第七章糖代谢

1、第七章糖代谢,主要内容,糖概况 糖的分解代谢 糖原的合成与分解 糖异生 血糖与其调节,第一节 概述,糖是一类多羟基醛或多羟基酮及其衍生物及它们的聚合物；,一、糖的概念与种类,人类所需的能量70%来自糖 具有结构功能 具有多方面复杂的生物活性与功能,二、糖类功能：,三、糖的分类,根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类。,单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖等 寡糖：蔗糖，麦芽糖，乳糖、棉子糖 多糖：淀粉、糖原、纤维素、结合糖、 粘多糖,常见的单糖-葡萄糖,环状,开链,蔗糖,常见二糖,麦芽糖,常见的多糖-淀粉,糖原,四、糖的消化吸收,小肠上段 粘膜细胞,门静脉,肝脏,体循环,各种组织细胞,糖代谢

2、,分解代谢,合成代谢,糖在人体内的分解途径主要有三条：,无氧分解,有氧氧化,磷酸戊糖通路,第3节 糖的分解代谢,（一）定义：在无氧的条件下，葡萄糖或 糖原分解成丙酮酸，进而还原为 乳酸并释放少量能量的过程称为 糖的无氧分解或糖酵解（emp）。,一、糖的无氧分解（糖酵解）,糖原,3atp,（二）反应部位：胞浆,（三）反应条件：无氧气参与,（四）糖酵解分为四个阶段(12步反应),2丙酮酸,2烯醇式丙酮酸,2乳酸,6-磷酸 果糖,1,6-二磷酸 果糖,21,3-二磷酸甘油酸,磷酸二羟 丙酮,23-磷酸 甘油酸,22-磷酸 甘油酸,2磷酸烯醇式 丙酮酸,糖原(gn),6-磷酸 葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,

3、葡萄糖,3-磷酸 甘油醛,2nad+,2nadh+2h+,己糖激酶,6磷酸果糖激酶,丙酮酸激酶,糖酵解过程中atp的消耗与生成,21,葡 萄 糖 6-磷酸葡萄糖,6 - 磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖,1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸 丙 酮 酸,-1 （糖原不耗）,-1,21,1 葡萄糖 2 乳酸 + ？atp,糖原中的1葡萄糖2乳酸 +？ atp,2 atp,3 atp,1葡萄糖2 乳酸2atp,（五）无氧分解结果：,糖原6-磷酸葡萄糖2乳酸3atp,（六）无氧分解的生理意义 某些组织和细胞获取能量的主要途径 缺氧情况下的能量补充途径 糖无氧分解的逆过程是糖异生途径 的

4、基本步骤 过多的无氧分解会导致酸中毒,糖的无氧分解（糖酵解） 的详细过程及其特点,糖酵解的反应详细过程, 糖原分解生成6-磷酸葡萄糖,葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖 ( g-6-p),己糖激酶是糖酵解途径的第一个限速酶, 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖, 6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖,6-磷酸果糖,1,6-二磷酸果糖,6磷酸果糖激酶是糖酵解途径的最重要的限速酶,1,6-二磷酸 果糖,磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖,磷酸丙糖的同分异构化,3-磷酸甘 油醛,磷酸二羟 丙酮, 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸 甘油酸,3-磷酸 甘油醛,

5、3磷酸甘油醛脱氢是糖酵解过程中唯一一步脱氢反应，用于还原丙酮酸成乳酸。, 1,3-二磷酸甘油酸转变成 3-磷酸甘油酸,糖酵解中第一次底物水平磷酸化， 1分子葡萄糖产生2分子atp, 3-磷酸甘油酸转变为 2-磷酸甘油酸, 2-磷酸甘油酸转变为 磷酸烯醇式丙酮酸,2-磷酸甘油酸,(11)磷酸烯醇式丙酮酸转变为 烯醇式丙酮酸,磷酸烯醇式丙酮酸,烯醇式丙酮酸,糖酵解中第二次底物水平磷酸化， 丙酮酸激酶是第三个限速酶 1分子葡萄糖产生2分子atp,(12)烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸,丙酮酸,烯醇式丙酮酸,(13) 丙酮酸转变成乳酸,丙酮酸,乳酸,还原所用氢来自3磷酸甘油醛脱氢,糖酵解的反应特点,1、整个

6、过程无氧参加； 2、三个限速酶： 糖酵解的调节就是对三个限速酶的调节： 己糖激酶 6磷酸果糖激酶（最重要的限速酶） 丙酮酸激酶,3、从葡萄糖开始净生成2分子atp， 从糖原开始净生成3分子atp； 4、一次脱氢（3磷酸甘油醛脱氢）， 生成的nadhh中的2h，缺氧时 交给丙酮酸生成了乳酸，有氧时 进入线粒体氧化生成能量。,5、 终产物乳酸的去路 释放入血，进入肝脏再进一步代谢。 分解利用 、糖异生,（一）定义：葡萄糖在有氧的条件下彻 底氧化生成co2、h2o和大量atp的 代谢过程，称为糖的有氧氧化。,二、糖的有氧氧化（主要方式）,（二）反应部位：胞浆和线粒体,（三）反应条件：有氧气参与,（四

7、）糖有氧氧化的过程,第一阶段：糖无氧酵解生成丙酮酸 （胞浆中）,三个阶段,第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙 酰coa（线粒体中）,第三阶段：三羧酸循环 彻底氧化（线粒体中）,2乙酰coa,三羧酸循环 (tca),2丙酮酸,葡萄糖,葡萄糖,2丙酮酸,nad+ 2nadh+2h+,+2atp,无氧,细胞质,线粒体,4co2,葡萄糖的无氧分解和有氧分解,+2adp,（五）糖的有氧分解结果,1葡萄糖,8nadh+8h+,2fadh2,4atp,83atp,22atp,合计36或38个atp,2nadh+2h+,22或3atp,6co2,葡萄糖有氧氧化生成的atp,（六）生理意义,1、提供能量：1分子葡萄

8、糖经过有氧氧化可以生成38（或36）分子的atp。人体中最主要产能途径。 2、三羧酸循环（tca)是糖、脂肪和蛋白质代谢的枢纽，是三大营养物质分解代谢的最终途径。 3、为合成代谢提供co2及其它小分子前体。,淀粉、糖原 葡萄糖 三脂酰甘油 甘油脂肪酸 乙酰coa 蛋 白 质 氨基酸,tca循环,coash,2h,adppi,atp,1/2o2,h2o,co2,第一阶段,第二阶段,第三阶段,三大物质氧化分解的三阶段,糖的有氧氧化 的详细过程及其调节,第一阶段：糖无氧酵解生成丙酮酸 部位：细胞质中 葡萄糖 丙酮酸,丙酮酸,乙酰coa,+ coa-sh,辅酶a,+ co2,第二阶段： 丙酮酸氧化脱羧

9、生成乙酰coa 部位：线粒体中,丙酮酸脱氢 酶复合体,第三阶段： 三羧酸循环 （tca) 彻底氧化 部位：线粒体中,柠檬酸合酶,乙酰辅酶a,草酰乙酸,柠檬酸,顺乌头酸酶,顺乌头酸酶,柠檬酸,顺乌头酸,异柠檬酸,异柠檬酸脱氢酶,异柠檬酸,酮戊二酸,-酮戊二酸脱氢 酶复合体,酮戊二酸,琥珀酰coa,琥珀酰coa合成酶,琥珀酰coa,琥珀酸,琥珀酸脱氢酶,琥珀酸,延胡索酸,延胡索酸酶,延胡索酸,苹果酸,苹果酸脱氢酶,草酰乙酸,苹果酸,异柠檬酸 脱氢酶,柠檬酸合酶,-酮戊二酸 脱氢酶复合体,柠檬酸,ca2+, atp、adp的影响, 产物堆积引起抑制, 循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶

10、, 其他，如ca2+可激活许多酶,三羧酸循环的调节,（一）定义：以6-磷酸葡萄糖为底 物，代谢生成磷酸戊糖为 中间代谢物的过程，称为 磷酸戊糖途径。,三、磷酸戊糖途径,（二）反应部位：胞浆,6磷酸葡萄糖,6磷酸葡萄糖酸,5磷酸核酮糖,5磷酸 核糖,5磷酸 木酮糖,3-磷酸甘油醛和6磷酸核果糖,（三）反应主要过程：,糖酵解,（五）生理意义 ： 5-磷酸核糖：合成核苷酸的原料 nadph：作为供氢体，参与体内许多 重要的还原性代谢反应 提供能量：非主要,（四）重要产物 ： 5-磷酸核糖、nadphh+,磷酸戊糖途径 的详细过程,磷酸戊糖途径,第一阶段,第二阶段,糖分解代谢小结（1分子葡萄糖）,胞浆

11、,胞浆,胞浆和线粒体,2乳酸,6co2+6h2o,5-磷酸核糖、 nadph,2atp,36或38atp,不直接产能,四点,三点,三点,形 状：树枝状,分子量：1001000万,糖原：多糖，动物淀粉,分布：肝脏、肌肉,第四节 糖原的合成与分解,基本单位：葡萄糖,原料：葡萄糖 n葡萄糖糖原 合成场所：肝脏 肌肉 意义：降低血糖,由单糖合成糖原的过程。,一、糖原的合成,二、糖原的分解,饥饿时： 肝糖原葡萄糖 意义：补充血糖，维持血糖浓 度稳定。,能量不足时： 肌糖原6磷酸葡萄糖 意义：提供能量。,糖原合成与分解,肌糖原,葡萄糖,葡萄糖,血糖,肝糖原,丙酮酸,6-磷酸葡萄糖,atp,饥饿时,能量不足

12、,糖原的分解过程,糖原的合成过程,糖原的合成与分解总图,乳酸,肌肉,第五节 糖异生作用,一、概念：非糖物质葡萄糖/糖原 二、非糖物质： 乳酸、甘油、生糖氨基酸 三、场所：肝脏（主）、肾脏,（四）途径,甘油,-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异生为葡萄糖或糖原,丙酮酸羧化酶是糖异生的关键酶,葡萄糖-6-p酶,丙酮酸激酶,乳酸（ cori ）循环与糖异生,血糖,肝糖原,丙酮酸,乳酸,6-磷酸葡萄糖,缺氧,五、糖异生意义： 1、保证饥饿时的血糖稳定 2、有利于乳酸再利用 3、促进脂肪氧化分解供能,cori循环,肌糖原,血乳酸,肝糖原,血糖,* 正常血糖浓度 ： 4.5-

13、5.5mmol/l,第六节 血糖(g),血 中 葡 萄 糖,缺氧,糖酵解(乳酸、2atp),有氧氧化(co2、h2o、atp),磷酸戊糖途径 （5-磷酸核糖、nadph）,糖原,合成,分解,血糖的来源,血糖的去路,脂肪、氨基酸等,尿糖,血糖平衡,一、激素对血糖浓度的调节方式,胰岛素:降血糖,胰高血糖素:升血糖,糖皮质激素:升血糖,肾上腺素：升血糖,正常血糖浓度 ： 4.5-5.5mmol/l,促进葡萄糖转运进入肝外细胞 ；,加速糖原合成，抑制糖原分解；,加快糖的有氧氧化；,抑制肝内糖异生；,减少脂肪动员。,1.胰岛素的作用机制:,促进肝糖原分解，抑制糖原合成；,抑制酵解途径，促进糖异生；,促进

14、脂肪动员。,2.胰高血糖素的作用机制：,3.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，抑制点为丙酮酸的氧化脱羧。,4.肾上腺素的作用机制：,可抑制糖酵解，增强糖异生作用,促进糖原分解,主要在应激状态下发挥调节作用。,二、血糖与疾病,高血糖,低血糖,1、高血糖,原因： 生理性高血糖 情绪激动时交感神经兴奋、 一次性大量摄入葡萄糖,临床上一般将空腹血糖浓度高于7.28mmol/l时称为高血糖。,病理性高血糖 常见于内分泌机能失调，如胰岛-细胞功能低下、肾上腺皮质功能亢进等。,高血糖与糖尿,生理性糖尿： 情感性糖尿 饮食性糖尿 病理性糖尿： 如糖尿病,当血糖浓度超过肾糖阈（ 8.96mmol/l）时则出现糖尿。,2、低血糖,原因： (1)糖摄入不足或吸收不良 (2)严重肝脏疾病 (3)临床治疗时使用胰岛素过量 (4)胰岛-细胞功能亢进,血糖浓度低于3.92 mmol/l时为低血糖。,低血糖时的临床表现,头昏、心悸、饥饿感及出冷汗等， 严重时可发生昏迷，重者甚至死亡。,小结,糖是体内重要的功能物质。它的分解途径有无氧分解、有氧氧化、磷酸戊糖途径。三条途径的分解产物及