糖代謝與調(diào)節(jié)課件

1、物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié),新陳代謝——生命的最基本特征,ATP——最主要的能量載體,概念及生理意義器官和亞細(xì)胞定位代謝途徑的基本反應(yīng)過程關(guān)鍵酶及其主要調(diào)節(jié)伴隨著的能量代謝代謝之間的聯(lián)系及與疾病的關(guān)系,學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)方面,糖代謝,Metabolism of Carbohydrates,第 四 章,第 一 節(jié) 概 述,Introduction,糖(carbohydrates)由碳、氫、氧三種元素組成，是一類多羥醛或多羥酮及其衍生

2、物或多聚物。,一、糖的化學(xué),（一）糖的概念,（二）糖的分類及其結(jié)構(gòu),單糖、寡糖 (2～9)、多糖 (>10)、結(jié)合糖,1. 單糖 不能再水解的糖,,,核糖（戊醛糖）,半乳糖（已醛糖）,葡萄糖（已醛糖）,果糖（已酮糖）,2. 寡糖,常見的幾種二糖有,麥芽糖（葡萄糖－葡萄糖）蔗 糖（葡萄糖－果糖）乳 糖（葡萄糖－半乳糖）,能水解生成幾分子單糖的糖。,糖苷鍵,,三糖：麥芽三糖、棉子糖等,3. 多糖 能水

3、解生成多個(gè)單糖的糖。 常見的多糖有 淀粉、糖原、纖維素等。,4. 結(jié)合糖 糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物 常見的結(jié)合糖有糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。,,α-1,4 糖苷鍵,α-1,6 糖苷鍵,,,,,淀粉,糖原,α-1,4-糖苷鍵,,α-1,6-糖苷鍵,,β-1,4-糖苷鍵,,纖維素,二、糖的生理功能,1. 氧化供能,生理活性物質(zhì)（NAD、FAD、ATP等）；信息傳遞、免疫等；提供合成脂肪、膽固醇、核苷等物質(zhì)的

4、原料。,人所需能量的50～70％來自糖；葡萄糖和糖原是體內(nèi)重要的能源物質(zhì)。,3. 其他生理功能,2. 參與組成人體組織結(jié)構(gòu),糖蛋白、糖脂是細(xì)胞膜的成分；糖蛋白、蛋白聚糖參與結(jié)締組織及骨基質(zhì)的組成；,二、糖的消化與吸收,（一）糖的消化,人類食物中的糖主要有植物淀粉、纖維素、麥芽糖、蔗糖、葡萄糖、乳糖、動(dòng)物糖原等，其中以淀粉為主。,消化部位 主要在小腸，少量在口腔,糖的來源,淀粉,麥芽糖 + 麥芽三糖 （40%） （25%）,α-

5、臨界糊精 + 異麥芽糖 （30%） （5%）,葡萄糖,,,,,,唾液中的α-淀粉酶,,α-葡萄糖苷酶,,α-臨界糊精酶,胰液中的α-淀粉酶,腸粘膜刷狀緣,消化過程,蔗糖酶、乳糖酶 乳糖酶缺乏,（二）糖的吸收,吸收部位 小腸上段 吸收形式 單糖（葡萄糖、果糖、半乳糖） 吸收途徑,三、糖代謝的概況,葡萄糖,,丙酮酸,,有氧氧化,,無氧 分解,H2O+CO2,乳酸,乳酸、氨基酸、甘油,糖原,

6、,糖原合成,,磷酸戊糖途徑,核糖 + NADPH+H+,淀粉,第二節(jié) 糖的分解代謝 糖的無氧分解 （Glycolysis）,——在缺氧條件下，葡萄糖生成乳酸的過程稱為糖的無氧分解，也稱為糖酵解。,概念,反應(yīng)部位,器官定位：各種組織細(xì)胞定位：胞液,一、糖無氧分解的反應(yīng)過程,糖酵解分為三個(gè)階段,第一階段 葡萄糖 3-磷酸甘油醛,,第二階段

7、 3-磷酸甘油醛 丙酮酸,,第三階段 丙酮酸 乳酸,,,⑴ 葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖,ATP ADP,Mg2+,己糖激酶(葡萄糖激酶）,,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,（一）葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油醛,不可逆反應(yīng),,⑵ 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖,,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,,⑶ 6-磷酸果糖再磷酸化為1,6-雙磷酸果糖,,6-磷酸果糖,1,6

8、-雙磷酸果糖,不可逆反應(yīng),1,6-雙磷酸果糖,,⑷ 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖,醛縮酶,,磷酸二羥丙酮,3-磷酸甘油醛,,⑸ 磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛,,3-磷酸甘油醛,磷酸二羥丙酮,,⑹ 3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸,,3-磷酸甘油醛,1,3-二磷酸甘油酸,H,,糖酵解過程唯一的脫氫反應(yīng),（二）丙酮酸的生成,1,3-二磷酸甘油酸是高能化合物ΔGΘ′= –61kJ/mol,,⑺ 1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-

9、磷酸甘油酸,,1,3-二磷酸 甘油酸,3-磷酸甘油酸,利用代謝底物分子內(nèi)的高能鍵，直接使ADP磷酸化生成ATP，這種產(chǎn)生ATP的方式稱為底物水平磷酸化。(substrate level phosphorylation),H,可逆反應(yīng),,⑻ 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸,,磷酸甘油酸變位酶,,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,H,H,,⑼ 2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?,2-磷酸甘油酸,H,,,,,ADP,ATP,K+

10、 Mg2+,丙酮酸激酶,,⑽ 磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,不可逆反應(yīng)底物水平磷酸化,,丙酮酸的去路,G→→2×丙酮酸,進(jìn)入線粒體繼續(xù)氧化,乳酸,有氧,缺氧,,,(三) 丙酮酸還原為乳酸,丙酮酸,乳酸,,乳酸的去路,釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。分解利用 、糖異生,,,糖酵解的代謝途徑,E2,E1,E3,,關(guān)鍵酶/限速酶,1、催化不可逆反應(yīng),2、催化的反應(yīng)速度最慢,3、受激素或代謝物的調(diào)節(jié),

11、5、活性的改變可影響整個(gè)反應(yīng)體系 的速度和方向,特點(diǎn),4、常是催化初始反應(yīng)的酶,概念 指決定一個(gè)代謝途徑方向和速度的酶,二、糖酵解的調(diào)節(jié),,① 己糖激酶,② 6-磷酸果糖激酶-1,③ 丙酮酸激酶,調(diào)節(jié)方式 變構(gòu)調(diào)節(jié) 共價(jià)修飾調(diào)節(jié),細(xì)胞對(duì)糖酵解的調(diào)控是為了滿足細(xì)胞對(duì)能量及碳骨架的需求。 關(guān)鍵酶所催化的部位是控制代謝反應(yīng)的有力部位。,,1、6-磷酸果糖激酶-1的調(diào)控

12、,6-磷酸果糖激酶-1,,ATP檸檬酸,-,,,AMP 、 ADP1,6-雙磷酸果糖2,6-雙磷酸果糖,P,,,胰高血糖素,,6-磷酸果糖,1,6-雙磷酸果糖,,,ATP丙氨酸(肝),,-,,1,6-雙磷酸果糖,,+,,2、丙酮酸激酶的調(diào)控,胰高血糖素,,丙酮酸激酶,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,,3、葡萄糖激酶或己糖激酶的調(diào)控,糖酵解的代謝途徑,E2,E1,E3,三、糖酵解的生理意義,無線粒體的細(xì)胞，如：紅細(xì)胞代謝活躍的細(xì)胞，

13、如：神經(jīng)細(xì)胞、白細(xì)胞、骨髓、腫瘤細(xì)胞,最主要的生理意義是缺氧時(shí)迅速提供能量。這對(duì)肌肉收縮非常重要。,2.某些組織細(xì)胞依賴糖酵解供能。,糖酵解代謝小結(jié),概念：在缺氧條件下，葡萄糖生成乳酸的過程稱為糖酵解。反應(yīng)部位：胞漿三個(gè)關(guān)鍵酶催化三步不可逆反應(yīng),葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,,己糖激酶,6-磷酸果糖,1,6-二磷酸果糖,6-磷酸果糖激酶-1,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,丙酮酸激酶,,,產(chǎn)能的方式和數(shù)量方式：底物水平磷酸化凈生成ATP數(shù)量

14、： 從G開始 2×2－2 = 2ATP 從Gn開始 2×2－1= 3ATP意義 缺氧時(shí)迅速提供能量；為代謝活躍組織提供能量。,糖的有氧氧化是指葡萄糖在有氧條件下，徹底氧化成CO2和H2O并產(chǎn)生大量能量的過程。,器官定位：大多數(shù)組織細(xì)胞定位：胞液、線粒體,概念,反應(yīng)場所,糖的有氧氧化 （Aerobic Oxidation）,G（Gn）,丙酮酸,乙酰CoA,,,CO2,NADH+

15、H+ FADH2,H2O,[O],,ATP,ADP,TAC,胞液,線粒體,一、糖有氧氧化的反應(yīng)過程,,,,糖酵解途徑 （第一階段） 丙酮酸氧化脫羧 （第二階段） 三羧酸循環(huán) 及氧化磷酸化 （第三階段）,,丙酮酸,,,NADH+H+,,,（一）丙酮酸的氧化脫羧,丙酮酸,乙酰CoA,,NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+,,,丙酮酸脫氫酶復(fù)合體,丙酮酸脫氫酶復(fù)合體,酶E1：丙酮

16、酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶,輔 酶 TPP HSCoA、硫辛酸 FAD, NAD+,由乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合生成含有三個(gè)羧基的檸檬酸開始，經(jīng)一系列代謝反應(yīng)，乙酰基被分解，而草酰乙酸再生，這一循環(huán)反應(yīng)過程稱為三羧酸循環(huán)(tricarboxylic acid cycle, TCA循環(huán))或檸檬酸循環(huán)。TCA循環(huán)是由H.A.Krebs提出的，故又稱為Krebs循環(huán)。,各種組織細(xì)胞；線粒體,（二）三羧酸

17、循環(huán),概念,反應(yīng)部位,反應(yīng)過程,Hans Adolf Krebs 是英籍德裔生物化學(xué)家。1937年，Krebs在研究乳酸如何代謝成CO2 和H2O的過程中提出了三羧酸循環(huán)。后經(jīng)F.A Lipmann證實(shí)和補(bǔ)充。這一發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是代謝研究的里程碑。為此，1953年Krebs和Lipmann共同獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎(jiǎng)。,H.A. Krebs1900-1981,,,,,,,,NAD+,,NAD+,NADH+H+,GTP,GDP+Pi,FAD,

18、,FADH2,NADH+H+,NAD+,,⑧,①,②,③,④,⑤,⑥,⑦,②,,,,,,,,,,,①檸檬酸合酶,②順烏頭酸酶,③異檸檬酸脫氫酶,④α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體,⑤琥珀酰CoA合成酶,⑥琥珀酸脫氫酶,⑦延胡索酸酶,⑧蘋果酸脫氫酶,～,NADH+H+,乙酰草酰成檸檬檸檬又成α- 酮琥酰琥酸延胡索蘋果再促草酰生,草酰乙酸等中間產(chǎn)物起著催化劑的作用；需要不斷補(bǔ)充,草酰乙酸,消耗一分子乙?；兴拇蚊摎?，二次脫羧，一次底物水平磷

19、酸化。生成1分子FADH2、3分子NADH+H+、2分子CO2、 1分子GTP。關(guān)鍵酶有：異檸檬酸脫氫酶 檸檬酸合酶 α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體,三羧酸循環(huán)要點(diǎn),三羧酸循環(huán)的生理意義,是三大營養(yǎng)物質(zhì)分解的共同途徑；是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐；為氧化磷酸化提供NADH+H+ 和FADH2；為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體。,,,NADH+H+ 和FAD

20、H2經(jīng)呼吸鏈傳遞給[O] 生成H2O 的過程中釋放的能量使ADP磷酸化生成ATP。,二、有氧氧化生成的ATP,葡萄糖有氧氧化生成的ATP,三、糖有氧氧化的生理意義,糖的有氧氧化是機(jī)體獲取能量的主要方式。 1個(gè)分子葡萄糖經(jīng)無氧酵解僅凈生成2個(gè)分子ATP，而有氧氧化可凈生成30或32個(gè)ATP。在一般生理?xiàng)l件下，許多組織細(xì)胞皆從糖的有氧氧化獲得能量。糖的有氧氧化途徑與其他物質(zhì)代謝聯(lián)系密切。,三、有氧氧化的調(diào)節(jié),關(guān)鍵酶,,① 酵解途徑

21、：己糖激酶,② 丙酮酸氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體,③ 三羧酸循環(huán)：檸檬酸合酶,丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1,α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體異檸檬酸脫氫酶,目的是為了適應(yīng)機(jī)體對(duì)能量的需求,,調(diào)節(jié)方式 變構(gòu)調(diào)節(jié)、共價(jià)修飾調(diào)節(jié),丙酮酸脫氫酶復(fù)合體,異檸檬酸 脫氫酶,檸檬酸合酶,檸檬酸,琥珀酰CoA,NADH,Ca2+,Ca2+,ATP、ADP的影響,產(chǎn)物堆引起抑制,后續(xù)反應(yīng)的產(chǎn)物反饋抑制前面反應(yīng)中的酶,其他，如Ca2+可激活

22、許多酶,三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié),α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體,NADH,有氧氧化的調(diào)節(jié)特點(diǎn),⑴ 有氧氧化的調(diào)節(jié)通過對(duì)其關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。⑵ ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調(diào)節(jié)。該比值升高，所有關(guān)鍵酶均被抑制。⑶ 氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)。前者速率降低，NADH、FADH2堆積，則后者速率也減慢。,糖酵解與糖有氧氧化的比較,四、巴斯德效應(yīng),* 概念,* 機(jī)制,巴斯德效應(yīng)(Pastuer effect)指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)

23、象。,* 意義 只消耗少量的糖，即可獲得維持生命活動(dòng)所需的能量。,有氧時(shí)，NADH+H+進(jìn)入線粒體氧化，丙酮酸也進(jìn)入線粒體氧化而不生成乳酸；有氧時(shí)ATP/ADP↑，可抑制6-磷酸果糖激酶-1，從而抑制糖酵解。,糖有氧氧化小結(jié),糖有氧氧化的概念反應(yīng)部位三個(gè)階段的關(guān)鍵酶三羧酸循環(huán)的要點(diǎn)、意義糖有氧氧化的意義及ATP的計(jì)算,比較糖酵解與糖有氧氧化的異同。,磷酸戊糖途徑,磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者

24、再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖進(jìn)入糖酵解途徑的反應(yīng)過程。,第一階段 氧化反應(yīng) 生成磷酸戊糖、NADPH+H+及CO2,第二階段 一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng),6-磷酸葡萄糖酸,5-磷酸核酮糖,,6-磷酸葡萄糖脫氫酶,6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯,1. 生成磷酸戊糖和NADPH,5-磷酸核糖,內(nèi)酯酶,5-磷酸核酮糖(C5) ×3,5-磷酸核糖 C5,,2

25、. 基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng),總反應(yīng)式,3×6-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+,,2×6-磷酸果糖 +3-磷酸甘油醛 +6NADPH+6H+ +3CO2,限速酶 6-磷酸葡萄糖脫氫酶,磷酸戊糖途徑的生理意義,1、為核酸的合成提供核糖 2、提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng),NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體,NADPH參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)，與生物合成或生物轉(zhuǎn)化有關(guān),NADPH可維持谷胱甘肽（GSH）的

26、還原狀態(tài),蠶豆病,谷胱甘肽還原酶,小 結(jié),掌握磷酸戊糖途徑的 限速酶 主要產(chǎn)物 意義,第 三 節(jié) 糖原的合成與分解,糖原是動(dòng)物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式，可迅速被動(dòng)用。糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)儲(chǔ)存糖原的主要器官是 肝臟和肌肉 肝糖原 70 ～100g 肌糖原 180 ～ 30

27、0g糖原是機(jī)體能迅速動(dòng)用的能源儲(chǔ)備 肝糖原用于維持血糖水平 肌糖原主要供肌肉收縮所需,概 述,,1. 葡萄糖單元以α-1,4-糖苷 鍵形成長鏈。2. 約10個(gè)葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以α-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。3. 每條鏈都終止于一個(gè)非還原端。非還原端增多，以利于其被酶分解。,糖原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),,,,,目 錄,C1,C4,C4,C4,C4,C4,一、糖原的合成代謝

28、,（二）合成部位,（一）定義,糖原的合成指由葡萄糖合成糖原的過程。,組織定位：肝臟、肌肉、腎等細(xì)胞定位：胞漿,1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖,（三）合成過程,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,2. 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,,磷酸葡萄糖變位酶,活性葡萄糖,+,3. 1- 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖,1- 磷酸葡萄糖,尿苷二磷酸葡萄糖 （UDPG ),UDPG中的葡萄糖連接到糖原引物上

29、,限速酶,5. 糖原分支的形成,分 支 酶,α-1,4-糖苷鍵,,,,,,,,目 錄,,（四）糖原合成的意義,儲(chǔ)備葡萄糖，備需要時(shí)動(dòng)用。調(diào)節(jié)血糖濃度，維持血糖相對(duì)穩(wěn)定。,二、糖原的分解代謝,（一）定義,（二）分解部位,糖原分解 習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過程。,胞漿,肝臟,磷酸化酶,（三）分解過程,Gn,Gn-1 + 1-磷酸葡萄糖,,1. 糖原的磷酸解,限速酶,,,,Pi,,,脫支酶,,,2. 脫支酶的作用,轉(zhuǎn)移酶活性,,,,

30、,,,目 錄,1-磷酸葡萄糖,,6-磷酸葡萄糖,磷酸葡萄糖變位酶,3. 1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡萄糖,4. 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖,,葡萄糖-6-磷酸酶 （肝，腎）,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,（四）糖原分解的意義,肝糖原分解：補(bǔ)充血糖，維持血糖相對(duì)穩(wěn)定。 （對(duì)腦、紅細(xì)胞等非常重要） 肌糖原分解：為肌肉收縮提供能量。,葡萄糖-6-磷酸酶（肝）,UDPG焦磷酸化酶,G-1-P

31、,UTP,UDPG,PPi,Gn+1,UDP,G-6-P,G,,糖原合酶,,磷酸葡萄糖變位酶,,己糖激酶,,,Gn,,,Pi,,磷酸化酶,,Gn,,糖原的合成與分解總圖,,,ATP,ADP,,Pi,三、糖原合成與分解的調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)方式,變構(gòu)調(diào)節(jié) 共價(jià)修飾,,糖原磷酸化酶的調(diào)節(jié),磷酸化酶b,磷酸化酶a-P,磷酸化酶b激酶-P,,磷酸化酶b激酶,,Pi,Pi,,磷蛋白磷酸酶-1,A激酶(有活性),磷蛋白磷酸酶-1,,腺苷環(huán)化酶

32、（無活性）,腺苷環(huán)化酶（有活性）,激素 (胰高血糖素、腎上腺素等) + 受體,,,ATP,cAMP,,,A激酶(無活性),,腺苷環(huán)化酶 （無活性）,腺苷環(huán)化酶（有活性）,激素 (胰高血糖素、腎上腺素等) + 受體,,,A激酶(無活性),,糖原合酶a,糖原合酶b-P,A激酶(有活性),,Pi,磷蛋白磷酸酶-1,磷蛋白磷酸酶抑制劑-P,磷蛋白磷酸酶抑制劑,,糖原合酶的調(diào)節(jié),,,,–,ATP6-P-G,+,,磷酸化酶b

33、激酶,糖原合酶a,糖原合酶b-P,,,磷酸化酶b,磷酸化酶a-P,磷蛋白磷酸酶抑制劑,胰 島 素,,AMP,激素對(duì)糖原合成與分解的調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)小結(jié),雙向調(diào)控：對(duì)合成酶系與分解酶系分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，如加強(qiáng)合成則減弱分解，或反之。,有兩種調(diào)節(jié)方式：共價(jià)修飾調(diào)節(jié)和變構(gòu)調(diào)節(jié)。,調(diào)節(jié)過程存在級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)。,關(guān)鍵酶都有有活性、無(低)活性二種形式，二者可通過磷酸化和去磷酸化互變。,糖原合成與分解的調(diào)節(jié)是通過對(duì)其關(guān)鍵酶（糖原合酶、磷酸化酶）的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。,四

34、、糖原積累癥,糖原累積癥是一類遺傳性代謝病，其特點(diǎn)為體內(nèi)某些器官組織（如：肝、腦、腎、肌肉）中有大量糖原堆積。病因 糖原代謝有關(guān)酶類的先天性缺乏,糖原積累癥分型,G-6-P可參與哪些代謝途徑？,糖原合成與分解小結(jié),反應(yīng)部位,概念及意義,關(guān)鍵酶及調(diào)節(jié)特點(diǎn),第 四 節(jié) 糖 異 生Gluconeogenesis,糖異生是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。,部位,原料,概念,肝臟、腎,主要有生糖氨基酸、

35、甘油、乳酸,胞漿及線粒體,一、糖異生途徑,定義,過程,酵解途徑中有3個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在糖異生時(shí)，須由另外的反應(yīng)和酶代替。,糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；,糖異生途徑指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程。,1. 丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,草酰乙酸,丙酮酸羧化酶(線粒體),磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(線粒體、胞液),磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,線粒體,胞液,,NADH+H+,NAD+,,糖異生途徑所需N

36、ADH+H+的來源,由乳酸進(jìn)行糖異生時(shí)，NADH+H+由下述反應(yīng)提供。,乳酸,丙酮酸,,LDH,,,NAD+,NADH+H+,由氨基酸進(jìn)行糖異生時(shí)，NADH+H+則由線粒體內(nèi)提供。,2. 1,6-雙磷酸果糖 轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖,3. 6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖,非糖物質(zhì)進(jìn)入糖異生的途徑,⑴ 糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物,⑵ 上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進(jìn)入糖異生途徑，生成葡萄糖或糖原,,,,,,二、糖異生的調(diào)節(jié),作用物之間的互變是

37、分別由不同酶催化的單向反應(yīng)，這種互變循環(huán)稱之為底物循環(huán)。,6-磷酸果糖,1,6-雙磷酸果糖,ATP,ADP,6-磷酸果糖激酶-1,,Pi,果糖雙磷 酸酶-1,,,,,1. 6-磷酸果糖與1,6-雙磷酸果糖之間,2. 磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)與丙酮酸之間,PEP,丙 酮 酸,ATP,ADP,丙酮酸激酶,,,,乙 酰 CoA,草酰乙酸,,,丙酮酸羧化酶,,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,,,三、糖異生的生理意義,（一）最主要意義是維

38、持血糖水平相對(duì)穩(wěn)定,（二）有利于乳酸的再利用,（三）腎糖異生利于維持酸堿平衡,饑餓時(shí)糖的來源全部依賴糖異生。對(duì)腦、紅細(xì)胞非常重要。,α-酮戊二酸減少；泌NH3帶走H＋,為肌肉補(bǔ)充糖、防止乳酸酸中毒,乳酸循環(huán)（Cori 循環(huán)）,葡萄糖,,葡萄糖,,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,,乳酸,,乳酸,丙酮酸,血液,,第 五 節(jié) 血糖與糖代謝紊亂,* 血糖，指血液中的葡萄糖。,* 血糖水平，即血糖濃度。 正?？崭寡菨舛?：3.89~6.11m

39、mol/L,血糖及血糖水平的概念,血糖水平恒定的生理意義,保證重要組織器官的能量供應(yīng)，特別是某些依賴葡萄糖供能的組織器官。,腦組織不能利用脂酸，正常情況下主要依賴葡萄糖供能；紅細(xì)胞沒有線粒體，完全通過糖酵解獲能；骨髓及神經(jīng)組織代謝活躍，經(jīng)常利用葡萄糖供能。,,血糖,一、血糖來源和去路,二、血糖水平的調(diào)節(jié),（一）肝、肌肉等器官在調(diào)節(jié)血糖中的作用,血糖水平保持穩(wěn)定是肝、肌肉、脂肪、腎等多個(gè)組織器官內(nèi)糖、脂肪、氨基酸代謝協(xié)調(diào)的結(jié)果。,肝是

40、調(diào)節(jié)血糖最重要的器官,（二）激素對(duì)血糖的調(diào)節(jié)作用,1、 胰島素,① 促進(jìn)肌肉、脂肪細(xì)胞攝取葡萄糖,② 降低cAMP，加速糖原合成，抑制糖原分解,③ 激活丙酮酸脫氫酶磷酸酶，進(jìn)而激活丙酮酸脫氫酶加快糖的有氧氧化,④ 抑制肝內(nèi)糖異生（促進(jìn)Aa入肌肉；減少磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,⑤ 減少脂肪動(dòng)員（抑制甘油三酯脂肪酶）,—— 體內(nèi)唯一降低血糖水平的激素,胰島素的作用機(jī)制:,2、胰高血糖素,① 促進(jìn)肝糖原分解，抑制糖原合成(cAMP-PKA),

41、② 抑制酵解途徑，促進(jìn)糖異生 (減少2,6-二磷酸果糖),③ 增強(qiáng)糖異生（促進(jìn)磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶合成、抑制丙酮酸激酶、促進(jìn)肝攝取氨基酸）,—— 體內(nèi)升高血糖水平的主要激素,胰高血糖素的作用機(jī)制：,④ 促進(jìn)脂肪動(dòng)員（激活甘油三酯脂肪酶）,3、糖皮質(zhì)激素,——引起血糖升高，肝糖原增加,糖皮質(zhì)激素的作用機(jī)制可能有兩方面：① 促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)分解，分解產(chǎn)生的氨基酸轉(zhuǎn)移到肝進(jìn)行糖異生。② 抑制肝外組織攝取和利用葡萄糖，抑制點(diǎn)為丙酮酸的

42、氧化脫羧。,* 此外，在糖皮質(zhì)激素存在時(shí)，其他促進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素才能發(fā)揮最大的效果，間接抑制周圍組織攝取葡萄糖。,4、腎上腺素,——強(qiáng)有力的升高血糖的激素，在應(yīng)激狀態(tài)下發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,腎上腺素的作用機(jī)制,通過肝和肌肉的細(xì)胞膜受體、cAMP、蛋白激酶級(jí)聯(lián)激活磷酸化酶，加速糖原分解。,（三）神經(jīng)對(duì)血糖的調(diào)節(jié)作用,神經(jīng)系統(tǒng)通過促激素或激素分泌調(diào)節(jié)血糖。應(yīng)激（激動(dòng)、感染、創(chuàng)傷、大出血、大手術(shù)等） 時(shí)，交感神經(jīng)興奮，腎上腺素分泌增加，血糖升高（

43、應(yīng)激性高血糖） ；靜息時(shí)，迷走神經(jīng)興奮，胰島素分泌增加，血糖降低。,*葡萄糖耐量（或耐糖現(xiàn)象）,正常人體內(nèi)存在一套精細(xì)的調(diào)節(jié)糖代謝的機(jī)制，在一次性食入大量葡萄糖后，血糖水平不會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)和持續(xù)升高。,指人體對(duì)攝入的葡萄糖具有很大的耐受能力的現(xiàn)象。,三、血糖水平異常,糖耐量試驗(yàn)(glucose tolerance test, GTT),目的：臨床上用來診斷病人有無糖代謝異常。,口服糖耐量試驗(yàn)的方法,被試者清晨空腹靜脈采血測定血糖濃

44、度，然后一次服用100g葡萄糖，服糖后的1/2、1、2h（必要時(shí)可在3h）各測血糖一次。以測定血糖的時(shí)間為橫坐標(biāo)（空腹時(shí)為0h），血糖濃度為縱坐標(biāo)，繪制糖耐量曲線。,糖耐量曲線,正常人：服糖后1/2~1h達(dá)到高峰，然后逐漸降低， 一般2h左右恢復(fù)正常值。,糖尿病患者：空腹血糖高于正常值，服糖后血糖濃度急劇升高，2h后仍可高于正常。,(一）低血糖,1. 低血糖的定義,2. 低血糖的影響,空腹血糖濃度低于 3.3mmol/L （60mg/d

45、l）,血糖水平過低，會(huì)影響腦細(xì)胞的功能，從而出現(xiàn) 頭暈、倦怠無力、心悸等癥狀，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)昏迷，稱為低血糖休克。,3. 低血糖的病因,① 胰性（胰島β-細(xì)胞功能亢進(jìn)、胰島α-細(xì)胞功能低下等）② 肝性（肝癌、糖原積累病等）③ 內(nèi)分泌異常（垂體功能低下、腎上腺皮質(zhì)功能低下等）④ 腫瘤（胃癌等）⑤ 饑餓或不能進(jìn)食,（二）高血糖及糖尿病,1. 高血糖的定義,2. 腎糖閾的定義,空腹血糖濃度高于 7.8 mmol/L（140mg/dl）,當(dāng)

46、血糖濃度高于8.89~10.00mmol/L時(shí)，超過了腎小管的重吸收能力，則可出現(xiàn)糖尿。這一血糖水平稱為腎糖閾。,3. 高血糖及糖尿的病理和生理原因,持續(xù)性高血糖和糖尿，主要見于糖尿病。,b. 血糖正常而出現(xiàn)糖尿，見于慢性腎炎、腎病綜合征等引起腎對(duì)糖的吸收障礙。,生理性高血糖和糖尿可因情緒激動(dòng)而出現(xiàn)。 情感性糖尿 、飲食性糖尿（均為暫時(shí)性）,糖尿病是最常見的糖代謝紊亂疾病,小 結(jié),乳酸循環(huán),糖異生的概念、器官、原料、關(guān)鍵