糖代谢学习报告
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关于糖代谢的学习报告
一、糖的定义及分类
二、糖的生物学功能
三、糖的代谢途径
三、糖代谢的相关启示
五、糖代谢异常所引发的相关疾病
一、糖的定义及分类
糖是一类化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物的有机化合物.在人体内糖的主要形式是葡萄糖及糖原.葡萄糖是糖在血液中的运输形式,在机体糖代谢中占据主要地位;糖原是葡萄糖的多聚体,包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等,是糖在体内的储存形式。葡萄糖与糖原都能在体内氧化提供能量。
糖还可根据结构单元数目多少分为:
1、单糖:不能被水解成更小分子的糖。常见单糖有葡萄糖、
果糖、核糖和脱氧核糖。
2、低聚糖又称寡糖(disaccharide):由2~10个单糖分子脱
水缩合而成。
3、双糖:具有营养意义的低聚糖是双糖,也较为普遍。常见
双糖有①蔗糖,广泛存在于植物的根、茎、叶、花、果实和种子中,尤以甘蔗和甜菜中含量最高,故名。蔗糖分子是一个葡萄糖分子和一个果糖分子缩合而成。②麦芽糖,又称饴糖,甜度约为蔗糖的一半。麦芽糖分子由两个葡萄糖分子脱水缩合而成。③乳糖,因存在于哺乳动物的乳汁中而得名。乳糖分子由一个葡萄糖分子和一个半乳糖分子结合而成。
4、多糖:由几百个乃至几万个单糖分子缩合生成,最重要的
是淀粉与纤维素。均一性多糖:淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖);不均一性多糖:糖胺多糖类(透
明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)。
5、结合糖:糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等。
6、糖的衍生物糖醇、糖酸、糖胺、糖苷。
二、糖的生物学功能
1、提供能量。植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。
2、物质代谢的碳骨架,为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。
3、细胞的骨架。纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分,肽聚糖是原核生物细胞壁的主要成分。
4、细胞间识别和生物分子间的识别。细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链,构成细胞的天线,参与细胞通信。红细胞表面ABO血型决定簇就含有岩藻糖。
三、糖的代谢途径
食物中的糖是机体中糖的主要来源,被人体摄入经消化成单糖吸收后,经血液运输到各组织细胞进行合成代谢和分解代谢。机体内糖的代谢途径主要有葡萄糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、多元醇途径、糖原合成与糖原分解、糖异生以及其他己糖代谢等。
1、无氧酵解
当机体处于相对缺氧情况(如剧烈运动)时,葡萄糖或糖原分解生成乳酸,并产生能量的过程称之为糖的无氧酵解。这个代谢过程常见于运动时的骨骼肌,因与酵母的生醇发酵非常相似,
故又称为糖酵解。
2、有氧氧化
有氧氧化是指葡萄糖生成丙酮酸后,在有氧条件下,进一步氧化生成乙酰辅酶A,经三羧酸循环彻底氧化成水、二氧化碳及能量的过程。这是糖氧化的主要方式,是机体获得能量的主要途径。
糖有氧氧化的主要功能是提供能量,人体内绝大多数组织细胞通过糖的有氧氧化获取能量。
3、磷酸戊糖途径
磷酸戊糖途径是葡萄糖氧化分解的另一条重要途径,它的功能不是产生ATP,而是产生细胞所需的具有重要生理作用的特殊物质,如还原型辅酶Ⅱ(NADPH)和5-磷酸核糖。这条途径存在于肝脏、脂肪组织、甲状腺、肾上腺皮质、性腺、红细胞等组织中。
4、合成分解
糖原是体内糖的储存形式,主要以肝糖原、肌糖原形式存在。肝糖原的合成与分解主要是为了维持血糖浓度的相对恒定;肌糖原是肌肉糖酵解的主要来源。糖原由许多葡萄糖通过α-1,4-糖苷键(直链)及α-1,6-糖苷键(分支)相连而成的带有分支的多糖(图6-11),存在于细胞质中。
糖原合成是由葡萄糖合成糖原的过程。反之,糖原分解则是指肝糖原分解为葡萄糖的过程。糖原合成及分解反应都是从糖原分支的非还原性末端开始,分别由两组不同的酶催化。
5、异生作用
糖异生作用是指非糖物质如生糖氨基酸、乳酸、丙酮酸及甘油等转变为葡萄糖或糖原的过程。糖异生的最主要器官是肝脏。糖异生的生理意义:
5.1糖异生最重要的生理意义是在空腹或饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定。
5.2乳酸再利用:乳酸大部分是由肌肉和红细胞中糖酵解生成的,经血液运输到肝脏或肾脏,经糖异生再形成葡萄糖,后者可经血液运输回到各组织中继续氧化提供能量。在某些生理或病理情况下,如剧烈运动时,肌糖原酵解产生大量乳酸,大部分可经血液运到肝脏,通过糖异生作用合成肝糖原或葡萄糖以补充血糖,而血糖又可供肌肉利用。乳酸循环可避免损失乳酸以及防止因乳酸堆积引起的酸中毒。
5.3糖异生促进肾脏排H+、缓解酸中毒酸中毒时H+能激活肾小管上皮细胞中的磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,促进糖异生进行。由于三羧酸循环中间代谢物进行糖异生,造成α-酮戊二酸含量降低,促使谷氨酸和谷氨酰胺的脱氨生成的α-酮戊二酸补充三羧酸循环,产生的氨则分泌进入肾小管,与原尿中H+结合成NH4+,对H+过多起到缓冲作用,可缓解酸中毒。
四、糖代谢的相关启示
血糖
血液中的葡萄糖,称为血糖。体内血糖浓度是反映机体内糖
代谢状况的一项重要指标。正常情况下,血糖浓度是相对恒定的。正常人空腹血浆葡萄糖糖浓度为3.9~6.1mmol/L。空腹血浆葡萄糖浓度高于7.0 mmol/L称为高血糖,低于3.9mmol/L称为低血糖。要维持血糖浓度的相对恒定,必须保持血糖的来源和去路的动态平衡。
血糖的主要来源及去路。血糖的来源:①食物中的糖是血糖的主要来源;②肝糖原分解是空腹时血糖的直接来源;③非糖物质如甘油、乳酸及生糖氨基酸通过糖异生作用生成葡萄糖,在长期饥饿时作为血糖的来源。
血糖的去路:①在各组织中氧化分解提供能量,这是血糖的主要去路;②在肝脏、肌肉等组织进行糖原合成;③转变为其他糖及其衍生物,如核糖、氨基糖和糖醛酸等;④转变为非糖物质,如脂肪、非必需氨基酸等;⑤血糖浓度过高时,由尿液排出。血糖浓度大于8.88~9.99mmol/L,超过肾小管重吸收能力,出现糖尿。将出现糖尿时的血糖浓度称为肾糖阈。糖尿在病理情况下出现,常见于糖尿病患者。
民间所流传的俗语“饱洗澡”,就是有关于糖代谢的。当人体处于饥饿状态时,体内的血糖就会降低,此时进入温度较高的澡堂,身体内的血液循环就会加快,便需要更多的血糖补给,而体内又因饥饿而血糖较低,大脑对血糖又极其敏感,此时容易导致洗澡中的摔跤或晕倒现象。所以,在我们洗澡之前,一定要给身体补充相应的能量。