05 第五章 糖代谢.ppt

第1页：新陈代谢概述

物质代谢

分解代谢：大分子分解为小分子，释放能量；合成代谢：小分子合成为大分子，需要能量。

• 代谢途径的多样性、复杂性
• 代谢途径的区域化
• 代谢途径的单向性（代谢中的限速酶）
• 代谢途径的可调节性

第2页：第五章糖代谢

• 概述
• 第一节 糖的分解代谢
• 第二节 糖原合成和分解
• 第三节 糖异生
• 第四节 血糖

第3页：糖的主要生理功能与代谢概况

• 氧化产能：体内第一能源物质
• 组成生物膜（糖脂、糖蛋白）与活性物质（抗体、凝血因子）
• 分解代谢：无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径
• 血糖：糖在体内的利用与运输形式；糖原：糖在体内的贮存形式

第4页：无氧酵解的概念与反应阶段

无氧酵解

在无氧条件下，葡萄糖于胞液中分解为乳酸的过程。

• 1、葡萄糖 → F-1,6-P
• 2、F-1,6-P → 3-P-甘油醛
• 3、3-P-甘油醛 → 丙酮酸
• 4、丙酮酸 → 乳酸

第5页：无氧酵解的反应途径

• 第一阶段（6C→6C）：葡萄糖经己糖激酶生成G-6-P，再生成F-1,6-P，消耗2ATP
• 第二阶段（6C→2×3C）：F-1,6-P裂解为两分子3-P-甘油醛
• 第三阶段（2×3C→2×3C）：3-P-甘油醛经丙酮酸激酶生成丙酮酸，以后代谢结果乘以2
• 丙酮酸在无氧条件下还原为乳酸，脱下的氢由NADH携带

第6页：无氧酵解的生理意义

无氧酵解

无氧或缺氧条件下，葡萄糖在胞液中转变为乳酸，总生成4ATP、净生成2ATP。

• 在无氧或缺氧时提供有限的能量（总4净2）
• 为某些组织细胞提供能量（如红细胞）
• 为糖的有氧氧化提供前期阶段

第7页：糖的有氧氧化

有氧氧化

在有氧条件下，葡萄糖在线粒体中彻底氧化生成CO₂、H₂O并释放大量ATP的过程。

• 1、葡萄糖 → 2×丙酮酸（有氧酵解，胞液）
• 2、丙酮酸 → 乙酰CoA（线粒体）
• 3、乙酰CoA的氧化——三羧酸循环

第8页：有氧氧化的反应途径（一）

• 葡萄糖（6C）→ G-6-P → F-1,6-P → 2×3-P-甘油醛 → 2×丙酮酸
• 丙酮酸 → 乙酰CoA（2×2C）→ 三羧酸循环
• 三羧酸循环中间产物：草酰乙酸（4C）、柠檬酸（6C）、α-酮戊二酸（5C）、琥珀酰CoA（4C）

第9页：有氧氧化的反应途径（二）

• 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA，释放CO₂并生成NADH
• 三羧酸循环中两次脱羧生成CO₂
• 脱氢反应生成NADH与FADH，进入呼吸链氧化磷酸化
• 一次底物水平磷酸化生成ATP

第10页：有氧氧化的能量计算

源文件按节点累加ATP：乙酰CoA、丙酮酸、3-P-甘油醛、F-1,6-P、葡萄糖各阶段依次计入，能量计算数值为12、15、20、40、38。

源文件数值为课件原样标注，不同教材因NADH与FADH₂的P/O取值不同，葡萄糖彻底氧化ATP总数计为36或38，此处保留课件原值。

第11页：有氧氧化和无氧酵解的比较

第12页：磷酸戊糖途径概况

磷酸戊糖途径

以G-6-P为起始物，经G6PD（6-磷酸葡萄糖脱氢酶）催化，生成NADPH与R-5-P（5-磷酸核糖）的分解途径。

第13页：磷酸戊糖途径的代谢定位

• G-6-P为糖代谢的分支点，可进入磷酸戊糖途径
• 关键酶：G6PD（6-磷酸葡萄糖脱氢酶）
• 产物：NADPH与R-5-P
• 与糖酵解、三羧酸循环共同构成糖的分解代谢网络

第14页：磷酸戊糖途径的生理意义

• R-5-P（5-磷酸核糖）：为核苷酸合成提供戊碳糖
• NADPH作为供氢体参与胆固醇、脂肪酸的合成
• 维持红细胞膜的稳定和功能完整
• 参与肝脏的生物转化作用

第15页：糖原的合成与分解

糖原合成

葡萄糖（肝、肌肉）经G-6-P、G-1-P、UDPG，在糖原合成酶作用下生成糖原，功能为能量的贮存。

糖原分解

糖原分解为葡萄糖或乳酸，功能为能量的释放；肝糖原分解直接补充血糖，肌糖原分解间接补充血糖。

• 糖原分解的关键酶：G6P酶（肝）

第16页：糖原合成与分解的代谢定位

• G-6-P → G-1-P → UDPG → 糖原（糖原合成酶）
• 糖原 → G-6-P → 葡萄糖（G6P酶，肝）
• 与糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径共同构成糖代谢网络

第17页：糖的异生作用概念

糖异生

非糖物质（丙酮酸、乳酸、甘油、氨基酸）在肝（肾）胞浆中转变为葡萄糖或糖原的过程。

• 异生过程基本上为糖酵解的逆过程，但须绕过三个“能障”（酵解三个关键酶）

第18页：糖异生的途径（一）

• E1 丙酮酸羧化酶：绕过己糖激酶/丙酮酸激酶对应的能障，丙酮酸 → 草酰乙酸
• E2 果糖二磷酸酶：绕过磷酸果糖激酶，F-1,6-P → F-6-P
• E3 G6P酶：绕过己糖激酶，G-6-P → 葡萄糖

第19页：糖异生的途径（二）

• 酵解关键酶：E1 己糖激酶、E2 磷酸果糖激酶、E3 丙酮酸激酶
• 糖异生对应酶：E1 丙酮酸羧化酶、E2 果糖二磷酸酶、E3 G6P酶
• 两者在同一代谢网络中方向相反，构成糖代谢的双向调节

第20页：糖异生的生理意义

• 饥饿或空腹状态下维持血糖浓度稳定
• 有效利用乳酸，节约能源，防止酸中毒
• 更新肝糖原，有利于氨基酸分解代谢

第21页：血糖的来源、去路与调节

血糖

血中的葡萄糖，是糖在体内的运输和利用形式，正常值为3.9～6.1 mmol/L，超过8.9 mmol/L可出现尿糖。

• 来源：食物中糖、肝糖原分解、甘油与乳酸异生
• 去路：氧化产能、合成糖原、转变为非糖物质
• 降低血糖的激素：胰岛素
• 升高血糖的激素：胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、生长素

第22页：无氧酵解的生理意义（小结）

• 在无氧或缺氧时提供有限的能量（总4净2）
• 为某些组织细胞提供能量（红细胞）
• 为糖的有氧氧化提供前期阶段

第23页：有氧氧化的生理意义（小结）

• 高效产能：是糖、脂、氨基酸等在体内高效产能的共同途径
• 共同熔炉、互通有无：也是上述物质在体内相互联系和转变的代谢枢纽