1、生物化学,Biochemistry生命物质的化学,学习方法,教材、配套光盘、教材、教学大纲、教学网站等； 学会独立思考、掌握独立学习能力（独立工作）； 生物化学与分子生物学在医学领域的地位； 生物化学与分子生物学，以及医学是实践性较强的学科，注重实验教学； 考试方法,思考题,论述各糖代谢途径相互联系，关键酶及代谢调节方式。简述糖酵解、有氧代谢和糖异生的生理意义，并以短期饥饿和长期饥饿状态进一步阐述。,Metabolism of Carbohydrates,第 五 章 糖代谢,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。,糖的化学,（一）糖的概念
2、,（二）糖的分类及其结构,根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类。,单糖 (monosacchride) 寡糖 (oligosacchride) 多糖 (polysacchride) 结合糖 (glycoconjugate),葡萄糖(glucose)已醛糖,果糖(fructose)已酮糖,1. 单糖 不能再水解的糖。,目 录,半乳糖(galactose)已醛糖,核糖(ribose) 戊醛糖,目 录,2. 寡糖,常见的二糖,麦芽糖 (maltose):葡萄糖葡萄糖,蔗 糖 (sucrose):葡萄糖果糖,乳 糖 (lactose):葡萄糖半乳糖,能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩
3、合的糖苷键相连。,3. 多糖 能水解生成多个分子单糖的糖。,常见的多糖,淀 粉 (starch),糖 原 (glycogen),纤维素 (cellulose), 淀粉 是植物中养分的储存形式,淀粉颗粒,目 录, 糖原 是动物体内葡萄糖的储存形式,目 录, 纤维素：食物中含有，人体因无-糖苷酶而不能利用。有刺激肠蠕动等作用。,目 录,第 一 节 概 述,Introduction,一、糖的生理功能,1. 氧化供能_主要功能,3. 作为机体组织细胞的组成成分：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等。,2. 体内合成其他物质提供碳源：氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等。,二、糖的消化与吸收,（一）糖的消化,食物中的糖：淀
4、粉、糖原；麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖。,消化部位：主要在小肠，少量在口腔,淀粉,麦芽糖+麦芽三糖 （40%） （25%）,-临界糊精+异麦芽糖 （30%） （5%）,葡萄糖,唾液-淀粉酶,-葡萄糖苷酶,-临界糊精酶,消化过程,肠粘膜上皮细胞刷状缘,胃,口腔,肠腔,胰液-淀粉酶,（二）糖的吸收,吸收部位：小肠上段 吸收形式 ： 单 糖 吸收机制： 主动耗能 Na+依赖型葡萄糖转运体 Na+-dependent glucose transporter, SGLT 分布于小肠、肾小管上皮,ADP+Pi,ATP,G,Na+,K+,小肠粘膜细胞,肠腔,门静脉,刷状缘,细胞内膜,4. 吸收途径,小肠肠腔,
5、肠粘膜上皮细胞,门静脉,肝脏,体循环,SGLT,各种组织细胞,GLUT,GLUT：葡萄糖转运体(glucose transporter)，已发现有5种葡萄糖转运体(GLUT 15)。,三、糖代谢的概况,葡萄糖,丙酮酸,H2O及CO2,乳酸,乳酸、氨基酸、甘油,糖原,核糖+ NADPH+H+,淀粉,第 二 节 糖的无氧分解 Glycolysis,一、糖酵解的反应过程,第一阶段：葡萄糖分解为丙酮酸糖酵解途径,第二阶段：丙酮酸转变为乳酸,*糖酵解(glycolysis)的定义：在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸的过程。,* 糖酵解分为两个阶段,* 糖酵解的反应部位：胞浆, 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖,葡
6、萄糖,6-磷酸葡萄糖 G-6-P,（一）1葡萄糖分解成2丙酮酸,需ATP供能 不可逆,哺乳类动物4种己糖激酶同工酶(至型)。 型己糖激酶(葡萄糖激酶), 存在于肝细胞,特点： 对葡萄糖的亲和力很低 受激素调控, 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖 F-6-P, 6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖,6-磷酸果糖,1,6-双磷酸果糖 F-1,6-2P,需ATP供能 不可逆,1,6-双磷酸果糖, 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖, 磷酸丙糖的同分异构化,3-磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮,一分子葡萄糖转变为二分子 3磷酸甘油醛，消耗2分子ATP。 以下可看作2分子3磷酸甘油醛反
7、应., 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油醛,1,3-二磷酸 甘油酸,糖酵解中唯一的脱氢反应 1，3-二磷酸甘油酸是高能化合物。, 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸,第一次底物水平磷酸化反应,1,3-二磷酸 甘油酸,3-磷酸甘油酸, 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸, 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸,2-磷酸甘油酸,PEP 是高能化合物, 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,第二次底物水平磷酸化,(二) 2丙酮酸转变成2乳酸,丙酮酸,乳酸,NADH+H+ 可来自于3-磷酸甘油醛脱氢,糖酵解的代谢途径,E2,
8、E1,E3,糖酵解小结, 反应部位：胞浆 糖酵解是一个不需氧的产能过程 反应全过程中有三步不可逆的反应, 产能的方式和数量 方式：底物水平磷酸化 净生成ATP数量： 一分子葡萄糖 22-2= 2ATP 糖原的一个糖单位 22-1= 3ATP 终产物乳酸的去路 分解利用 乳酸循环（糖异生）,其它己糖也可进入酵解途径,二、糖酵解的调节,关键酶,调节方式,（一） 6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1),* 别构调节,别构激活剂： F-2,6-2P; AMP; ADP; F-1,6-2P;,别构抑制剂： 柠檬酸; ATP,F-1,6-2P 正反馈性激活AMP、ATP竞争活性中心外别构部位,F-6-P,F-
9、1,6-2P,ATP,ADP,PFK-1,磷蛋白磷酸酶,PKA,目 录,（二）丙酮酸激酶,1. 别构调节,别构抑制剂：ATP, 丙氨酸,别构激活剂：1,6-双磷酸果糖,2. 共价修饰调节,丙酮酸激酶,丙酮酸激酶,ATP,ADP,Pi,磷蛋白磷酸酶,（无活性）,（有活性）,PKA：蛋白激酶A,CaM：钙调蛋白,(三) 己糖激酶或葡萄糖激酶,* 6-磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。,* 长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶。,三、糖酵解的生理意义,1. 机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。,2. 某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。, 无线粒体的细胞，如：红细胞,
10、代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞,第 三 节 糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate,部位：胞液及线粒体,*概念:机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。,一、有氧氧化的反应过程,第一阶段：酵解途径,第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧,第三阶段：三羧酸循环,G（Gn）,第四阶段：氧化磷酸化,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,O,ATP,ADP,TAC循环,胞液,线粒体,（一）丙酮酸的氧化脱羧,总反应式:,丙酮酸脱氢酶复合体的组成,酶E1：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶,CO2,CoASH,NAD+,NA
11、DH+H+,5. NADH+H+的生成,1. -羟乙基-TPP的生成,2.乙酰硫辛酰胺的生成,3.乙酰CoA的生成,4. 硫辛酰胺的生成,三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TAC)、柠檬酸循环、Krebs循环。,（二）三羧酸循环,* 概述,反应部位线粒体,NADH+H+,NAD+,NAD+,NADH+H+,GTP,GDP+Pi,FAD,FADH2,NADH+H+,NAD+,柠檬酸合酶,顺乌头酸酶,异柠檬酸脱氢酶,-酮戊二酸脱氢酶复合体,琥珀酰CoA合成酶,琥珀酸脱氢酶,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,柠檬酸的合成：反应不可逆O=C-COOH CH3 CH2COOHCH2
12、 + C=O HO-C-COO-COOH SCoA CH2COOH草酰乙酸 乙酰辅酶A 柠檬酸,柠檬酸合成酶,H2O,CoA-SH,反应不可逆,异柠檬酸的生成COO- COO- COO- CH2 CH H-C-OH - OOC-C-OH - OOC-C - OOC-C-H CH2 CH2 CH2COO- COO- COO- 柠檬酸 酶-顺乌头酸 异柠檬酸,H2O,H2O,第一次氧化脱羧生成-酮戊二酸：COO- COO-H-C-OH C=O-OOC-C-H CH2CH2 CH2COO- COO- 异柠檬酸 -酮戊二酸,异柠檬酸脱氢酶,NAD+,NADH+H+ CO2,Mg2+,反应不可逆,第二次
13、氧化脱羧生成琥珀酰CoA:COO- O=CSCoAC=O CH2CH2 CH2CH2 COO- COO- -酮戊二酸 琥珀酰CoA高能化合物,-酮戊二酸脱氢酶复合体,NAD+,CoA-SH,NADH+H+,CO2,反应不可逆,底物水平磷酸化：琥珀酰-CoA合成酶催化O=CSCoA COO-CH2 CH2CH2 CH2COO- COO- 琥珀酰-CoA 琥珀酸 三羧酸循环中唯一的底物水平磷酸化反应，产生GTP。,琥珀酰-CoA合成酶,GDP+Pi,GTP,+CoA,琥珀酸脱氢生成延胡索酸:CH2-COO- HC-COO- CH2-COO- -OOC-C-H琥珀酸 延胡索酸,琥珀酸脱氢酶,FAD,
14、FADH2,苹果酸的生成：HC-COO- HO-CH-COO- -OOC-C-H CH2-COO- 延胡索酸 苹果酸,延胡索酸酶,H2O,草酰乙酸的再生成：HO-CH-COO- O=C-COOHCH2-COO- CH2-COO-苹果酸 草酰乙酸,苹果酸脱氢酶,NAD+,NADH+H+,TAC小结：, 三羧酸循环的概念：乙酰CoA+草酰乙酸柠檬酸反复的脱氢脱羧草酰乙酸。乙酰CoA被氧化。 反应过程在线粒体。, 三羧酸循环的要点 四次脱氢，三个不可逆反应，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。 每分子乙酰CoA经TAC生成：1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2， 1分子GTP。共产生12A
15、TP 。 关键酶有：柠檬酸合酶-酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶, 整个循环反应为不可逆反应 三羧酸循环的中间产物起催化剂作用，本身无量的变化。 三羧酸循环不能直接从乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物； 中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为CO2及H2O。,三羧酸循环中间产物的影响： TAC中的某些中间代谢物能够转变合成其他物质，如：,机体糖供不足时，苹果酸、草酰乙酸丙酮酸乙酰CoA TAC，草酰乙酸缺乏， TAC障碍。,* 草酰乙酸的补充：,草酰乙酸,2. 三羧酸循环的生理意义,三大营养物质氧化分解的共同途径； 三大营养物质代谢联系的枢纽； 为其它物质代谢提供小分子前体； 为
16、呼吸链提供H+ + e。,H+ + e 进入呼吸链彻底氧化生成H2O 的同时ADP偶联磷酸化生成ATP。,二、有氧氧化生成的ATP,第一阶段：2（3）2+4-2=6（8） 第二阶段：3 2=6 第三阶段：122=24=36（38） mol,每mol葡萄糖经有氧氧化生成的ATP：,葡萄糖有氧氧化生成的ATP,此表按传统方式计算ATP。目前有新的理论，在此不作详述,有氧氧化的生理意义 ：,机体绝大多数组织供能的最主要途径。,三、有氧氧化的调节,关键酶, 酵解途径：己糖激酶, 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体, 三羧酸循环：柠檬酸合酶,丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶-1,-酮戊二酸脱氢酶复合体 异
17、柠檬酸脱氢酶,1. 丙酮酸脱氢酶复合体, 别构调节, 共价修饰调节,目 录,异柠檬酸脱氢酶,柠檬酸合酶,-酮戊二酸 脱氢酶复合体,柠檬酸,Ca2+, ATP、ADP的影响, 产物堆积抑制, 循环后续反应中间产物别构反馈抑制, 其他，如Ca2+可激活许多酶,2. 三羧酸循环的调节,有氧氧化的调节特点, 关键酶的调节 ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节 氧化磷酸化速率影响三羧酸循环 三羧酸循环与酵解途径互相协调。酵解途径根据三羧酸循环需要量，相应提供丙酮酸以生成乙酰CoA。,体内ATP浓度是AMP的50倍，经上述反应后，ATP/AMP变动比ATP变动大，产生信号放大作用。,ATP/ADP或
18、ATP/AMP比值的调节， ATP/AMP效果更显著。,四、巴斯德效应(Pastuer effect)：,* 概念：有氧氧化抑制糖酵解的现象。,第 四 节 磷酸戊糖途径 Pentose Phosphate Pathway,* 概念：,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。,* 细胞定位：胞 液,第一阶段：氧化反应生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2,一、磷酸戊糖途径的反应过程,* 反应过程可分为二个阶段,第二阶段：基团转移反应。,6-磷酸葡萄糖酸,5-磷酸核酮糖,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶,6-磷酸
19、葡萄糖,6-磷酸葡萄糖酸内酯,1. 磷酸戊糖生成,5-磷酸核糖,6-磷酸葡萄糖脱氢酶是关键酶。 两次脱氢生成NADPH + H+。 磷酸核糖是非常重要的中间产物。,G-6-P,5-磷酸核糖,NADP+,NADPH+H+,NADP+,NADPH+H+,CO2,磷酸戊糖通过3C、4C、6C、7C等演变，最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。 3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可进入酵解途径。,2. 基团转移反应,5-磷酸核酮糖(C5) 3,5-磷酸核糖 C5,磷酸戊糖途径,第一阶段,第二阶段,总反应式 ：,36-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+,26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2
20、,磷酸戊糖途径的特点,生成NADPH+H+ 生成5-磷酸核糖 3、4、5、6、7碳糖的演变,二、磷酸戊糖途径的调节,* 6-磷酸葡萄糖脱氢酶是关键酶,* NADPH/NADP+比值升高抑制，降低激活。,三、磷酸戊糖途径的生理意义,（一）为核苷酸的生成提供核糖,（二）提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应,1. NADPH是体内许多合成代谢的供氢体,2. NADPH参与体内的羟化反应，与生物合成或生物转化有关,3. NADPH可维持GSH的还原性,2G-SH G-S-S-G,NADP+ NADPH+H+,A AH2,第 五 节 糖原的合成与分解 Glycogenesis and Glycoge
21、nolysis,糖原储存的主要器官及其生理意义肌糖原，180 300g，为肌肉收缩氧化供能 肝糖原，70 100g，维持血糖水平,1. 葡萄糖单元以-1,4-糖苷 键形成长链。 2. 约10个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以-1,6-糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。 3. 每条链都终止于一个非还原端.非还原端增多，以利于其被酶分解。,糖原的结构特点及其意义,目 录,一、糖原的合成代谢,（二）合成部位,（一）定义,糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合成糖原的过程。,肝、肌肉细胞胞浆,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,变位酶,UDPG,UDPG焦磷酸化酶,UTP,PPi
22、,（三）糖原合成途径,1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,2. 6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖,+,3. 1- 磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖,1- 磷酸葡萄糖,尿苷二磷酸葡萄糖 UDPG,4. -1,4-糖苷键式结合糖链延长,糖原n：较小糖原分子，糖原引物，UDPG 上葡萄糖基的接受体。,糖原合酶催化糖原糖链末端延长：,糖原合酶,p,p,尿苷,p,p,尿苷,糖原（n）,糖原（n+1）,反应反复进行，糖链不断延长。,5.糖原分枝的形成,当糖链长度达到12 18个葡萄糖基时,转移67个葡萄糖基,近来人们在糖原分子的核心发现了一种名为glycogenin的蛋白质。G
23、lycogenin可对其自身进行共价修饰，将UDP-葡萄糖分子的C1结合到其酶分子的酪氨酸残基上，从而使它糖基化。这个结合上去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。,作为引物的第一个糖原分子从何而来？,二、糖原的分解代谢,* 定义,* 肝糖元的分解,糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。,糖原（n）,糖原（n-1）,磷酸,1-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,H2O,Pi,葡萄糖6-磷酸酶,（肝、肾）,糖原磷酸化酶,6-磷酸果糖,糖酵解途径,（肌肉）,1. 糖原的磷酸解,2. 脱枝酶的作用,转移葡萄糖残基 水解-1,6-糖苷键,转移酶活性,目 录,*
24、肌糖原的分解,GluG-6-P同肝糖原分解 肌肉组织中无葡萄糖-6-磷酸酶，所以6-磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖补充血糖，只能进入酵解途径代谢。 肌糖原的分解与合成与乳酸循环有关。,糖原的合成与分解小结,G-6-P的代谢去路,G（补充血糖）,G-6-P,F-6-P （进入糖酵解途径）,G-1-P,合成糖原,UDPG,6-磷酸葡萄糖内酯 （进入磷酸戊糖途径）,葡萄糖醛酸 （进入葡萄糖醛酸途径）,三、糖原合成与分解的调节,关键酶的特点： * 有共价修饰和变构调节二种方式。 * 都有活性（高活性）、无（低）活性二种形式，通过磷酸化和去磷酸化互变。,调节有级联放大作用，效率高；,两种酶磷酸化或去磷酸化后
25、活性变化相反 磷酸化酶b：去磷酸形式，活性极低； 磷酸化酶a：磷酸化形式，高活性。,此调节为酶促反应，调节速度快；,受激素调节。,1. 共价修饰调节,胰高血糖素或肾上腺素,腺苷酸环化酶,ATP,cAMP,蛋白激酶A（无活性）,蛋白激酶A（有活性）,磷酸化酶b激酶,磷酸化酶b激酶,p,（有活性）,（无活性）,磷酸化酶b,磷酸化酶a,p,+,糖原分解,磷蛋白磷酸酶-1,H2O,pi,-,磷酸化酶的调节,胰高血糖素或肾上腺素,腺苷酸环化酶,ATP,cAMP,无活性蛋白激酶A,有活性蛋白激酶A,糖原合酶a（有活性）,糖原合酶b（无活性）,p,磷蛋白磷酸酶-1,糖原合成,-,糖原合酶的调节,磷酸化酶b激
26、酶,糖原合酶,糖原合酶-P,磷酸化酶b,磷酸化酶a-P,磷蛋白磷酸酶抑制剂,2. 别构调节,磷酸化酶二种构像紧密型(T)和疏松型(R) ，其中T型的14位Ser暴露，便于接受前述的共价修饰调节。,* 葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。,肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同,* 肝糖原分解代谢主要受胰高血糖素的调节，而肌肉主要受肾上腺素调节。 * 肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要为AMP、ATP及6-磷酸葡萄糖。,调节小结, 双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行调节，如加强合成则减弱分解，或反之。, 双重调节：别构调节和共价修饰调节。, 肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：如：分解肝糖
27、原的激素主要为胰高血糖素， 分解肌糖原的激素主要为肾上腺素。, 关键酶调节上存在级联效应。, 关键酶都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。,四、糖原积累症,糖原累积症(glycogen storage diseases)是一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织中有大量糖原堆积。引起糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类。,糖原积累症分型,第 六 节糖 异 生 Gluconeogenesis,糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。,* 部位,* 原料,* 概念,主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体
28、,主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸,一、糖异生途径,* 糖异生途径:丙酮酸葡萄糖的过程。,* 过程,3个由关键酶催化的不可逆反应须另外的酶。,糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；,1. 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),丙酮酸,草酰乙酸,PEP, 丙酮酸羧化酶,辅酶生物素（线粒体）, 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（线粒体、胞液）, 草酰乙酸转运出线粒体,丙酮酸,线粒体,胞液,糖异生途径所需NADH+H+的来源,糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油醛时，需要NADH+H+。, 由氨基酸为原料进行糖异生时， NADH+H+则由线粒体脂酸的-氧化或三羧酸循环提供，NADH+H+
29、转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运。,2. 1,6-双磷酸果糖 转变为 6-磷酸果糖,3. 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖,糖酵解与糖异生的三个不可逆反应,1，6双磷酸果糖 6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖 葡萄糖,果糖双磷酸酶-1,H2O,6-磷酸果糖激酶-1,ADP,ATP,糖异生,糖酵解,葡萄糖-6-磷酸酶,己糖激酶,H2O,Pi,Pi,ATP,ADP,非糖物质进入糖异生的途径, 糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物, 上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异生为葡萄糖或糖原,目 录,二、糖异生的调节,当作用物的互变分别由不同酶催化其单向反应，这种互变循环称之为底物循环。,糖异生途径与酵解途径
30、相互协调，主要是对前述底物循环中的后2个底物循环进行调节。,当两种酶活性相等时，则不能将代谢向前推进，结果仅是ATP分解释放出能量，因而称之为无效循环。,6-磷酸果糖,1,6-双磷酸果糖,ATP,ADP,6-磷酸果糖激酶-1,Pi,果糖双磷 酸酶-1,1. 6-磷酸果糖与1,6-双磷酸果糖之间,2. 磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间,PEP,丙 酮 酸,ATP,ADP,丙酮酸激酶,乙 酰 CoA,草酰乙酸,三、糖异生的生理意义,（一）维持血糖浓度恒定,（二）补充肝糖原,三碳途径： 进食后，葡萄糖丙酮酸、乳酸糖异生途径糖原,（三）调节酸碱平衡 长期饥饿，肾糖异生增强： 长期饥饿代谢性酸中毒pH肾磷酸
31、烯醇型丙酮酸羧激酶合成 糖异生 乳酸异生为糖 糖异生肾-酮戊二酸 谷氨酰胺、谷氨酸脱氨 NH3 肾小管泌NH3、泌H+ 。,八、乳酸循环(lactose cycle)（Cori 循环）, 循环过程,葡萄糖,葡萄糖,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,乳酸,乳酸,丙酮酸,血液, 生理意义, 乳酸再利用，避免了乳酸的损失。, 防止乳酸的堆积引起酸中毒。, 乳酸循环是一个耗能的过程,2分子乳酸异生为1分子葡萄糖需6分子ATP。,第 七 节 血糖及其调节 Blood Glucose and The Regulation of Blood Glucose Concentration,* 血糖，指血液中的葡萄糖。,*
32、血糖水平，即血糖浓度。正常血糖浓度 ：3.896.11mmol/L,血糖及血糖水平的概念,血糖水平恒定的生理意义,保证重要组织器官的能量供应，特别是某些依赖葡萄糖供能的组织器官。,脑组织不能利用脂酸，正常情况下主要依赖葡萄糖供能； 红细胞没有线粒体，完全通过糖酵解获能； 骨髓及神经组织代谢活跃，经常利用葡萄糖供能。,血糖,一、血糖来源和去路,二、血糖水平的调节,* 主要依靠激素的调节,（一） 胰岛素, 促进葡萄糖转运进入肝外细胞 ；, 加速糖原合成，抑制糖原分解；, 加快糖的有氧氧化；, 抑制肝内糖异生；, 减少脂肪动员。,（二）胰高血糖素, 促进肝糖原分解，抑制糖原合成；, 抑制酵解途径，促
33、进糖异生；, 促进脂肪动员。,（三）糖皮质激素, 促进肌肉蛋白质分解，分解产生的氨基酸转移到肝进行糖异生。 抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖，抑制点为丙酮酸的氧化脱羧。,* 在糖皮质激素存在时，其他促进脂肪动员的激素才能发挥最大的效果，间接抑制周围组织摄取葡萄糖。,（四）肾上腺素,通过肝和肌肉的细胞膜受体、cAMP、蛋白激酶级联激活磷酸化酶，加速糖原分解。主要在应激状态下发挥调节作用。,*葡萄糖耐量(glucose tolerence),指人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力的现象。,糖耐量试验(glucose tolerance test, GTT),目的：临床上用来诊断病人有无糖代谢异常。,口
34、服糖耐量试验的方法,被试者清晨空腹静脉采血测定血糖浓度，然后一次服用100g葡萄糖，服糖后的1/2、1、2h（必要时可在3h）各测血糖一次。以测定血糖的时间为横坐标（空腹时为0h），血糖浓度为纵坐标，绘制糖耐量曲线。,糖耐量曲线,正常人：服糖后1/21h达到高峰，然后逐渐降低， 一般2h左右恢复正常值。,糖尿病患者：空腹血糖高于正常值，服糖后血糖浓度急剧升高，2h后仍可高于正常。,三、血糖水平异常,（一）高血糖及糖尿症,1. 高血糖(hyperglycemia)的定义,临床上将空腹血糖浓度高于7.227.78mmol/L称为高血糖。,2. 肾糖阈的定义,当血糖浓度高于8.8910.00mmol
35、/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。,3. 高血糖及糖尿的病理和生理原因,持续性高血糖和糖尿，主要见于糖尿病(diabetes mellitus, DM)。,b. 血糖正常而出现糖尿，见于慢性肾炎、肾病综合征等引起肾对糖的吸收障碍。,c. 生理性高血糖和糖尿可因情绪激动而出现。,(二）低血糖,1. 低血糖(hypoglycemia)的定义,2. 低血糖的影响,空腹血糖浓度低于3.333.89mmol/L时称为低血糖。,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。,3. 低血糖的病因, 胰性（胰岛-细胞功能亢进、胰岛-细胞功能低下等） 肝性（肝癌、糖原积累病等） 内分泌异常（垂体功能低下、肾上腺皮质功能低下等） 肿瘤（胃癌等） 饥饿或不能进食,
