葡萄糖的代谢途径

葡萄糖的代谢途径

在人体内，葡萄糖代谢除了无氧酵解途径以外还有很多其他方式，比如有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原的合成与分解途径、糖异生、糖醛酸途径等。

（一）糖的有氧氧化途径：

1.概念：葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳的过程

2.过程

有氧氧化可分为两个阶段：

第一阶段：胞液反应阶段：从葡萄糖到丙酮酸，反应过程同糖酵解。

糖酵解产物NADH不用于还原丙酮酸生成乳酸，二者进入线粒体氧化。

第二阶段：线粒体中的反应阶段：

（1）丙酮酸经丙酮酸脱氢酶复合体氧化脱羧生成乙酰CoA，是关键性的不可逆反应。其特征是丙酮酸氧化释放的能量以高能硫酯键的形式储存于乙酰CoA中，这是进入三羧酸循环的开端。

（2）三羧酸循环：三羧酸循环是在线粒体内进行的一系列酶促连续反应，从乙酰CoA 和草酰乙酸缩合成柠檬酸到草酰乙酸的再生，构成一次循环过程，其间共进行四次脱氢，脱下的4对氢，经氧化磷酸化生成H20和ATP。2次脱羧产生2分CO2。

三羧酸循环的特点是：

①从柠檬酸的合成到α-酮戊二酸的氧化阶段为不可逆反应，故整个循环是不可逆的；

②在循环转运时，其中每一成分既无净分解，也无净合成。但如移去或增加某一成分，则将影响循环速度；

③三羧酸循环氧化乙酰CoA的效率取决于草酰乙酸的浓度；

④每次循环所产生的NADH和FADH2都可通过与之密切联系的呼吸链进行氧化磷酸化以产生ATP；

⑤该循环的限速步骤是异柠檬酸脱氢酶催化的反应，该酶是变构酶，ADP是其激活剂，ATP和NADH是其抑制剂。

（3）氧化磷酸化：线粒体内膜上分布有紧密相连的两种呼吸链，即NADH呼吸链和琥珀酸呼吸链。呼吸链的功能是把代谢物脱下的氢氧化成水，同时产生大量能量以驱动ATP合成。1个分子的葡萄糖彻底氧化为CO2和H2O，可生成36或38个分子的ATP。

3.生理意义：有氧氧化是糖氧化提供能量的主要方式。

（二）磷酸戊糖途径：

在胞浆中进行，存在于肝脏、乳腺、红细胞等组织。

生理意义：

1.提供5-磷酸核糖，用于核苷酸和核酸的生物合成。

2.提供NADPH，参与多种代谢反应，维持谷胱甘肽的还原状态等。

（三）糖原的合成分解途径：

糖原是动物体内糖的储存形式，是葡萄糖通过α-1，4糖苷键和α-1，6糖苷键相连而成的具有高度分枝的聚合物。机体摄入的糖大部分转变成脂肪（甘油三酯）后储存于脂肪组织内，只有一小部分以糖原形式储存。糖原主要分为肝糖原和肌糖原，糖原是可以迅速动用的葡萄糖储备。

糖原合成酶是糖原合成中的关键酶，受G-6-P等多种因素调控。葡萄糖合成糖原是耗能的过程，合成1分子糖原需要消耗2个ATP。

肝脏存在葡萄糖-6-磷酸酶，可使肝糖原分解成葡萄糖补充血糖。

肌肉组织无葡萄糖-6-磷酸酶，不能直接分解成葡萄糖，肌糖原分解产能可供肌肉收缩需要。

（四）糖异生：

1.概念：由非糖物质转变为葡萄糖的过程称为糖异生。是体内单糖生物合成的唯一途径。

肝脏是糖异生的主要器官，长期饥饿、酸中毒时肾脏的异生作用增强。

2.过程：

糖异生的途径基本上是糖酵解的逆向过程，但不是完全可逆过程。酵解过程中三个关键酶催化的反应是不可逆的，故需通过糖异生的4个关键酶（葡萄糖-6-磷酸酶、果糖-1，6-二磷酸酶、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸激酶）绕过糖酵解的三个能障生成葡萄糖。

3.生理意义：

①补充血糖，维持血糖水平恒定。

②防止乳酸中毒。

③协助氨基酸代谢。

（五）糖醛酸途径：

生理意义：

生成有活性的葡萄糖醛酸，它是生物转化中重要的结合剂；

葡萄糖醛酸还是蛋白聚糖的重要组成成分，如硫酸软骨素、透明质酸、肝素等。