【正文】 第 7章 糖代謝 第一節(jié) 糖的化學(xué) 第二節(jié) 糖的消化與吸收 第三節(jié) 糖的分解代謝 第四節(jié) 糖原的合成與分解 第五節(jié) 糖異生 第六節(jié) 血糖水平的調(diào)節(jié) 第一節(jié) 糖的化學(xué) 一、糖的概念 、分布及主要 生物學(xué)作用 糖是自然界存在的一大類具有廣譜化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能的有機(jī)化合物。 由 碳、氫、氧 三種元素組成，分子通式一般為 Cn(H2O)n。 分布廣、含量多，多以復(fù)合糖形式存在。 糖的概念： 糖是一類多羥基醛或多羥基酮及其聚合物和衍生物的總稱的化合物。 ? 糖類的生物學(xué)作用 ?糖是生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)（主要功能） ?作為生物體的結(jié)構(gòu)成分 ?糖具有多方面復(fù)雜的生物活性與功能 如： 作為其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等合成的前體；作為細(xì)胞識別的信息分子等 二、糖的分類 ◆ 單糖 (Monosaccharides) ◆ 寡糖 (Oligosaccharides) ◆ 多糖 (Polysaccharides)： （一）單糖 ? 凡不能被水解成更小分子的糖稱為單糖。 ? 可根據(jù)其分子中所含碳原子多少分類。 丙糖（甘油醛和二羥丙酮）； 丁糖（赤蘚糖）； 戊糖（木酮糖、核酮糖、核糖、脫氧核糖等）； 己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）等 庚糖：（Ｄ－景天庚酮糖） （二）寡糖 由單糖縮合而成的短鏈結(jié)構(gòu)（十碳以下，一般 26個單糖分子） 二糖、三糖比較重要，二糖是寡糖中分布最廣的一類， 蔗糖、麥芽糖與乳糖 是其重要代表 （還原性，旋光性） 。三糖以 棉子糖 常見。 重要的二糖 蔗糖 D麥芽糖（ ? 型） 乳糖（ ?型 ） 纖維二糖 （ ? 型） （三）多糖 多糖是由多個單糖分子縮合而形成的長鏈結(jié)構(gòu)。 ?多糖沒有還原性和變旋現(xiàn)象，無甜味，大多不溶于水。 ?多糖的結(jié)構(gòu)包括單糖的組成、糖苷鍵的類型、單糖的排列順序 3個基本結(jié)構(gòu)因素。 ?重要的有淀粉、糖元、纖維素、幾丁質(zhì)、粘多糖等?？煞譃橥嗵呛碗s多糖。 多糖的化學(xué) 一、多糖的分類 （一）按其來源分類： １、植物多糖 ２、動物多糖 ３、微生物多糖 ４、海洋生物多糖 （二）按其在生物體內(nèi)的生理功能分類： １、貯存多糖 ２、結(jié)構(gòu)多糖 （三）多糖按其組成成分的分類： ? 同聚多糖（均一多糖 ）（ homopolysaccharide) ? 雜聚多糖（不均一多糖）(heteropolysaccharide) ? 黏多糖 （ mucopolysaccharide)：含氮的不均一多糖，又稱糖胺聚糖 ? 結(jié)合糖 (glycoconjugate)：糖復(fù)合物或復(fù)合糖 糖 — 肽鏈 糖 — 核酸 糖 — 脂質(zhì) 肽聚糖 (peptidoglycans) 脂多糖 (lipopolysauhards) 糖基?；视? (glycosylacylglycerols) 糖鞘脂 (pglycosphingolipids) 糖蛋白 (glycproteins) 蛋白聚糖 (proteoglycans) 糖復(fù)合物 (Complex Carbohydrates) 二、自然界存在的幾種重要多糖 （一）淀粉 1．直鏈淀粉（ α amylose）： 由 α Dglucose借 α 1,4糖苷鍵 形成的一種線性聚合物，只有一個還原性末端。 （ amylopectin）： ? 高度分支，除含有 α 1,4糖苷鍵外，分支處含有 α 1,6糖苷鍵 。 淀粉的結(jié)構(gòu) 淀粉在冷水中不溶解，加熱吸水成糊狀。 直鏈淀粉 +碘 藍(lán)色 支鏈淀粉 +碘 紫紅色 淀粉水解 淀粉糊精（遇碘藍(lán)色） 紅糊精（遇碘紅色） 無色糊精（遇碘不顯色） 麥芽糖 葡萄糖 （二）糖原 (glycogen) 結(jié)構(gòu)與淀粉相似，是一種動物淀粉。 糖原遇碘呈紅色，徹底水解后產(chǎn)生 D葡萄糖。 糖原的生理功能：肌肉中的糖原為肌肉收縮所需要的能源。肝糖原可分解為葡萄糖進(jìn)入血液運(yùn)輸?shù)礁鹘M織利用。 Glycogen 又稱右旋糖苷，是酵母菌及某些細(xì)菌中的儲存多糖。 幾乎均為 α 1,6糖苷鍵 連接。 作為 代血漿 已用于臨床。 （三）葡聚糖 (dextran) （四）糖胺聚糖（粘多糖） 糖胺聚糖是一類含己糖胺和糖醛酸的雜多糖，是由多個二糖單位構(gòu)成的長鏈多聚物。 ? 基本功能： 結(jié)締組織間質(zhì)和細(xì)胞間特有的成分，是一類天然粘合劑。 ? 明質(zhì)酸 (hyaluronate): 約由 25000個二糖單位構(gòu)成 。 ? 硫酸皮膚素、硫酸 4軟骨素、硫酸角質(zhì)素和硫酸 6軟骨素 ：主要存在于腱、軟骨和其他結(jié)締組織中。 ? 肝素 (heparin): 天然的抗凝血物質(zhì)，它能同抗凝血酶 (Ⅲ) 強(qiáng)烈地結(jié)合，阻止血液凝固。 第二節(jié) 糖的消化吸收 食物中糖一般以淀粉為主 單糖可被吸收 一、糖的消化 淀粉 麥芽糖 +麥芽三糖 （ 40%） （ 25%） α臨界糊精 +異麥芽糖 （ 30%） （ 5%） 葡萄糖 唾液中的 α淀粉酶 α葡萄糖苷酶 α臨界糊精酶 消化過程 腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣 口腔 腸腔 胰液中的 α淀粉酶 ADP+Pi ATP G Na+ K+ Na+泵 小腸粘膜細(xì)胞 腸腔 門靜脈 吸收機(jī)制 Na+依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體 (Na+dependent glucose transporter, SGLT) 刷狀緣 細(xì)胞內(nèi)膜 二、糖的吸收 小腸腸腔 腸粘膜上皮細(xì)胞 門靜脈 肝臟 體循環(huán) SGLT 各種組織細(xì)胞 GLUT GLUT：葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose transporter) 血 中 葡 萄 糖 缺氧 糖酵解 （ 乳酸 ） 供氧充足 有氧氧化（ CO H2O、 ATP） 磷酸戊糖途徑 （ 5磷酸核糖、 NADPH） 糖原 合成 分解 糖異生 食物 主 三、糖代謝的概況 生物體內(nèi)葡萄糖（糖原）的分解主要有三條途徑： 1. 無 O2情況下，葡萄糖（ G） → 丙酮酸（ Pyr） → 乳酸（ Lac) 2. 有 O2情況下， G → CO 2 + H2O（經(jīng)三羧酸循環(huán)） 3. 有 O2情況下， G → CO 2 + NADPH（經(jīng)磷酸戊糖途徑） 第三節(jié) 糖的分解代謝 糖酵解（ glycolysis）： 糖酵解是體內(nèi)組織在缺氧情況下，葡萄糖或糖原降解為乳酸并伴隨著 ATP生成的一系列反應(yīng)，是生物體內(nèi)普遍存在的葡萄糖降解的途徑。反應(yīng)過程類似酵母生醇發(fā)酵，故也稱之為無氧酵解。該途徑也稱作 EmbdenMeyerhofParnas途徑，簡稱 EMP途徑。 一、糖的無氧分解 ? 1940年被闡明。 (研究歷史 ) Embden,Meyerhof,Parnas等人貢獻(xiàn)最多，故糖酵解過程一也叫 EmbdemMeyerhofParnas途徑，簡稱 EMP途徑。 ?第一階段 ? 第二階段 * 糖酵解分為兩個階段 由葡萄糖分解成丙酮酸 (pyruvate)，稱之為 酵解途徑 (glycolytic pathway)。 由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。 ? 全部反應(yīng)在胞質(zhì)中進(jìn)行 (一)糖酵解途徑 酵解途徑 1. 葡萄糖 磷酸化成為 6磷酸葡糖 ATP ADP Mg2+ 己糖激酶 (hexokinase) Glu G6P F6P F1,62P ATP ADP ATP ADP 1,3二磷酸甘油酸 3磷酸甘油酸 2磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羥丙酮 3磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 葡萄糖 O CH 2HO H HOOHH OH H OH H H葡萄糖 6磷酸 (glucose6phosphate, G6P) P O CH 2OH HOOHH OH H OH H H（一）酵解第一階段 —— 準(zhǔn)備階段 哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有 4種己糖激酶同工酶 ， 分別稱為 Ⅰ 至 Ⅳ 型 。 肝細(xì)胞中存在的是 Ⅳ 型 ， 稱為 葡糖激酶 (glucokinase)。 它的特點(diǎn)是： ① 對葡萄糖的親和力很低 ② 受激素調(diào)控 2. 6磷酸葡糖 轉(zhuǎn)變?yōu)?6磷酸果糖 磷酸葡萄糖異構(gòu)酶 Glu G6P F6P F1,62P ATP ADP ATP ADP 1,3二磷酸甘油酸 3磷酸甘油酸 2磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二 羥丙酮 3磷酸 甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 葡萄糖 6磷酸 P O CH 2OH HOOHH OH H OH H