第五章 糖代谢

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章,糖代谢,(Metabolism of Carbohydrates),需要掌握的知识点：,（一）,概述,糖的功能,、,糖代谢包括的内容,（二）,糖原合成和分解,糖原合成和分解的意义,（三）,糖的分解代谢,糖分解代谢主要三条途径,；,糖酵解,的概 念、,特点,及其,意义,；,糖有氧氧化,的概念、,意义,。,（四）,糖异生,糖异生,的概念、,意义,（五）,血糖,机体内血糖的来源和去路；,正常血糖,和,高血糖,的 空腹血糖值；,血糖的调节,；,低,血糖的原因,；,肾糖阈,的概念,糖是一大类有机化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。人体从自然界摄取的物质中，处了水之外，糖是摄取量最多的物质。,其主要作用是提供能量和碳源。,一、什么是糖,第一节 概 述,二、糖的功能,(,一,),氧化供能,糖提供人体所需,50,70,的能量,(,二,),维持血糖,糖原储存能量，维持血糖恒定。,(,四,),构成组织细胞,糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等是,组织细胞的重要成分。,(,三,),提供合成原料,可提供合成某些氨基酸、脂肪、 胆固醇、核苷等物质的原料。,(,五,),其他功能,构成免疫球蛋白、血型物质、凝血因子等。,三、糖代谢的概况,磷酸戊糖,NADPH,葡萄糖,氧化分解,丙酮酸,有氧氧化,无氧氧化（糖酵解）,乳酸,糖异生,乳酸、氨基酸、甘油,糖原,糖原分解,糖原合成,磷酸戊,糖途径,食物,消化吸收,（大量,ATP,）,（少量,ATP,）,乙酰,CoA,H,2,O,及,CO,2,肌糖原，,氧化供能,肝糖原,维持血糖,糖原,(glycogen),是体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。,糖原储存,第二节 糖原的合成与分解,(,Glycogenesis and Glycogenolysis),一、糖原合成,(,一,),合成部位,1.,组织定位 主要在肝、肌肉,2.,细胞定位 胞浆,(,二,),糖原合成过程的特点,1.,糖原合酶,是糖原合成过程的关键酶。,2,糖原合成是消耗能量的过程,3.,糖原合成需要糖原引物,二、糖原分解,糖原磷酸化酶,是糖原分解过程的关键酶。,三、糖原合成与分解的意义,糖原是葡萄糖的一种储存形式。当糖供应丰富及能量充足时，一部分糖可合成糖原储存。当糖的供应不足或能量需求增加时，储存的糖原可分解葡萄糖，为机体氧化供能。,* 因肝、肾有,葡萄糖,-6-,磷酸酶,，故肝糖原可分解为葡萄糖，释放入血，维持血糖浓度。,*肌肉组织无,葡萄糖,-6-,磷酸酶,，所生成的,6-,磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，只能氧化供能。,四、糖原合成与分解的调节,糖原合成：糖原合酶,糖原分解：糖原磷酸化酶,对关键酶调节,第三节 糖的分解代谢,糖分解代谢主要三条途径：,1.,糖酵解 生成乳酸和少量,ATP,2.,有氧氧化 生成,CO,2,和,H,2,0,及大量,ATP,3.,磷酸戊糖途径 生成,5-,磷酸核糖和,NADPH,一、糖的无氧氧化,(Glycolysis),在不需氧情况下，葡萄糖生成乳酸的过程称之为糖的无氧氧化，又称为,糖酵解,。其反应部位在胞浆。,第二阶段,:,由丙酮酸转变成乳酸。,第一阶段,:,由葡萄糖分解成,丙酮酸,可分为二个阶段：,糖酵解,反应,特点,1,.,糖酵解反应的全过程在,胞质,中进行。,乳酸,是糖酵解的必然产物,2.,由于是在无氧条件下进行的，所以氧化分解不彻底，释放的能量少,。,3.,反应,全过程中有三步不可逆的反应,。催化这三步反应的,己糖激酶、,磷酸果糖激酶,-1,、丙酮酸激酶,是糖酵解途径的关键酶，其中,磷酸果糖激酶,-1,为限速酶,G,G-6-P,ATP,ADP,己糖激酶,ATP,ADP,F-6-P,F-1,6-BP,磷酸果糖激酶,-1,ADP,ATP,PEP,丙酮酸,丙酮酸激酶,糖酵解反应的,主要,意义：,1.,糖酵解是机体在缺氧的情况下供应能量的重要方式。,生理性缺氧情况下，如剧烈运动时，能量需求增加，肌肉处于相对缺氧状态，必须通过糖酵解提供急需能量。,在病理性缺氧情况下，如呼吸、循环功能障碍，严重贫血、失血造成机体缺氧时，也通过糖酵解的加强来满足能量需要,。,2.,糖酵解是红细胞功能的主要方式，成熟的红细胞没有线粒体，不能进行有氧氧化而是以糖酵解作为能量的基本来源。,3.,某些组织细胞即使在有氧的条件下仍以糖酵解为其重要供能方式。,糖酵解的调节,主要是通过对,己糖激酶,、,6-,磷酸果糖激酶,-1,、,丙酮酸激酶,三个关键酶的活性的调节，,1,2,3,Question:,1.,图片,1,和图片,2,中人依赖什么方式获取能量？为什么？,2.,图片,3,中的红细胞依赖什么方式获得能量？为什么？,3.,正常情况下，人体内的组织细胞依靠什么方式获得能量？,Answer:,1.,图片,1,中的人由于剧烈运动使肌肉组织处于相对缺氧状态，主要通过糖酵解获取能量；图片,2,中的人因心、肺功能不全造成机体相对缺氧，也主要通过糖酵解获得能量。,2.,图,3,中的成熟红细胞因为没有线粒体结构，即使在氧气供应充足的情况下，也不能进行有氧氧化，只能靠糖,酵解获得能量。,3.,正常情况下，由于有氧氧化过程产生的能量是,糖酵解的,18,或,19,倍，所以人体内大多数组织细胞主要依靠糖的有氧氧化获得能量。,案例分析,第一阶段：丙酮酸生成（同糖,酵解,),第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧,第三阶段：三羧酸循环,G(Gn),第四阶段：氧化磷酸化,丙酮酸,乙酰,CoA,CO,2,NADH+H,+,FADH,2,H,2,O,O,ATP,ADP,TCA,循环,胞,浆,线,粒,体,糖的有氧氧化,指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成,H,2,O,和,CO,2,，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。,在胞浆及线粒体分,四个阶段进行,。,二、糖的有氧氧化,所有的反应均在,线粒体,中进行。,三羧酸循环,(,Tricarboxylic,acid Cycle, TCA cycle),（,1,）三羧酸循环因循环中的第一个中间产物是含三个羧基的柠檬酸，故也称为柠檬酸循环 。,(2),反应过程,1.TCA,必须在有氧条件下进行，细胞定位在线粒体。,2.TCA,是,机体主要的产能,途径。,3.TCA,是,不可逆的反应体系，限速酶有：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、,-,酮戊二酸脱氢酶复合体。,*氧、糖供应充足时，绝大部分的组织细胞表现出有氧氧化抑制无氧氧化的现象，称为巴斯德效应,(,Pastuer,effect),。,三羧酸循环的特点,(,一,),有氧氧化的意义,3.,有氧氧化中的,TCA,是体内物质代谢相互联系的枢纽。,1.,有氧氧化是机体产能最主要的方式。,2.,有氧氧化中的,TCA,是体内三大营养物质彻底氧化分解的最终代谢通路,(,二,),有氧,氧化的调节,主要是通过对七个关键酶活性的调节,关键酶,糖酵解途径：己糖激酶、,6-,磷酸果糖激酶,-1,丙酮酸激酶,丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸氧化脱氢酶复合体,三羧酸循环：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、,-,酮戊二酸脱氢酶复合体,三、磷酸戊糖途径,磷酸戊糖途径是糖氧化分解的另外一条重要途径，,该途径主要作用的产生,5-,磷酸核糖和,NADPH,，而不,是产生,ATP,。,磷酸,戊糖途径的,意义,1.,生成的,5-,磷酸核糖是核酸合成的重要原料。,2.,NADPH,作为供氢体，参与体内许多重要的还原性代谢反应,磷酸戊糖途径的调节,关键酶：,6-,磷酸葡萄糖脱氢酶,第四节 糖 异 生,(Gluconeogenesis),(,二,),部位 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体。,(,三,),原料 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。,一、什么是糖异生,(,一,),糖异生 是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。,生糖氨基酸,-,酮酸,甘油,-,磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,乳酸,丙酮酸,三、糖异生的意义,1.,维持血糖浓度恒定,2.,调节酸碱平衡,4.,协助氨基酸代谢,5.,补充肝糖原,3.,有利于乳酸的再利用,肝,肌肉,葡萄糖,葡萄糖,葡萄糖,酵解途径,丙酮酸,乳酸,NADH,NAD,+,乳酸,乳酸,NAD,+,NADH,丙酮酸,糖异生途径,血液,肌肉中乳酸经血循环进入肝异生为葡萄糖，再经血循环到达肌肉中氧化的过程，成为,乳酸循环,。,2.,乳酸的再利用可防止代谢性酸中毒。,乳酸循环,(lactose cycle),（,Cori,循环）,临床称血中葡萄糖为血糖。,正常成人血糖浓度 为,3.89-6.11,mmol/L,。,血糖水平恒定可保证依赖葡萄糖供能的脑组织、红细胞、骨髓及神经组织等重要组织器官的能量供应。,第五节 血糖,一、血糖,来源,和,去路,血糖,食 物 糖,消化,吸收,肝糖原,分解,非糖物质,糖异生,氧化分解,CO,2,+ H,2,O,糖原合成,肝,(,肌,),糖原,转变为其他物质,尿糖,二、血糖水平的调节,主要调节激素,降低血糖：,胰岛素,(insulin),升高血糖,胰高血糖素,糖皮质激素,肾上腺素,(,一,),胰岛素,1.,促进葡萄糖转运进入肌肉、脂肪等肝外细胞。,2.,加快葡萄糖在肝、肌肉组织合成糖原,促进糖的有氧氧化。,3.,抑制肝内糖异生。,4.,抑制肝糖原的分解,5.,促进糖转变为脂肪,(,二,),胰高血糖素,1.,抑制糖原合成,2.,促进糖异生,(,三,),肾上腺素,1.,促进肝糖原分解,2.,促进肌糖原酵解,3.,促进糖异生,(,四,),糖皮质激素,1.,促进糖异生,2.,促进肝外组织蛋白,分解生成氨基酸,三、糖代谢异常,(,一,),高血糖及糖尿症,1.,高血糖,临床上将空腹血糖浓度高于,6.9mmol/L,称为,高血糖,。,2.,肾糖阈,当血糖浓度高于,8.89mmol/L,时，超过了肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿,病,。这一血糖水平称为,肾糖阈,。,3.,高血糖发生的原因,(1),生理性高血糖,由于糖的来源增加可引起生理性高血糖,例： 一次性食入或输入大量葡萄糖；,情绪激动，肾上腺分泌增加。,(2),病理性高血糖,由于胰岛素分泌障碍所引起的高血糖和糖尿，称为糖尿病,原因：血糖,来源增加去路减少,肾性糖尿,除了高血糖引起糖尿外，由于肾功能先天性不全或肾疾病引起的肾糖阈值减低，也可引起糖尿，称为肾性糖尿。,(,二,),低血糖,1.,低血糖 空腹血糖浓度低于,3.0mmol/L,时称为,低血糖,。,2.,低血糖的影响 血糖过低，可影响脑细胞功能，出现头晕、倦怠无力、心悸等症状，严重时出现昏迷，称为低血糖休克。,3.,低血糖的原因,(1),胰岛肿瘤、胰岛素分泌增加。,(2),严重肝病时，肝糖原分解、糖异生障碍。,(3),内分泌功能异常。,(4),饥饿或不能进食。,(5),空腹饮酒。,甲某，空腹血糖,4.5mmol/L,吃了大量的糖果，,1h,后血清检测，血糖,14.9mmol/L,，尿糖（,+);,乙某，空腹血糖,12.9mmol/L,，吃了,1,个馒头，,1h,后血清检测，血糖,23.8mmol/L,，尿糖（,+),。随后的,2,次血清检测，甲的空腹血糖正常，乙的空腹血糖均在,10.0mmol/L,以上。问：甲乙两个是否都是糖尿病？为什么？,案例分析,Answer:,甲并非糖尿病患者，属于生理性高血糖，其血糖升高时因为一次性大量食用糖果所致，超过肾糖阈所致，但其空腹血糖正常。,乙是糖尿病患者，因其空腹和餐后持续性高血糖。,区分生理性高血糖和病理性高血糖的依据是空腹血糖是否正常。,