第二章 糖代谢与运动

第二章糖代谢与运动

第一节糖概述

糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类或酮类化合物，在化学上，由于其由碳、氢、氧元素构成，在化学式的表现上类似于“碳”与“水”聚合，故又称之为碳水化合物。糖是人体所必需的一种营养，经人体吸收之后马上转化为碳水化合物，以供人体能量。主要分为单糖和双糖。糖类物质是多羟基醛或酮，据此可分为醛糖和酮糖。最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮)由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn (H2O)n表示

糖的分类

1.单糖(monosaccharide)：不能被水解成更小分子的糖。常见单糖有葡萄糖（CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO果糖（CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH）、核糖(CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)和脱氧核糖(CH2OH-CHOH-CHOH-CH2-CHO)

2.低聚糖，又称寡糖(disaccharide)：由2～10个单糖分子脱水缩合而成。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。

3.多糖(polysaccharide)：由几百个乃至几万个单糖分子缩合生成，通式为(C6H10O5)n，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)。

4.结合糖(复合糖，糖缀合物，glycoconjugate)：糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等。

5.糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷eshiwei其化学式为C6H12O6。

糖的生物学功能

血糖：血液中的糖称为血糖，绝大多数情况下都是葡萄糖。体内各组织细胞活动所需的能量大部分来自葡萄糖，所以血糖必须保持一定的水平才能维持体内各器官和组织的需要。

肌糖原：糖原是体内糖的储存形式，主要有肝糖原和肌糖原。由于肌糖元在体内作为糖的储存形式存在所以可以说肌糖元不能直接供能，但由于其可以转化，所以能够间接功能

肝糖原:肝糖原是由许多葡萄糖分子聚合而成的物质。葡萄糖聚合物以糖原的形式储存于肝脏，当机体需要时，便可分解成葡萄糖，转化为能量。

运动时糖的生物化学功能：

1.糖可提供机体所需的能量

2.糖在脂肪代谢中的调节作用

3.糖具有节约蛋白质的作用

4.糖具有促进运动性疲劳恢复的作用

第二节糖的分解代谢

1 糖的无氧酵解

糖的无氧酵解是指葡萄糖在无氧条件下分解生成乳酸并释放出能量的过程。其全部反应过程在胞液中进行，代谢的终产物为乳酸，一分子葡萄糖经无氧酵解可净生成两分子ATP。糖的无氧酵解代谢过程可分为四个阶段：1. 活化（己糖磷酸酯的生成）：这一阶段需消耗两分子ATP 2. 裂解（磷酸丙糖的生成）：3. 放能（丙酮酸的生成）：此阶段有两次底物水平磷

酸化的放能反应，共可生成2×2=4分子A TP。丙酮酸激酶为关键酶。4．还原（乳酸的生成）：利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH，使NADH重新氧化为NAD+。即丙酮酸→乳酸。

2. 糖的有氧氧化

葡萄糖在有氧条件下，氧化分解生成二氧化碳和水的过程称为糖的有氧氧化(aerobicoxidation)，并释放出能量。有氧氧化是糖分解代谢的主要方式，大多数组织中的葡萄糖均进行有氧氧化分解供给机体能量。糖的有氧氧化主要发生在线粒体中，分为三个阶段：第一阶段为糖酵解途径，葡萄糖转变成2分子丙酮酸，在胞液中进行；第二阶段为乙酰辅酶A的生成，丙酮酸进入线粒体，由丙酮酸脱氢酶复合体催化，经氧化脱羧基转化成乙酰CoA；第三阶段为三羧酸循环和氧化磷酸化。糖有氧氧化是体内糖氧化分解大量生成ATP的主要途径，因为有充分氧的供应，葡萄糖能彻底氧化分解生成二氧化碳和水，由此释放出其分子中蕴藏的全部能量，能生成36-38分子A TP，其催化酶系在细胞胞浆与线粒体中，且糖有氧氧化途径也是沟通体内糖、脂类与蛋白质代谢途径的基础与联系枢纽。

第三节糖原合成和糖异生作用

1. 糖原合成

糖原合成是由葡萄糖合成糖原的过程，糖原合成首先以葡萄糖为原料合成尿苷二磷酸葡萄糖在限速酶糖原合酶的作用下，将UDP-Glc转给肝、肌肉中的糖原蛋白上，延长糖链合成糖原。其次糖链在分支酶的作用下再分支合成多支的糖原。反应可以分为二个阶段：第一阶段：糖链的延长，游离的葡萄糖不能直接合成糖原，它必须先磷酸化为G-6-P再转变为G-1-P，后者与UTP作用形成UDP-Glc及焦磷酸(PPi)。UDP-Glc是糖原合成的底物，葡萄糖残基的供体，称为活性葡萄糖。UDP-Glc在糖原合酶催化下将葡萄糖残基转移到糖原蛋白中糖原的直链分子非还原端残基上，以α-1，4-糖苷键相连延长糖链。第二阶段：糖链分支糖原合酶只能延长糖链，不能形成分支。当直链部分不断加长到超过11个葡萄糖残基时，分支酶可将一段糖链(至少含有6个葡萄糖残基)转移到邻近糖链上，以α-1，6-糖苷键相连接，形成新的分支分支以α-1，4-糖苷键继续延长糖链糖原合酶是糖原合成的限速酶，是糖原合成的调节点。糖原蛋白每增加一个葡萄糖残基要消耗2分子ATP(葡萄糖磷酸化以及生成UDP-Glc)

2.糖原异生

（一）概念：葡糖异生是指以非糖物质合成Glc的过程。（二）糖异生存在于动物、植物和微生物中。高等动物糖异生主要存在于肝脏中，肾皮质也有少许作用。（三）糖异生的意义：是为依赖于葡萄糖作为能源物质的器官提供葡萄糖，人脑以葡萄糖作为主要的能源物质，红细胞、肾髓质、睾丸眼晶状体也主要依赖葡萄糖作为能源物质。

第四节糖代谢对人体运动能力的影响

1.糖原与运动能力

（1）肌糖原

1.肌糖原与无氧代谢运动能力

2.肌糖原与有氧代谢运动能力

（2）肝糖原

1.运动时的肝糖原的生成和分解

2.糖异生作用

3.运动时肝糖原的释放

二血糖与运动能力