《第04章糖代谢3概要课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第04章糖代谢3概要课件.ppt（59页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,葡萄糖,第六节 糖 异 生,Section 6 Gluconeogenesis,本节目的要求：1、掌握糖异生的概念、原料、关键酶及生理 意义。 2、熟悉糖异生的组织和细胞定位、糖异生途 径及乳酸循环的过程及其生理意义。 3、了解糖异生的调节。,糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合物(乳酸、甘油、生糖氨基酸)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,主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸,一、糖异生途径不完全是糖酵解的逆反应,过程：,酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。,糖异生途径与酵解途径大多数
2、反应是共有的、可逆的；,糖异生途径(gluconeogenic pathway)指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。,（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路转变成磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,草酰乙酸,PEP, 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）, 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶为生物素（反应在线粒体）,+ CO2 +ATP, 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶为生物素（反应在线粒体）,草酰乙酸,磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶, 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）,丙酮酸,草酰乙酸,PEP, 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液
3、）, 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶为生物素（反应在线粒体）,线粒体,草酰乙酸转运出线粒体：,丙酮酸,线粒体,胞液,PEP,?,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+。,由乳酸为原料异生糖时， NADH+H+由下述反应提供。,乳酸,丙酮酸,LDH,NAD+,NADH+H+,由氨基酸为原料进行糖异生时， NADH+H+则由线粒体内NADH+H+提供，它们来自于脂酸的-氧化或三羧酸循环，NADH+H+转运则通过草酰乙酸与苹果酸相互转变而转运。,（二）1,6-双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖,（三）
4、6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖,在某些反应过程中，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(substrate cycle)。,而在细胞内两酶活性不完全相等，使代谢反应仅向一个方向进行。,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(futile cycle)。,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,生糖氨基酸,-酮酸,-NH2,甘油,-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,乳酸,丙酮酸,2H,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,二、糖异生的调节通过对2个底物循环的调节与糖酵解调节彼此协调,酵解
5、途径与糖异生途径是方向相反的两条代谢途径。如从丙酮酸进行有效的糖异生，就必须抑制酵解途径，以防止葡萄糖又重新分解成丙酮酸；反之亦然。这种协调主要依赖于对这两条途径中的两个底物循环进行调节。,（一）第一个底物循环在6-磷酸果糖与1，6-双磷酸果糖之间进行,血糖 胰高血糖素 cAMP 磷酸化 果糖二磷酸酶-2 PFK-2 2,6-P-F 果糖二磷酸酶-1 PFK-1 糖异生增多 糖酵解下降,（二）在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之间进行第二个底物循环,PEP,丙酮酸,ATP,ADP,丙酮酸激酶,1,6-双磷酸果糖,丙氨酸,乙 酰 CoA,草酰乙酸,丙酮酸脱氢酶复合体,丙酮酸羧化酶,三、糖异生的主要生理意
6、义是维持血糖浓度的恒定,（一）维持血糖浓度恒定是糖异生最重要的生理作用,空腹或饥饿时依赖氨基酸、甘油等异生成葡萄糖，以维持血糖水平恒定。,正常成人的脑组织不能利用脂酸，主要依赖氧化葡萄糖供给能量；红细胞没有线粒体，完全通过乳酸酵解获得能量；骨髓、神经等组织由于代谢活跃，经常进行乳酸酵解。,糖异生的主要原料为乳酸、氨基酸及甘油。,乳酸来自肌糖原分解。这部分糖异生主要与运动强度有关。而在饥饿时，糖异生的原料主要为氨基酸和甘油。,（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径,三碳途径： 指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。,糖异生是肝补充
7、或恢复糖原储备的重要途径，这在饥饿后进食更为重要。,发生这一变化的原因可能是饥饿造成的代谢性酸中毒所致。,（三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡,体液pH降低，促进肾小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成，从而使糖异生作用增强。肾脏中-酮戊二酸因异生成糖而减少时，可促进谷氨酰胺脱氨生成谷氨酸以及谷氨酸的脱氨反应，肾小管细胞将NH3分泌入管腔中，与原尿中H+结合，降低原尿H+的浓度，有利于排氢保钠作用的进行，对于防止酸中毒有重要作用。,长期饥饿或禁食时，肾糖异生增强，有利于维持酸碱平衡。,在肾组织细胞中进行的糖异生作用有利于酸性物质的排泄。,肌肉收缩（尤其是氧供应不足时）通过糖酵解生成乳酸。肌肉内糖异
8、生活性低，所以乳酸通过细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝内异生为葡萄糖。葡萄糖释入血液后又被肌肉摄取，这就构成了一个循环，此循环称为乳酸循环，也叫做Cori循环。乳酸循环的形成是由于肝和肌组织中酶的特点所致。,四、肌肉收缩产生的乳酸可被其他组织利用而形成乳酸循环,乳酸循环的生理意义, 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 节其他单糖的代谢 Metabolism of other monosaccharides（自学5分钟）,第 八 节 血糖及其调节The Definition, Level
9、and Regulation of Blood Glucose,本节目的要求：1、掌握血糖的概念、正常人空腹血糖水平、 血糖的来源与去路； 2、熟悉肾上腺素的调节机制、胰岛素降低血糖的机制、胰高血糖素升高血糖的机制； 3、了解糖皮质激素的调节机制，高血糖、糖尿症及低血糖。,血糖，指血液中的葡萄糖。,血糖水平，即血糖浓度。,血糖及血糖水平的概念：,正常血糖浓度 ：3.896.11mmol/L,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
10、常利用葡萄糖供能。,血糖3.896.11mmol/L,血糖肾糖阈,一、血糖的来源和去路是相对平衡的,二、血糖水平的平衡主要是受到激素调节,血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸代谢协调的结果，也是肝、肌、脂肪组织等各器官组织代谢协调的结果。机体的各种代谢以及各器官之间能这样精确协调，以适应能量、燃料供求的变化，主要依靠激素的调节。酶水平的调节是最基本的调节方式和基础。,主要调节激素,降低血糖：胰岛素(insulin),升高血糖：,胰高血糖素(glucagon)糖皮质激素肾上腺素,胰岛素(Insulin)是体内唯一的降低血糖的激素，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。胰岛素的分泌受血糖控制
11、，血糖升高立即引起胰岛素分泌；血糖降低，分泌即减少。,（一）胰岛素是体内唯一降低血糖的激素,促进肌、脂肪组织等的细胞膜葡萄糖载体将葡萄糖转运入细胞。通过增强磷酸二酯酶活性，降低cAMP水平，从而使糖原合酶活性增强、磷酸化酶活性降低，加速糖原合成、抑制糖原分解。通过激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶而使丙酮酸脱氢酶激活，加速丙酮酸氧化为乙酰CoA，从而加快糖的有氧氧化。抑制肝内糖异生。这是通过抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成以及促进氨基酸进入肌组织并合成蛋白质，减少肝糖异生的原料。通过抑制脂肪组织内的激素敏感性脂肪酶，可减缓脂肪动员的速率。,胰岛素的作用机制:,（二）机体在不同状态下有相应的升高血糖的激素,
12、1胰高血糖素(glucagon)是体内主要升高血糖的激素,血糖降低或血内氨基酸升高刺激胰高血糖素的分泌。,2糖皮质激素可引起血糖升高, 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。,此外，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。,糖皮质激素的作用机制可能有两方面：,3肾上腺素是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。,正常人体内存在一套精细的调节糖代谢的机制，在一次
13、性食入大量葡萄糖后，血糖水平不会出现大的波动和持续升高。,人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力的现象称为葡萄糖耐量(glucose tolerence)。,三、血糖水平异常及糖尿病是最常见的糖代谢紊乱,临床上因糖代谢障碍可发生血糖水平紊乱，常见有以下两种类型：,低血糖 (hypoglycemia) 高血糖 (hyperglycemia),（一）低血糖是指血糖浓度低于3.0mmol/L,低血糖影响脑的正常功能，因为脑细胞所需要的能量主要来自葡萄糖的氧化。当血糖水平过低时，就会影响脑细胞的功能，从而出现头晕、倦怠无力、心悸等，严重时出现昏迷，称为低血糖休克。如不及时给病人静脉补充葡萄糖，可导致死亡
14、。,低血糖的危害：,胰性(胰岛-细胞机能亢进、胰岛-细胞机能低下等)；肝性（肝癌、糖原累积病等）；内分泌异常（垂体机能低下、肾上腺皮质机能低下等）；肿瘤（胃癌等）；饥饿或不能进食者等。,低血糖的原因：,（二）高血糖是指空腹血糖高于6.9mmol/L,临床上将空腹血糖浓度高于5.66.9mmol/L 称为高血糖(hyperglycemia)。当血糖浓度超过了肾小管的重吸收能力(肾糖阈)，则可出现糖尿。持续性高血糖和糖尿，特别是空腹血糖和糖耐量曲线高于正常范围，主要见于糖尿病(diabetes mellitus)。,糖尿病；遗传性胰岛素受体缺陷某些慢性肾炎、肾病综合症等；生理性高血糖和糖尿。,高血
15、糖的原因：,（三）糖尿病是最常见的糖代谢紊乱疾病,糖尿病是一种因部分或完全胰岛素缺失、或细胞胰岛素受体减少、或受体敏感性降低导致的疾病，它是除了肥胖症之外人类最常见的内分泌紊乱性疾病。,型（胰岛素依赖型）型（非胰岛素依赖型）,糖尿病可分为二型:,病因： 胰岛素缺乏、 受体数目减少、 受体与胰岛素的亲 和力降低症状： 多饮、多食、多尿、 体重减轻（三多一少）类型： 胰岛素依赖型（1型）、 非胰岛素依赖型（2型）,糖尿病,糖尿病合并症,足趾坏死，足背溃烂，足掌部大面积溃烂，腐肉较多，脓水淋漓，前掌部皮肤紫暗，渐及坏疽,糖尿病坏疽,复习题,葡萄糖是如何在缺氧状态下转变成乳酸的？有何意义？非糖物质转变成葡萄糖需经过哪些关键反应？各由哪些关键酶催化？一分子葡萄糖所生成的乙酰CoA进入三羧酸循环可生成多少分子ATP？叙述血糖的正常含量、来源、去路。本章所述代谢中共涉及多少关键酶？它们是哪些？磷酸戊糖途径有何重要意义,
