糖代谢论文

1、合肥学院2012届生物化学综述题目糖代谢综述姓名：专业：生物工程班级：12级生物工程（1）班学号：指导教师：肖壁2013 年10月 22日糖代谢综述摘要在人体内糖的主要形式是葡萄糖及糖原。葡萄糖是糖在血液中的运输形式， 在机体糖代谢中占据主要地位；糖原是葡萄糖的多聚体，包括肝糖原、肌糖原和 肾糖原等，是糖在体内的储存形式。葡萄糖与糖原都能在体内氧化提供能量。食 物中的糖是机体中糖的主要来源，被人体摄入经消化成单糖吸收后，经血液运输 到各组织细胞进行合成代谢很分解代谢。机体内糖的代谢途径主要有葡萄糖的无 氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成与糖原分解、糖异生以及其他己糖 代谢等。关键词：葡萄糖的无氧酵解；有氧氧化；磷酸戊糖途径；糖原合成与糖原分解； 糖异生；糖代谢异常相关疾病。一、糖的消化和吸收食物中的糖主要是淀粉，另外包括一些双糖及单糖。多糖及双糖都必须经过 酶的催化水解成单糖才能被吸收。食物中的淀粉经唾液中的a淀粉酶作用，催化 淀粉中a-1, 4-糖苷键的水解，产物是葡萄糖、麦芽糖、麦芽寡糖及糊精。由于 食物在口腔中停留时间短，淀粉的主要消化部位在小肠。葡萄糖被小肠上皮细胞 摄取

2、是一个依赖Na+的耗能的主动摄取过程。利用ATP提供的能量，从基底面 被泵出小肠上皮细胞外，进入血液，从而降低小肠上皮细胞内Na+浓度，维持刷 状缘两侧Na+的浓度梯度,使葡萄糖能不断地被转运。二、糖的无氧酵解当机体处于相对缺氧情况(如剧烈运动)时，葡萄糖或糖原分解生成乳酸，并 产生能量的过程称之为糖的无氧酵解。这个代谢过程常见于运动时的骨骼肌，因 与酵母的生醇发酵非常相似，故又称为糖酵解。根据反应特点，可将整个过程分 为四个阶段：第一阶段的主要特点是葡萄糖的磷酸化。第二阶段，磷酸乙糖裂解 为磷酸丙糖。第三阶段，磷酸丙糖氧化为丙酮酸。第四阶段，丙酮酸还原为乳酸。 葡萄糖的无氧酵解也进行着能量的转换，1分子葡萄糖在缺氧的条件下转变为2 分子乳酸，同时伴随着能量的产生，产生2分子ATP；糖原开始1分子葡萄糖单 位糖酵解成乳酸，产生3分子ATP。糖无氧酵解的意义极大，在无氧或缺氧的条件下，作为糖分解供能的主要途径。(1) 骨骼肌在剧烈运动是相对缺氧，此时可利用糖的无氧酵解补充能量。(2) 登山或旅行中，从平原登上高原的初期。氧气变得比较稀薄，此时也需要 糖的无氧酵解来提供能量。(3) 严重贫

3、血，大量失血，呼吸障碍，肺及心血管疾病的病人的缺氧，也需要 糖的无氧酵解来提供能量。三、糖的有氧氧化糖的有氧氧化是指葡萄糖生成丙酮酸后，在有氧条件下，进一步氧化生成 乙酰辅酶A，经三羧酸循环彻底氧化成水、二氧化碳及能量的过程。这是糖氧化 的主要方式，是机体获得能量的主要途径。反应过程:第一阶段是葡萄糖氧化生成丙酮酸。这一阶段和糖酵解过程相似， 在细胞质中进行。在缺氧的条件下丙酮酸生成乳酸。在有氧的条件下丙酮酸进入 线粒体生成乙酰辅酶A，再进入三羧酸循环。第二阶段是丙酮酸氧化脱羧生成乙 酰辅酶A。第三阶段是丙酮酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶A彻底进行氧化，即进 行三羧酸循环。进入三羧酸循环葡萄糖彻底氧化分解成水、CO2和产生能量。 而脱羧反应生成的二氧化碳则通过血液运输到呼吸系统而被排出，是体内二氧化 碳的主要来源。糖的有氧化的生理意义：糖有氧氧化的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。糖的酵解与糖的有氧氧化的联系：在无氧的条件下，糖无氧酵解产生的ATP 的速度和数量远远大于有氧氧化，为产生ATP的主要方式。但在有氧的条件下， 酵母菌的酵解作用受到抑制。这种现象

4、同样出现在肌肉中：当肌肉组织供氧充分 的情况下，有氧氧化抑制糖无氧酵解，产生大量量能量供肌肉组织活动所需。缺 氧时，则以糖无氧酵解为主。四、磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是葡萄糖氧化分解的另一条重要途径，它的功能不是产生 ATP,而是产生细胞所需的具有重要生理作用的特殊物质，如NADPH和5-磷酸 核糖。反应可分为两个阶段：第一阶段是氧化反应，产生NADPH及5-磷酸核糖； 第二阶段是非氧化反应，是一系列基团的转移过程。磷酸戊糖途径的生理意义：磷酸戊糖途径不是供能的主要途径，它的主要生 理作用是提供生物合成所需的一些原料。1.提供NADPH+H+ o NADPH+H+作为供氢体，参与生物合成反应。参与体内羟 化反应，例如一些药物、毒物在肝脏中的生物转化作用等。2.2.5-磷酸核糖为核苷酸、核酸的合成提供原料。3.三碳糖、四碳糖、五碳糖、七碳糖及六碳糖通过磷酸戊糖途径互相转换。最终 可以转换成核糖。五、糖原的合成以及糖原的分解糖原是体内糖的储存形式，主要以肝糖原、肌糖原形式存在。肝糖原的合成 与分解主要是为了维持血糖浓度的相对恒定；肌糖原是肌肉糖酵解的主要来源。1.糖原的合成：第一阶段是糖链的

5、延长；第二阶段是糖链的分支。2.2.糖原的分解：在限速酶糖原磷酸化酶的催化下，糖原从分支的非还原端开始， 逐个分解以a-1, 4-糖苷键连接的葡萄糖残基，形成G-1-P。G-1-P转变为G-6-P 后，肝及肾中含有葡萄糖-6-磷酸酶，水解变成游离葡萄糖，释放到血液中，维 持血糖浓度的相对恒定。糖原的合成以及糖原的分解的调节：在肌肉中糖原的合成与分解主要是为肌 肉提供ATP；在肝脏，糖原合成、糖原分解主要是为了维持血糖浓度的相对恒定。 它们的作用受到肾上腺素、胰高血糖素、胰岛素等激素的影响：肾上腺素主要作 用于肌肉；胰高血糖素、胰岛素主要调节肝脏中糖原合成和分解的平衡。糖原的合成以及糖原的分解的生理意义：当肌肉剧烈运动时，肌糖原分解增 加当人处于饥饿状态时，迅速被动用以供急需。但糖原的数量十分有限，只能暂 时起到补充的作用，所以人在饥饿时需及时进食。六、糖异生反应过程糖异生作用是指非糖物质如生糖氨基酸、乳酸、丙酮酸及甘油等转变为葡萄 糖或糖原的过程。糖异生的最主要器官是肝脏。糖异生反应过程的原料为乳酸、 氨基酸和甘油，其中主要原料为氨基酸，但是，当人处于饥饿状态时原料为氨基 酸和甘油。糖

6、异生反应过程基本上是糖酵解反应的逆过程。糖异生反应过程的生理意义：1.糖异生最重要的生理意义是在空腹或饥饿情 况下维持血糖浓度的相对恒定。2.是肝补充和恢复糖原储备的重要途径3.长期饥 饿时肾糖异生增强，有利于维持酸碱平衡。4.乳酸再利用。乳酸大部分是由肌肉 和红细胞中糖酵解生成的，经血液运输到肝脏或肾脏，经糖异生再形成葡萄糖， 后者可经血液运输回到各组织中继续氧化提供能量。糖异生的调节：糖异生途径中四个关键酶催化的反应是糖异生的主要调节点。糖异生与糖酵 解是两条相同但方向相反的代谢途径，因此它们必须是互为调节的，两条代谢途 径中关键酶的激活或抑制要互相配合：当糖供应充分时，糖酵解有关的酶活性增 高，糖异生有关的酶活性减低；当糖供应不足时，糖酵解有关的酶活性减低，糖 异生有关的酶活性增高。体内通过改变酶的合成速度、共价修饰调节和别构调节 来调控这两条途径中关键酶的活性，以达到最佳生理效应。七、糖代谢的启示血糖血液中的葡萄糖，称为血糖。体内血糖浓度是反映机体内糖代谢状况的一项 重要指标。正常情况下，血糖浓度是相对恒定的。正常人空腹血浆葡萄糖糖浓度 为3.96.1mmol / L。空腹血浆

7、葡萄糖浓度高于7.0mmol / L称为高血糖，低于 3. 9mmol / L称为低血糖。要维持血糖浓度的相对恒定，必须保持血糖的来源 和去路的动态平衡。血糖的主要来源及去路。血糖的来源：食物中的糖是血糖的主要来源；肝糖 原分解是空腹时血糖的直接来源；非糖物质如甘油、乳酸及生糖氨基酸通过糖 异生作用生成葡萄糖，在长期饥饿时作为血糖的来源。血糖的去路：在各组织中氧化分解提供能量，这是血糖的主要去路；在 肝脏、肌肉等组织进行糖原合成；转变为其他糖及其衍生物，如核糖、氨基糖 和糖醛酸等；转变为非糖物质，如脂肪、非必需氨基酸等；血糖浓度过高时， 由尿液排出。血糖浓度大于8. 889.99mmol/L，超过肾小管重吸收能力，出 现糖尿。将出现糖尿时的血糖浓度称为肾糖阈。糖尿在病理情况下出现，常见于 糖尿病患者。民间所流传的俗语“饱洗澡”，就是有关于糖代谢的。当人体处于饥饿状态 时，体内的血糖就会降低，此时进入温度较高的澡堂，身体内的血液循环就会加 快，便需要更多的血糖补给，而体内又因饥饿而血糖较低，大脑对血糖又极其敏 感，此时容易导致洗澡中的摔跤或晕倒现象。所以，在我们洗澡之前，一定要给 身体补

8、充相应的能量。糖代谢异常的相关病症一）、糖尿病中国的糖尿病患病率不断增加，糖尿病及其并发症给个人、家庭、社会带来 巨大的经济负担，已成为重大公共卫生问题。糖尿病的病因十分复杂。总的来说， 糖尿病是一种血液中的葡萄糖容易堆积过多的疾病。国外给它的别名叫“沉默的 杀手”，特别是成人型糖尿病，四十岁以上的中年人染患率特别高，在日本，四 十岁以上的人口中占10%，即十人当中就有一位糖尿病患者。一旦患上糖尿病， 将减少寿命十年之多，且可能发生的并发症遍及全身。糖尿病本身亦给人带来非 常的痛苦。它让人常常觉得口干想喝水，因多尿而半夜多次醒来。尽管已吃了不 少食物仍觉饥饿感，体重减轻、嗜睡等等。不良现象：白领、年轻人喜欢的用零食加餐习惯，其实是患糖尿病或糖 代谢异常的一个很大隐患。预防方法：随着医疗水平的提升，糖尿病知识的普及，目前糖尿病基本上是 可防、可控的。不暴饮暴食，生活有规律，吃饭要细嚼慢咽，多吃蔬菜，尽可能 不在短时间内吃含葡萄糖、蔗糖量大的食品，这样可以防止血糖在短时间内快速 上升，对保护胰腺功能有帮助。蛋白质占食物总热量的10%15%.多吃蔬菜.增 加体力活动,参加体育锻炼，少熬夜甚至

9、不熬夜.避免或少用对糖代谢不利的药 物.对中老年人定期进行健康查体，除常规空腹血糖外，应重视餐后2小时血糖测 定.总的一句话就是：管住嘴，迈开腿。二）、糖代谢异常与心血管疾病的关系研究显示,高血压合并高血糖患者较单纯高血压患者更易引发心脑血管事件 的发生。APCSC调查发现，血脂紊乱、糖尿病、高血压及吸烟是未来几十年内发 生心血管疾病的危险因素。现代循证医学证实，对危险因素的干预可以降低心血 管事件。糖尿病与心血管病变具有同样的病理基础。因此，对高血脂、高血糖和高血压的早期干预应成为预防心血管疾病的重要举措。三) 、糖代谢异常可引发脑白质疏松北京天坛医院神经内科主任医师王春雪等近日完成的一项临床研究发现，糖 代谢异常与脑白质疏松的发生关系密切，糖代谢异常情况越重，脑白质疏松程度 越严重。脑白质疏松是老年人的常见病，许多学者认为，脑白质疏松是人正常的 衰老过程，因为在许多正常老年人做体检时也可发现，因此常不被重视。但实际 上它是由多种不同病因引起的一组临床综合征。相当数量的脑白质疏松症患者表 现有认知和行为障碍，如表情淡漠，记忆力、判断力和反应能力均下降，语言功 能和视觉也可发生不同程度的障碍。结论：通过对糖代谢的再认识，我更进一步的缩小了自己的未知面。希望自己在以 后的学习道路上能更好的掌握与应用关于糖代谢的知识，并应用于生活。目 前，糖已经在诸多领域中被广泛应用，随着人们对糖认识的增多，具有很多用处的 糖在各个领域中也能发挥更多的作用。参考文献：1 蒋挺大.M.北京:中国环境科学出版社,1996, 222-2262 杨莉,陈锦屏.糖在食品工业中的应用J .食品研究与开发,2 001,2 (05)3 梁灵等.糖在称猴桃果汁澄清中的应用研究J.食品科技,19 98 , (0 l ) : 33 一 354 徐金祥，刘秀凤等.果汁，菜汁澄清方法的比较研究J .食品科学,1997 ( 18) : 31-33

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