + 2ATP无氧第四章 糖代谢10动物细胞植物细胞细胞膜细胞质线粒体 高尔基体细胞核内质网溶酶体细胞壁叶绿体有色体白色体液体晶体分泌物吞噬中心体胞饮磷酸戊糖途径糖酵解第四章 糖代谢11葡萄糖的磷酸化ATP ADPATPADP己糖激酶磷酸果糖激酶磷酸己糖异构酶葡萄糖6-磷酸

3、葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖能量代谢：消耗2分子ATP第四章 糖代谢12磷酸己糖的裂解裂解磷酸丙糖异构酶1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮醛缩酶相当于生成2分子3-磷酸甘油醛进行下一阶段反应相当于：裂解成2分子3-磷酸甘油醛第四章 糖代谢141，3-二磷酸甘油酸O=C-OCHOHCH2 O-PP3-磷酸甘油酸COOHCHOHCH2 O-PATPADP磷酸甘油酸激酶高能磷酸键1.3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸底物水平磷酸化第四章 糖代谢15（二）糖酵解反应要点反应部位在细胞质，反应条件：无氧，产物：乳酸3-磷酸甘油醛脱氢，NADH+H+交给丙酮酸，还原为乳酸3. 2*2-

4、2 = 2ATP(单糖开始) 2*2-1 = 3ATP（糖原开始）4. 3种关键酶：己糖激酶、 磷酸果糖激酶、 丙酮酸激酶（3步不可逆反应）第四章 糖代谢17（三）糖酵解生理意义 是机体相对缺氧时迅速获得能量的一种有效方式 成熟红细胞供能的主要方式某些组织，（睾丸、视网膜、肿瘤细胞），在有氧时也通过糖酵解供能第四章 糖代谢18糖酵解的一、二、三一次脱氢：两次底物水平磷酸化三种关键酶NAD+ NADH+H+ 3-磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸己糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶酵解途径，与糖酵解一样第四章 糖代谢19二、糖的有氧氧化概念：有氧条件下，葡萄糖（糖原）彻底氧化分解生成CO2 和 H2O并释

5、放能量的过程1 葡萄糖 2丙酮酸 细胞质2 丙酮酸 乙酰CoA 线粒体3 乙酰CoA 三羧酸循环 线粒体第四章 糖代谢20动物细胞植物细胞细胞膜细胞质线粒体 高尔基体细胞核内质网溶酶体细胞壁叶绿体有色体白色体液体晶体分泌物吞噬中心体胞饮丙酮酸氧化三羧酸循环磷酸戊糖途径糖酵解第四章 糖代谢21第一阶段：葡萄糖 2*丙酮酸反应部位：细胞质 此阶段是糖有氧氧化和糖酵解的共同反应NADH+H+去路不同。有氧时， NADH+H+进入呼吸链，氧化生成水第四章 糖代谢22第二阶段：丙酮酸氧化脱羧 乙酰CoA丙酮酸从细胞质进入线粒体 +CO2乙酰辅酶A丙酮酸 + 辅酶A丙酮酸脱氢酶系NAD+NADH+H+脱羧

6、，脱氢 反应部位：线粒体第四章 糖代谢24三羧酸循环乙酰辅酶A草酰乙酸 （C4）柠檬酸（C6）-酮戊二酸 （C5）HSCoA反应部位：线粒体第三阶段：乙酰辅酶A的彻底氧化通过三羧酸循环完成：第四章 糖代谢25脱羧、脱氢乙酰CoA草酰乙酸柠檬酸琥珀酰CoA 柠檬酸合酶NADH+H+CO2CO2NADH+H+NAD +NAD +异柠檬酸-酮戊二酸异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶系苹果酸NADH+H+NAD +延胡索酸 FADH2FAD琥珀酸GTPGDP+Pi草酰乙酸顺乌头酸脱羧、脱氢ATPADP底物水平磷酸化琥珀酸脱氢酶同分异构现象第四章 糖代谢27 若从丙酮酸开始，共产生15个ATP 若从葡萄糖开

7、始，共可产生38（或36）个ATP，是糖酵解的19（或18）倍 有氧氧化生成ATP数2+(3或2)ATP3ATP12ATP第二阶段第三阶段第一阶段2*2*28第八章糖代谢有氧氧化的概况第一阶段第二阶段第三阶段第四章 糖代谢29（四） 糖有氧氧化和三羧酸循环的生理意义糖的有氧氧化是机体获得能量的主要方式 三羧酸循环是体内糖、脂肪和蛋白质三大营养物质分解代谢的最终代谢通路 三羧酸循环是三大物质代谢相互联系的枢纽第四章 糖代谢30糖原 脂肪 蛋白质葡萄糖 脂肪酸 氨基酸 乙酰辅酶ATCA2H1/2O2ADPPiATPH2O营养物质氧化分解的共同通路第四章 糖代谢31三、磷酸戊糖途径（细胞质）糖除分解

8、供能外，还可为其他生物分子的合成提供原料磷酸戊糖途径不能直接产生ATP，但能产生两种非常重要的物质NADPH+H+磷酸核糖第四章 糖代谢32三、磷酸戊糖途径（细胞质） 糖在分解代谢的过程中有磷酸戊糖产生的途径称为磷酸戊糖途径第一阶段：6-磷酸葡萄糖 生成NADPH、CO2第二阶段：异构化生成5-磷酸核糖脱羧、2次脱氢6-磷酸葡萄糖脱氢酶6-磷酸葡萄糖 5-磷酸核糖+ NADPH总过程：第四章 糖代谢33(三) 磷酸戊糖途径的生理意义 产生5-磷酸核糖，为核酸合成提供原料产生NADPH+H+作为供氢体参与脂肪酸及胆固醇等合成参与生物转化(羟化反应)是谷胱甘肽还原酶的辅酶34第八章糖代谢还原型谷胱

9、甘肽(GSH)的重要作用（1）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。（2）保护红细胞膜结构的完整性。（3）缺乏葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 NADPHGSH红细胞破坏溶血GSSG 2GSHNADPH+H+NADP+谷胱甘肽还原酶维持细胞膜的完整性防止溶血 第四章 糖代谢35第 二 节 糖原的合成与分解Glycogenesis andGlycogenolysis第四章 糖代谢36糖 原 (glycogen) 糖原是许多葡萄糖为单位聚合形成的具有多分支结构的多糖人体的糖以葡萄糖形式运输以糖原的形式储存第四章 糖代谢37树枝状，分支多分子量100-1000万非还原端多，分解快糖原结构第

10、四章 糖代谢38糖原储存的主要器官及其生理意义肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，70 100g，维持血糖水平第四章 糖代谢39一、糖原的合成合成部位：组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：细胞质能量代谢：消耗2ATP定义：由单糖（葡萄糖）合成糖原的过程小分子合成大分子第四章 糖代谢40糖原合酶Synthase糖原分支酶糖原引物第四章 糖代谢41 ATP ADP 己糖激酶葡萄糖 6-磷酸葡糖（一）糖原合成过程UDPG（活化葡萄糖）1-磷酸葡糖糖原糖原分支酶UTPPPi糖原引物UDP消耗能量，需要引物糖原合成酶第四章 糖代谢421、能量代谢：每增加一个葡萄糖，消耗 2

11、 分子ATP2. 糖原合成需要引物（多聚葡萄糖）2、关键酶: 糖原合成酶3、 UDPG是葡萄糖的供体（葡萄糖的活性形式）6、糖原合成部位：细胞质(二)糖原合成要点第四章 糖代谢43 （二）糖原的分解 定义：指肝糖原分解成为葡萄糖的过程部位：肝脏 细胞质产物：葡萄糖 大分子分解成小分子第四章 糖代谢44糖原分解过程糖原n+1 糖原n + 1-磷酸葡萄糖 磷酸化酶 肝糖原分解为葡萄糖关键酶少了一分子葡萄糖6-磷酸葡糖（血糖）葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶 （肝，肾）变位酶第四章 糖代谢451、磷酸化酶是关键酶2、肝糖原可直接分解成葡萄糖补充血糖3、分解部位：细胞质糖原分解的特点46第八章糖代谢糖原的合成

12、与分解磷酸化酶葡萄糖-6-磷酸酶糖原n第四章 糖代谢47四、糖原合成与分解的生理意义维持血糖浓度的相对恒定第四章 糖代谢48第 三 节 糖 异 生 Gluconeogenesis 第四章 糖代谢49课 前 思 考剧烈运动两三天后，肌肉的酸痛感为什么会消失？第四章 糖代谢50人类停止进食100多小时，依然头脑清醒，WHY？第四章 糖代谢51-糖异生作用第四章 糖代谢52* 部位* 原料* 概念 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸等从非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程一、糖异生途径第四章 糖代谢53糖异生主要途径和关键反应6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟

13、丙酮2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶二磷酸果糖磷酸酯酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶 基本上是糖酵解的逆过程在糖异生时，须绕过糖酵解途径的三个不可逆反应（由另外的反应和酶代替）2乳酸第四章 糖代谢54糖异生的关键酶丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖-1,6-双磷酸酶 葡萄糖-6-磷酸酶 第四章 糖代谢55三、糖异生的生理意义1、保证饥饿情况下血糖浓度的相对恒定2、有利于乳酸的回收利用3、有助于维持酸碱平衡56第八章糖代谢肝 肌肉 乳酸循环(lactose cycle) （Cori 循环）葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 酵解乳酸 乳酸

14、乳酸 糖异生血液 第四章 糖代谢57第 四 节 血糖Blood Glucose and The Regulation of Blood Glucose Concentration第四章 糖代谢58 血糖：指血液中的葡萄糖血糖水平：即血糖浓度正常空腹血糖浓度 ：3.96.1mmol/L 血糖及血糖水平的概念 脑组织红细胞依赖葡萄糖供能的组织细胞骨髓和神经组织第四章 糖代谢598.89mmol/L血糖（3.96.1mmol/L）氧化分解合成转化脂肪、氨基酸等糖原无氧氧化有氧氧化：CO2、H2O、ATP去路来源食物糖肝糖原非糖物质消化吸收分解糖异生糖尿排泄一、血糖的来源和去路:(甘油、乳酸、生糖氨基

15、酸)第四章 糖代谢60二、血糖浓度的调节 器官调节 激素调节肾脏调节肝脏调节升高血糖的激素降低血糖的激素 血糖浓度保持衡定是糖、脂肪、氨基酸代谢协调的结果，也是肝、肾、脂肪组织等器官组织协调的结果第四章 糖代谢61（一）器官调节 进食后肝糖原合成 空腹时肝糖原分解 饥饿时肝中糖异生作用 长期饥饿时肾中糖异生作用62第八章糖代谢（二）激素的调节血糖水平胰岛素肾上腺素胰高血糖素糖皮质激素第四章 糖代谢63三、高血糖和低血糖高血糖：空腹血糖 7.22mmol/L糖尿：血糖浓度 8.89mmol/L（一）高血糖及糖尿糖尿病：持续性高血糖和糖尿类型：1型 胰岛素缺乏 2型 细胞胰岛素受体受体缺失/敏感性降低 第四章 糖代谢64低血糖：空腹血糖3.33mmol/L症状：头晕、心悸、出冷汗等 严重引起脑昏迷（二）低血糖(hypoglycemia)第四章 糖代谢65第四章 糖代谢66葡萄糖6-磷酸葡萄糖糖原6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛已糖激酶磷酸丙糖异构酶磷酸果糖激酶醛缩酶磷酸己糖异构酶第一阶段：耗能能量代谢：消耗2分子ATP裂解醛缩酶相当于裂解成2分子三磷酸甘油醛进行下一阶段反应第四章 糖代谢673-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘