葡萄糖的代谢途径

葡萄糖的代谢途径

在人体内,葡萄糖代谢除了无氧酵解途径以外还有很多其她方式,比如有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原的合成与分解途径、糖异生、糖醛酸途径等。

(一)糖的有氧氧化途径:

1、概念:葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水与二氧化碳的过程

2、过程

有氧氧化可分为两个阶段:

第一阶段:胞液反应阶段:从葡萄糖到丙酮酸,反应过程同糖酵解。

糖酵解产物NADH不用于还原丙酮酸生成乳酸,二者进入线粒体氧化。

第二阶段:线粒体中的反应阶段:

(1)丙酮酸经丙酮酸脱氢酶复合体氧化脱羧生成乙酰CoA,就是关键性的不可逆反应。其特征就是丙酮酸氧化释放的能量以高能硫酯键的形式储存于乙酰CoA中,这就是进入三羧酸循环的开端。

(2)三羧酸循环:三羧酸循环就是在线粒体内进行的一系列酶促连续反应,从乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸到草酰乙酸的再生,构成一次循环过程,其间共进行四次脱氢,脱下的4对氢,经氧化磷酸化生成H20与ATP。2次脱羧产生2分CO2。

三羧酸循环的特点就是:

①从柠檬酸的合成到α-酮戊二酸的氧化阶段为不可逆反应,故整个循环就是不可逆的;

②在循环转运时,其中每一成分既无净分解,也无净合成。但如移去或增加某一成分,则将影响循环速度;

③三羧酸循环氧化乙酰CoA的效率取决于草酰乙酸的浓度;

④每次循环所产生的NADH与FADH2都可通过与之密切联系的呼吸链进行氧化磷酸化以产生ATP;

⑤该循环的限速步骤就是异柠檬酸脱氢酶催化的反应,该酶就是变构酶,ADP就是其激

活剂,ATP与NADH就是其抑制剂。

(3)氧化磷酸化:线粒体内膜上分布有紧密相连的两种呼吸链,即NADH呼吸链与琥珀酸

呼吸链。呼吸链的功能就是把代谢物脱下的氢氧化成水,同时产生大量能量以驱动ATP合成。1个分子的葡萄糖彻底氧化为CO2与H2O,可生成36或38个分子的ATP。

3、生理意义:有氧氧化就是糖氧化提供能量的主要方式。

(二)磷酸戊糖途径:

在胞浆中进行,存在于肝脏、乳腺、红细胞等组织。

生理意义:

1、提供5-磷酸核糖,用于核苷酸与核酸的生物合成。

2、提供NADPH,参与多种代谢反应,维持谷胱甘肽的还原状态等。

(三)糖原的合成分解途径:

糖原就是动物体内糖的储存形式,就是葡萄糖通过α-1,4糖苷键与α-1,6糖苷键相连而成的具有高度分枝的聚合物。机体摄入的糖大部分转变成脂肪(甘油三酯)后储存于脂肪组织内,只有一小部分以糖原形式储存。糖原主要分为肝糖原与肌糖原,糖原就是可以迅速动用的葡萄糖储备。

糖原合成酶就是糖原合成中的关键酶,受G-6-P等多种因素调控。葡萄糖合成糖原就是耗能的过程,合成1分子糖原需要消耗2个ATP。

肝脏存在葡萄糖-6-磷酸酶,可使肝糖原分解成葡萄糖补充血糖。

肌肉组织无葡萄糖-6-磷酸酶,不能直接分解成葡萄糖,肌糖原分解产能可供肌肉收缩需要。

(四)糖异生:

1、概念:由非糖物质转变为葡萄糖的过程称为糖异生。就是体内单糖生物合成的唯一途径。

肝脏就是糖异生的主要器官,长期饥饿、酸中毒时肾脏的异生作用增强。

2、过程:

糖异生的途径基本上就是糖酵解的逆向过程,但不就是完全可逆过程。酵解过程中三个关键酶催化的反应就是不可逆的,故需通过糖异生的4个关键酶(葡萄糖-6-磷酸酶、果糖

-1,6-二磷酸酶、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸激酶)绕过糖酵解的三个能障生成葡萄糖。

3、生理意义:

①补充血糖,维持血糖水平恒定。

②防止乳酸中毒。

③协助氨基酸代谢。

(五)糖醛酸途径:

生理意义:

生成有活性的葡萄糖醛酸,它就是生物转化中重要的结合剂;

葡萄糖醛酸还就是蛋白聚糖的重要组成成分,如硫酸软骨素、透明质酸、肝素等。