1、1.糖代谢概述糖代谢概述2.糖原的合成与分解糖原的合成与分解3.糖的无氧氧化糖的无氧氧化4.糖异生糖异生5.糖的有氧氧化糖的有氧氧化 6.磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径7.血糖调节及糖代谢紊乱血糖调节及糖代谢紊乱本章主要内容本章主要内容1 糖糖(carbohydrate)，又称，又称碳水化合物，是多羟醛碳水化合物，是多羟醛 或多羟酮类化合物。或多羟酮类化合物。糖的分类（根据结构分）：糖的分类（根据结构分）：单糖：单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖二糖：二糖：麦芽糖、蔗糖、乳糖麦芽糖、蔗糖、乳糖多糖：多糖：淀粉、糖原、纤维素淀粉、糖原、纤维素结合糖：结合糖：糖蛋白、蛋白聚糖、糖
2、脂糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂第一节第一节 糖代谢概述糖代谢概述糖的概述糖的概述2葡萄糖（葡萄糖（glucose）糖原糖原(glycogen)乳糖乳糖（lactose）蔗糖蔗糖(sucrose)3 食物中的糖类主要有淀粉、糖原、纤维素、食物中的糖类主要有淀粉、糖原、纤维素、麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等 多糖及二糖被消化成单糖后才能在小肠被吸收多糖及二糖被消化成单糖后才能在小肠被吸收 糖原是糖在体内的储存形式糖原是糖在体内的储存形式 肝、肌肉组织可分别合成肝糖原、肌糖原肝、肌肉组织可分别合成肝糖原、肌糖原糖的概糖的概 述述纤维素不能被人体消化、吸收（缺纤维素不能被人体消化、
3、吸收（缺-糖苷酶糖苷酶）4糖的生理功能糖的生理功能 氧化供能（最主要功能）氧化供能（最主要功能）重要碳源重要碳源 糖代谢的中间产物可转变为其他含碳化合物，糖代谢的中间产物可转变为其他含碳化合物，如氨基酸、脂肪酸、核苷等如氨基酸、脂肪酸、核苷等 细胞的重要组成成分细胞的重要组成成分 糖蛋白、糖脂、蛋白多糖、氨基多糖糖蛋白、糖脂、蛋白多糖、氨基多糖 糖是人体最重要的能源物质（糖是人体最重要的能源物质（60%）679kcal（2840kJ）/mol 葡萄糖葡萄糖5食物中的糖：食物中的糖：植物淀粉植物淀粉 动物糖原动物糖原 麦芽糖麦芽糖 蔗糖蔗糖 乳糖乳糖 葡萄糖葡萄糖淀粉淀粉口腔口腔-淀粉淀粉酶 胃
4、胃小肠小肠胰胰-淀粉酶淀粉酶 临界糊精酶临界糊精酶-葡萄糖苷葡萄糖苷酶葡萄糖葡萄糖主动吸收主动吸收血液血液消化后吸收消化后吸收直接吸收直接吸收糖的消化吸收糖的消化吸收6血糖水平相当恒定，正常值为血糖水平相当恒定，正常值为3.616.11 mmol/L 血糖：血液中的葡萄糖血糖：血液中的葡萄糖血糖的来源与去路血糖的来源与去路食物中糖食物中糖肝糖原肝糖原非糖物质非糖物质血糖血糖3.616.11mmol/L消化吸收消化吸收分解分解糖异生糖异生尿糖尿糖 8.9 mmol/LCO2,H2O,能量能量氧化分解氧化分解肝糖原，肌糖原肝糖原，肌糖原合成合成其他糖及糖衍生物其他糖及糖衍生物非糖物质非糖物质转变转
5、变转变转变7糖酵解糖酵解有氧氧化有氧氧化磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径糖原合成糖原合成糖原分解糖原分解糖异生糖异生葡葡萄萄糖糖代谢代谢糖的主要代谢途径、关键步骤、糖的主要代谢途径、关键步骤、调节酶、生理意义、调节机制调节酶、生理意义、调节机制本章主要讨论本章主要讨论葡萄糖葡萄糖在细胞内的在细胞内的代谢代谢8第二节第二节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解 糖的贮存糖的贮存三酰甘油三酰甘油糖原（迅速动用）糖原（迅速动用）肝糖原肝糖原肌糖原肌糖原血糖血糖肌肉收缩肌肉收缩Glycogenesis and Glycogenolysis糖原的结构糖原的结构9是动物体内糖的储存形式之一，是机体是动物体内糖的储存形
6、式之一，是机体能迅速动用的能量储备。能迅速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，主要供肌肉收缩所需肌肉：肌糖原，主要供肌肉收缩所需 肝：肝糖原，维持血糖水平恒定肝：肝糖原，维持血糖水平恒定糖糖 原原 (glycogen)糖原储存的主要器官及其生理意义糖原储存的主要器官及其生理意义 1.葡萄糖单元以葡萄糖单元以-1,4-糖苷糖苷 键连接。键连接。2.糖原分子存在多个分支，糖原分子存在多个分支，分支处葡萄糖以分支处葡萄糖以-1,6-糖苷糖苷键连接。键连接。3.每个糖原分子，含一个还每个糖原分子，含一个还原端，多个非还原端。原端，多个非还原端。101、主要部位：肝、骨骼肌、主要部位：肝、骨骼肌2、过程：、过
7、程：葡萄糖葡萄糖+ATP己糖激酶己糖激酶葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）6-磷酸磷酸G+ADP 6-磷酸磷酸G 变位酶变位酶1-磷酸磷酸G1-磷酸磷酸G+UTPUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶UDPG+PPi（焦磷酸）（焦磷酸）UDPG+糖原（糖原（Gn）糖原合酶糖原合酶UDP+糖原（糖原（Gn+1）一、糖原合成一、糖原合成glycogenesis11糖原分支的形成糖原分支的形成 分支酶分支酶 (branching enzyme)-1,6-糖苷键糖苷键 -1,4-糖苷键糖苷键 当糖原链长度达到当糖原链长度达到12181218个葡萄糖残基时，由分支酶个葡萄糖残基时，由分支酶催化，将催化，将6767个
8、葡萄糖残基移至邻近的糖链上，以个葡萄糖残基移至邻近的糖链上，以1,6-1,6-糖苷键进行连接，形成糖原分子的分支。糖苷键进行连接，形成糖原分子的分支。123、糖原合成特点：糖原合成特点：（1）耗能过程）耗能过程 2个个ATP（2）调节酶：糖原合酶）调节酶：糖原合酶（3）UDPG是葡萄糖的活性形式。是葡萄糖的活性形式。UDP-glucose13糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶二二、糖原分解、糖原分解glycogenolysisG-1-P糖原糖原nPi糖原糖原n-1+G-1-PG-6-P葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝）葡萄糖葡萄糖变位酶变位酶Glycogen Phosphorylase14 脱支
9、酶的作用脱支酶的作用 脱支酶脱支酶 磷酸化酶磷酸化酶转移酶活性转移酶活性 -1,6-1,6糖苷酶活性糖苷酶活性 转移葡萄糖残基转移葡萄糖残基水解水解-1,6-1,6-糖苷键糖苷键 debranching enzyme15 肝中有葡萄糖肝中有葡萄糖-6-磷酸酶，故肝糖原可补充血糖。磷酸酶，故肝糖原可补充血糖。肌肉中缺乏此酶，故肌糖原不能分解成葡萄糖，只肌肉中缺乏此酶，故肌糖原不能分解成葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化供能。能进行糖酵解或有氧氧化供能。糖原分解糖原分解 (glycogenolysis)葡萄糖葡萄糖6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖糖酵解糖酵解有氧氧化有氧氧化ATPNADPH+磷酸核糖磷酸核糖
10、磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶通常指肝糖原分解成为葡萄糖通常指肝糖原分解成为葡萄糖肝肝16三、三、糖原合成与分解的调节糖原合成与分解的调节糖原合成的调节酶：糖原合酶糖原合成的调节酶：糖原合酶糖原分解的调节酶：糖原磷酸化酶糖原分解的调节酶：糖原磷酸化酶共价修饰共价修饰变构调节变构调节糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶 a（非磷酸化，有活性）（非磷酸化，有活性）糖原合酶糖原合酶 b（磷酸化，无活性）（磷酸化，无活性）糖原糖原磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶 a（磷酸化，有活性）（磷酸化，有活性）磷酸化酶磷酸化酶 b（非磷酸化，无活性）（非磷酸化，无活性）17糖原的合成与分解简
11、图糖原的合成与分解简图UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-PUTP UDPG PPi 糖原糖原n+1UDP G-6-P G糖原合酶糖原合酶 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶变位酶 己糖己糖(葡萄糖葡萄糖)激酶激酶 糖原糖原nPi 磷酸化酶磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝）磷酸酶（肝）糖原糖原n18糖原累积症糖原累积症糖原累积症糖原累积症是一类遗传性代谢病，其特点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。谢有关的酶类。Glycogen s
12、torage disease19一、糖的无氧氧化一、糖的无氧氧化 anaerobic oxidation 在缺氧条件下，葡萄糖分解成乳酸并释放能量的过程。在缺氧条件下，葡萄糖分解成乳酸并释放能量的过程。又称糖酵解（又称糖酵解（glycolysis)反应部位：细胞质反应部位：细胞质第三节第三节 糖的无氧氧化糖的无氧氧化 20（一）糖酵解过程（一）糖酵解过程（1）葡萄糖磷酸化为）葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1.葡萄糖分解为丙酮酸（共葡萄糖分解为丙酮酸（共10步）步）葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖己糖激酶己糖激酶*(hexokinase)(hexokinase)反应不可逆反应不可逆在
13、肝细胞还有在肝细胞还有葡萄糖激酶葡萄糖激酶催化此步反应催化此步反应ATP21（2）6-磷酸葡萄糖转变为磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖磷酸果糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖磷酸己糖磷酸己糖异构酶异构酶22（3）6-磷酸果糖转变为磷酸果糖转变为1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖反应不可逆反应不可逆6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1ATP23（4）磷酸己糖裂解为）磷酸己糖裂解为2个磷酸丙糖个磷酸丙糖（6C 3C）1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛醛缩酶醛缩酶24（5）磷酸丙糖的同分异构化）磷酸丙糖的
14、同分异构化前前5步为耗能阶段步为耗能阶段(preparatory phase)磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛同分异构体同分异构体磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶25（6）3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛氧化氧化为为1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 脱氢酶脱氢酶1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸Inorganic phosphateNADH+H+26（7）1，3-二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸糖酵解过程中第一个产生糖酵解过程中第一个产生ATP的反应的反应磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶激酶1.3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3
15、-磷酸甘油酸磷酸甘油酸底物水平磷酸化底物水平磷酸化ATPSubstrate-level Phosphorylation27l 氧化磷酸化氧化磷酸化（主要）（主要）Oxidative Phosphorylation 代谢物氧化脱氢，氢经呼吸链传递给氧生成水，同时代谢物氧化脱氢，氢经呼吸链传递给氧生成水，同时 释放能量，使释放能量，使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP,氧化与磷酸化偶联。氧化与磷酸化偶联。l 底物水平磷酸化底物水平磷酸化Substrate-level Phosphorylation底物因脱底物因脱氢、脱水等作用使能量在分子内部重新分布、脱水等作用使能量在分子内部重新分布,形成高能磷酸
16、化合物形成高能磷酸化合物,然后将高能磷酸基然后将高能磷酸基团转移到移到ADP形成形成ATP的的过程。程。28COO C H O CH2 OHPCOO C H OHCH2 O P（8）3-磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶Mg 2+29COO C H O CH2 OHP（9）2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶烯醇化酶COO C O CH2P2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸+H2O30（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变成）磷酸烯醇式丙酮酸
17、转变成ATP和丙酮酸和丙酮酸COO C O CH2PCOO C=O CH3磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶*底物水平磷酸化底物水平磷酸化反应不可逆反应不可逆31+NAD+2.丙酮酸转变成乳酸丙酮酸转变成乳酸CH3C=O COOH丙酮酸丙酮酸+NADH +H+CH3CHOH COOH乳酸乳酸乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶LDHNADH+H+来源于第来源于第 6步步32糖酵解小结糖酵解小结准备或耗能阶段准备或耗能阶段产能阶段产能阶段葡萄糖葡萄糖+2 ADP+2 Pi葡萄糖葡萄糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATPADP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖3-
18、磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2PEP2丙酮酸丙酮酸2乳酸乳酸ATPADPATPADPATPADPNADHNAD+2 乳酸乳酸+2 H2O+2 ATP三步不可逆反应，三个调节酶三步不可逆反应，三个调节酶（二）糖酵解特点（二）糖酵解特点 反应部位：细胞质反应部位：细胞质 调节酶：调节酶：己糖激酶、己糖激酶、6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶、丙酮酸激酶 能量净生成：能量净生成：2ATP消耗消耗ATP的步骤的步骤:GATP6-磷酸磷酸G6-磷酸果糖磷酸果糖ATP1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖
19、生成生成ATP的步骤：的步骤：1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸ATP3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸ATP 丙酮酸丙酮酸24 ATP34（四）糖酵解的调节（四）糖酵解的调节调节酶调节酶 己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 调节方式调节方式 变构调节变构调节 共价修饰共价修饰 Regulatory Enzyme35n 己糖激酶己糖激酶 (hexokinase)葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（反馈抑制）（反馈抑制）长链酯酰长链酯酰CoA变构抑制调节变构抑制调节36 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-16-磷酸果糖磷酸果
20、糖 1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 ADP ATP AMP 柠檬酸柠檬酸 2，6-二磷酸果糖二磷酸果糖+-+（变构激活剂）（变构激活剂）（变构激活剂）（变构激活剂）（变构抑制剂）（变构抑制剂）（正反馈）（正反馈）n 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1（最重要）（最重要）变构调节变构调节比较少见，比较少见，利于糖的分解利于糖的分解Phosphofructokinase-1,PFK-137磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙氨酸丙氨酸ATP丙酮酸丙酮酸1.6-二磷酸果糖二磷酸果糖+n 丙酮酸激酶丙酮酸激酶（第二个重要调节点）（第二个重要调节点）丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸激酶丙酮酸激
21、酶 （无活性）（无活性）（有活性）（有活性）PATPADP Pi变构调节变构调节共价修饰调节（共价修饰调节（liver）38（五）糖酵解的生理意义：（五）糖酵解的生理意义：紧急供能：紧急供能：肌肉收缩；肌肉收缩；生理供能：生理供能：红细胞（完全）；红细胞（完全）；神经细胞、白细胞、骨髓（部分）；神经细胞、白细胞、骨髓（部分）；病理供能：病理供能：严重贫血、呼吸功能障碍和循环功能严重贫血、呼吸功能障碍和循环功能 障碍。障碍。迅速供能；迅速供能；缺氧条件下供能缺氧条件下供能39Warburg Effect肿肿瘤瘤细细胞胞在在有有氧氧情情况况下下也也不不彻彻底底氧氧化化葡葡萄萄糖糖，而而是是酵酵解解
22、生生成成乳乳酸酸，这这种种现现象象由由德德国国生生化化学学家家O.H.Warburg发发现现，故故称称Warburg 效效 应应，亦亦 称称 为为 有有 氧氧 糖糖 酵酵 解解（aerobic glycolysis）。）。40第四节第四节 糖异生作用糖异生作用概念：非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）概念：非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原的过程转变为葡萄糖或糖原的过程一、糖异生途径（从丙酮酸生成葡萄糖的过程）一、糖异生途径（从丙酮酸生成葡萄糖的过程）糖酵解与糖异生途径的多数反应是共有的，糖酵解与糖异生途径的多数反应是共有的，可可逆逆的的，但但酵酵解解途途径径中中有有3个个
23、不不可可逆逆反反应应，在在糖异生途径中需有另外的反应代替。糖异生途径中需有另外的反应代替。主要器官：肝、主要器官：肝、肾肾gluconeogenesis41CH3C=OCOOHCOOHCOOHCH2C=O丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶丙酮酸羧激酶CH2C OPO32-COOH丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ATP ADP+PiCO2GTP GDP+CO2（1）丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸（）丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸（-2ATP）（2）1，6-二磷酸果糖转变为二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖磷酸果糖果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1（3）6-磷酸葡
24、萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶（线粒体）（线粒体）（线粒体（线粒体或细胞质）或细胞质）42二、糖异生的调节二、糖异生的调节：糖异生的调节酶糖异生的调节酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶43（二）激素的调节（二）激素的调节1、肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素促进糖异生；、肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质激素促进糖异生；2、胰岛素抑制糖异生、胰岛素抑制糖异生2、乙酰、乙酰CoA是丙酮酸羧化酶的别构激活剂，促进糖异生；是丙酮酸羧化酶的别构激活剂，促进糖异生；3、ATP促进糖
25、异生，促进糖异生，ADP与与AMP 抑制糖异生。抑制糖异生。1、糖异生的原料（甘油，氨基酸，乳酸及丙酮酸等）糖异生的原料（甘油，氨基酸，乳酸及丙酮酸等）增多时，糖异生作用增强；增多时，糖异生作用增强；（一）代谢物的调节（一）代谢物的调节糖酵解与糖异生协调调节糖酵解与糖异生协调调节44三、糖异生的生理意义三、糖异生的生理意义（一）维持血糖水平的恒定（最主要）（一）维持血糖水平的恒定（最主要）（二）补充肝糖原（饥饿后进食）（二）补充肝糖原（饥饿后进食）（三）调节酸碱平衡（三）调节酸碱平衡（四）有利于乳酸的利用（四）有利于乳酸的利用 肌肉收缩通过糖酵解生成乳酸，乳酸经血液入肝，肌肉收缩通过糖酵解生成
26、乳酸，乳酸经血液入肝，在肝内异生为葡萄糖，葡萄糖进入血液后又可被肌肉在肝内异生为葡萄糖，葡萄糖进入血液后又可被肌肉摄取，此循环称为摄取，此循环称为乳酸循环乳酸循环（Cori循环）循环）意义意义避免损失乳酸避免损失乳酸防止酸中毒防止酸中毒45乳酸循环乳酸循环46第五节第五节 糖的有氧氧化糖的有氧氧化葡萄糖或糖原在有氧条件下彻底氧化成葡萄糖或糖原在有氧条件下彻底氧化成H2O和和CO2，同时释放出能量的过程，这是糖氧化的主要方式。同时释放出能量的过程，这是糖氧化的主要方式。概念概念O2O2G6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA三羧酸三羧酸循环循环H+eO2H2OCO2细胞质细胞质丙酮
27、酸丙酮酸 线粒体线粒体aerobic oxidation47第一阶段：糖酵解途径第一阶段：糖酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 G（Gn）氧化磷酸化氧化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+FADH2H2O O ATP ADP TCA循环循环 细胞质细胞质 线粒体线粒体 481.1 糖酵解途径糖酵解途径(细胞质细胞质)葡萄糖葡萄糖1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖ATPADP6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸23-磷酸
28、甘油酸磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2PEP2丙酮酸丙酮酸ATPADPATPADPATPADPNADHNAD+glycolysis pathway491.2 丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧 （线粒体）（线粒体）丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体*5种种辅酶：辅酶：TPP、FAD、NAD+、CoA、硫辛酸、硫辛酸*3 3种酶：种酶：E1,E2,E3丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 pyruvate dehydrogenase complex(PDH)有氧氧化的限速步骤之一有氧氧化的限速步骤之一501.3 三羧酸循环（柠檬酸循环，三羧酸循环（柠檬酸循环，Krebs循环）循环）TCA cy
29、cleTricarboxylic acid cycle51三羧酸循环反应过程（共三羧酸循环反应过程（共8步）步）草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA柠檬酸柠檬酸（1）柠檬酸的形成）柠檬酸的形成O=C COOH CH2 COOHOC CH3SCoAH2O+CH2 COOH HOCCOO CH2COOHHSCoA+H+柠檬酸合酶柠檬酸合酶（调节酶（调节酶1）（4C）（2C）（6C）citrate synthase52（2）异柠檬酸的形成）异柠檬酸的形成顺乌头酸酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸53（3）异柠檬酸氧化脱羧转变为）异柠檬酸氧化脱羧转变为-酮戊二酸酮戊
30、二酸（限速酶（限速酶2*）异柠檬酸异柠檬酸 脱氢酶脱氢酶异柠檬酸异柠檬酸（6C）酮戊二酮戊二酸酸（5C）三羧酸循环的第一次氧化脱羧三羧酸循环的第一次氧化脱羧（调节酶（调节酶2）54三羧酸循环的第二次氧化脱羧三羧酸循环的第二次氧化脱羧 酮戊二酸戊二酸脱脱氢酶复合体复合体（调节酶（调节酶3）酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoA（4C）（5C）（4）-酮戊二酸氧化脱羧，生成琥珀酰酮戊二酸氧化脱羧，生成琥珀酰CoA55（5）琥珀酰）琥珀酰CoA转变为琥珀酸（底物水平磷酸化）转变为琥珀酸（底物水平磷酸化）三羧酸循环中唯一直接生成高能磷酸键的反应三羧酸循环中唯一直接生成高能磷酸键的反应琥珀酰琥珀酰CoA合成
31、酶合成酶琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸 （4C）（4C）(ATP)(ADP)Succinyl-CoA synthetase56（6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸）琥珀酸脱氢生成延胡索酸琥珀酸琥珀酸脱氢酶脱氢酶琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸 （4C）（4C）57（7）延胡索酸加水生成苹果酸）延胡索酸加水生成苹果酸延胡索酸酶延胡索酸酶延胡索酸延胡索酸 苹果酸苹果酸 （4C）（4C）58（8）苹果酸脱氢生成草酰乙酸）苹果酸脱氢生成草酰乙酸苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸（4C）（4C）59三羧酸循环三羧酸循环草酰乙酸草酰乙酸乙酰辅酶乙酰辅酶A柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸-酮戊二酸酮戊二酸
32、琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸60三羧酸循环特点：三羧酸循环特点：（1）反应部位：）反应部位：线粒体线粒体 （2）调节酶：）调节酶：柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶，柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶，-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 （3）三羧酸循环：）三羧酸循环：4次脱氢次脱氢（其中（其中3次以次以NAD+为受氢体为受氢体,1次以次以FAD为受氢体）为受氢体）2次脱羧次脱羧 每循环一周产生每循环一周产生10个个ATP （4）三羧酸循环的中间产物不会因参与循环而被消耗，）三羧酸循环的中间产物不会因参与循环而被消耗，但可以参加其他代谢而被消耗。但可以参加其他代谢而被
33、消耗。613.糖的有氧氧化及三羧酸循环的生理意义糖的有氧氧化及三羧酸循环的生理意义（1）糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。）糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。NADH2.5 ATP生物氧化生物氧化FADH21.5 ATP生物氧化生物氧化有氧氧化：每分子葡萄糖产生有氧氧化：每分子葡萄糖产生 32或或30分子分子ATP无氧氧化：每分子葡萄糖产生无氧氧化：每分子葡萄糖产生 2 分子分子ATP62葡萄糖有氧氧化时葡萄糖有氧氧化时ATP的生成的生成阶段阶段反反 应应辅辅 酶酶ATP葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸磷酸果糖果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖2（3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1，3-
34、二磷酸甘油酸）二磷酸甘油酸）2（1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸）2（磷酸烯醇式丙酮酸（磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸）丙酮酸）I2（丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA）II2（异柠檬酸异柠檬酸-酮戊二酸酮戊二酸）2（-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoA）2（琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸）琥珀酸）2（琥珀酸琥珀酸延胡索酸）延胡索酸）2（延胡索酸延胡索酸 草酰乙酸）草酰乙酸）IIINAD+-1-12(2.5)/2(1.5)2(1)2(1)NAD+2(2.5)NAD+2(2.5)NAD+2(2.5)2(1)FADNAD+2(1.5)2(2.5)净生成净生成32/30ATP2.5:苹果酸穿梭
35、；苹果酸穿梭；1.5：磷酸甘油穿梭：磷酸甘油穿梭63（2）三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大营养物质分）三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大营养物质分 解代谢的最终共同途径。解代谢的最终共同途径。（3）三羧酸循环是糖、脂和某些氨基酸代谢联系）三羧酸循环是糖、脂和某些氨基酸代谢联系 和互变的枢纽。和互变的枢纽。糖糖TCA cycle甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸氨基酸氨基酸64（三）糖有氧氧化的调节（三）糖有氧氧化的调节酵解途径：酵解途径：己糖激酶己糖激酶 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1*丙酮酸激酶丙酮酸激酶 丙酮酸脱氢酶复合体：丙酮酸脱氢酶复合体：变构调节、化学修饰变构调节、化学修饰三羧酸循环：三羧酸循环：
36、柠檬酸合酶柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶*-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 ATP/ADP或或ATP/AMP调节各调节酶的活性调节各调节酶的活性65（四）巴斯德效应（四）巴斯德效应 Pasteur effect*机制机制 有氧时，有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸;缺氧时，酵解途径加强，缺氧时，酵解途径加强，NADH+H+在胞质在胞质内浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。内浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。酵母菌在无氧时进行生醇发酵，转至有氧环酵母菌在无氧时进行生醇发酵
37、，转至有氧环境，生醇发酵即被抑制。境，生醇发酵即被抑制。有氧氧化抑制糖酵解有氧氧化抑制糖酵解的的现象称为巴斯德效应。现象称为巴斯德效应。66第六节第六节 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径n 生理意义：生理意义：生成磷酸戊糖、生成磷酸戊糖、NADPH，用于合成代谢，用于合成代谢Pentose Phosphate Pathwayn 葡萄糖分解代谢的另一重要途径葡萄糖分解代谢的另一重要途径n 反应部位：反应部位：细胞质细胞质n 反应过程反应过程 氧化反应：生成磷酸戊糖、氧化反应：生成磷酸戊糖、NADPH和和CO2 非氧化反应：基团转移非氧化反应：基团转移6736-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖36-磷酸葡萄糖酸内酯磷
38、酸葡萄糖酸内酯36-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸35-磷酸核酮糖磷酸核酮糖5-磷酸核糖磷酸核糖5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖（5C）7-磷酸景天糖磷酸景天糖(7C）3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛（3C）4-磷酸赤癣糖磷酸赤癣糖（4C）6-磷酸果糖磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛6-磷酸果糖磷酸果糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+3CO23（6-磷酸葡萄糖）磷酸葡萄糖）+6NADP+2（6-磷酸果糖）磷酸果糖）+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6（NADPH）+6（H+）+3（CO2）6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖脱氢酶脱氢酶异构酶异构酶差向异构酶差向异构酶（5C）（6C）68二
39、、磷酸戊糖途径的调节：二、磷酸戊糖途径的调节：6-磷酸葡萄磷酸葡萄糖脱氢酶糖脱氢酶NADPH6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酸内酯酸内酯69三、磷酸戊糖途径的生理意义三、磷酸戊糖途径的生理意义（一）为核酸的生物合成提供核糖（一）为核酸的生物合成提供核糖 O|HN|O N COOH H O|HN|O N COOH|R5P乳清酸乳清酸PRPP PPi磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸（OMP）R-5-P（5-磷酸核糖）磷酸核糖）PRPP合成酶合成酶ATPAMP70（二）提供（二）提供NADPH作为供氢体，参与多种代谢反应作为供氢体，参与多种代谢反应 1、体内许多合
40、成代谢的供氢体（脂酸、胆固醇）、体内许多合成代谢的供氢体（脂酸、胆固醇）2、参与体内羟化反应（生物转化）、参与体内羟化反应（生物转化）3、维持谷胱甘肽的还原状态（抗氧化剂）、维持谷胱甘肽的还原状态（抗氧化剂）71谷胱甘肽（谷胱甘肽（GSH/GSSG）GSHGSSG72蚕豆病（蚕豆病（favism）由于由于6-磷酸葡萄糖脱氢酶（磷酸葡萄糖脱氢酶（G6PD）缺乏所导致的疾）缺乏所导致的疾 病，病人在食用新鲜蚕豆后会突然发生急性血管内溶血。病，病人在食用新鲜蚕豆后会突然发生急性血管内溶血。因因G6PD的缺陷，导致的缺陷，导致NADPH生成不足，还原型生成不足，还原型 谷胱甘肽（谷胱甘肽（GSH）减少
41、，新鲜蚕豆是很强的氧化剂，）减少，新鲜蚕豆是很强的氧化剂，当当G6PD缺乏时则红细胞膜被氧化而导致破裂，缺乏时则红细胞膜被氧化而导致破裂，表现为溶血性黄疸或贫血。表现为溶血性黄疸或贫血。发病机制发病机制73食物中糖食物中糖肝糖原肝糖原非糖物质非糖物质血糖血糖3.61-6.11mmol/L消化吸收消化吸收分解分解糖异生糖异生CO2,H2O,能量能量氧化分解氧化分解肝糖原，肌糖原肝糖原，肌糖原合成合成其他糖及糖衍生物其他糖及糖衍生物非糖物质非糖物质（脂肪，氨基酸）（脂肪，氨基酸）转变转变第七节第七节 血糖调节及糖代谢障碍血糖调节及糖代谢障碍74一、血糖的调节一、血糖的调节（一）组织器官水平的调节（
42、一）组织器官水平的调节 （肝、肌肉、肾）（肝、肌肉、肾）肝肝葡萄糖葡萄糖肝糖原肝糖原进食进食饥饿饥饿糖异生（肝、肾）糖异生（肝、肾）非糖物质非糖物质肌肉肌肉肌糖原肌糖原乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖分解分解糖异生糖异生合成合成75（二）激素调节（二）激素调节 促进肌细胞、脂肪细胞摄取葡萄糖促进肌细胞、脂肪细胞摄取葡萄糖 促进糖原合成，抑制糖原分解促进糖原合成，抑制糖原分解 加快糖有氧氧化加快糖有氧氧化 抑制糖异生作用抑制糖异生作用 减缓脂肪的动员，从而减少脂肪酸对糖氧化的抑制减缓脂肪的动员，从而减少脂肪酸对糖氧化的抑制2、胰高血糖素：胰高血糖素：升高血糖（胰岛升高血糖（胰岛 细胞）细胞）1、胰岛素：、胰
43、岛素：降低血糖（胰岛降低血糖（胰岛 细胞）细胞）促进肝糖原分解促进肝糖原分解 促进糖异生促进糖异生 脂肪动员加速，抑制糖氧化脂肪动员加速，抑制糖氧化763 3、糖皮质激素：糖皮质激素：升高血糖升高血糖4 4、肾上腺素：肾上腺素：升高血糖（应激时）升高血糖（应激时）促进糖异生促进糖异生 抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖 协助促进脂肪的动员协助促进脂肪的动员加速糖原分解加速糖原分解促进肌糖原酵解生成乳酸，加快糖异生促进肌糖原酵解生成乳酸，加快糖异生77（三）神经调节（三）神经调节（整体整体水平的水平的调节调节）当当情绪激动时，交感神经兴奋，可使肾上腺素分泌情绪激动时，交感神
44、经兴奋，可使肾上腺素分泌 增加，促进肝糖原分解、肌糖原酵解和糖异生作用，增加，促进肝糖原分解、肌糖原酵解和糖异生作用，使血糖浓度升高使血糖浓度升高。当处于静息状态时，迷走神经兴奋，胰岛素分泌当处于静息状态时，迷走神经兴奋，胰岛素分泌 增加，使血糖水平降低。增加，使血糖水平降低。神经系统神经系统 激素激素 酶酶糖代谢糖代谢78（一）低血糖（一）低血糖空腹血糖空腹血糖 3mmol/L 影响脑细胞功能，严重时出现昏迷（低血糖休克）影响脑细胞功能，严重时出现昏迷（低血糖休克）常见原因：常见原因：（1）胰岛）胰岛细胞功能异常，导致胰岛素分泌过多；细胞功能异常，导致胰岛素分泌过多；（2）肾上腺皮质功能减退
45、，导致糖皮质激素分泌不足；）肾上腺皮质功能减退，导致糖皮质激素分泌不足；（3）严重的肝疾患，不能有效调节血糖；）严重的肝疾患，不能有效调节血糖；（4）饥饿时间过长或持续的剧烈体育运动。）饥饿时间过长或持续的剧烈体育运动。二、血糖异常二、血糖异常79空腹血糖空腹血糖 7.0 mmol/L血糖浓度超过肾糖阈时出现血糖浓度超过肾糖阈时出现糖尿糖尿（二）糖尿病（二）糖尿病糖尿病主要类型：糖尿病主要类型：I型（型（胰岛素依赖型）：因胰岛素缺乏，青少年多见。胰岛素依赖型）：因胰岛素缺乏，青少年多见。II型（非胰岛素依赖型）：占型（非胰岛素依赖型）：占90%以上，因胰岛素以上，因胰岛素 受体减少或受体敏感性
46、降低受体减少或受体敏感性降低。8081糖耐量试验糖耐量试验(glucose tolerance test,GTT)临床上用来诊断患者有无糖代谢异常。临床上用来诊断患者有无糖代谢异常。口服糖耐量试验的方法口服糖耐量试验的方法被被试试者者清清晨晨空空腹腹静静脉脉采采血血测测定定血血糖糖浓浓度度，然然后后一一次次服服用用100g葡葡萄萄糖糖，服服糖糖后后的的1/2、1、2h（必必要要时时可可在在3h）各各测测血血糖糖一一次次。以以测测定定血血糖糖的的时时间间为为横横坐坐标标（空空腹腹时时为为0h），血血糖糖浓浓度度为纵坐标，绘制糖耐量曲线。为纵坐标，绘制糖耐量曲线。81糖糖耐耐量量曲曲线线 正常人：服糖后正常人：服糖后1/21h达到高峰，然后逐渐降低，达到高峰，然后逐渐降低，一般一般2h左右恢复正常值。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，度急剧升高，2h后仍可高于正常。后仍可高于正常。82中国2型糖尿病防治指南（2010年版）83
