第八章糖的分解代谢

第八章糖的分解代谢1.新陈代谢（物质代谢）:是生命最基本的特征之一，指生物与周围环境进行物质交换、能量交换和信息交换的过程。2.同化作用：生物不断地从周围环境中摄取能量和物质，通过一系列生物反应转变成自身组织成分的过程。（吸能反应，能量来自光、热及分解代谢）3.异化作用：生物体将原有的组成成分经过一系列的生化反应，分解为简单成分重新利用或排出体外的过程。（放能反应，能量用于合成代谢、生理及运动需能）一．糖的无氧分解在机体缺氧条件下，葡萄糖经一系列酶促反应生成丙酮酸进而还原生成乳酸的过程称为糖酵解，亦称糖的无氧分解，又称EMP途径。糖酵解的反应部位：细胞质（胞浆）。糖酵解分为两个阶段：第一阶段：由葡萄糖分解成丙酮酸，称之为糖酵解途径。第二阶段：由丙酮酸转变成乳酸。1.糖的无氧氧化途径⑴葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖⑵6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖⑶6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖⑸磷酸丙糖的同分异构化⑹3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸⑺1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸（第一次底物水平磷酸化）⑻3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸⑼2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸⑽磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸（第二次底物水平磷酸化）2.糖酵解小结⑴反应部位：胞浆；⑵糖酵解是一个不需氧的产能过程；⑶反应全过程中有三步不可逆的反应：3.糖无氧氧化产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：2×2-2=2ATP总反应式:4.糖酵解生物学意义⑴是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径，通过糖酵解，生物体获得生命活动所需要的能量；⑵形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；⑶为糖异生提供基本途径。5.EMP途径的调节（关键酶）⑴己糖激酶；⑵6-磷酸果糖激酶（对调节酵解途径的流量最重要）；⑶丙酮酸激酶：激活剂：AMP；ADP；抑制剂：ATP（高浓度）除葡萄糖外，其它己糖也可转变成磷酸己糖而进入糖酵解途径。二．糖的有氧氧化糖的有氧氧化指在机体氧供应充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。有氧氧化部位：胞液及线粒体糖的有氧氧化的反应过程:第一阶段：糖酵解途径第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第三阶段：三羧酸循环第四阶段：氧化磷酸化1.丙酮酸氧化①丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA②乙酰辅酶A转化为丙酮酸总反应式:2.三羧酸循环⑴三羧酸循环(TCA)也称为柠檬酸循环，是乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸开始，经加水、脱氢、脱羧等多步反应，又重新生成草酰乙酸，构成的一个循环途径。反应部位：所有的反应均在线粒体中进行。⑵三羧酸循环过程（TCA循环由8步代谢反应组成）①乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸②柠檬酸经顺乌头酸异构化成异柠檬酸③第一次氧化脱羧：异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸④第二次氧化脱羧：α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA⑤底物水平磷酸化：琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应⑥第三次脱氢：琥珀酸脱氢生成延胡索酸⑦延胡索酸水化生成苹果酸⑧第四次脱氢：苹果酸脱氢生成草酰乙酸整个循环反应为不可逆反应。⑶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+，1分子CO2，1分子GTP。三羧酸循环总反应：1mol乙酰CoA经三羧酸循环彻底氧化净生成12molATP。⑷三羧酸循环的调控位点及相应调节物调控位点激活剂抑制剂柠檬酸合成酶（限速酶）草酰乙酸（高浓度）乙酰CoA（高浓度）（NAD+）ATPNADH（琥珀酰CoA）异柠檬酸脱氢酶ADP（NAD+）琥珀酰CoANADHα-酮戊二酸脱氢酶ADP（NAD+）琥珀酰CoANADH3.葡萄糖有氧氧化生成的ATP分子数1mol葡萄糖彻底氧化生成38molATP葡萄糖彻底氧化分解为CO2的反应方程式：4.有氧氧化的生理意义:⑴糖的有氧氧化的基本生理功能是氧化供能⑵是糖、脂、蛋白质等物质代谢和转化的总枢纽⑶形成多种重要的中间产物⑷是发酵产物重新氧化的途径5.有氧氧化的调节特点⑴有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。⑵ATP/ADP、ATP/AMP、[NADH]/[NAD+]比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。⑶氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。⑷三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。三．磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，磷酸戊糖再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。反应部位：胞液反应过程可分为二个阶段：第一阶段：葡萄糖的直接氧化脱羧阶段（氧化反应）：生成磷酸戊糖、NADPH+H+及CO2。第二阶段：非氧化的分子重排阶段（非氧化反应）：包括一系列基团转移。⑴磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段⑵磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶段1.磷酸戊糖途径的特点:⑴脱氢反应以NADP+为受氢体，生成NADPH+H+。⑵反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了3、4、5、6、7碳糖的演变过程。⑶反应生成了重要的中间代谢物5—磷酸核糖。⑷一分子G-6-P经过反应，只能发生1次脱羧和2次脱氢反应，生成1分子CO2和2分子NADPH+H2.磷酸戊糖途径的总反应式：3.磷酸戊糖途径的生理意义：⑴为核酸的生物合成提供核糖⑵提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应①NADPH是体内许多合成代谢的供氢体；②NADPH参与体内羟化反应；③NADPH还用于维持谷胱甘肽(GSH)的还原状态。⑶与光合作用联系，实现某些单糖间的转变四．糖异生1.糖异生是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。2.部位：主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体。3.原料：主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。4.糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；5.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。6.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。7.糖异生的生理意义⑴维持血糖水平的恒定是糖异生最主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，主要依赖葡萄糖供给能量；红细胞没有线粒体，完全通过糖酵解获得能量；骨髓、神经等组织由于代谢活跃，经常进行糖酵解。这样，即使在饥饿状况下，机体也需消耗一定量的糖，以维持生命活动。此时这些糖全部依赖糖异生。⑵糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径进食后，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。⑶肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡五．血糖水平的调节1.血糖，指血液中的葡萄糖。2.血糖水平，即血糖浓度。3.正常人空腹血糖浓度：3.9—6.0mmol/L4.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。如：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。一．血糖的来源和去路—是相对平衡的二．血糖水平的调节1.胰岛素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，血糖升高立即引起胰岛素分泌；血糖降低，分泌即减少。2.胰高血糖素是体内主要升高血糖的激素。3.糖皮质激素可引起血糖升高。4.肾上腺素是强有力的升高血糖的激素。5.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：⑴低血糖：空腹血糖浓度低于3.9mmol/L①低血糖的危害：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。②低血糖的原因：胰性（胰岛β-细胞机能亢进、胰岛α-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）；长期饥饿或不能进食者等。⑵高血糖：空腹血糖浓度高于6.0mmol/L高血糖的原因：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；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。固体稀释倍数（重量法）：固体物重量m0，定容到10ml后质量为m1，则稀释倍数：n=(m1-m0)/m0液体稀释倍数：取样液20ml，定容至100ml，再取2ml，定容至100ml，则稀释倍数：倍250505210020100n