秋糖代谢殷.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,红虾,暑假在家的一些“实验”,糯米甜酒,葡萄酒,发面蒸包子,青梅酒,物质代谢及其调节,维持生物生长、繁殖、运动等生命活动中，一切化学变化的总称,。,是,物质代谢,与,能量代谢,的统一。,新 陈 代 谢,开始,（序曲）,消化吸收,（生理）,物质代谢的过程,中间,（高潮）,中间代谢,（生化）,终末,（尾声）,废物排泄,（生理）,多糖,蛋白质,脂类,葡萄糖,甘油、脂肪酸,氨基酸,CO,2,NAD,H+H,+,FAD,H,2,H,2,O,氧化磷酸化,ADP+Pi,ATP,三羧酸循环,第一阶段,第二阶段,第三阶段,乙酰,CoA,代谢途径的区域化,糖代谢,生物氧化,脂类代谢,氨基酸代谢,核苷酸代谢,物质代谢的联系与调节,动态生物化学,第七章,糖代谢,第一节 概 述,多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物,。,一、糖的结构与分类,葡萄糖,(glucose),已醛糖,果糖,(fructose),已酮糖,1.,单糖 不能再水解的糖。,2.,寡糖,麦芽糖,(maltose),葡萄糖,葡萄糖,蔗 糖,(sucrose),葡萄糖,果糖,乳 糖,(lactose),葡萄糖,半乳糖,水解生成几分子单糖,.,单糖间借,糖苷键,相连。,3.,多糖,淀 粉,糖 原,纤维素,能水解生成多个单糖,4.,糖复合物,糖脂,(glycolipid),：,糖与脂类的结合物。,糖蛋白,(glycoprotein),蛋白聚糖,（,proteoglycan,）,糖与蛋白质的结合物,糖与非糖物质的结合物。,供能：,70%,（最主要功能）,组织成分：,糖脂、核糖、蛋白聚糖,转变为其它物质：,氨基酸、核苷酸、脂肪酸,细胞识别的信号分子：抗原,-,抗体、激素,-,受体、病毒,-,受体,糖的生理功能,寡糖,糖蛋白,糖,脂,外周蛋白,内在蛋白,外周蛋白,疏水端,亲水端,结合糖,糖脂糖蛋白蛋白聚糖,结合糖,流感病毒与细胞的结合,H1N1,血型物质,第二节 糖的消化吸收,消化,吸收,4.,吸收途径,门静脉,肝脏,体循环,小肠肠腔,肠粘膜上皮细胞,SGLT,各种组织细胞,GLUT,GLUT,：葡萄糖转运体,(glucose transporter),，已发现有,5,种葡萄糖转运体,(GLUT 1,5),。,乳糖酶,乳糖,大肠细菌,水分吸收入肠,有机酸,半乳糖,+,葡萄糖,腹泻腹胀,乳糖消化吸收,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。,糖代谢的概况,糖代谢的概况,葡萄糖,酵解途径,丙酮酸,有氧,无氧,H,2,O,及,CO,2,乳酸,糖异生途径,乳酸、氨基酸、甘油,糖原,肝糖原分解,糖原合成,磷酸戊糖途径,核糖,+,NADPH+H,+,淀粉,消化与吸收,ATP,第三节 糖的无氧酵解,细胞,胞浆,葡萄糖,丙酮酸乳酸,（糖酵解,),无氧或缺氧下，葡萄糖生成乳酸的过程。,P,3,P,P,O,O,H,O,H,C,H,2,C,H,2,O,O,1,2,5,4,6,P,磷酸二羟丙酮,1,2,3,+,P,异构,6-,磷酸果糖,(F-6-P),P,5,6,4,3-,磷酸甘油醛,P,P,1,，,3-,二磷酸甘油酸,P,C,O,H,C,O,H,H,2,C,O,O,H,3-,磷酸甘油酸,P,2-,磷酸甘油酸,P,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,6-,磷酸葡萄糖,(G-6-P),P,G,葡萄糖,G,活化,裂解,脱氢,异构,P,P,1,，,6-,二,磷酸果糖,(F-1,6-BP),活化,产能,脱水,异构,产能,H,H,OH,乳酸的生成,乳酸脱氢酶,丙酮酸,乳酸,乳酸,糖酵解中的一二三,一次脱氢,二次底物,水平磷酸化,已糖激酶,6-,磷酸果糖,激酶,-1,丙酮酸激酶,三个关键酶,酶的变构作用,糖酵解的调节,变构,变构、磷酸化,（一）,6-,磷酸果糖激酶,-1,变构调节：,激活剂,AMP,、,ADP,1,，,6-,二磷酸果糖（正反馈）,2,，,6-,二磷酸果糖,抑制剂,柠檬酸、,ATP,（高浓度）,此酶有二个结合,ATP,的部位：,活性中心底物结合部位（低浓度）,活性中心外别构调节部位（高浓度）,F-6-P,F-1,6-2P,ATP,ADP,PFK-1,PKA,Pi,胰高血糖素,ATP,cAMP,活化,F-2,6-2P,+,+,+,/,+,AMP,+,柠檬酸,AMP,+,柠檬酸,PFK-2,（有活性）,PFK-2,（无活性）,P,6-,磷酸果糖,激酶,-1,的调节,2,(),+,2,(),-,1,(,),-,1,(,),=,2ATP,G,为起始物,糖原为起始物,2,(),+,2,(),-,1,(,),=,3ATP,产能计算：,提问,：,糖酵解,途径,产生多少能量？,答案：,（,G,为起始物）,2ATP,（,NADH,H,）,2,2ATP,2.5/1.5,ATP 2=5/7 ATP,乙醇发酵,丙酮酸脱羧酶,+TPP,乙醇脱氢酶,乙醇,酵母菌利用糖发酵产生乙醇的过程,丙酮酸,乙醛,生理意义,迅速提供能量,（最主要的生理意义）,；,某些细胞、组织在有氧下仍酵解,无线粒体的细胞，如：红细胞,白细胞、骨髓细胞、视网膜、睾丸、肿瘤细胞,产物乳酸，可运输至其它组织，生成丙酮酸或生成糖。,第四节 糖的有氧氧化,1,定义：,葡萄糖,G-6-P,丙酮酸,丙酮酸,乙酰,CoA,CO,2,H,2,O,胞液,线粒体,H,+e,O,2,O,2,O,2,TAC,糖的有氧氧化概况,葡萄糖,3-,磷酸甘油醛,丙酮酸,乳酸,乙酰辅酶,A,酵解,有氧氧化,三羧酸循环,细胞液,线 粒 体,丙酮酸的氧化脱羧,H S-CoA,3,C,O,O,H,C,O,C,H,C,O,2,H,C,3,NADH+H,+,D,N,A,+,C,O,S CoA,丙酮酸 辅酶,A,乙酰辅酶,A,丙酮酸脱氢酶复合体,三种酶：,丙酮酸脱氢酶,二氢硫辛酰胺,转乙酰酶,二氢硫辛酰胺,脱氢酶,五种辅助因子：,TPP,、硫辛酸、,FAD,、,NAD,+,、,HSCoA,B1,B2,Vpp,泛酸,HSCoA,NAD,+,三羧酸循环,乙酰,CoA,进入由一系列酶促反应构成的,循环反应系统,。,Krebs,于,1937,年首先提出，又称,Krebs,循环。,柠檬酸,线粒体膜,CO,2,CO,2,循环,？,丙酮酸,丙酮酸,库,CO,2,重新加入到草酰乙酸库,草酰乙酸,库,草酰乙酸的循环！每循环一次消耗,1,个乙酰,CoA,乙酰,CoA,O=,C,-,C,OOH,H,C,-,C,OOH,H,3,C CSCoA,O,H,2,O,H,SCoA,缩合,2,C,HO,C,O,O,H,C,H,C,O,O,H,H,C,H,C,O,O,H,H,2,O,脱水,2,C,C,O,O,H,C,H,C,O,O,H,C,H,C,O,O,H,H,2,O,加水,C,H,2,C,O,O,H,C,H,C,O,O,H,C,H,C,O,O,H,O,H,NAD,+,NADH+,H,+,C,O,2,氧化,脱羧,C,H,2,C,O,O,H,C,H,H,C,C,O,O,H,O,C,H,2,C,O,O,H,C,H,H,C,S,C,o,A,O,NAD,+,NADH+H,+,C,O,2,HSCoA,氧化脱羧,FAD,FADH,2,脱氢,C,C,O,O,H,C,C,O,O,H,H,H,C,C,O,O,H,C,H,C,O,O,H,H,H,HO,H,2,O,加水,C,H,C,O,O,H,C,H,C,O,H,O,H,H,GDP,GTP,HSCoA,Pi,NADH+H,+,再脱氢,NAD,+,柠檬酸,草酰乙酸,顺乌头酸,异柠檬酸,-,酮戊二酸,琥珀酸,延胡索酸,苹果酸,琥珀酰,CoA,乙酰,CoA,NAD,+,NADH+,H,+,N,A,D,H,+,H,N,A,D,N,A,D,H,+,H,+,+,G,D,P,+,P,i,GTP,F,A,D,H,2,F,A,D,+,N,A,D,+,CO,2,H,2,O,CO,2,乙酰,CoA,(1),(6),(7),(8),(9),(4),(5),(2),柠檬酸,异柠檬酸,顺乌头酸,-,酮戊二酸,琥珀酰,CoA,琥珀酸,延胡索酸,苹果酸,草酰乙酸,H O,2,三羧酸循环,H,2,O,HSCoA,HSCoA,H,SCoA,一,次底物水平磷酸化,H,2,O,H,2,O,二,次脱羧反应,四,次脱氢反应,1,2,3,4,总反应方程式,乙酰,CoA,+,3NAD,+,+FAD+GDP+Pi+2H,2,O,2CO,2,+,3NADH+3H,+,+,FADH,2,+,GTP,+HsCoA,3NADH,+,3H,+,7.5ATP,FADH,2,1.5ATP,ADP ATP,GTP,GDP,1ATP,10ATP,氧化磷酸化,O,2,是糖、脂、蛋白质代谢的共同途径,是机体获得能量的主要途径,生理意义,是糖、脂、蛋白质代谢联系枢纽,产 能,合 计,第三阶段,第二阶段,第一阶段,30,或,32,ATP,产生,辅酶,反 应,-1,葡萄糖,6-,磷酸葡萄糖,2.52,NAD,+,苹果酸 草酰乙酸,1.52,FAD,琥珀酸 延胡索酸,12,琥珀酰辅酶,A,琥珀酸,2.52,NAD,+,a,-,酮戊二酸 琥珀酰辅酶,A,2.52,NAD,+,异柠檬酸,a-,酮戊二酸,2.52,NAD,+,丙酮酸 乙酰辅酶,A,12,磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸,12,1,3-,二磷酸甘油酸,3-,磷酸甘油酸,2.5,（,1.5,）,2,NAD,+,3-,磷酸甘油醛,1,3-,二磷酸甘油酸,-1,6-,磷酸果糖,1,6-,二磷酸果糖,有氧氧化的调节,1.,丙酮酸脱氢酶复合体,2.,三羧酸循环,:,6C-5C,；,5C-4C,时的酶。,Ca,2+,激活,巴斯德效应,定义：,有氧氧化抑制无氧氧化，叫,巴斯德效应（,Pastuer effect,）,。,机理：,有氧时,NADH+H,+,可进入线粒体内氧化，丙酮酸就不生成乳酸或乙醇；所以有氧抑制了糖酵解。,缺氧时,NADH+H,+,不能被氧化，丙酮酸就作为受氢体而生成乳酸。,无氧酵解,有氧氧化,是否需氧 否 是,进行部位 细胞液 细胞液，线粒体,最终产物 乳酸,CO,2,+H,2,O,产生能量 少 多,产,ATP,方式 底物磷酸化 底物磷酸化,氧化磷酸化,临床讨论：,患者主诉：,开始时：,下肢软弱无力、麻木，常有,沉重感,（如同“带了脚镣”）。厌食、体重下降、消化不良和便秘。还头痛、失眠、不安、易怒、健忘等。,后来：,从脚开始，出现灼痛或异样感觉，逐渐向小腿发展，原来感觉过敏处渐趋迟钝，甚则痛觉，温觉及振动感觉依次消失。肌肉酸痛，以腓肠肌为著，上下楼梯困难。继而足、趾下垂，肌肉挛缩，卧床不起。,临床生化检验：,测定尿中,硫胺素,排泄量：,红细胞,转酮醇酶,试验：转酮酶活性,临床诊断：维生素,B1,缺乏引起的,脚气病,B1,TPP,脚气病的发病机理,TPP,是三种重要酶的辅基：,丙酮酸脱氢酶,-,酮戊二酸,脱氢酶,转酮醇酶,(,磷酸戊糖途径,),糖代谢障碍（氧化脱羧）,丙酮酸、乳酸,神经组织、心肌能量,神经营养障碍，多发性神经炎,（周围神经系统）,或,心脏扩大，周围血管扩张，静息时心动过速，气促，,胸痛，水肿,（心血管系统）,生活好了，脚气病仍有，何因？,吃精米白面。,饭吃得太少。,快餐食品多。,第五节 磷酸戊糖通路,6-,磷酸葡萄糖,6-,磷酸葡萄糖酸,5-,磷酸核糖,NADP+,NADPH,NADP+,NADPH,CO,2,限速酶,生理意义,1,生成,5-,磷酸核糖，是核酸合成的原料,2,生成的还原型,NADPH,，为多种反应的供氢体,NADPH,脂肪、胆固醇等合成,体内的羟化反应,维持还原型谷胱甘肽的含量,保护巯基酶、巯基蛋白,保护细胞膜,蚕豆病,葡萄糖,6-,磷酸葡萄糖,3-,磷酸甘油醛,丙酮酸,乳酸,酵解,乙酰辅酶,A,CO,2,+H2O,有氧氧化,6-,磷酸,葡萄糖酸,5-,磷酸核糖,NADP,NADPH,磷酸戊糖通路,病例讨论,临床表现：,（,1,）早期症状：有全身不适，畏寒，低热，头晕，无力，食欲减低，恶心呕吐，腹泻，发热，一般持续,2,3,天。,（,2,）严重者可迅速出现,高度贫血、,巩膜轻度或中度黄染,，,尿色如浓茶水或酱油色,。,更重出现全身衰竭、血压下降，烦躁不安，少尿或无尿等急性循环衰竭和急性肾功能衰竭的表现。,（,3,）肝肿大，少数可见脾肿大，面色苍白或苍黄，呼吸急促，重者见抽搐、昏迷，并出现病理反射。,病史：,半个月内有,食新鲜蚕豆,史，患病前,1,2,天内有吃新鲜蚕豆或接触蚕豆花粉史。,蚕豆病,发病机制,：,体内,缺乏,6-P-,葡萄糖脱氢酶,，而蚕豆中含有蚕豆嘧啶、蚕豆嘧啶核苷、多巴、多巴核苷等具有,氧化作用物质,，可使,G-6-PD,缺陷患者中的红细胞,GSH,降低引发溶血,。,流行病学：,为,X,染色体不完全显性遗传，故男：女,7,：,1,；每后五月为高发季节；两湖两广云贵川较多发病,治疗：,输血、输红细胞。,蚕豆病,常因,食用蚕豆,、,服用或接触某些药物,、,感染等诱发,血红蛋白尿、黄疸、贫血等急性溶血反应。,因,G6PD,缺乏诱发的严重的急性溶血性贫血因红细胞破坏过多，如不及时处理，可引起肝、肾、或心功能衰竭，甚至死亡。,1,禁食蚕豆及其生加工品，避免在其开花、结果或收获季节去蚕豆地。,2,禁止使用含萘的臭丸。,3,禁用药物,：乙酰苯胺、美蓝、硝咪唑、呋喃旦叮、呋喃唑酮、呋喃西林、苯肼、伯氨喹啉、扑疟母星、戊胺喹、磺胺、乙酰磺胺、磺胺吡啶、噻唑酮、甲苯胺蓝、,SMZ,、,TNT,等,4,慎用药物,：,扑热息痛、非拉西丁、阿斯匹林、氨基比林、安替比林、安坦、维生素,C,、维生素,K,、氯霉素、链霉素、异烟肼、磺胺嘧啶、磺胺胍、磺胺异恶唑、氯喹、秋水仙碱、苯海拉明、左旋多巴、苯妥英钠、普鲁卡因酰胺、乙胺嘧啶、奎尼丁、奎宁、,SM,、,TMP,、优降糖等,5,感染性诱因,：病毒性肝炎、流感、肺炎、伤寒、腮腺炎等,6,凡感染后或接触,/,服用以上食物或药物数小时或数天内，出现发热、腹痛、呕吐、面黄或苍白、尿呈黄褐色或暗红色等症状，属急性溶血反应！,第六节 糖原的合成与分解,合成,分解,调节,糖原累积病,糖的储存形式，是能迅速动用的能量储备。,糖 原,(glycogen),肌肉：,180 300g,，,主要供肌肉收缩所需,肝脏：,70 100g,，,维持血糖水平,糖的储存形式，是能迅速动用的能量储备。,糖 原,(glycogen),-,1,，,4,糖苷键,-,1,，,6,糖苷键,一、糖原的合成,（二）合成部位,（一）定义,肝脏、肌肉的细胞液,葡萄糖,ATP ADP,G-6-P,G-1-P,UDPG,焦磷酸化酶,UTP,PPi,UDPG,糖原引物,Gn,UDP,ATP,ADP,糖原,G,n,1,分枝酶,糖原,糖原合酶,糖原的合成,葡萄糖激酶,二、糖原的分解代谢,*,亚细胞定位,：,胞 浆,糖原的分解代谢,G,（,肝、肾,）,G-1-P,G-6-P,Pi,糖原（,G,n,）,糖酵解或,有氧氧化,（,肌肉,）,葡萄糖,-6-,磷酸酶,Pi,糖原,磷酸化酶,脱支酶,糖原的合成与分解总图,UDPG,焦磷酸化酶,G-1-P,UTP,UDPG,PPi,糖原,n,+1,UDP,G-6-P,G,糖原合酶,磷酸葡萄糖变位酶,己糖,(,葡萄糖,),激酶,糖原,n,Pi,磷酸化酶,葡萄糖,-6-,磷酸酶（肝）,糖原,n,三、合成与分解的调节,关键酶：,糖原合酶,磷酸化酶,调节机制：,共价修饰,和,变构调节,生理性调节：激素（胰高血糖素与胰岛素）,腺苷环化酶,（无活性）,腺苷环化酶（有活性）,激素（胰高血糖素、肾上腺素等）,+,受体,ATP,cAMP,PKA,(,无活性,),磷酸化酶,b,激酶,糖原合酶,糖原合酶,-P,PKA,(,有活性,),磷酸化酶,b,磷酸化酶,a-P,磷酸化酶,b,激酶,-P,Pi,磷蛋白磷酸酶,-1,Pi,Pi,磷蛋白磷酸酶,-1,磷蛋白磷酸酶,-1,肝：主要受胰高血糖素调节；,肌肉：主要受肾上腺素调节。,四、糖原积累症,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,。,原因是患者先天性,缺乏与糖原代谢有关的酶。,第七节,糖异生,概念：,原料：,甘油、氨基酸、及各种有机酸,器官：,肝、肾,途径：,基本上按糖酵解的逆过程,乳酸,糖酵解,已糖激酶,6-,磷酸果糖,激酶,-1,丙酮酸激酶,三个不可逆,反应,糖异生,P,F-6-P,P,P,F-1,6-2P,果糖二磷酸酶,-1,葡萄糖,-6-,磷酸酶,第,1,步,第,2,步,第,3,步,草酰乙酸,丙酮酸,羧化支路,丙酮酸羧,化,酶,磷酸烯醇式丙酮酸,羧,激,酶,6-,磷酸果糖,1,6-,双磷酸果糖,ATP,ADP,6-,磷酸果糖激酶,-1,Pi,果糖双磷 酸酶,-1,2,6-,双磷酸果糖,AMP,1.6-,磷酸果糖与,1,6-,双磷酸果糖之间,二、糖异生的调节,磷酸烯醇型丙酮酸,1,6-,二磷酸果糖,丙 酮 酸,乙酰,CoA,丙酮酸激酶,草酰乙酸,+,+,丙酮酸羧化酶,丙酮酸脱氢酶复合体,2.,磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间,丙氨酸,糖异生的生理意义,维持血糖浓度的相对恒定,补充肝糖原,调节酸碱平衡,乳酸循环,骨骼肌 血液 肝,肌糖原,6-,磷酸葡萄糖,丙酮酸,乳酸,乳酸,乳酸,葡萄糖,丙酮酸,6-,磷酸葡萄糖,葡萄糖,糖原,血糖,食物中糖,肝糖原,非糖物质,CO,2,+H,2,O+,能量,肝糖原 肌糖原,脂肪核糖氨基酸,尿糖,第八节 血糖及其调节,降低血糖,胰岛素,促进葡萄糖进入细胞,促进葡萄糖分解,促进葡萄糖合成糖原,促进葡萄糖转变为脂肪,抑制糖异生,血糖调节,胰岛素的信号通路,升高血糖：,胰高血糖素,肾上腺素,糖皮质激素,生长激素,胰高血糖素,（一）高血糖与糖尿病,空腹血糖浓度高于,6.9 mmol/L,。,当血糖浓度高于,8.8910.00mmol/L,时，可出现糖尿。这一血糖水平称为,肾糖阈,。,持续性高血糖和糖尿，特别是空腹血糖和糖耐量高于正常范围，叫,糖尿病,。,血糖代谢异常,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。,高血糖及糖尿的病理和生理原因,胰岛素缺失、受体减少或敏感性降低导致的疾病。,糖尿病,型（胰岛素依赖型）,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。,糖尿病相关变化,糖尿病发病率变化,（二）低血糖,(hypoglycemia),空腹血糖浓度低于,3.0 mmol/L,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。,胰性,（胰岛,-,细胞功能亢进、胰岛,-,细胞功能低下等）,肝性,（肝癌、糖原累积病等）,内分泌,异常（垂体功能低下、肾上腺皮质功能低下等）,肿瘤,（胃癌等）,饥饿或不能进食,低血糖病因,糖原合成,糖原分解,糖原,G-1-P,G,G-6-P,F-6-P,F-1,6-2P,磷酸二羟丙酮,3-,磷酸甘油醛,5-,磷酸核糖,2-,磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,乙酰,CoA,1,3-,二磷酸甘油酸,3-,磷酸甘油酸,乳酸,丙氨酸,三羧酸循环,磷酸甘油,甘油,草酰乙酸,-,H,2,O+CO,2,磷酸戊糖途径,糖的有氧氧化,糖酵解,糖异生,NADPH,