011.糖代謝概述

人類攝取的食物中，糖的主要來源是淀粉，同時還有少量的蔗糖、麥芽糖、乳糖、葡萄糖及果糖等。而在人體內(nèi)，糖的存在形式則主要為葡萄糖和糖原。其中，葡萄糖作為糖在體內(nèi)的主要運輸和利用方式，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用；而糖原，作為葡萄糖的多聚體，則是糖在體內(nèi)的主要儲存方式。

在充足的氧氣供應(yīng)下，葡萄糖能夠完全氧化，生成二氧化碳、水和大量的腺苷三磷酸（ATP）；而在無氧或缺氧環(huán)境下，葡萄糖則會分解為乳酸并伴隨ATP的生成。此外，在某些代謝活躍的組織中，葡萄糖會通過磷酸戊糖途徑進(jìn)行代謝。當(dāng)體內(nèi)血糖水平足夠時，肝臟和肌肉等組織會將多余的葡萄糖轉(zhuǎn)化為糖原進(jìn)行儲存；而在血糖不足時，則會進(jìn)行糖原的分解以提供能量。同時，非糖物質(zhì)如乳酸、丙酮酸、生糖氨基酸以及甘油等，都可以通過糖異生過程轉(zhuǎn)化為葡萄糖；反之，葡萄糖也可以轉(zhuǎn)化為這些非糖物質(zhì)。

022.無氧代謝途徑

糖的無氧分解，亦稱糖酵解，是指葡萄糖或糖原在無氧或缺氧環(huán)境下，經(jīng)過一系列反應(yīng)，最終生成乳酸并伴隨ATP的過程。此過程與酵母菌的糖生醇發(fā)酵類似，因此得名。它廣泛存在于全身各組織細(xì)胞的細(xì)胞液中，特別是紅細(xì)胞和肌組織中的活動最為旺盛。

糖酵解過程分為兩個階段。首先，葡萄糖（或糖原）經(jīng)過一系列反應(yīng)，被分解為丙酮酸，此階段稱為糖酵解途徑。隨后，丙酮酸在特定酶的催化下被還原為乳酸，完成整個無氧分解過程。三個關(guān)鍵步驟是不可逆的，它們分別由己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶這三種酶催化。

糖的無氧分解在人體內(nèi)具有重要的生理意義。它能為肌肉和紅細(xì)胞等組織提供迅速的能量來源，特別是在運動或應(yīng)激情況下，這種能量供應(yīng)方式顯得尤為重要。同時，這一過程還能為糖異生提供原料，有助于維持血糖水平的穩(wěn)定。然而，由于無氧分解過程中會產(chǎn)生乳酸，因此過量使用可能導(dǎo)致肌肉酸痛等不適感。

033.有氧代謝途徑

在有氧條件下，糖的有氧氧化是機體獲取能量的主要方式，通過葡萄糖或糖原的徹底氧化分解，生成二氧化碳和水并釋放大量能量。這一過程分為三個階段，包括葡萄糖的初步分解、丙酮酸的氧化脫羧以及乙酰CoA的徹底氧化。其中，三羧酸循環(huán)是乙酰CoA徹底氧化的關(guān)鍵步驟，涉及檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶系三個關(guān)鍵酶的催化作用。

044.磷酸戊糖途徑

磷酸戊糖途徑始于6-磷酸葡萄糖，并因在代謝過程中產(chǎn)生磷酸戊糖而得名。它主要發(fā)生在肝臟、脂肪組織、哺乳期的乳腺、腎上腺皮質(zhì)、性腺、骨髓和紅細(xì)胞等部位。這一途徑可分為兩個階段：首先是氧化反應(yīng)階段，生成磷酸戊糖；隨后是基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。其生理意義在于為機體提供所需的磷酸戊糖及能量，尤其在特定組織中進(jìn)行，能生成5-磷酸核糖和產(chǎn)生NADPH。

055.糖異生途徑

糖異生，即將非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖或糖原的過程，主要在肝臟中進(jìn)行。當(dāng)人體長期處于饑餓狀態(tài)時，腎臟的糖異生作用會增強。這一過程涉及多個反應(yīng)步驟，其中由丙酮酸生成葡萄糖的反應(yīng)路徑，即糖異生途徑，基本上是糖酵解途徑的逆過程。然而，糖酵解途徑中存在三步不可逆反應(yīng)，糖異生途徑則通過特定的酶催化，繞過這些障礙，逆向生成葡萄糖或糖原。

糖異生的過程能維持血糖穩(wěn)定，在饑餓狀態(tài)下，糖異生有助于保持血糖的相對恒定，確保腦等關(guān)鍵器官能優(yōu)先獲得能量供應(yīng)。此外，糖異生可防止乳酸在體內(nèi)積累，從而避免乳酸酸中毒的風(fēng)險，并在長期饑餓時，增強腎臟功能以維持酸堿平衡。關(guān)鍵酶包括丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖二磷酸激酶和葡萄糖-6-磷酸酶，促進(jìn)丙酮酸、生糖氨基酸、甘油等物質(zhì)的利用及轉(zhuǎn)化。

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