第五章糖代谢 糖类的生理功用 ①氧化供能:糖类是人体最主要的供能物质,占全部供能物质供能量的70%;与供能有关的糖类主要是葡萄糖 和糖原,前者为运输和供能形式,后者为贮存形式 ②作为结构成分:糖类可与脂类形成糖脂,或与蛋白质形成糖蛋白,糖脂和糖蛋白均可参与构成生物膜、神经 组织等。 ③作为核酸类化合物的成分:核糖和脱氧核糖参与构成核苷酸,DNA,RNA等 ④转变为其他物质:糖类可经代谢而转变为脂肪或氨基酸等化合物 糖的无氧酵解 糖的无氧酵解是指葡萄糖在无氧条件下分解生成乳酸并释放出能量的过程。其全部反应过程在胞液中进行,代谢 的终产物为乳酸,一分子葡萄糖经无氧酵解可净生成两分子ATP 糖的无氧酵解代谢过程可分为四个阶段 1.活化(己糖磷酸酯的生成):葡萄糖经磷酸化和异枃反应生成1,6-双磷酸果糖(FBP),即葡萄糖→6-磷酸葡萄 糖→6-磷酸果糖→16-双磷酸果糖(F-1,6-BP)。这一阶段需消耗两分子ATP,己糖激酶(肝中为葡萄糖激酶) 和6-磷酸果糖激酶-1是关键酶 2.裂解(磷酸丙糖的生成):一分子F-1,6-BP裂解为两分子3-磷酸甘油醛,包括两步反应:F-1,6-BP→磷酸 羟丙酮十3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮→3-磷酸甘油醛。 3.放能(丙酮酸的生成):3-磷酸甘油醛经脱氢、磷酸化、脱水及放能等反应生成丙酮酸,包括五步反应:3 磷酸甘油醛→1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸→2-磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸。此阶段有两次底 物水平磷酸化的放能反应,共可生成2×2=4分子ATP。丙酮酸激酶为关键酶 4.还原(乳酸的生成):利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH,使NADH重新氧化为NAD+。即丙酮 酸→乳酸 糖无氧酵解的调节 主要是对三个关键酶,即己糖激酶(葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸溦酶进行调节。己糖激酶的 变构抑制剂是G-6-P:肝中的葡萄糖激酶是调节肝细胞对葡萄糖吸收的主要因素,受长链脂酰CoA的反馈抑制 6-磷酸果糖激酶-1是调节糖酵解代谢途径流量的主要因素,受ATP和柠檬酸的变构抑制,AMP、ADP、1,6- 双磷酸果糖和2,6-双磷酸果糖的变构激活:丙酮酸激酶受1,δ-双磷酸果糖的变构嶶活,受ATP的变构抑制,肝 中还受到丙氨酸的变构抑制。 四、糖无氧酵解的生理意义: 1.在无氧和缺氧条件下,作为糖分解供能的补充途径:(1)骨骼肌在剧烈运动时的相对缺氧:(2)从平原进入高 原初期:(3)严重贫血、大量失血、呼吸障碍、肺及心血管疾患所致缺氧 2.在有氧条件下,作为某些组织细胞主要的供能途径:如表皮细胞,红细胞及视网膜等,由于无线粒体,故只 能通过无氧酵解供能。 五、糖的有氧氧化: 葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解生成C20和H2O,并释放出大量能量的过程称为糖的有氧氧化。绝大多数组 织细胞通过糖的有氧氧化途径获得能量。此代谢过程在细胞胞液和线粒体内进行,一分子葡萄糖彻底氧化分解可 产生36/38分子ATP。糖的有氧氧化代谢途径可分为三个阶段: 1.葡萄糖经酵解途径生成丙酮酸: 此阶段在细胞胞液中进行,与糖的无氧酵解途径相同,涉及的关键酶也相同。一分子葡萄糖分解后生成两分9 第五章 糖代谢 一、糖类的生理功用： ① 氧化供能：糖类是人体最主要的供能物质，占全部供能物质供能量的 70%；与供能有关的糖类主要是葡萄糖 和糖原，前者为运输和供能形式，后者为贮存形式。 ② 作为结构成分：糖类可与脂类形成糖脂，或与蛋白质形成糖蛋白，糖脂和糖蛋白均可参与构成生物膜、神经 组织等。 ③作为核酸类化合物的成分：核糖和脱氧核糖参与构成核苷酸，DNA，RNA 等。 ④转变为其他物质：糖类可经代谢而转变为脂肪或氨基酸等化合物。 二、糖的无氧酵解： 糖的无氧酵解是指葡萄糖在无氧条件下分解生成乳酸并释放出能量的过程。其全部反应过程在胞液中进行，代谢 的终产物为乳酸，一分子葡萄糖经无氧酵解可净生成两分子 ATP。 糖的无氧酵解代谢过程可分为四个阶段： 1. 活化（己糖磷酸酯的生成）：葡萄糖经磷酸化和异构反应生成 1,6-双磷酸果糖(FBP)，即葡萄糖→6-磷酸葡萄 糖→6-磷酸果糖→1,6-双磷酸果糖（F-1,6-BP)。这一阶段需消耗两分子 ATP，己糖激酶（肝中为葡萄糖激酶） 和 6-磷酸果糖激酶-1 是关键酶。 2. 裂解（磷酸丙糖的生成）：一分子 F-1,6-BP 裂解为两分子 3-磷酸甘油醛，包括两步反应：F-1,6-BP→磷酸 二羟丙酮 + 3-磷酸甘油醛 和磷酸二羟丙酮→3-磷酸甘油醛。 3. 放能（丙酮酸的生成）：3-磷酸甘油醛经脱氢、磷酸化、脱水及放能等反应生成丙酮酸，包括五步反应：3- 磷酸甘油醛→1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸→2-磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸。此阶段有两次底 物水平磷酸化的放能反应，共可生成 2×2=4 分子 ATP。丙酮酸激酶为关键酶。 4．还原（乳酸的生成）：利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的 NADH，使 NADH 重新氧化为 NAD+。即丙酮 酸→乳酸。 三、糖无氧酵解的调节： 主要是对三个关键酶，即己糖激酶（葡萄糖激酶）、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶进行调节。己糖激酶的 变构抑制剂是 G-6-P；肝中的葡萄糖激酶是调节肝细胞对葡萄糖吸收的主要因素，受长链脂酰 CoA 的反馈抑制； 6-磷酸果糖激酶-1 是调节糖酵解代谢途径流量的主要因素，受 ATP 和柠檬酸的变构抑制，AMP、ADP、1,6- 双磷酸果糖和 2,6-双磷酸果糖的变构激活；丙酮酸激酶受 1,6-双磷酸果糖的变构激活，受 ATP 的变构抑制，肝 中还受到丙氨酸的变构抑制。 四、糖无氧酵解的生理意义： 1. 在无氧和缺氧条件下，作为糖分解供能的补充途径：⑴ 骨骼肌在剧烈运动时的相对缺氧；⑵ 从平原进入高 原初期；⑶ 严重贫血、大量失血、呼吸障碍、肺及心血管疾患所致缺氧。 2. 在有氧条件下，作为某些组织细胞主要的供能途径：如表皮细胞，红细胞及视网膜等，由于无线粒体，故只 能通过无氧酵解供能。 五、糖的有氧氧化： 葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解生成 C2O 和 H2O，并释放出大量能量的过程称为糖的有氧氧化。绝大多数组 织细胞通过糖的有氧氧化途径获得能量。此代谢过程在细胞胞液和线粒体内进行，一分子葡萄糖彻底氧化分解可 产生 36/38 分子 ATP。糖的有氧氧化代谢途径可分为三个阶段： 1．葡萄糖经酵解途径生成丙酮酸： 此阶段在细胞胞液中进行，与糖的无氧酵解途径相同，涉及的关键酶也相同。一分子葡萄糖分解后生成两分