糖异生的概念

第六节 糖异生,糖异生的概念糖异生途径糖异生的调节糖异生的生理意义,1,糖异生(gluconeogenesis),异生：非糖物质合成糖原或糖原。 部位：肝脏 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体,提问：哪些物质可以转变成G或糖原？,答案：凡能转变成糖代谢中间产物的物质。,包括 有机酸：乳酸、丙酮酸，TAC中各种羧酸 甘油 生糖氨基酸,2,糖异生的概念,糖异生： 非糖化合物（如乳酸、甘油、生糖氨基酸等）在肝脏中酶的作用下转变为葡萄糖或糖原的过程。 糖异生途径： 从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。,3,糖异生途径,乳 酸葡萄糖：糖异生丙酮酸葡萄糖：糖异生途径葡萄糖丙酮酸：糖酵解途径葡萄糖乳 酸：糖酵解,4,一、糖异生途径,* 过程,酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。,糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；,5,乳酸,糖酵解,已糖激酶,6-磷酸果糖激酶-1,丙酮酸激酶,三个不可逆反应,糖异生,6,第1步 丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸,提问：如何进行？,丙酮酸,草酰乙酸,磷酸烯醇式 丙酮酸,提问：这里CO2的作用是什么？,能量载体,合成的草酰乙酸新COOH中储存了ATP水解的键能，脱碳时损失的键能相对较少。,7,果糖双磷酸酶-1,葡萄糖-6-磷酸酶,第1步,第2步,第3步,草酰乙酸,丙酮酸羧化支路,丙酮酸羧化酶,磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶,8,丙酮酸,草酰乙酸,磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）,PEP,苹果酸,苹果酸,草酰乙酸,天冬氨酸,天冬氨酸,草酰乙酸,(胞液),(线粒体),羧化酶,羧激酶,羧激酶,羧激酶,NAD+,NADH+H+,NADH+H+,NAD+,9,糖异生,乳酸： 丙酮酸 (线粒体) 天冬氨酸丙氨酸： 丙酮酸 (线粒体) 苹果酸甘油： 3-磷酸甘油 磷酸二羟丙酮,10,3-磷酸甘油激酶,3-磷酸甘油脱氢酶,11,葡萄糖-6-磷酸酶,第1步,第2步,第3步,草酰乙酸,丙酮酸羧化酶,磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶,果糖双磷酸酶-1,12,底物循环,概念：作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向反应，这种互变循环就称为底物循环。无效循环：当底物循环中的两种酶活性相等时，不能将代谢向前推进，结果ATP分解释放能量，因而称为无效循环。对糖酵解途径与糖异生途径中的2个底物循环进行调节，是糖异生调节的主要方式。,13,第一个底物循环,ATP,ADP,Pi,6-磷酸果糖激酶-1,果糖双磷酸酶-1,2,6-二磷酸果糖,AMP,6-磷酸果糖,1,6-二磷酸果糖,14,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。,15,第二个底物循环,磷酸烯醇型丙酮酸,1,6-二磷酸果糖,丙 酮 酸,乙酰CoA,丙酮酸激酶,草酰乙酸,+,+,丙酮酸羧化酶,丙酮酸脱氢酶复合体,16,1. 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. 丙酮酸羧化酶（1）乙酰CoA存在，丙酮酸羧化酶才有活性。（2）乙酰CoA对丙酮酸脱氢酶有抑制作用。,17,糖异生的生理意义,维持血糖浓度恒定：保证某些主要依赖葡萄糖供能的组织的功能具有重要意义补充肝糖原 机体摄入的葡萄糖先分解为丙酮酸、乳酸等三碳化合物，后者再异生成糖原的途径称为三碳途径，也称之为间接途径 调节酸碱平衡,18,葡萄糖丙酮酸乳酸,葡萄糖丙酮酸乳酸,葡萄糖,NADH,NAD+,NADH,NAD+,糖酵解途径,糖异生途径,乳酸,肝 血液 肌肉,19,乳酸循环,概念：肌收缩（尤其是氧供应不足时）通过糖酵解产生乳酸，因为肌肉内糖异生活性低，所以乳酸通过细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝内异生为葡萄糖，葡萄糖入血后又可被肌肉摄取，这就构成了一个循环，成为乳酸循环，也叫Cori循环。意义：在于避免损失乳酸及防止乳酸堆积引起酸中毒。,20,第七节 血糖及其调节,血糖的来源和去路血糖水平的调节血糖水平异常,21,血 糖,血糖：指血液中的葡萄糖。 正常值：人空腹静脉血含葡萄糖3.896.11mmol/L 血糖含量维持一定水平，对于保证人体各组织器官特别是脑组织的正常机能活动极为重要。,22,血糖的来源与去路,23,血糖水平的调节,血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸代谢协调的结果，也是肝、肌肉、脂肪组织等各器官组织代谢协调的结果。机体的各种代谢以及各器官之间能这样精确协调，以适应能量、燃料供求的变化。主要依靠激素的调节，酶水平的调节是最基本的调节方式和基础：,24,降低血糖：,1. 促进葡萄糖转运入细胞内。2. 通过调节糖原代谢的关键酶，加速糖原合成，抑制糖原分解. 3. 通过诱导糖酵解途径的关键酶，激活丙酮酸脱氢酶而加快糖的氧化分解过程。4. 抑制肝内糖异生。5. 抑制脂肪动员，增加葡萄糖利用，促进葡萄糖转变成脂肪 。,胰岛素,25,胰高血糖素,升高血糖，机制：通过调节糖原代谢的关键酶，抑制糖原合成，促进糖原分解 。通过抑制关键酶活性，抑制糖酵解途径，减少糖的氧化。促进磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶合成，并加速肝摄取氨基酸原料，加强糖异生。 通过加速脂肪动员，生成的大量脂肪酸可抑制周 围组织摄取利用葡萄糖。,胰高血糖素,26,升高血糖，增加肝糖原。作用机制： 1. 促进肌肉蛋白质分解，产生的氨基酸 转移到肝进行糖异生 2. 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。 3. 使其他促进脂肪动员的激素发挥最大效果,糖皮质激素,27,强有力的升高血糖激素，在应激状态下发挥作用。作用机制： 通过肝和肌肉的细胞膜受体、cAMP 、蛋白激酶级联激活磷酸化酶，加速糖原分解。,肾上腺素,28,血糖水平异常,高血糖(hyperglycemia ） 空腹血糖浓度高于7.227.78 mmol/L称为高血糖。 当血糖浓度高于8.89 10.00 mmol/L（肾糖阈），超过肾小管的重吸收能力，可出现糖尿。糖尿病(diabetes mellitus) 持续性高血糖和糖尿，特别是空腹血糖和糖耐量曲线高于正常范围，主要见于糖尿病 。临床上常见的糖尿病有两型：胰岛素依赖型（I型）和非胰岛素依赖型（II型）。,29,糖耐量曲线,30,血糖水平异常,低血糖： 空腹血糖浓度低于3.333.89mmol/L病因： (1)胰性(胰岛-细胞机能亢进、胰岛-细胞机能低下等)； (2)肝性(肝癌、糖原积累病等)； (3)内分泌异常(垂体机能低下，肾上腺皮质机能低下等)； (4)肿瘤(胃癌)等； (5)饥饿或不能进食者等。,31,糖 代 谢 小 结,32,糖原合成,糖原分解,糖原,G-1-P,G,G-6-P,F-6-P,F-1,6-2P,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,5-磷酸核糖,2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,乙酰CoA,1,3-2磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,乳酸,丙氨酸,三羧酸循环,磷酸甘油,甘油,草酰乙酸,-,H2O + CO2,磷酸戊糖途径,糖的有氧氧化,糖酵解,糖异生,33,名 词 解 释,糖酵解