第六章、糖 代 谢课件.ppt

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1、糖 代 谢,第四章,第一节 概述,常见的单糖是什么？葡萄糖常见的多糖是什么？淀粉,糖的概念,糖(carbohydrates)即碳水化合物，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。,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),一、糖的消化与吸收,（一）糖的消化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。,淀粉的消化,部位：*口腔 *

2、小肠,（二）糖的吸收,1. 吸收部位 小肠上段 2. 吸收形式 单 糖,糖的吸收-主动吸收,葡萄糖的吸收是耗能的过程。,钠泵,糖吸收后的去向,总结：糖的消化（淀粉） 单纯扩散吸收（不耗能糖的吸收主动吸收（耗能） 易扩散吸收糖吸收后的去向,二、糖的生理功能氧化供能（主）16.7kJ能量/1g葡萄糖氧化构成组织细胞的基本成分 *核糖 构成核酸 *糖蛋白 凝血因子、免疫球蛋白等 *糖脂 生物膜成分转变为体内的其它成分 *转变为脂肪 *转变为非必需氨基酸,糖代谢的概况,血 中 葡 萄 糖,糖酵解（乳酸）,有氧氧化（CO2、H2O、ATP）,糖原,分解,第二节糖的分解代谢,无氧分解（糖酵解）有氧分解磷酸

3、戊糖化,第二节 糖的无氧分解,糖酵解的反应过程 糖酵解的调节 糖酵解的生理意义,（一）、糖酵解的反应过程,糖酵解体内组织在缺氧情况下，葡萄糖或糖原生成乳酸和少量ATP的过程。,G 2 乳 酸,无 O2 胞液,（二）基本反应阶段,1、 G F-1,6-P2、 F-1,6-P 3-P-甘 油 醛3、 3-P-甘 油醛 丙 酮 酸4、 丙 酮 酸 乳 酸,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：从G开始 22-2= 2ATP从Gn开始 22-1= 3ATP 终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏再

4、进一步代谢。分解利用 乳酸循环（糖异生）,无氧氧化的特点,1、全过程中虽有氧化还原反应，但不需要氧的直接参与，故称为无氧氧化。2、整个过程在细胞浆中进行。3、全过程中有葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶三种酶催化的反应为不可逆反应。此三种酶为糖无氧氧化的限速酶，调节该酶的活性可影响糖无氧氧化的速度。,（三）乳酸的去路,正常情况下，血液中乳酸的含量很少，但剧烈运动后，血液中乳酸则明显升高，休息后乳酸浓度又趋向正常，说明乳酸有其正常的代谢去路。1氧供应充足时，可重新脱氢氧化为丙酮酸。2通过血液循环进入肝脏进行生成葡萄糖。,三、糖酵解意义,1、在无氧条件下迅速提供能量,供机体需要 如:肌肉收缩、人

5、到高原2、是某些细胞（红细胞、白细胞）等能量来源3、为糖的有氧氧化提供前期阶段(生成的乳酸 又可进一步氧化供能，或 异生为糖) 4、在病理条件下，若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸酸中毒,糖酵解的调节,胰岛素可促进糖酵解代谢物的调节 ATP减少或者ADP、AMP增加可促进酵解,二、糖的有氧氧化,(一) 基本概念（四要素） 葡萄糖或糖原在有氧条件下，彻底氧化分解生成CO2和H2O并释放大量能量的过程。 有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。,O2 线粒体,3、乙酰CoA的氧化,（二）基本反应阶段,（三） 生理意义,乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化 （线粒体）,

6、有氧氧化和无氧酵解的比较,G（6C）,-2 ATP,1ATP,第一阶段,产能,第二阶段,脱氢产能：2(2H)-2NADH 2*3ATP= 6ATP,第三阶段,一次三羧酸循环-彻底氧化 1分子乙酰CoA,第三阶段产能计算：,(9+2+1)*2=24,有氧氧化,（二）基本反应途经,三羧酸循环,三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TAC)也称为柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环，它由一连串反应组成。,所有的反应均在线粒体中进行。,* 概述,* 反应部位,三羧酸循环,

7、草酰乙酸,柠檬酸,异柠檬酸,a-酮戊二酸,琥珀酸辅酶A,琥珀酸,延胡索酸,苹果酸,乙酰辅酶A,柠檬酸循环,小 结, 三羧酸循环的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸反应的过程。因为是从带有三个羧基的柠檬酸开始所以称为三羧酸循环. TAC过程的反应部位是线粒体。, 三羧酸循环的要点 经过一次三羧酸循环，消耗一分子乙酰CoA，经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2，1分子GTP。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

8、产物三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物，同样中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为CO2及H2O。,有氧氧化生理意义,有氧氧化(三羧酸循环)是糖、脂、氨基酸等在体内高效产能的共同途经，也是上述物质在体内相互联系和转变的代谢枢纽,高效产能,共同熔炉,互通有无,无氧酵解,有氧氧化,起 始 物 终 产 物 对O2 的需求 细 胞 部 位 产 能 数 量 产 能 方 式,G或 Gn G或 Gn,乳 酸 CO2 H2 O,无O2 有O2,胞 液 线 粒 体,少 (2 ) 多 (36或38 ),底物磷酸化 氧化磷酸化,

9、有氧氧化和无氧酵解的比较,糖的有氧氧化和三羧酸循环的意义,产能高，一分子葡萄糖可以产生36或38个ATP速度的快慢与机体的活动相适应三羧酸循环是多种代谢的必须途径三羧酸循环是联系糖、脂肪和氨基酸代谢的枢纽。,三、磷酸戊糖途经,（一） 概况,起 始 物 关 键 酶中间产物,- G-6-P,- G6PD,- NADPH、R-5-P,（二）反应途径,（三） 生理意义,1、 R-5-P - 为核甘酸合成提供戊碳糖,2、NADPH - 作为供氢体参与,胆固醇、脂肪酸的合成,维持RBC膜的稳定和功能完整,肝脏的生物转化作用,糖的分解代谢,G,F-1,6-P,3-P-甘油醛,丙 酮 酸,乳酸,乙酰CoA,G

10、-6-P,草酰乙酸,柠檬酸,-酮戊二酸,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoA,三、磷酸戊糖途经,糖的分解代谢,起始物关键酶中间产物,- G-6-P,- G6PD,- NADPH、R-5-P,第三节,一、糖原的合成,肝肌肉,1、概念,2、反应途径,G,G-6-P,G-1-P,UDPG,Gn,Gn合成酶,3、生理功能 ,能量的贮存,乳酸,二、糖原的分解,1、概念,Gn,G,乳 酸,肝肌肉,2、反应途径,3、生理功能 ,能量的释放,肝糖原分解-直接补充血糖 肌糖原分解-间接补充血糖,第六章 糖代谢,G6P酶,糖原的合成与分解,蚕豆病,红细胞缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶，导致NADPH缺乏，GSH减少，细胞膜在某

11、些因素的作用下容易破裂而导致溶血。,G,F-1,6-P,3-P-甘油醛,丙 酮 酸,乳酸,乙酰CoA,G-6-P,草酰乙酸,柠檬酸,-酮戊二酸,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoA,糖的分解代谢,R-5-P,NADPH,G6PD,G-1-P,UDPG,Gn,Gn合成酶,G6P酶,第三节 糖原的合成与分解,二、糖原的分解代谢,* 定义,* 亚细胞定位：胞 浆,* 肝糖元的分解,1. 糖原的磷酸解,糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。,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,3. 1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖,4. 6-磷酸葡萄

12、糖水解生成葡萄糖,糖原合成和分解的生理意义,维持血糖浓度的相对恒定饭后，血糖升高，糖原合成使血糖降低至正常；空腹，血糖下降，肝糖原分解使血糖不低于正常；,第四节,一、概念,非糖物质 G 或 Gn,异生原料：,丙 酮 酸、乳酸、甘油、氨基酸,二、异生过程 基本上为糖酵解的逆过程,肝(肾) 胞浆,但须绕过三个“能障”(酵解三关键酶),三、生理意义,糖的异生作用,1、饥饿或空腹状态下维持血糖浓度稳定,2、有效利用乳酸，节约能源，防止酸中毒,3、更新肝糖原，有利于氨基酸分解代谢,G,F-1,6-P,3-P-甘油醛,丙 酮 酸,乳酸,乙酰CoA,G-6-P,草酰乙酸,柠檬酸,-酮戊二酸,琥珀酰CoA,琥

13、珀酸,CoA,第三章 糖 异 生,R-5-P,NADPH,G6PD,G-1-P,UDPG,Gn,Gn合成酶,E1,E3,E2,E1,E2,E3,E1 丙酮酸羧化酶,E2 果糖1,6二磷酸酶,E3 G6P 酶,E1 己糖激酶,E2 磷酸果糖激酶,E3 丙酮酸激酶,无氧酵解 糖 异 生,(能障酶) (绕能障酶),糖异生的调节,ATP ,ADP和AMP代谢物的调节糖异生原料乙酰CoA肾上腺素胰高血糖素激素的调节糖皮质激素胰岛素,加强,降低,第 五 节 血糖及其调节,* 血糖，指血液中的葡萄糖。,* 血糖水平，即血糖浓度。 正常血糖浓度 ：3.96.1mmol/L,血糖及血糖水平的概念,血糖,血糖来源

14、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。, 体内唯一降低血糖水平的激素,胰岛素的作用机制:,（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，促进糖异生；, 促进脂肪动员。, 体内升高血糖水平的主要激素,胰高血糖素的作用机制：,（三）糖皮质激素,引起血糖升高，肝糖原增加,糖皮质激素的作用机制可能有两方面： 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。,（四）

15、肾上腺素,强有力的升高血糖的激素,肾上腺素的作用机制：,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。,第 六 节 糖代谢异常病,一、高血糖和低血糖,(一)高血糖和糖尿病(hyperglycemia and diabetes mellitus)概念：空腹时血糖浓度高于7.2mmol/L(130-140mg/dL)称为高血糖。引起高血糖和糖尿的原因分为两大类生理性高血糖病理性高血糖,一、高血糖和低血糖,（二）低血糖(hypoglycemia)概念：空腹时，血糖浓度低于3.3mmol/L称为低血糖。表现：脑组织主要以葡萄糖作为能源，对低血

16、糖极为敏感，即使轻度低血糖也会出现头昏、倦怠、四肢和口周麻木、记忆减退、心慌、出冷汗等临床症状，当严重低血糖时会导致昏迷。,二、其它糖代谢紊乱所致的疾病,（一）果糖代谢障碍原发性果糖尿遗传性果糖不耐受症遗传性1，6-二磷酸果糖酶缺乏（二）糖原贮积病（三）半乳糖代谢障碍（四）丙酮酸代谢障碍,三、糖代谢障碍检查,1. 葡萄糖耐量试验（1）口服法 试验前日晚餐后至试验当日晨禁食；试验当日空腹取静脉血2毫升，立即送检；葡萄糖100克（溶于200300毫升水中）；服糖后半小时、1小时、2小时、3小时各抽静脉血2毫升，立即送检。最好在每次抽血同时留尿送检（测尿糖）。,（2）静脉法静注50葡萄糖50毫升，按

17、口服法留取标本送检。（3）结果判断正常为给糖后121小时血糖浓度迅速上升，2小时后恢复至空腹水平，如果服糖后2小时未降至正常水平，且尿糖阳性，即为糖耐量减低。,三、糖代谢障碍检查,三、糖代谢障碍检查,（4）注意事项 试验前数日病人可进正常饮食，如病人进食量很少，在试验前3天，进食碳水化合物（即米、面食）不可少于250300克；试验前停用胰岛素和肾上腺皮质 激素；试验当日应卧床休息，空腹采血，同时留尿标本。血糖的正常范围是空腹在3.96.1mmol/L之间，餐后2小时小于7.8mmol/L。人体在正常情况下可以调整其血糖水平，使其不超过上述范围。但在疾病情况下，血糖超出（高于或低于）正常范围，就

18、会引起高血糖或低血糖。,糖耐量与糖耐量曲线,概念：人体处理进入体内的葡萄糖的能力检查这种能力的试验，称为糖耐量试验,3.糖化血红蛋白糖化血红蛋白是己糖（主要是葡萄糖）与血红蛋白结合形成的，这个反应在红细胞生存的120天内始终进行，且不受血糖浓度的影响，因此，糖化血红蛋白可以反映出检测前120天内的平均血糖水平，而与抽血时间，病人是否空腹，是否使用胰岛素等因素无关。,三、糖代谢障碍检查,总结：,一、血糖概念：,血中的G, 是糖在体内的运输和利用形式,二、血糖的来源和去路：,血糖3.9 6.1 mmol / L,食物中糖 肝糖原 甘油、乳酸,氧化产能 合成糖原转变为非糖物质,三、血糖浓度的调节 激素调节,1、降低血糖的激素 胰岛素,2、升高血糖的激素 胰高血糖素、肾上腺素 糖皮质激素、生长素,尿 糖, 8.9 mmol / L,血糖,