【正文】 第 7章 糖代謝 第一節(jié) 糖的化學 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) 血糖水平的調節(jié) 第一節(jié) 糖的化學 一、糖的概念 、分布及主要 生物學作用 糖是自然界存在的一大類具有廣譜化學結構和生物學功能的有機化合物。 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。 ? 糖類的生物學作用 ?糖是生物體內的主要能源物質（主要功能） ?作為生物體的結構成分 ?糖具有多方面復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構（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構。 ?多糖沒有還原性和變旋現(xiàn)象，無甜味，大多不溶于水。 ?多糖的結構包括單糖的組成、糖苷鍵的類型、單糖的排列順序 3個基本結構因素。 ?重要的有淀粉、糖元、纖維素、幾丁質、粘多糖等?？煞譃橥嗵呛碗s多糖。 多糖的化學 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）按其在生物體內的生理功能分類： １、貯存多糖 ２、結構多糖 （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 ? 結合糖 (glycoconjugate)：糖復合物或復合糖 糖 — 肽鏈 糖 — 核酸 糖 — 脂質 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 。 淀粉的結構 淀粉在冷水中不溶解，加熱吸水成糊狀。 直鏈淀粉 +碘 藍色 支鏈淀粉 +碘 紫紅色 淀粉水解 淀粉糊精（遇碘藍色） 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) 結構與淀粉相似，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入血液運輸?shù)礁鹘M織利用。 Glycogen 又稱右旋糖苷，是酵母菌及某些細菌中的儲存多糖。 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成的長鏈多聚物。 ? 基本功能： 結締組織間質和細胞間特有的成分，是一類天然粘合劑。 ? 明質酸 (hyaluronate): 約由 25000個二糖單位構成 。 ? 硫酸皮膚素、硫酸 4軟骨素、硫酸角質素和硫酸 6軟骨素 ：主要存在于腱、軟骨和其他結締組織中。 ? 肝素 (heparin): 天然的抗凝血物質，它能同抗凝血酶 (Ⅲ) 強烈地結合，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 小腸粘膜細胞 腸腔 門靜脈 吸收機制 Na+依賴型葡萄糖轉運體 (Na+dependent glucose transporter, SGLT) 刷狀緣 細胞內膜 二、糖的吸收 小腸腸腔 腸粘膜上皮細胞 門靜脈 肝臟 體循環(huán) SGLT 各種組織細胞 GLUT GLUT：葡萄糖轉運體(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，是生物體內普遍存在的葡萄糖降解的途徑。反應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)。 由丙酮酸轉變成乳酸。 ? 全部反應在胞質中進行 (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 —— 準備階段 哺乳類動物體內已發(fā)現(xiàn)有 4種己糖激酶同工酶 ， 分別稱為 Ⅰ 至 Ⅳ 型 。 肝細胞中存在的是 Ⅳ 型 ， 稱為 葡糖激酶 (glucokinase)。 它的特點是： ① 對葡萄糖的親和力很低 ② 受激素調控 2. 6磷酸葡糖 轉變?yōu)?6磷酸果糖 磷酸葡萄糖異構酶 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