糖是一大类有机化合物,其化学本质是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物或多聚物。
概述
一、糖的生理功能
①机体重要的碳源
②氧化分解供应能量
③参与构建组织细胞
④储存能量维持血糖
二、糖在人体内的代谢概况
1.去路
氧化分解一丙酮酸
磷酸戊糖途径一磷酸戊糖+nadph
糖原合成→糖原
2.来源
糖原分解—肝糖原分解
消化吸收一食物
糖异生一乳酸、氨基酸、甘油
糖的分解代谢
一、糖酵解
1.概念
葡萄糖或糖原分解产生的葡萄糖单位在无氧或缺氧的条件下先分解为丙酮酸,进而还原成乳酸,同时伴随少量能量的释放,称为糖的无氧氧化。又称糖酵解。
2.反应过程
糖酵解是一个连续进行的酶促反应,反应均在细胞的胞液中进行。
第一阶段:1分子葡萄糖(或糖原的葡萄糖单位)分解成2分子的丙酮酸
糖酵解途径
关键酶/限速酶:已糖激酶
最弱也最关键的酶:6 -磷酸果糖激酶-1
①脱氢反应1次;②ATP生成2次;③不可逆反应3次
能量生成:
①生成4分子ATP
②净生成2分子ATP
第二阶段:丙酮酸还原生成乳酸
3. 反应特点
①全程胞液中进行,无氧,乳酸最终产物
②不完全氧化,通过两次底物水平磷酸化产生
③关键酶:已糖激酶、6 -磷酸果糖激-1、丙酮酸激酶
④红细胞中的糖酵解存在2.3-二磷酸甘油支路
4.生理意义
①糖酵解可以迅速提供能量,这对肌肉组织尤为重要
②糖酸解是机体在缺氧的条件下的重要供能方式
③糖酵解是红细胞的主要供能方式
④糖酵解还是供氧充足时少数组织的能量来源
⑤糖酵解能为其它物质合成提供原料
5. 糖酵解的调节
二、糖的有氧氧化
1.有氧氧化的概念
葡萄糖或糖原在有氧的条件下彻底氧化分解生成co2和 H2O并释放大量能量的过程称为糖的有氧氧化。糖的有氧氧化是机体糖分解代谢的主要方式。
2. 反应过程
a. 葡萄糖在胞液中转化为丙酮酸
b. 丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰辅酶A
c. 三羧循环
①生成ATP 1次(在底物水平磷酸化);②生成 CO2 2次(脫羧);③不可逆反应3次;④脱氢4 次(3次NAPH +H 、1次FADH2)
特点:
有线粒体中进行;有氧;柠檬酸开始;
生理意义:
(1)三羧循环是体内三大营养物质氧化分解的共同通路。
(2)三段循环是体内物质代谢相互联系的枢纽
3. 糖有氧氧化的能量生成
糖经有氧氧化最终可生成30分子或32分子ATP
三、磷酸戊糖途经
(1)概念:
磷酸戊糖途径:糖分解代谢的第一条重要途径。与核酸切相关
(2)反应过程
限速酶:6 -磷酸葡萄糖氢酶;
辅酶:NADP+/ NADPH+H
产物:5-磷酸核糖和NADP H
在胞浆中进行反应
(3)生理意义
a. 提供核酸生物合成的原料
b. 体内生成NADPH的主要途径
① NADPH是体内很多物质合成过程中的重要供氢体
② NADPH是谷胱甘肽(GSH)还原酶的辅酶
蚕豆病:先天缺乏关键酶“6 -磷酸葡萄糖脱氢酶”,导致磷酸戊糖途径没有获得足够NADPH,很难使GSH维持还原状态。
溶血性贫血(易发生):缺乏6 -磷酸葡萄糖脱氢酶导致缺乏NADPH,使红细胞GSH减少
③ NADPH是加单氧酶体系的辅酶之一,参与体内的羧化反应
糖的合成与分解
糖原:①由葡萄糖聚合而成的多支大分子多糖化合物;②是糖在体内的储存形式
一、糖原的合成代谢
(一)糖原的合成过程
糖原生成: 由单糖(主要是葡萄糖)合成糖原的过程
整个反应过程:肝,肌肉组织绷包的胞质中进行;消耗ATP和UTP;直接参与糖原合成的核苷酸
尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG):是葡萄糖的活化形式,在体内充当葡萄糖的供体
关键酶:糖原合酶
(二)糖原合成反应的特点
I. 糖原的合成是耗能过程
糖原引物每延长一个葡萄糖单位,需要消耗2个高能磷酸
2. 糖原合成需复糖原引物
3. 肌肉中没有G-6-P导致肌糖原不能分解葡萄糖
二、糖原的分解代谢
肝糖原分解为葡萄糖以补充血糖的过程称为糖原分解;
主要发生在胞液
关键酶:糖原磷酸化酶
肌糖原主要是循糖酵解途径进行代谢
糖异生
概念:由非糖物质转变为葡萄糖或者糖原的过程称糖异生作用;原料:甘油、乳酸、生糖氨基酸等物质;短暂饥饿:肝糖原分解;长期饥饿:肝糖异生
一、糖异生的途径
糖异生过程基本上是糖酵解途经的逆过程
二、糖异生的生理意义
(一)维将血糖相对恒定
(二)有利于乳酸的利用
乳酸糖异生与运动强度有关
(三)补充肝糖原
(四)调节酸碱平衡
三、糖异生的调节
促进血糖激素:胰高血糖素、肾上腺素,肾上腺皮质激素
抑制血糖激素:胰岛素
血糖及其调节
一、血糖的概念、来源及去路
(一)血糖的概念
血糖:指血液中的单糖(葡萄糖);血糖浓度的相对恒定依赖于体内血糖来源和去路的却态平衡;正常血糖浓度: 3.89~6.11mmol/L
(二)血糖的来源和去路
1.来源
①食物中经消化、吸收入的糖类
②肝糖原分解
③糖异生作用
2. 去路
①在组织细胞中氧化分解供能
②合成糖原
③转化为其他物质
④随尿液排出
尿糖:血糖浓度> 8.89 ~ 10.0 m mol/l
二、血糖调节
(一)肝对血糖的调节
(二)激素对血糖的调节
降低:胰岛素
升高:肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺糖皮质激素和生长素
(三)血糖恒定的生理意义
①脑组织不能利用脂肪酸,正常情况下主要依赖葡萄糖供能
②红细胞没有线粒体,完全通过糖酵解获得能量
③骨髓及神经组织代谢活跃,经常利用葡萄糖供能
三、糖代谢异常
(一)高血糖与糖尿病
高血糖:指空腹血糖浓度大于6.9mmol/L
糖尿病:是一种以糖代谢紊乱为主要表现的慢性、复杂的代谢性疾病,由胰岛素合成分泌不足或利用缺陷引起(由于胰岛素分泌绝对成相对不足,导致葡萄糖不易进入细胞,糖的分解代谢受阻,糖原分解增加,糖异生增强。)
肾性糖尿:肾脏病变(如先天性肾功能不全)或肾糖阈下降也会导致尿糖出现。此时血糖取没有明显增高,主要是由于肾的重吸收能力下降引起。
(二)低血糖
I. 概念:低血糖:指各种原因引起的血糖过低,一般成人血浆血糖浓度小于 2,8 m mol/L为低血糖。
2. 低血糖的常见原因
①饥饿或不能进食
②胰岛B细胞增生,胰岛素分泌过多
③严重肝病患
④内分泌功能异常
⑤空腹饮酒