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第四单元糖代谢
第一节糖的分解代谢
一、糖酵解的基本途径、关键酶和生理意义
(一)糖酵解的基本途径和关键酶
在缺氧条件下,在胞液中葡萄糖或糖原分解生成乳酸并释放能量的过程称糖酵解。糖酵解的代谢反应可分为两个阶段:第一个阶段是由葡萄糖分解成丙酮酸的过程,称之为酵解途径;第二阶段为丙酮酸转变成乳酸的过程。
糖酵解反应过程有三种关键酶:①己糖激酶;②磷酸果糖激酶-1③丙酮酸激酶。糖无氧酵解净生成2分子ATP。
(二)生理意义
1.在缺氧的情况下供给机体能量。
2.在某些病理情况下,循环、呼吸功能障碍、大失血、休克等造成机体缺氧,此时就以酵解方式**能量,但酵解时产生乳酸也会引起酸中毒。
二、糖的有氧氧化基本途径和生理意义
(一)糖的有氧氧化基本过程.
有氧条件下,葡萄糖或糖原氧化成C02和H2O的过程称为糖的有氧氧化。分为三个阶段:
1.葡萄糖或糖原的葡萄糖单位转变为丙酮酸。
2.丙酮酸氧化生成乙酰CoA。在线粒体内膜进行,由丙酮酸脱氢酶复合体催化。
3.乙酰CoA进入三羧酸循环完全氧化生成CO2和H2O。四步脱氢生成3个NADH+H+、1个FADH2、一步底物水平磷酸化生成GTP。
三种关键酶:①柠檬酸合酶;②异柠檬酸脱氢酶;③α-酮戊二酸脱氢酶复合体。
(二)生理意义
1分子葡萄糖在有氧氧化时共产生2+6(4)+6+24=38(36)分子ATP,是糖酵解产生能量的18一l9倍。可见糖有氧氧化是机体各组织所需能量的主要来源。
三、三羧酸循环的生理意义
(一)三羧酸循环的概念
指在线粒体内乙酰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,再重复循环反应的过程。
(二)三羧酸循环的生理意义
1.三大营养物质氧化分解的共同途径。
2.是三大营养物质代谢联系的枢纽。
3.为其他物质代谢提供小分子前体。
4.为呼吸链提供H++e。
四、磷酸戊糖途径
(一)磷酸戊糖途径的关键酶和生成物
磷酸戊糖途径是指胞液内由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+,前者再进一步转变3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。
1.关键酶
催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶。
2.生成物
1.两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成NADPH+H+。
2.反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。
(二)磷酸戊糖途径的生理意义
1.生成磷酸核糖提供核酸合成原料。
2.生成NADPH提供代谢合成所需还原当量、维持红细胞功能、提供生物转化所需还原当量、维持谷胱甘肽及巯基酶的还原状态。
第二节糖原的合成与分解
糖原是动物储存糖的形式,肝和肌肉是储存糖原的主要器官。肝储存糖原和肌肉储存糖原的生理意义完全不同。肝糖原是用以维持血糖浓度,以**全身利用,而肌糖原是供给肌肉本身产生ATP,维持收缩功能。
一、肝糖原的合成
由葡萄糖合成糖原的过程称为糖原合成。它是消耗能量的过程,每增加一个葡萄糖单位消耗2分子ATP。葡萄糖参与糖原合成时被活化成UDPG。
二、肝糖原的分解
糖原在糖原磷酸化酶作用下非还原末端分解下一个葡萄糖残基,生成l-磷酸葡萄糖,再转变为6-磷酸葡萄糖,后者由肝脏中的葡萄糖-6-磷酸酶水解成游离的葡萄糖释放入血。
第三节糖异生
非糖物质转变为葡萄糖的过程称为糖异生。由不同酶催化的单向反应使两种底物相互转变的过程,称为底物循环。
一、糖异生的基本途径
糖异生途径大部分反应是酵解途径的逆反应,由相同的酶催化。
但是,在酵解途径中有3步反应是不可逆的,糖异生途径需采用不同的酶绕过酵解的3个不可逆反应。这些酶是:
1.丙酮酸羧化酶。
2.磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶。
3.果糖二磷酸酶。
4.葡萄糖-6-磷酸酶。
二、糖异生的生理意义
1.维持血糖浓度恒定和补充肝糖原。
2.糖异生能消除乳酸对机体的不利影响。
三、乳酸循环
肌肉特别是在缺氧收缩时产生大量的乳酸,乳酸经血液运输到肝,在肝中进行经糖异生,再生成葡萄糖释入血液,可再回到肌肉,就构成乳酸循环,亦称为Cori循环。
1.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。
2.生理意义①乳酸再利用,避免了乳酸的损失;②防止乳酸的堆积引起酸中毒。
第四节血糖及其调节
一、血糖浓度
1.正常血糖水平70~110mg/dl(4.5~5.5mmmol/L)。(注:人卫讲义为3.89~6.11mmmol/L)
2.调节血糖的激素升高血糖的激素有:胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素、肾上腺皮质醇等;胰岛素是降低血糖的激素。
二、血糖浓度的调节
1.肝、肌肉等器官对血糖的调节
2.激素的调节
(1)胰岛素的调节
1)促进葡萄糖转运进入肝外细胞。
2)加速糖原合成,抑制糖原分解。
3)加快糖的有氧氧化。
4)抑制肝内糖异生。
5)减少脂肪动员。
(2)胰高血糖素的调节
1)促进肝糖原分解,抑制糖原合成。
2)抑制酵解途径,促进糖异生。
3)促进脂肪动员。
(3)糖皮质激素的调节
1)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。
2)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。
4.神经调节
三、高血糖和低血糖
1.高血糖及糖尿病:临床上将血糖浓度高于6.11mmol/L称为高血糖。临床上常见的糖尿病有两类:胰岛素依赖性(1型)和非胰岛素依赖性(2型)。
2.低血糖:空腹血糖浓度低于3.89mmol/L时称为低血糖。
【习题】
1.关于糖酵解的错误的描述是()
A.是成熟红细胞的供能方式
B.产物是乳酸和ATP
C.在胞液中进行
D.需要氧参与反应
E.糖酵解的代谢途径分为二个阶段
『正确答案』D
2.下列哪种情况可使体内血糖浓度降低()
A.胰岛素分泌
B.胰高血糖素分泌
C.糖异生加强
D.糖原分解增强
E.肾上腺素分泌
『正确答案』A
【共用题干】
A.葡萄糖
B.1-磷酸葡萄糖
C.6-磷酸葡萄糖
D.1,6二磷酸葡萄糖
E.UDPG
3.糖原分解所得到得初产物
『正确答案』B
4.血液中最主要的供能物质
『正确答案』A
5.糖原合成时的葡萄糖活性形式
『正确答案』E
6.糖酵解过程葡萄糖首先转变成
『正确答案』C
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