第五章 糖代谢(中职护理《生物化学》)

乳酸循环 ———（Cori 循环）
⑴ 循环过程
葡萄糖 糖 异 生 途 径 丙酮酸 NADH 乳酸 NAD+ 乳酸 血液 葡萄糖 葡萄糖 酵 解 途 径 丙酮酸 NADH NAD+ 乳酸 肌肉 糖异生低下 没有葡萄糖-6磷酸酶
【
肝 糖异生活跃 有葡萄糖-6磷酸酶
】 【
】
3.调节酸碱平衡
长期饥饿时，肾糖异生增加，排 氢保钠。有利于维持酸碱平衡。
G-6-P
己糖(葡萄糖)激酶
G
目录
* 定义：
糖异生是指从非糖化合物转变为 葡萄糖或糖原的过程。 * 原料： 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸
* 部位：肝
肾
G
ATP
E1
G-6-P
ADP
F-6-P
ATP
E2
F-1, 6-2P 3-磷酸甘油醛
NAD+
NADH+H+
ADP
磷酸二羟丙酮
糖 酵 解 的 代 谢 途 径
（二）糖原合成的要点

1，能力代谢 耗能，2 ATP 2，关键酶：糖原合成酶 3，葡萄糖的供体：尿苷二磷酸葡萄糖 UDPG，
将其分子中的葡萄糖基转移至引物的糖链末端。
糖原分解： 习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。 * 肌糖原缺乏分解的酶系统(葡萄糖-6-磷酸
酶) ，故不能进行糖原的分解。
1，氧化供能
糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。它 不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次 释放，相当一部分形成ATP，所以能量的利用率 也高。 一分子葡萄糖经有氧氧化可净得38分子ATP.
反
应
ATP -2 2× 2 2× 2 或 2× 3 2× 3 2× 3 × 3 2× 2 2× 1 36或38
葡萄糖
有氧氧化
磷酸戊糖途径
一， 糖 酵 解
Ϊ 定义： 在缺氧条件下，葡萄糖生成乳酸的 过程称为糖的无氧分解，也称为糖酵解。 类似与酵母生醇发酵的过程。 Ϊ 反应部位： 胞 液
Ϊ 反应过程： 第一阶段：葡萄糖分解为丙酮酸 第二阶段：丙酮酸转变为乳酸
糖酵解反应过程
糖酵解的反应特点：
1，反应部位：细胞质 反应条件：无氧 终产物：乳酸 进入肝脏→乳酸循环（糖异生） 2，NADH+H+的去路：2H交给丙酮酸 3，产能的方式和数量 方式：底物水平磷酸化 净生成ATP数量： 从G开始 2×2 - 2 = 2 ATP 从Gn开始 2×2 - 1 = 3 ATP
生物化学
第五章
糖 代 谢
糖的概念
糖(carbohydrates)即碳水化合物，
其化学本质为多羟醛或多羟酮类及
其衍生物或多聚物。
正常人体所需能量的50%～70%由糖的分解
代谢提供，因此糖是人体能量的主要来源。
可被体内利用的食物中的糖类主要是淀粉。 人体内主要的糖类是葡萄糖和糖原。 葡萄糖(G)： 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(Gn)： 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。
Gn
磷酸化酶
Pi
Gn-1 + 1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
磷酸葡萄糖变位酶
葡萄糖-6-磷酸酶 （肝，肾）
葡萄糖
糖原的合成与分解总图
UDP
糖原n+1
Pi
糖原n
糖原合酶
磷酸化酶
糖原n
UDPG
PPi
UDPG焦磷酸化酶
UTP
G-1-P
葡萄糖-6-磷酸酶（肝）
磷酸葡萄糖变位酶
以葡萄糖为基本单位通过α-1,4糖苷键和α-1,6 糖苷键连接聚合而成的高度分支的大分子化合物， 是糖的贮存形式。 直链： α-1,4糖苷键 支链： α-1,6糖苷键
α-1,4糖苷键 α-1,6糖苷键
糖原是动物体内糖的储存形式之一， 是机体能迅速动用的能量储备。
• 糖原储存的主要器官及其生理意义 肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，70~100g，维持血糖水平
三，磷酸戊糖途径
磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成 磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再进一 步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖 的反应过程 。
葡萄糖-6-磷酸→ →核糖-5-磷酸 + NADPH
1．生成5-磷酸核糖，为核酸的生物合成提 供核糖 2．提供NADPH作为供氢体参与多种代谢 反应
⑴ NADPH是体内许多合成代谢的供氢体 ⑵ NADPH参与体内羟化反应 ⑶ NADPH还用于维持谷胱甘肽的还原状态

糖的吸收
吸收部位：小肠上段
吸收形式：单糖
分解代谢 糖酵解
有氧氧化
合成代谢 合成糖原
磷酸戊糖途径
糖原
核糖
+ NADPH+H+
糖原 磷酸戊糖 合成 途径 消化与吸收
糖原 分解
ATP 有氧氧化
丙酮酸
无氧 分解
葡萄糖
H2O+CO2
糖异生途径
乳酸
淀粉
乳酸、氨基酸、甘油
糖酵解
乳酸+少量ATP CO2+H2O+大量ATP 5-磷酸核糖+NADPH
①三羧酸循环是乙酰CoA的彻底氧化过程。草酰乙酸 在反应前后并无量的变化。三羧酸循环中的草酰乙 酸主要来自丙酮酸的直接羧化。 ②三羧酸循环是能量的产生过程，1分子乙酰CoA通 过TCA经历了4次脱氢（3次脱氢生成NADH+H+，1 次脱氢生成FADH2）、2次脱羧生成CO2，1次底物 水平磷酸化，共产生12分子ATP。 3x3+2+1=12 ③三羧酸循环中柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮 戊二酸脱氢酶复合体是反应的关键酶，是反应的调 节点。
血糖: 指血液中的葡萄糖。 正常成人空腹血糖浓度： 3.9~6.1mmol/L
血糖来源和去路
食物糖
消化， 吸收 分解 氧化 分解
CO2 + H2O
肝糖原
糖异生
血 糖
糖原合成
肝（肌）糖原
其它糖
磷酸戊糖途径等
脂类、氨基酸合成代谢
非糖物质
脂肪、氨基酸
目录
（一）器官的调节


肝脏
餐后血糖↑→肝糖原合成↑→血糖↓
糖酵解的反应特点：
4， 3 种关键酶 葡萄糖
己糖激酶
6-磷酸葡萄糖 1,6-二磷酸果糖 丙酮酸
6-磷酸果糖 磷酸果糖激酶 磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸激酶
限速酶：催化反应速度最慢，它的速度决定 整个代谢途径的总速度
1. 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。 在剧烈运动，肌肉局部血流不足，肌肉收缩 时相对缺氧，葡萄糖有氧氧化过程较长，提 供能量较慢，可由糖酵解迅速提供能量。 （缺血、缺氧性疾病）
1．在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定。 空腹或饥饿→血糖↓→肝糖原分解→血糖 ↑
长期饥饿时→肾糖原分解
*依赖葡萄糖供能的脑和红细胞
2．有利于乳酸的利用：
葡萄糖在肌肉组织中经糖的无氧酵解 产生的乳酸，可经血循环转运至肝，再经 糖的异生作用生成自由葡萄糖后转运至肌 肉组织加以利用，这一循环过程就称为乳 酸循环（Cori循环）。
E1:己糖激酶
E2: 磷酸果糖激酶
E3: 丙酮酸激酶
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
乳酸
NAD+ NADH+H+ ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
ADP E3
丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸
越过三个“能障"反应，需要四个关键酶：
1、丙酮酸羧化酶 2、磷酸烯醇丙酮酸羧激酶 3、果糖二磷酸酶-1 4、葡萄糖-6-磷酸酶
与糖酵解生成丙酮酸的过程相同。 不同的是：脱下的2H进入到NADH氧化呼吸链。
（二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A
总反应式:
NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+
丙酮酸 丙酮酸脱氢酶复合体
乙酰CoA
～
丙酮酸脱氢酶系
3
种 酶：
丙酮酸脱氢酶 二氢硫辛酸乙酰基转移酶 二氢硫辛酸脱氢酶
（二）低血糖
1. 低血糖的定义 空腹血糖浓度低于3.33~3.89mmol/L时 称为低血糖。 2. 低血糖的影响 血糖水平过低，会影响脑细胞的功能， 从而出现 头晕、倦怠无力、心悸等症状， 严重时出现昏迷，称为低血糖休克。
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琥珀酰 CoA
CO2
NAD +
乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成含 有3个羧基的柠檬酸，再经过一系列反 应重新变成草酰乙酸完成一轮循环，其 中氧化反应脱下的氢经线粒体内膜上经 呼吸链传递生成H2O，氧化磷酸化生成 ATP；而脱羧反应生成的CO2则通过血 液运输到呼吸系统而被排出，是体内 CO2的主要来源。
由单糖（葡萄糖）合成糖原的过程。
组织定位：主要在肝脏、肌肉 细胞定位：胞液
（一）糖原合成的过程
糖原n + UDPG
糖原合酶
糖原n+1 + UDP
糖原n为原有的细胞内的较小糖原分子， 称为糖原引物， 作为UDPG 上葡萄糖基的接 受体。 尿苷二磷酸葡萄糖 (UDPG): 可看作“活性 葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。
糖的主要生理功能是氧化供能
提供合成体内其他物质的原料。
如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、 核苷等物质的原料。
糖在生命活动中的主要作用是提供碳源和能源。
作为机体组织细胞的组成成分。
如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成 成分。

糖的消化
来源：人类食物中的糖主要有植物淀 粉、动物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、 葡萄糖等，其中以淀粉为主。 消化部位： 主要在小肠，少量在口腔。
2. 肾糖阈的定义
当血糖浓度高于8.89~10.00mmol/L时，超过了 肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿。这一血糖水 平称为肾糖阈。
根据引起高血糖的原因，可分为：
生理性：糖的来源增加；情感性高血糖。 病理性：糖尿病 （三多一少）
*胰岛功能异常、减退，导致胰岛素分泌减少 →葡萄糖转运受阻，糖异生增加，乙酰CoA合成 脂肪减少 *组织可利用的糖减少→饥饿感→进食增多→ 血糖增多→尿糖→排出大量水分→多尿→口渴→ 多饮 *组织可利用的糖减少→分解体内脂肪和蛋白 质→消瘦
空腹血糖↓→肝糖原分解↑→血糖↑ 饥饿→糖异生（肝）↑→血糖↑
二，血糖浓度的调节
（二）激素的调节 主要方式
降低血糖：胰岛素(insulin)
升高血糖：胰高血糖素、糖皮质 激素、肾上腺素
（一）高血糖及糖尿症 1. 高血糖的定义
临床上将空腹血糖浓度高于7.22~7.78mmol/L称 为高血糖。
第一阶段 两次耗能反应 两次生成ATP的反应 一次脱氢(NADH+H+) 第二阶段 一次脱氢(NADH+H+) 第三阶段 三次脱氢(NADH+H+) 一次脱氢(FADH2) 一次生成ATP的反应 净生成
2，三羧酸循环是三大营养物质氧化分 解的共同途径； 3，三羧酸循环是三大营养物质代谢联 系的枢纽。
2. 是某些组织细胞获得能量的主要方式。
① 无线粒体的细胞，如：成熟红细胞 ② 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细 胞
定义：
在有氧条件下，葡萄糖彻底氧化成H2O 和CO2，并释放出能量的过程。这是糖氧化 的主要方式，是机体获得能量的主要途径。
部位：胞液和线粒体
Baidu Nhomakorabea
反 应 过 程：
（一）葡萄糖分解成为丙酮酸
乙酰CoA
⑧
+
草酰乙酸
①
苹果酸
⑦
NAD+
柠檬酸
②
延胡 索酸
⑥
2 次脱羧：③④ 4 次脱氢： NADH ③④⑧ FADH2 ⑥ 1 次底物水平 磷酸化：⑤
ATP
⑤
异柠 檬酸
NAD +
③
FAD 琥珀酸
④
CO2
α-酮戊 二酸
①柠檬酸合酶 ②顺乌头酸梅 ③异柠檬酸脱 氢酶 ④α-酮戊二酸 脱氢酶复合体 ⑤琥珀酰CoA合 成酶 ⑥琥珀酸脱氢酶 ⑦延胡索酸酶 ⑧苹果酸脱氢酶
5

种辅酶：
TPP、 FAD、 NAD+ 、辅酶A、硫辛酸
5 种维生素 : B1、B2 、PP、泛酸、硫辛酸
反应过程
（三）乙酰辅酶A的彻底氧化
——三羧酸循环（TAC）
乙酰CoA与草酰乙酸结合进入循环,经一 系列反应再回到草酰乙酸的过程。在此过程 中乙酰CoA被氧化成H2O和CO2并产生大量的 能量。