第四章糖代谢

第四章糖代谢重点内容：1.糖代谢的途径2.糖代谢的生理意义3.要注意的几个知识点糖的代谢开始于口腔，结束于小肠。糖的代谢途径主要有：糖酵解，有氧氧化，磷酸戊糖途径1.糖代谢的途径1）糖的无氧酵解途径（糖酵解途径）：是在无氧情况下，葡萄糖分解生成乳酸的过程。它是体内糖代谢最主要的途径。糖酵解途径包括三个阶段：第一阶段：引发阶段。葡萄糖的磷酸化、异构化：①葡萄糖磷酸化成为葡萄糖-6-磷酸，由己糖激酶催化。为不可逆的磷酸化反应，酵解过程关键步骤之一，是葡萄糖进入任何代谢途径的起始反应，消耗1分子ATP.②葡萄糖-6-磷酸转化为果糖-6-磷酸，磷酸己糖异构酶催化；③果糖-6-磷酸磷酸化，转变为1，6-果糖二磷酸，由6磷酸果糖激酶催化，消耗1分子ATP，是第二个不可逆的磷酸化反应，酵解过程关键步骤之二，是葡萄糖氧化过程中最重要的调节点。第二阶段：裂解阶段。1，6-果糖二磷酸折半分解成2分子磷酸丙糖（磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛），醛缩酶催化，二者可互变，最终1分子葡萄糖转变为2分子3-磷酸甘油醛。第三阶段：氧化还原阶段。能量的释放和保留：①3-磷酸甘油醛的氧化和NAD+的还原，由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化，生成1，3-二磷酸甘油酸，产生一个高能磷酸键，同时生成NADH用于第七步丙酮酸的还原。②1，3-二磷酸甘油酸的氧化和ADP的磷酸化，生成3-磷酸甘油酸和ATP.磷酸甘油酸激酶催化。③3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸。④2-磷酸甘油酸经烯醇化酶催化脱水，通过分子重排，生成具有一个高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸。⑤磷酸烯醇式丙酮酸经丙酮酸激酶催化将高能磷酸键转移给ADP，生成烯醇式丙酮酸和ATP，为不可逆反应，酵解过程关键步骤之三。⑥烯醇式丙酮酸与酮式丙酮酸互变。⑦丙酮酸还原生成乳酸。一分子的葡萄糖通过无氧酵解可净生成2个分子三磷酸腺苷（ATP），这过程全部在胞浆中完成。2）糖的有氧氧化途径：葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳称为有氧氧化，有氧氧化是糖氧化的主要方式。绝大多数细胞都通过有氧氧化获得能量。肌肉进行糖酵解生成的乳酸，最终仍需在有氧时彻底氧化为水及二氧化碳。有氧氧化可分为两个阶段：第一阶段：胞液反应阶段：糖酵解产物NADH不用于还原丙酮酸生成乳酸，二者进入线粒体氧化。第二阶段：线粒体中的反应阶段：①丙酮酸经丙酮酸脱氢酶复合体氧化脱羧生成乙酰CoA，是关键性的不可逆反应。其特征是丙酮酸氧化释放的能量以高能硫酯键的形式储存于乙酰CoA中，这是进入三羧酸循环的开端。②三羧酸循环及氧化磷酸化。三羧酸循环是在线粒体内进行的一系列酶促连续反应，从乙酰CoA和草酰乙酸缩合成柠檬酸到草酰乙酸的再生，构成一次循环过程，其间共进行四次脱氢氧化产生2分子CO2，脱下的4对氢，经氧化磷酸化生成H20和ATP.三羧酸循环的特点是：①从柠檬酸的合成到α-酮戊二酸的氧化阶段为不可逆反应，故整个循环是不可逆的；②在循环转运时，其中每一成分既无净分解，也无净合成。但如移去或增加某一成分，则将影响循环速度；③三羧酸循环氧化乙酰CoA的效率取决于草酰乙酸的浓度；④每次循环所产生的NADH和FADH2都可通过与之密切联系的呼吸链进行氧化磷酸化以产生ATP；⑤该循环的限速步骤是异柠檬酸脱氢酶催化的反应，该酶是变构酶，ADP是其激活剂，ATP和NADH是其抑制剂。3）磷酸戊糖途径：在胞浆中进行，存在于肝脏、乳腺、红细胞等组织。其生理意义是：①提供5-磷酸核糖，用于核苷酸和核酸的生物合成。②提供NADPH形式的还原力，参与多种代谢反应，维持谷胱甘肽的还原状态等。2.糖代谢的生理意义糖酵解的生理意义：①是机体在缺氧或无氧状态获得能量的有效措施；②机体在应激状态下产生能量，满足机体生理需要的重要途径；③糖酵解的某些中间产物是脂类、氨基酸等的合成前体，并与其他代谢途径相联系。糖有氧氧化的生理：意义主要功能是提供能量，人体内绝大多数组织细胞通过糖的有氧氧化获取能量。体内l分子葡萄糖彻底有氧氧化生成38(或36)分子ATP。葡萄糖彻底氧化生成CO2、H2O的过程中，ΔG'0=-2840kJ/mol，生成了38分子ATP，38×30.5kJ/mol=1159kJ/mol，产生能量的有效率为40%左右。3.几个重要的知识点;⑴糖酵解途径中有3重要的酶分别是己糖激酶(葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶1和丙酮酸激酶。（2）三羧酸循环是乙酰辅酶A的彻底氧化过程。草酰乙酸在反应前后并无量的变化。三羧酸循环中的草酰乙酸主要来自丙酮酸的直接羧化。（3）三羧酸循环是能量的产生过程，1分子乙酰CoA通过TCA经历了4次脱氢（3次脱氢生成NADH+H+，1次脱氢生成FADH2）、2次脱羧生成CO2，1次底物水平磷酸化，共产生12分子ATP。（4）三羧酸循环中柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体是反应的关键酶，是反应的调节点。第五章脂类代谢脂类包括三脂酰甘油(甘油三酯)及类脂。类脂中以磷脂、胆固醇及其酯和糖脂最为重要。它们共同的物理性质为不溶于水而溶于有机溶剂如乙醚、氯仿、丙酮等。本章要求是掌握三脂酰甘油、胆固醇、磷脂的生理功能，掌握脂肪酸氧化分解主要途径及肝内生成酮体和肝外组织酮体的利用。掌握血浆脂蛋白的组成、来源和生理功用。熟悉胆固醇及其酯和甘油磷脂（卵磷脂、脑磷脂为主）合成的部位、原料和辅助因素的来源及合成的主要过程。对三脂酰甘油的合成作一般了解。一．三脂酰甘油的代谢（一）三脂酰甘油的化学和生理功能主要功能是分解供能和储能。人体总热量中约20-25％由三脂酰甘油供给，是体内能量的重要来源之一，也是体内储能的一种主要形式。同时可保护内脏，防止散热，促进脂溶性维生素的吸收。必需脂肪酸的概念、来源及作用。（二）三脂酰甘油的分解代谢1．三脂酰甘油动员：脂库中的脂肪被组织中的三脂酰甘油（TG）脂肪酶水解为游离脂肪酸和甘油以供其它组织利用的过程称脂肪动员。脂肪动员中的TG脂肪酶活力可受激素调节，故亦称激素敏感性脂肪酶，它是脂肪动员的限速酶。胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素、甲状腺素可激活此酶，促进脂肪动员，故称这些激素为脂解激素，相反，胰岛素使此酶活性降低，抑制脂肪的动员，故称胰岛素为抗脂解激素。2．脂肪酸的氧化：脂肪酸在线粒体中经β氧化生成乙酰CoA，后者进入三羧酸循环彻底氧化成水和CO2。氧化过程可分为四个阶段。阶段一：脂肪酸在胞浆中活化成脂酰CoA：反应需有ATP、辅酶A、Mg2+存在，由脂酰CoA合成酶催化。此步反应消耗2ATP。脂酰CoA合成酶RCOOH+ATP+HSCoA——————————→脂酰CoA+AMP+PPiMg2+阶段二：由肉毒碱脂转移酶催化。肉毒碱作为载体，将胞浆中生成的脂酰CoA中的脂酰基转运入线粒体。阶段三：脂酰基的β氧化：指从脂酰基的β一位碳原子脱氢氧化开始的反应过程。一次β氧化由脱氢、水化再脱氢、硫解四步反应组成。脱氢：在脂酰CoA脱氢酶的催化下脂酰CoA的α、β位碳原子上各脱一个氢，生成α、β稀脂酰CoA和FADH2。水化：烯脂酰CoA加水生成β羟脂酰CoA。再脱氢：β羟酯酰CoA在脱氢酶作用下，生成β一酮脂酰CoA，脱下的2H由NAD+接受生成NADH+H+。硫解：β酮脂酰CoA在硫解酶催化下，加辅酶A，生成一分子乙酰CoA和一分子比原来少二个碳原子的脂酰CoA。复习思考题1.人体内糖的分解代谢途径有几条?哪一条最重要？试述该条分解代谢的途径。2.什么叫糖酵解？试述其反应部位和主要的反应过程，糖酵解有何生理意义？3.什么叫关键酶或限速酶？糖酵解，糖有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖异生、糖原合成和分解过程中各有哪些关键酶?4.什么叫糖的有氧氧化？写出有氧氧化进行的部位和主要过程，糖有氧氧化有何生理意义？1.脂类分哪几类?试述三脂酰甘油、胆固醇及磷脂的主要生理功能。2.什么叫脂肪动员?脂肪动员的关键酶是什么？此关键酶可受哪些激素的调节？什么是脂解激素和抗脂解激素?3.何谓脂肪酸的β氧化？试述一次β氧化的过程和产物。