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1、第四章 糖 代 谢糖的生理功能：1、 提供生命活动所需的能量，这是糖的最主要的生理功能，人体所需能量的70来源于糖。2、 组成人体组织结构的重要组分。蛋白多糖和糖蛋白可构成结缔组织、软骨和骨的基质；糖蛋白和糖脂细胞膜的构成成分。3、 糖还参与构成体内某些重要生物活性物质，如激素、酶等。第一节 糖的消化吸收及其在体内代谢概况 一、糖的消化吸收食物中的糖主要是植物淀粉、动物糖原及少量的二糖（蔗糖、乳糖等），在机体消化系统的作用下被转变为葡萄糖才能吸收利用。淀粉在口腔初步消化，但消化主要在小肠进行。葡萄糖在小肠内吸收，经门静脉入肝。有些人先天缺乏乳糖酶，在食用牛奶后发生乳糖消化障碍，可引起腹胀、腹泻
2、等症状，此时可食用酸奶防止其发生。二、血糖的来源与去路（糖在体内的代谢概况）1、正常人血糖水平：3.35.3mmolL（6096mgdl）葡萄糖氧化酶法；碱性铜法则为3.96.1mmolL（70110mgdl）。2、血糖浓度保持相对恒定的意义：保证组织器官的正常生理活动，特别是脑和红细胞，因它们主要靠血糖供能。如果血糖过低，会出现脑功能障碍，甚至出现低血糖昏迷。 3、血糖来源：食物中的淀粉经消化；肝糖原分解；非糖物质在肝内经糖异生转变成葡萄糖释入血液，这是空腹时血糖的主要来源。4、血糖的去路：氧化分解供给能量（有氧和无氧氧化）；合成糖原（肝、肌肉、肾等组织）；转变为脂肪、某些氨基酸和其他糖类（
3、核糖等）；异常时出现糖尿（血糖浓度超过肾糖阈，8.8810mmolL）。 导言：糖代谢是三大营养物质代谢基础。 血糖来源与去路与学生一起分析和总结。 第二节 糖原（glycogen）合成与分解糖原含量与分布：肝糖原总量约100g，占肝重的5，肌糖原总量为300g，占肌肉重量的12肾糖原含量极少（主要参与肾酸碱平衡的调节）。糖原分子的结构特点：糖原是由-1,4糖苷键（直链，约占93）与-1,6糖苷键（约占7，支链）组成的大分子。糖原分子分支多，使溶解度增加，同时非还原端多，使糖原分子同时有许多部位进行代谢。 一、糖原合成（glycogenesis）单糖加到糖原“引物”上，使糖原分子变大的过程。包
4、括四步反应： G + ATPG-6-P + ADP葡萄糖激酶（肝）Mg+己糖激酶（肌肉）（一）葡萄糖磷酸化 磷酸葡萄糖变位酶G-1-P G-6-P（二）1-磷酸葡萄糖的生成 UDPG焦磷酸化酶 G-1-P + UTP UDPG + PPi （三）尿苷二磷酸葡萄糖的生成 糖原合成酶（限速酶）作用于-1,4糖苷键UDPG糖原引物（Gn ）UDP糖原（Gn+1）（四）糖原合成 当链长增至超过11个葡萄糖残基时，分枝酶将7个葡萄糖残基的糖链转移到邻近的糖链上，以-1,6糖苷键相连，形成分枝。 二、糖原分解（glycogenolysis）肝糖原分解为习惯上是指肝糖原分解为葡萄糖。磷酸化酶糖原（Gn）H3
5、PO4糖原（Gn-1） G-1-P（一）糖原分解为l-磷酸葡萄糖和葡萄糖 当分解到距离分枝处约4个葡萄糖单位时，脱支酶将3个葡萄糖基转糖原总量为400g，仅能消耗812h。UDPG是“活性葡萄糖”。增加一分子葡萄糖，消耗2分子ATP。l-P-G占85G占15。移到邻近的糖链，以-1,4糖苷键相连，剩下1个以-1,6糖苷键相连的葡萄糖单位，可被脱支酶作用水解为游离的葡萄糖。 （二）1-磷酸葡萄糖在变位酶作用下转变为6-磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸酶 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖H3PO4 （三）6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 葡萄糖6-磷酸酶只存在于肝和肾，所以只有肝、肾可以补充血液中的葡萄糖，而肌糖原只能进
6、行糖酵解，生成乳酸后再经糖异生作用转变成糖。 三、糖原合成与分解的调节糖原合成和分解的限速酶分别是糖原合酶和磷酸化酶。有以下两种调节方式。磷酸化去磷酸化（一）共价修饰：通过cAMP-蛋白激酶系统来调节。糖原合酶a（有活性） 糖原合酶b（无活性）磷酸化去磷酸化磷酸化酶b（无活性） 磷酸化酶a（有活性）（二）变构调节：AMP是磷酸化酶的变构激活剂， ATP和葡萄糖是磷酸化酶变构抑制剂。6-磷酸葡萄糖是糖原合酶的变构激活剂。四、糖原累积症（glycogen storage disease） 糖原累积症：是一类遗传性代谢病，由于先天性缺乏与糖原代谢特别是与糖原分解有关的酶类，引起体内某些器官组织有大量
7、糖原堆积。 根据所缺陷酶的种类不同，本症可分为X型。型糖原累积症是最常见的。此乃肝脏、小肠粘膜和肾脏的葡萄糖-6-磷酸酶或6-磷酸葡萄糖变位酶缺乏所致。该病为常染色体隐性遗传性疾病，发病率占人群比例约为1/200，000。患者因为不能动用糖原维持血糖，将引起严重后果，为减轻病情，须少量多餐。注意：肝糖原与肌糖原分解的不同点。举例：饥饿时胰高血糖素、肾上腺素等分泌增加。 第三节 糖酵解与糖异生一、 糖酵解（glycolysis）糖无氧氧化：葡萄糖或糖原在无氧或缺氧条件下分解生成乳酸和ATP的过程。与酵母中糖生醇发酵的过程相似，故又称糖酵解。糖酵解过程包括两个阶段，10步化学反应，在胞液中进行。（
8、一） 磷酸丙糖的生成（包括4步反应） 葡萄糖十ATP6-磷酸葡萄糖（ G-6-P） ADP已糖激酶、Mg2+葡萄糖激酶（肝）1、G-6-P生成磷酸化酶糖原（Gn）H3PO4糖原（Gn-1） G-1-P变位酶G-6-P 磷酸已糖异构酶6-磷酸葡萄糖（G-6-P） 6-磷酸果糖（F-6-P） 2、G-6-P转变为F-6-P 磷酸果糖激酶-1（Mg2+） 6-磷酸果糖 ATP 1,6-二磷酸果糖 ADP3、生成F-1,6-P 1,6-二磷酸果糖 磷酸二羟丙酮（DHAP） 3-磷酸甘油醛（G-3-P）醛缩酶ALD异构酶4、F-1,6-P裂解为2分子丙糖 （二）乳酸生成（包括6步反应）1,3-二磷酸甘油
9、酸NADHH+3-磷酸甘油醛H3PO4NAD3-磷酸甘油醛脱氢酶1、3-磷酸甘油醛氧化生成1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸激酶Mg+ l，3-磷酸甘油酸 十 ADP3-磷酸甘油酸 十 ATP2、1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸 3、3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸变位酶 关键酶：2个。限速酶。氧化反应。生成ATP：底物水平磷酸化。 烯醇化酶 2-磷酸甘油酸 磷酸烯酸式丙酮酸（PEP）H2O 4、2磷酸甘油酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸十ADP 丙酮酸激酶 Mg+、K烯醇式丙酮酸ATP5、丙酮酸的生成乳酸脱氢酶（LDH）丙酮酸十NA
10、DHH 乳酸十NAD丙酮酸 烯酸式丙酮酸 自动转变6、乳酸的生成总反应：1个G生成2个乳酸和2个ATP。（从糖原开始，生成3个ATP） 二、糖酵解的调节 已糖激酶、磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶是糖酵解的三个限速酶，这三个酶活性大小影响整个代谢途径进行的速度和方向，调节着整个代谢通路，其中以磷酸果糖激-1尤为重要。其活性受别构剂和激素的调节。 三、糖酵解的生理意义（一）提供一部分急需的能量正常生理情况下，人体主要靠糖的有氧氧化供能，但当氨供应不足时，需靠糖酵解提供一部分急需的能量，如剧烈运动、心肺疾患、呼吸受阻时。如果长时间缺氧会引起乳酸酸中毒。（二）某些组织生理情况下的供能途径如睾丸、视网膜、
11、肾髓质和皮肤、红细胞等，神经、白细胞、骨髓、癌瘤组织中酵解也十分活跃。（三）酵解逆行是糖异生途径。小结：糖酵解过程及生理意义。关键酶还原反应。和学生一起总结。复习：1、糖原累积症？I型、型、型分别为哪一种酶缺乏？ 2、糖酵解三个关键酶？生理意义？ 四、糖异生（gluconeogenesis）途径糖异生：非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原的过程。主要场所是肝脏，肾在正常情况下糖异生能力只有肝的1/10。ADP葡葡萄糖磷酸烯醇式丙酮酸ADPATP丙酮酸激酶丙 酮 酸自由穿入线粒体丙酮酸羧化酶 生物素ATPCO2草酰乙酸苹果酸穿梭穿出线粒体磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（胞液）GTPGD
12、P（一）丙酮酸羧化支路 （二） 1,6-磷酸果糖转变为6-磷酸果糖果糖二磷酸酶 FDP+H2O F-6-P + Pi葡萄糖6-磷酸酶 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖H3PO4（三）6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 乳酸可脱氢生成丙酮酸；甘油先磷酸化为-磷酸甘油，再脱氢生成磷酸二羟丙酮；丙氨酸等生糖氨基酸通过联合脱氨基作用逆行转变成丙酮酸或草酰乙酸，然后均可通过糖异生途径转变为糖。小结糖异生过程：糖异生过程基本上是糖酵解的逆过程，要通过以上四个特异酶的作用绕过三个能障。注意：正常情况下，也进行糖异生作用（饥饿时加强）消耗2个ATP五、糖异生的调节（一）代谢物的调节1、ATP、柠檬酸促进糖异生作用；ADP、AM
13、P和2,6-二磷酸果糖抑制糖异生作用。2、乙酰CoA促进糖异生作用。（二）激素的调节1、糖皮质激素、肾上腺素、胰高血糖素促进糖异生作用。2、胰岛素抑制糖异生作用。六、糖异生作用的生理意义（一）饥饿情况下维持血糖浓度 空腹或饥饿时，肝糖原分解产生的葡萄糖仅能维持812小时，此后机体完全靠糖异生作用来维持血糖浓度恒定。保证脑、红细胞等重要器官的能量供应。此时，糖异生主要原料为氨基酸和甘油。（二）调节酸碱平衡长期饥饿时，肾糖异生增强，可促进肾小管细胞分泌氨，有利于肾脏排H保钠，另外使乳酸经糖异生作用转变成糖，可防止乳酸堆积。（三）有利于乳酸的利用七、乳酸循环（Cori循环）Cori循环：当肌肉在缺氧或剧烈运动时，肌糖原经酵解产生大量乳酸，由于肌肉组织内不能进行糖异生作用，所以乳酸经细胞膜弥散入血液，再入肝，在肝内异生为葡萄糖。葡萄糖释入血液后又可被肌
