Transcript 糖代谢

第 八 章
糖
代
谢
Carbohydrate Metabolism
目录
第 一 节
概
述
Introduction
目录
一、糖的主要生理功能是氧化供能
1.
氧化供能
这是糖的主要功能。
2.
提供合成体内其他物质的原料
如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、
核苷等物质的原料。
3. 作为机体组织细胞的组成成分
如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。
目录
二、糖的消化吸收是在小肠进行的
（一）糖的消化
人类食物中的糖主要有植物淀粉、动
物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖
等，其中以淀粉为主。
消化部位： 主要在小肠，少量在口腔
目录
消化过程
淀粉
口腔
唾液中的α-淀粉酶
胃
肠腔
胰液中的α-淀粉酶
麦芽糖+麦芽三糖 α-极限糊精+异麦芽糖
（40%） （25%） （30%） （5%）
肠粘膜
上皮细胞
刷状缘
α-葡糖苷酶
α-极限糊精酶
葡萄糖
目录
食物中含有的大量纤维素，因人体
内无-糖苷酶而不能对其分解利用，但
却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健
康所必需。
目录
（二）糖的吸收
1. 吸收部位
小肠上段
2. 吸收形式
单 糖
目录
3. 吸收机制
刷状缘
小肠粘膜细胞
细胞内膜
门静脉
肠
腔
K+
ATP
ADP+Pi
Na+泵
Na+
G
Na+依赖型葡萄糖转运体
(Na+-dependent glucose transporter, SGLT)
目录
4. 吸收途径
小肠肠腔
SGLT
肠粘膜上皮细胞
门静脉
GLUT：葡萄糖转运体
(glucose transporter)
肝脏
各种组织细胞
GLUT
体循环
目录
三、糖代谢是指葡萄糖在体内的复杂化学反应
•葡萄糖吸收入血后，依赖一类葡萄糖转运
体（glucose transporter, GLUT）而进入
细胞内代谢。
目录
•葡萄糖代谢概况
糖原
糖原合成
ATP H O
2
肝糖原分解
核糖磷酸戊糖途径
+
葡萄糖
酵解途径
有氧
丙酮酸
无氧
NADPH+H+
消化与吸收
+
CO2
乳酸
糖异生途径
淀粉 乳酸、氨基酸、甘油
目录
第二节
糖的无氧分解
Anaerobic Oxidation
目录
* 糖酵解(glycolysis)：
一分子葡萄糖裂解为两分子丙酮酸的过程。
* 乳酸发酵(lactic acid fermentation)：
在缺氧条件下，葡萄糖经酵解生成的丙酮酸
还原为乳酸(lactate) 。
* 乙醇发酵(ethanol fermentation)：
在某些植物、脊椎动物组织和微生物，酵解
产生的丙酮酸转变为乙醇和CO2，即乙醇发酵。
* 有氧氧化(aerobic oxidation)：
在有条件下，需氧生物和哺乳动物组织内的
丙酮酸彻底氧化分解为CO2 和H2O，即糖的有氧
氧化 。
一、糖无氧氧化反应过程分为糖酵解和乳酸还
原两个阶段
* 糖酵解(glycolysis)：
在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的
过程称之为糖酵解。
* 糖酵解的反应部位：胞浆
目录
* 糖酵解分为两个阶段
 第一阶段
由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之
为酵解途径(glycolytic pathway)。
 第二阶段
由丙酮酸转变成乳酸。
目录
Glu
ATP
（一）葡萄糖经酵解途径分解为两
分子丙酮酸
ADP
G-6-P
F-6-P
ATP
ADP
1. 葡萄糖磷酸化成为6-磷酸葡糖
F-1,6-2P
磷酸二
羟丙酮
3-磷酸
甘油醛
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
P O CH2
HO CH2
H
HO
O
H
H
OH
H
H
OH
葡萄糖
OH
ATP
ADP
H
Mg2+
己糖激酶
(hexokinase)
HO
O
H
H
OH
H
H
OH
OH
6-磷酸葡糖
(glucose-6-phosphate,
G-6-P)
目录
哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同
工酶，分别称为Ⅰ至Ⅳ型。
肝细胞中存在的是Ⅳ型，称为葡糖激酶
(glucokinase)。它的特点是：
①对葡萄糖的亲和力很低
②受激素调控
目录
Glu
ATP
2. 6-磷酸葡糖转变为6-磷酸果糖
ADP
G-6-P
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
磷酸二
羟丙酮
P O CH2
3-磷酸
甘油醛
H
HO
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
O
H
H
OH
H
H
OH
6-磷酸葡糖
OH
己糖异构酶
6-磷酸果糖
(fructose-6-phosphate,
F-6-P)
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
目录
Glu
ATP
3. 6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖
ADP
G-6-P
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
磷酸二
羟丙酮
3-磷酸
甘油醛
ATP
ADP
Mg2+
NAD+
NADH+H+
6-磷酸果糖激酶-1
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
6-磷酸果糖
1,6-双磷酸果糖(1, 6fructose-biphosphate,
F-1,6-2P)
6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1，PFK-1)
目录
Glu
ATP
4. 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖
ADP
G-6-P
F-6-P
ATP
ADP
CH2 O
F-1,6-2P
磷酸二
羟丙酮
CH2O
3-磷酸
甘油醛
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
C
O
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2O
P
C
P
磷酸二羟丙酮
O
CH2OH
醛缩酶
(aldolase)
P
1,6-双磷酸果糖
+
CHO
CH
OH
CH2 O
3-磷酸甘油醛
P
目录
Glu
ATP
5. 磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛
ADP
G-6-P
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
磷酸二
羟丙酮
CH2 O
3-磷酸
甘油醛
C
O
CH2OH
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
CHO
P
磷酸二羟丙酮
磷酸丙糖异构酶
CH
OH
CH2 O
P
3-磷酸甘油醛
ATP
3-磷酸甘油酸
磷酸丙糖异构酶 (triose phosphate isomerase)
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
目录
上述５部反应为酵解途径的耗能阶段，1分子葡
萄糖的代谢消耗了2分子ATP，产生了2分子3-磷
酸甘油醛。
目录
Glu
ATP
6. 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
ADP
G-6-P
F-6-P
ATP
ADP
CHO
F-1,6-2P
CH
磷酸二
羟丙酮
3-磷酸
甘油醛
NAD+
NADH+H+
Pi、NAD+
O=C O
C
OH
3-磷酸甘油醛脱氢酶
CH2 O
1,3-二磷酸甘油酸
P
OH
CH2 O
P
3-磷酸甘油醛
ADP
NADH+H+
P
1,3-二磷酸
甘油酸
ATP
3-磷酸甘油酸
3-磷酸甘油醛脱氢酶
2-磷酸甘油酸
(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
目录
Glu
ATP
ADP
7. 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸
G-6-P
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
磷酸二
羟丙酮
O=C O
3-磷酸
甘油醛
C
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
ATP
ADP
ATP
OH
COOH
C
OH
磷酸甘油酸激酶
CH2 O
NAD+
NADH+H+
P
P
1,3-二磷酸
甘油酸
CH2 O
P
3-磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸激酶 (phosphoglycerate kinase)
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
目录
这是酵解过程中第一次产生ATP的反应，将底物
的高能磷酸键直接转移给 ADP生成ATP，这种
ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用与底物的脱
氢作用直接相偶联的反应称为底物水平磷酸化
(substrate-level phosphorylation) 。
目录
Glu
ATP
ADP
8. 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
G-6-P
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
磷酸二
羟丙酮
3-磷酸
甘油醛
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
COOH
COOH
C
C O
P
CH2
OH
OH
CH2 O
P
3-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸
变位酶
2-磷酸甘油酸
ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸甘油酸变位酶 (phosphoglycerate mutase)
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
目录
Glu
ATP
9. 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
G-6-P
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
磷酸二
羟丙酮
COOH
COOH
3-磷酸
甘油醛
NAD+
NADH+H+
C O
P
CH2
OH
C O
烯醇化酶
(enolase)
P + H 2O
CH2
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
(phospho-enolpyruvate,
PEP)
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
目录
Glu
ATP
10. 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并
通过底物水平磷酸化生成ATP
ADP
G-6-P
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
磷酸二
羟丙酮
COOH
3-磷酸
甘油醛
NAD+
NADH+H+
C O
ADP
P
CH2
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
ATP
磷酸烯醇式丙酮酸
K+
Mg2+
ATP
丙酮酸激酶
(pyruvate kinase)
COOH
C=O
CH3
丙酮酸
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
• 这是酵解途径中的第二次底物水平
磷酸化。
目录
(二) 丙酮酸被还原为乳酸
COOH
NADH + H+
NAD+
CHOH
C=O
乳酸脱氢酶(LDH)
CH3
COOH
丙酮酸
CH3
乳酸
反应中的NADH+H+ 来自于上述第6步反
应中的 3-磷酸甘油醛脱氢反应。
目录
Glu
E1
E2 F-1, 6-2P
ATP ADP
G-6-P
F-6-P
ATP ADP
磷酸二羟丙酮
E1:己糖激酶
NAD+
NADH+H+
E2: 6-磷酸果糖激酶-1
糖
酵
解
的
代
谢
途
径
3-磷酸甘油醛
1,3-二磷酸甘油酸
E3: 丙酮酸激酶
ADP
ATP
3-磷酸甘油酸
乳酸
NAD+
2-磷酸甘油酸
NADH+H+
丙酮酸
ATP ADP
E3
磷酸烯醇式丙酮酸
目录
二、糖酵解的调控是对3个关键酶活性
的调节
① 己糖激酶
关键酶
② 6-磷酸果糖激酶-1
③ 丙酮酸激酶
① 别构调节
调节方式
② 共价修饰调节
目录
（一） 6-磷酸果糖激酶-1对调节酵解途径的
流量最重要
别构调节
别构激活剂：AMP; ADP; F-1,6-2P; F-2,6-2P
别构抑制剂： 柠檬酸; ATP（高浓度）
• F-1,6-2P 正反馈调节该酶
• 此酶有二个结合ATP的部位：
① 活性中心底物结合部位（低浓度时）
② 活性中心外别构调节部位（高浓度时）
目录
• F-2,6-2P 是6-磷酸果糖激酶-1最强的变构激活剂。
6-磷酸果糖激酶-1
6-磷酸果糖
F-2,6-2P
果糖双磷酸酶-2
• F-2,6-2P的作用是与AMP一起取消ATP、柠檬酸对
6-磷酸果糖激酶-1的变构抑制作用。
目录
AMP
胰高血糖素
柠檬酸
–
+
PFK-2
FBP-2
（无活性）
（有活性）
ATP
cAMP
6-磷酸果糖激酶-2
活化
ATP
F-6-P
磷蛋白磷酸酶
PKA
F-2,6-2P
果糖双磷酸酶-2
ATP
+
ADP
P
PFK-2
FBP-2
（无活性）
（有活性）
ADP
–/+
PFK-1
+ +
F-1,6-2P
AMP
Pi
P
Pi
+
–
柠檬酸
目录
（二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的
调节点
别构调节
别构激活剂：1,6-双磷酸果糖
别构抑制剂：ATP, 丙氨酸
目录
共价修饰调节
Pi
磷蛋白磷酸酶
丙酮酸激酶
丙酮酸激酶
（有活性）
（无活性）
ATP
胰高血糖素
P
ADP
PKA, CaM激酶
PKA：蛋白激酶A (protein kinase A)
CaM：钙调蛋白
目录
(三) 己糖激酶受到反馈抑制调节
* 6-磷酸葡糖可反馈抑制己糖激酶，但肝
葡糖激酶不受其抑制。
* 长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡糖激酶。
目录
三、乳酸酵解的主要生理意义是在机体
缺氧状况下迅速供能
乳酸酵解最主要的生理意义在于迅速提供能
量，这对肌肉收缩更为重要。
当机体缺氧或剧烈运动肌肉局部血流不足时，
能量主要通过乳酸酵解获得。
红细胞没有线粒体，完全依赖乳酸酵解供应
能量。
神经、白细胞和骨髓等代谢极为活跃，即使
不缺氧也常由乳酸酵解提供部分能量。
目录
乳酸酵解时，1mol葡萄糖可经底物水平磷酸化生
成4molATP，在葡萄糖和6-磷酸果糖磷酸化时消
耗2molATP，故净生成2molATP。
目录
第 三 节
糖的有氧氧化
Aerobic Oxidation of Carbohydrate
目录
* 概念
葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和CO2
的反应过程称为有氧氧化(aerobic oxidation)。
* 部位：胞液及线粒体
目录
一、糖的有氧氧化反应分为3个阶段
G
第一阶段：酵解途径
胞
液
丙酮酸
第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧
乙酰CoA
第三阶段：三羧酸循环和
氧化磷酸化
H2O
[O]
ATP
ADP
NADH+H+
FADH2
TCA
循环
线
粒
体
CO2
目录
（一）葡萄糖循酵解途径分解为丙酮酸
（二）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA
总反应式:
NAD+ , HSCoA
CO2 , NADH + H+
丙酮酸
乙酰CoA
丙酮酸脱氢酶复合体
(acetyl CoA)
目录
丙酮酸脱氢酶复合体的组成
HSCoA
NAD+
酶
E1：丙酮酸脱氢酶
辅酶
TPP
E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶
硫辛酸（ L
HSCoA
E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶
FAD, NAD+
S
)
S
目录
丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程：
1. 丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP。
2. 由二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛
酰胺-E2。
3. 二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA,
同时使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基。
4. 二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)使还原的二氢硫辛酰胺
脱氢，同时将氢传递给FAD。
5. 在二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)催化下，将FADH2上
的H转移给NAD+，形成NADH+H+。
目录
1. -羟乙基-TPP的生成
CO2
2.乙酰硫辛酰
胺的生成
NADH+H+
5. NADH+H+
的生成
NAD+
CoASH
3.乙酰CoA
的生成
4. 硫辛酰胺的生成
目录
（三）乙酰CoA进入三羧酸循环以及氧化磷酸
化生成ATP
三羧酸循环的第一步是乙酰CoA与草酰乙酸缩合
成6个碳原子的柠檬酸，然后柠檬酸经过一系列反
应重新生成草酰乙酸，完成一轮循环。
经过一轮循环，乙酰CoA的2个碳原子被氧化成
CO2 ；在循环中有1次底物水平磷酸化，可生成1
分子ATP；更为重要的是有4次脱氢反应，氢的接
受体分别为NAD+或FAD，生成3分子NADH+H+和
1分子FADH2。
目录
在H+/电子沿电子传递链传递过程中能量逐步释放，
同时伴有ADP磷酸化成ATP，吸收这些能量储存
于ATP中，即氧化与磷酸化反应是偶联在一起的，
称为氧化磷酸化。
三羧酸循环中脱下的氢进入呼吸链氧化磷酸化，
生成水和ATP。
目录
二、糖有氧氧化是机体获得ATP的
主要方式
NADH+H+
FADH2
[O]
[O]
H2O、2.5ATP
H2O、1.5ATP
• 三羧酸循环一次最终共生成10个ATP。
• 1mol葡萄糖彻底氧化生成CO2和H2O，可净生
成30或32molATP。
目录
葡萄糖有氧氧化生成的ATP
反
第
一
阶
段
葡萄糖 → 6- 磷酸葡糖
6-磷酸果糖 → 1,6-双磷酸果糖
2× 3-磷酸甘油醛→ 2× 1,3-二磷酸甘油酸
2× 1,3-二磷酸甘油酸→ 2× 3-磷酸甘油酸
第二阶段
第
三
阶
段
应
辅 酶
ATP
-1
-1
NAD+
3或5*
2× 1
2× 1
2 ×磷酸烯醇式丙酮酸 → 2×丙酮酸
2 ×丙酮酸→ 2 × 乙酰 CoA
NAD+
2 × 2.5
2×异柠檬酸 → 2 × α-酮戊二酸
NAD+
2 ×2.5
2×α-酮戊二酸 → 2 × 琥珀酰 CoA
NAD+
2 × 2.5
2×琥珀酰 CoA → 2 × 琥珀酸
2× 1
2×琥珀酸 → 2 × 延胡索酸
FAD
2 ×1.5
2×苹果酸 → 2 × 草酰乙酸
NAD+
2 ×2.5
净生成
30或32
*获得ATP的数量取决于还原当量进入线粒体的穿梭机制。
有氧氧化的生理意义
糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。它不
仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次
释放，相当一部分形成ATP，所以能量的利用
率也高。
简言之，即“供能”
目录
三、糖有氧氧化的调节是基于能量的需求
关
键
酶
① 酵解途径：己糖激酶
丙酮酸激酶
6-磷酸果糖激酶-1
② 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体
③ 三羧酸循环：柠檬酸合酶
α-酮戊二酸脱氢酶复合体
异柠檬酸脱氢酶
•此处主要叙述丙酮酸脱氢酶复合体的调节。
目录
别构调节
别构抑制剂：乙酰CoA; NADH; ATP
别构激活剂：AMP; ADP; NAD+
* 乙酰CoA/HSCoA或 NADH/NAD+时，其
活性也受到抑制。
目录
共价修饰调节
目录
有氧氧化的调节是为了适应机体或器官对能量的
需要，有氧氧化全过程中许多酶的活性都受细胞
内ATP/ADP或ATP/AMP比例的影响。
ATP/ADP或ATP/AMP比值升高抑制有氧
氧化，降低则促进有氧氧化。
ATP/AMP效果更显著。
目录
四、糖有氧氧化可抑制乳酸酵解
* 概念
巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化抑
制糖酵解的现象。
* 机制
有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，
丙酮酸进入线立体进一步氧化而不生成乳酸;
缺氧时，酵解途径加强，NADH+H+在胞
浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。
目录
第 四 节
葡萄糖的其他代谢途径
Other Metabolic Pathways of Glucose
目录
一、磷酸戊糖途径生成NADPH和磷酸戊糖
磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及
NADPH+H+，前者再进一步转变成3-磷酸甘油
醛和6-磷酸果糖的反应过程。
目录
（一）磷酸戊糖途径的反应过程可分为
两个阶段
* 细胞定位：胞
液
* 反应过程可分为二个阶段
 第一阶段：氧化反应
生成磷酸戊糖、NADPH+H+及CO2
 第二阶段则：非氧化反应
包括一系列基团转移。
目录
1. 6-磷酸葡糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和NADPH
H
C
OH
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
CH2O
6-磷酸葡糖脱氢酶
NADP+
O
NADPH+H+
⑴
C=O
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
P
CH2O
6-磷酸葡糖
CO
COO—
H 2O
O
P
6-磷酸葡糖酸内酯
H
C
OH
H
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2O
P
6-磷酸葡糖酸
CH2OH
NADP+
C=O
C
O
CO2
NADPH+H+
⑵
6-磷酸葡糖酸脱氢酶
H
C
OH
H
C
OH
P
5-磷酸核酮糖
CH2O
5-磷酸核糖
目录
NADP+
NADPH+H+
NADP+
NADPH+H+
5-磷酸核糖
G-6-P
CO2
催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡糖脱氢
酶是此代谢途径的关键酶。
两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成
NADPH + H+。
反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的
中间产物。
目录
2. 经过基团转移反应进入糖酵解途径
每3分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列
反应中，通过3C、4C、6C、7C等演变阶段，最
终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。
目录
这些基团转移反应可分为两类：
• 一类是转酮醇酶（transketolase）反应，转移
含1个酮基、1个醇基的2碳基团；接受体都是
醛糖。
• 另一类是转醛醇酶（transaldolase）反应，转
移3碳单位；接受体也是醛糖。
目录
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
C5
C5
7-磷酸景天糖
C7
3-磷酸
甘油醛
C3
4-磷酸赤藓糖
C4
6-磷酸果糖
C6
5-磷酸木酮糖
C5
3-磷酸甘油醛
C3
6-磷酸果糖
C6
目录
第二阶段反应的意义就在于通过一系列基团转移
反应，将核糖转变成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛
而进入酵解途径。因此磷酸戊糖途径也称磷酸戊
糖旁路（pentose phosphate shunt）。
目录
磷
酸
戊
糖
途
径
6-磷酸葡糖(C6)×3
3NADP+
3NADP+3H+
6-磷酸葡糖脱氢酶
6-磷酸葡糖酸内酯(C6)×3
6-磷酸葡糖酸(C6)×3
3NADP+
3NADP+3H+
第一阶段
6-磷酸葡糖酸脱氢酶
CO2
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
5-磷酸木酮糖
C5
3-磷酸
甘油醛
5-磷酸核糖
C5
7-磷酸景天糖
C7
4-磷酸赤藓糖
C4
6-磷酸果糖
C
5-磷酸木酮糖
C5
3-磷酸甘油醛
C3
6-磷酸果糖
C6
第
二
阶
段
目录
磷酸戊糖途径的总反应式：
3×6-磷酸葡糖 + 6 NADP+
2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2
目录
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 反应中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，只能发生一次脱羧和二次
脱氢反应，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。
目录
（二）磷酸戊糖途径受NADPH/NADP+比值
的调节
*
6-磷酸葡糖脱氢酶
此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性
的高低决定6-磷酸葡糖进入磷酸戊糖途径的流
量。
此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的
影响，比值升高则被抑制，降低则被激活。
另外NADPH对该酶有强烈抑制作用。
目录
（三）磷酸戊糖途径的生理意义在于生成
NADPH和5-磷酸核糖
1. 磷酸戊糖途径为核苷酸的生成提供核糖
2. 提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应
（1）NADPH是体内许多合成代谢的供氢体；
（2）NADPH参与体内羟化反应；
（3）NADPH还用于维持谷胱甘肽（glutathione）
的还原状态。
目录
A
2G-SH
AH2
G-S-S-G
NADP+
NADPH+H+
还原型谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂，
可以保护一些含-SH基的蛋白质或酶免受氧化
剂，尤其是过氧化物的损害。
在红细胞中还原型谷胱甘肽更具有重要作
用。它可以保护红细胞膜蛋白的完整性。
目录
二、糖醛酸途径可生成活泼的葡糖醛酸
６-磷酸葡糖
磷酸戊糖途径
1-磷酸葡糖
5-磷酸木酮糖
UDPG
D-木酮糖
UDPGA
木糖醇
1-磷酸葡糖醛酸
L-木酮糖
葡糖醛酸
L-古洛糖酸
目录
对人类而言，糖醛酸途径的主要生理意义在于生成
活化的葡糖醛酸，即UDPGA。
葡糖醛酸是组成蛋白聚糖的糖胺聚糖，如透明质酸、
硫酸软骨素、肝素等的组成成分；
葡糖醛酸在生物转化过程中参与很多结合反应。
目录
三、多元醇途径可生成木糖醇、山梨醇等
葡萄糖代谢过程中可生成一些多元醇，如木糖醇
（xylitol）、山梨醇（sorbitol）等，所以被称为
多元醇途径（polyol pathway）。
但这些代谢过程局限于某些组织，对整个葡萄糖
代谢所占比重极少，无重要性。
目录
第 五 节
糖原的合成与分解
Glycogenesis and Glycogenolysis
目录
糖 原 (glycogen)
是动物体内糖的储存形式之一，是机体能
迅速动用的能量储备。
糖原储存的主要器官及其生理意义
肌肉：肌糖原，180 ~ 300g，主要供肌肉收缩所需
肝脏：肝糖原，70 ~ 100g，维持血糖水平
目录
糖原的结构特点
1. 葡萄糖单元以α-1,4-糖苷
键形成长链。
2. 约10个葡萄糖单元处形成
分枝，分枝处葡萄糖以α1,6-糖苷键连接，分支增加，
溶解度增加。
3. 每条链都终止于一个非还原
端.非还原端增多，以利于
其被酶分解。
目录
一、糖原合成的代谢反应主要发生在
肝脏和肌肉
糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合成糖
原的过程。
组织定位：主要在肝脏、肌肉
细胞定位：胞浆
目录
糖原合成途径:
1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡糖
ATP
葡萄糖
ADP
己糖激酶;
葡糖激酶（肝）
6-磷酸葡糖
目录
2. 6-磷酸葡糖转变成1-磷酸葡糖
6-磷酸葡糖
1-磷酸葡糖
磷酸葡糖变位酶
这步反应中磷酸基团转移的意义在于：
由于延长形成α-1,4-糖苷键，所以葡萄糖分子
C1 上的半缩醛羟基必须活化，才利于与原来
的糖原分子末端葡萄糖的游离C4羟基缩合。
半缩醛羟基与磷酸基之间形成的O-P键具
有较高的能量。
目录
3. 1- 磷酸葡糖转变成尿苷二磷酸葡糖
CH2OH
H
H
OH
HO
O H
H
+
H
O
P
P
P
P
尿苷
UTP
OH
1- 磷酸葡糖
CH2OH
UDPG焦磷酸化酶
H
H
OH
HO
PPi
2Pi+能量
O H
H
O
H
P
P
尿苷
OH
尿苷二磷酸葡糖
( uridine diphosphate glucose , UDPG )
* UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。
目录
4. α-1,4-糖苷键式结合
糖原n + UDPG
糖原合酶
糖原n+1 + UDP
( glycogen synthase )
UDP
UTP
ATP
ADP
核苷二磷酸激酶
目录
糖原合酶
(glycogen synthase)
糖原n + UDPG
糖原n+1 + UDP
* 糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为
糖原引物(primer)， 作为UDPG 上葡糖基的接
受体。
目录
•糖原分枝的形成
分 支 酶
(branching enzyme)
α-1,4-糖苷键
α-1,6-糖苷键
目录
分支的形成不仅可增加糖原的水溶性，更重要的
是可增加非还原端数目，以便磷酸化酶能迅速分
解糖原。
从葡萄糖合成糖原是耗能的过程。
ATP
葡萄糖
6-葡萄糖
1-磷酸葡糖
UDPG
UTP
PPi
目录
糖原合成过程中作为引物的第一个糖原分子从何而来？
近来人们在糖原分子的核心发现了一种名为蛋
白-酪氨酸-葡糖基转移酶（glycogenin）的蛋白质。
Glycogenin可对其自身进行共价修饰，将UDP-葡
糖分子的C1结合到其酶分子的酪氨酸残基上，从而
使它糖基化。这个结合上去的葡萄糖分子即成为糖
原合成时的引物。
目录
目录
二、糖原分解不是糖原合成的逆反应
糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖原
分解成为葡萄糖的过程。
•亚细胞定位：胞
浆
•肝糖原的分解过程:
1. 糖原的磷酸解
糖原n+1
磷酸化酶
糖原n + 1-磷酸葡糖
目录
2. 脱枝酶的作用
①转移葡萄糖残基
②水解-1,6-糖苷键
脱枝酶
(debranching enzyme)
磷 酸 化 酶
转移酶活性
α-1,6糖苷
酶活性
目录
3. 1-磷酸葡糖转变成6-磷酸葡糖
1-磷酸葡糖
磷酸葡糖变位酶
6-磷酸葡糖
4. 6-磷酸葡糖水解生成葡萄糖
6-磷酸葡糖
葡糖-6-磷酸酶
（肝，肾）
葡萄糖
目录
* 肌糖原的分解
肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相
同，但是生成6-磷酸葡糖之后，由于肌肉组织
中不存在葡糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡
糖不能转变成葡萄糖释放入血，提供血糖，而
只能进入酵解途径进一步代谢。
肌糖原的分解与合成与乳酸循环有关。
目录
小
结
⑴ 反应部位：胞浆
⑵ G-6-P的代谢去路
6-磷酸葡糖内酯
（进入磷酸戊糖途径）
G（补充血糖）
G-6-P
F-6-P
（进入酵解途径）
G-1-P
UDPG
葡糖醛酸
（进入葡糖醛酸途径）
Gn（合成糖原）
目录
(3) 糖原的合成与分解总图
糖原n+1
UDP
糖原n
Pi
糖原合酶
UDPG
PPi
糖原n
磷酸化酶
UDPG焦磷酸化酶
UTP
G-1-P
磷酸葡糖变位酶
葡糖-6-磷酸酶（肝）
G-6-P
己糖(葡萄糖)激酶
G
三、糖原合成与分解受到彼此相反的调节
① 糖原合成：糖原合酶
关键酶
② 糖原分解：糖原磷酸化酶
这两种关键酶的重要特点：
•它们的快速调节有共价修饰和 别构调节二种方式。
•它们都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种
形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。
目录
（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的关键酶
磷酸化酶b
激酶
依赖cAMP的
蛋白激酶
磷蛋白磷酸酶-1
P
磷酸化酶b
激酶
磷酸化酶b
P
磷酸化酶a
磷蛋白磷酸酶-1
目录
依赖cAMP的蛋白激酶（cAMP-dependent protein
kinase, 简称蛋白激酶A），其活性受cAMP调节。
这种通过一系列酶促反应将激素信号放大的连锁反
应称为级联放大系统（cascade system），与酶含量
调节相比（一般以几小时或天计），反应快，效率
高。其意义有二：一是放大效应；二是级联中各级
反应都存在有可以被调节的方式。
目录
• 糖原磷酸化酶还受变构调节，葡萄糖是其变
构调节剂。
磷酸化酶 a (R)
[疏松型]
葡萄糖
磷酸化酶 a (T)
[紧密型]
磷酸化酶二种构像——紧密型(T)和疏松
型(R)，其中T型的14位Ser暴露，便于接受前
述的共价修饰调节。
目录
（二）糖原合酶是糖原合成的关键酶
糖原合酶a
依赖cAMP的
蛋白激酶
磷蛋白磷酸酶-1
P
糖原合酶b
•糖原合酶a有活性，磷酸化成糖原合酶b后即失去活性。
目录
激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体
腺苷环化酶
（无活性）
腺苷环化酶（有活性）
ATP
cAMP
Pi
磷酸化酶b激酶
PKA
PKA
(无活性)
(有活性)
磷蛋白磷酸酶-1
磷酸化酶b激酶-P
糖原合酶
Pi
糖原合酶-P
磷酸化酶b
磷蛋白磷酸酶-1
–
Pi
–
磷酸化酶a-P
磷蛋白磷酸酶-1
–
磷蛋白磷酸酶抑制剂-P
PKA（有活性）
磷蛋白磷酸酶抑制剂
目录
糖原合成与分解的生理性调节主要靠胰岛素和胰
高血糖素。
胰岛素抑制糖原分解，促进糖原合成，但其机制
还未肯定。
胰高血糖素可诱导生成cAMP，促进糖原分解。
肾上腺素也可通过cAMP促进糖原分解，但可能
仅在应激状态发挥作用。
目录
肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同:
• 在糖原分解代谢时肝主要受胰高血糖素的调
节，而肌肉主要受肾上腺素调节。
• 肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主
要为AMP、ATP及6-磷酸葡糖。
ATP及6-磷酸葡糖
♁
糖原合酶
AMP
♁

磷酸化酶a-P 磷酸化酶b
• Ca2+的升高可引起肌糖原分解增加。
目录
调节小结
① 关键酶都以活性、无（低）活性二种形式存
在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化
而相互转变。
② 双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行
调节，如加强合成则减弱分解，或反之。
③ 双重调节：别构调节和共价修饰调节。
④ 关键酶调节上存在级联效应。
⑤ 肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：
如：分解肝糖原的激素主要为胰高血糖素，
分解肌糖原的激素主要为肾上腺素。
目录
第 六 节
糖 异 生
Gluconeogenesis
目录
* 概念
糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖
化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。
* 部位
主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体
* 原料
主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸
目录
Glu
ATP
一、糖异生途径不完全是糖酵解
的逆反应
ADP
G-6-P
F-6-P
ATP
ADP
糖异生途径(gluconeogenic pathway)
指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。
F-1,6-2P
磷酸二
羟丙酮
3-磷酸
甘油醛
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
 糖异生途径与酵解途径大多数反应
是共有的、可逆的；
ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
* 过程
ATP
丙酮酸
 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。
目录
（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路转变成磷酸
烯醇式丙酮酸
ATP
ADP+Pi
丙酮酸
GTP
GDP
草酰乙酸
CO2
①
PEP
② CO2
① 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶为生
物素（反应在线粒体）
② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）
目录
目录
•草酰乙酸转运出线粒体
草酰乙酸
草酰乙酸
苹果酸
出线粒体
天冬氨酸
苹果酸
出线粒体
天冬氨酸
草酰乙酸
草酰乙酸
目录
PEP
胞
液
GDP + CO2
GTP
天冬氨酸
磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶
草酰乙酸
天冬氨酸
苹果酸
NAD+
α-酮戊二酸
谷氨酸
线
粒
体
苹果酸
草酰乙酸
ADP + Pi
ATP + CO2
NADH + H+
丙酮酸羧化酶
丙酮酸
丙酮酸
目录
•糖异生途径所需NADH+H+的来源
糖异生途径中，1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷
酸甘油醛时，需要NADH+H+。
① 由乳酸为原料异生糖时， NADH+H+由下述
反应提供。
乳酸
LDH
NAD+
丙酮酸
NADH+H+
目录
② 由氨基酸为原料进行糖异生时， NADH+H+则由
线粒体内NADH+H+ 提供，它们来自于脂酸的β氧化或三羧酸循环，NADH+H+ 转运则通过草酰
乙酸与苹果酸相互转变而转运。
草酰
乙酸
苹果酸
NADH+H+
NAD+
线粒体
草酰
乙酸
苹果酸
NAD+
NADH+H+
胞浆
目录
（二）1,6-双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖
Pi
1,6-双磷酸果糖
果糖双磷酸酶
6-磷酸果糖
（三）6-磷酸葡糖水解为葡萄糖
Pi
葡萄糖
6-磷酸葡糖
葡糖-6-磷酸酶
目录
非糖物质进入糖异生的途径
⑴ 糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物
-NH2
生糖氨基酸
甘油
α-磷酸甘油
乳酸
2H
α-酮酸
磷酸二羟丙酮
丙酮酸
⑵ 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
目录
目录
葡糖-6-磷酸酶
葡萄糖
6-磷酸葡糖
在前面的三个
ADP
反应过程中，作用
应，这种互变循环
称之为底物循环
(substrate cycle)。
己糖激酶
ATP
果糖双磷酸酶-1
物的互变分别由不
同酶催化其单向反
Pi
Pi
1,6-双磷酸果糖
6-磷酸果糖
ADP 6-磷酸果糖激酶-1 ATP
GTP
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸羧化酶
羧激酶
草酰乙酸
CO2+ATP
GDP+Pi
丙酮酸
PEP +CO2
ADP+Pi
ADP
丙酮酸激酶
ATP
目录
当两种酶活性相等时，则不能将代谢向
前推进，结果仅是ATP分解释放出能量，因
而称之为无效循环(futile cycle)。
因此，有必要通过调节使糖异生途径与酵
解途径相互协调，主要是对前述底物循环中的
后2个底物循环进行调节。
目录
二、糖异生的调节与糖酵解的调节彼此协调
（一）第一个底物循环在6-磷酸果糖与1,6-双磷酸
果糖之间进行
Pi
6-磷酸果糖
2,6-双磷酸果糖
果糖双磷
酸酶-1
ATP
6-磷酸果
糖激酶-1
AMP
ADP
1,6-双磷酸果糖
目录
（二）在磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间
进行第二个底物循环
PEP
1,6-双磷酸果糖
ADP
丙酮酸激酶
草酰乙酸
丙氨酸
ATP
丙 酮 酸
乙 酰 CoA
目录
三、糖异生的主要生理意义是维持
血糖浓度的恒定
（一）维持血糖浓度恒定是糖异生最重要的
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，主要依赖氧化葡萄糖
供给能量；
 红细胞没有线粒体，完全通过乳酸酵解获得能量；
 骨髓、神经等组织由于代谢活跃，经常进行乳酸酵解。

目录
（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的
重要途径
•糖异生是肝补充或恢复糖原储备的重要途径，这
在饥饿后进食更为重要。
三碳途径： 指进食后，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的过程。
目录
（三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡
发生这一变化的原因可能是饥饿造成的代谢性酸
中毒所致。
• 体液pH降低，促进肾小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合
成，从而使糖异生作用增强。
• 肾脏中α-酮戊二酸因异生成糖而减少时，可促进谷氨酰胺脱
氨生成谷氨酸以及谷氨酸的脱氨反应，肾小管细胞将NH3分
泌入管腔中，与原尿中H+结合，降低原尿H+的浓度，有利
于排氢保钠作用的进行，对于防止酸中毒有重要作用。
目录
四、肌肉收缩产生的可被其他组织利用
而形成乳酸循环
肌肉收缩（尤其是氧供应不足时）通过乳酸酵解
生成乳酸。肌肉内糖异生活性低，所以乳酸通过
细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝内异生为
葡萄糖。葡萄糖释入血液后又可被肌肉摄取，这
就构成了一个循环，此循环称为乳酸循环，也叫
做Cori循环。
目录
葡萄糖
糖
异
生
途
径
丙酮酸
NADH
NAD+
乳酸
肝
糖异生活跃
有葡糖-6-磷酸酶
葡萄糖
葡萄糖
酵
解
途
径
丙酮酸
乳酸
血液
NADH
NAD+
乳酸
肌肉
糖异生低下
没有葡糖-6-磷酸酶
目录
• 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。
•乳酸循环的生理意义
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。
目录
第 七 节
其他单糖的代谢
Metabolism of other monosaccharides
目录
一、果糖被磷酸化后进入糖酵解途径
果糖的代谢一部分在肝，一部分被周围组织主要
为肌肉和脂肪组织摄取。
肌肉和脂肪组织
合成糖原
已糖激酶
果糖
6-磷酸果糖
循糖酵解途径分解
目录
肝脏
果糖激酶
果糖
1-磷酸果糖
1-磷酸果糖醛缩酶
磷酸二羟丙酮、甘油醛
• 进入糖酵解途径氧化
• 逆行合成糖原
• 降解为三碳化合物后进行糖异生
目录
果糖不耐受性(fructose intolerance)是一种遗传
病，这种病因为缺乏B型醛缩酶，吃果糖也会造
成1-磷酸果糖堆积，大量消耗肝脏中磷酸的储
备，进而使ATP浓度下降，从而加速乳酸酵解，
造成乳酸酸中毒和餐后低血糖。这种病症常表
现为自我限制，即果糖不耐受的人很快发展成
强烈的对任何甜食的厌恶感。
目录
二、半乳糖可转变为1-磷酸葡糖成为糖
酵解的中间代谢物
牛乳中的乳糖是半乳糖的主要来源，半乳糖在肝
内转变为葡萄糖。
尿嘧啶核苷二磷酸半乳糖（uridine diphosphate
galactose, UDPGal）不仅是半乳糖转变为葡萄糖
的中间产物, 也是半乳糖供体，可用以合成糖脂、
蛋白聚糖和糖蛋白。
另一方面，由于差向异构酶反应可自由逆转，用
于合成糖脂、蛋白聚糖和糖蛋白的半乳糖并不必
依赖食物而可由UDPG转变生成。
目录
半乳糖的代谢
目录
三、甘露糖可转变为6-磷酸果糖进入糖
酵解途径
甘露糖在结构上
是葡萄糖C2位的
立体异构物，它
是多糖和糖蛋白
的消化产物。
目录
第 八 节
血糖及其调节
Blood Sugar and Regulation of Its Level
目录
血糖及血糖水平的概念
• 血糖，指血液中的葡萄糖。
• 血糖水平，即血糖浓度。
正常血糖浓度：3.89~6.11mmol/L
目录
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。

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。
目录
一、血糖的来源和去路是相对平衡的
食物糖
肝糖原
消化，
吸收
分解
糖异生
非糖物质
血
糖
氧化
分解
CO2 + H2O
糖原合成
肝（肌）糖原
磷酸戊糖途径等
其它糖
脂类、氨基酸合成代谢
脂肪、氨基酸
目录
二、血糖水平的平衡主要受到激素调节
• 血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸代谢协调的
结果；也是肝、肌肉、脂肪组织等各器官组织代谢
协调的结果.
• 主要依靠激素的调节，酶水平的调节是最基本的调
节方式和基础。
主要调
节激素
降低血糖：胰岛素(insulin)
升高血糖：胰高血糖素(glucagon)、
糖皮质激素、肾上腺素
目录
（一）胰岛素是体内唯一降低血糖的激素
•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。
•胰岛素的作用机制:
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。
目录
（二）机体在不同状态下有相应的升高血糖
的激素
1．胰高血糖素是体内主要升高血糖的激素
• 血糖降低或血内氨基酸升高刺激胰高血糖素
（glucagon）的分泌。
• 胰高血糖素的作用机制：
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。
目录
2．糖皮质激素可升高血糖
•糖皮质激素作用机制：
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。
此外，在糖皮质激素存在时，其他促进脂肪动员的
激素才能发挥最大的效果。这种协助促进脂肪动员的
作用，可使得血中游离脂酸升高，也可间接抑制周围
组织摄取葡萄糖。
目录
3．肾上腺素是强有力的升高血糖的激素
•肾上腺素的作用机制：
通过肝和肌肉的细胞膜受体、cAMP、蛋白
激酶级联激活磷酸化酶，加速糖原分解。
•肾上腺素主要在应激状态下发挥调节作用。
目录
第 九 节
糖代谢异常与临床疾病
Abonormal Carbohydrate
Metabolism in Disease
目录
一、先天性酶缺陷导致糖原累积症
糖原累积症（glycogen storage disease）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。
目录
糖原积累症分型
型别
Ⅰ
Ⅱ
缺陷的酶
受害器官
糖原结构
肝、肾
所有组织
正常
正常
Ⅲ
葡糖-6-磷酸酶缺陷
溶酶体α1→4和1→6葡
糖苷酶
脱支酶缺失
肝、肌肉
分支多，外周
糖链短
Ⅳ
分支酶缺失
所有组织
分支少，外周
糖链特别长
Ⅴ
Ⅵ
肌磷酸化酶缺失
肝磷酸化酶缺陷
肌肉
肝
正常
正常
Ⅶ
肌肉和红细胞磷酸果糖 肌肉、红
激酶缺陷
细胞
正常
Ⅷ
肝脏磷酸化酶激酶缺陷 脑、肝
正常
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二、血糖水平异常及糖尿病是最常见的
糖代谢紊乱
人体对摄入的葡萄糖具有很大耐受能力的这种
现象，被称为葡萄糖耐量（glucose tolerence）
或耐糖现象。
临床上因糖代谢障碍可发生血糖水平紊乱，常
见有低血糖和高血糖两种类型。
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糖耐量试验(glucose tolerance test, GTT)
目的：临床上用来诊断病人有无糖代谢异常。
口服糖耐量试验的方法
被试者清晨空腹静脉采血测定血糖浓度，
然后一次服用100g葡萄糖，服糖后的1/2、1、2h
（必要时可在3h）各测血糖一次。以测定血糖
的时间为横坐标（空腹时为0h），血糖浓度为
纵坐标，绘制糖耐量曲线。
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糖
耐
量
曲
线
正常人：服糖后1/2~1h达到高峰，然后逐渐降低， 一般2h左
右恢复正常值。
糖尿病患者：空腹血糖高于正常值，服糖后血糖浓度急剧升
高，2h后仍可高于正常。
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（一）低血糖是指血糖浓度低于3.33mmol/L
空腹血糖浓度低于3.33~3.89mmol/L时称为低血糖
(hypoglycemia) 。
血糖水平过低，会影响脑细胞的功能，从而出现
头晕、倦怠无力、心悸等症状，严重时出现昏迷，
称为低血糖休克。
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低血糖的病因有：
① 胰性（胰岛β-细胞功能亢进、胰岛α细胞功能低下等）
② 肝性（肝癌、糖原积累病等）
③ 内分泌异常（垂体功能低下、肾上腺皮
质功能低下等）
④ 肿瘤（胃癌等）
⑤ 饥饿或不能进食
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（二）高血糖是指空腹血糖高于7.22mmol/L
临床上将空腹血糖浓度高于7.22~7.78mmol/L称为
高血糖(hyperglycemia) 。
当血糖浓度高于8.89~10.00mmol/L时，超过了肾
小管的重吸收能力，则可出现糖尿。这一血糖水
平称为肾糖阈。
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高血糖及糖尿的病理和生理原因：
a. 持续性高血糖和糖尿，主要见于糖尿病(diabetes
mellitus, DM)。
b. 血糖正常而出现糖尿，见于慢性肾炎、肾病综合
征等引起肾对糖的吸收障碍。
c. 生理性高血糖和糖尿可因情绪激动而出现。
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（三）糖尿病是最常见的糖代谢紊乱疾病
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。
糖尿病的特征即为高血糖和糖尿。
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临床上将糖尿病分为二型:
Ⅰ型（胰岛素依赖型） 多发生于青少年，主要与遗
传有关，定位于人类组织相
容性复合体上的单个基因或
基因群，是自身免疫病。
Ⅱ型（非胰岛素依赖型） 和肥胖关系密切，可能是
由细胞膜上胰岛素受体丢
失所致。
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