糖代謝

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心氣虛,則脈細;肺氣虛,則皮寒;肝氣虛,則氣少;腎氣虛,則泄利前後;脾氣虛,則飲食不入。
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1 拼音

táng dài xiè

2 註解

糖代謝是指糖類細胞內的代謝途徑。植物可以通過光合作用合成糖。人和動物體內的糖主要來自植物性食物,特別是小麥大米玉米等主食中澱粉。糖的主要生理功能是供給能量能量是在糖氧化分解過程中逐步釋放的。食物中的澱粉及其他糖類先經消化道中的酶水解成單糖,再吸收血液輸送到各種組織。人和動物的消化道中沒有水解纖維素的酶,不能消化纖維素。但不少微生物細菌真菌等能產生纖維素酶。反芻動物能食草,就是因爲胃中有這類微生物。動物的肝和肌肉可以糖原的形式貯存葡萄糖分解時,這兩種糖原均先酶促降解成磷酸葡萄糖再與葡萄糖分解代謝匯合。肝糖原也可經磷酸葡萄糖,轉變爲葡萄糖以補充血糖,肌糖原只能供肌肉利用。澱粉在植物細胞中也先分解單糖再利用。葡萄糖細胞內的分解有無氧氧化、有氧氧化、磷酸戊糖循環等多種途徑。在無氧情況下,葡萄糖酵解成丙酮酸,再還原成乳酸酒精及其他產物。此過程稱無氧酵解或發酵,所產生的能量較少。在有氧情況下,葡萄糖經酵解生成丙酮酸再經氧化脫羧基作用,轉變成乙酰輔酶A。後者通過三羧酸循環徹底氧化爲二氧化碳和水。此過程產生的能量較多,是需氧生物獲取能量的主要途徑。丙酮酸是經複雜的丙酮酸脫氫多酶體系的催化,轉變成乙酰輔酶A的,參加這一酶系的輔酶輔酶A(含泛酸)、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)等,總反應式爲:

丙酮酸 輔酶A NAD→乙酰輔酶A CO2NADH H

在植物和一些微生物體內,糖還可循乙醛循環分解。此循環是三羧酸循環的支路,因乙醛酸爲其中間產物,故名。其總反應是:

2乙酰輔酶A NAD2H2O→琥珀酸 2輔酶A NADH H即2分子乙酰輔酶A可通過此循環生成一分子琥珀酸,後者不但可補充三羧酸循環上的物質,還可作爲合成葡萄糖的前體物質。如植物種發芽時,乙醛循環很活躍,可把貯存脂肪降解所生成的脂肪酸轉變成葡萄糖。在動植物和微生物體中,普遍存在的另一條糖的分解途徑是磷酸戊糖途徑。開始時,6-磷酸葡萄糖經脫氫和脫羧反應生成5-磷酸戊糖和CO2然後5-磷酸戊糖經過若干複雜的轉糖基反應,又生成6-磷酸葡萄糖。整個過程可以看作是每6個6-磷酸葡萄糖分子經過一系列反應重新變成5個分子,另一個分子分解爲CO2。6(6-磷酸葡萄糖) 6O2→5(6-磷酸葡萄糖) 6CO25H2O Pi磷酸戊糖途徑產能不多,但有獨特的生物學意義。首先,核酸中的戊糖賴此途徑供應。其次,脫氫反應輔酶是NADP煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸),反應後產生的還原型輔酶NADPH是生物體的“還原力”,可直接參加合成代謝中許多重要的還原反應,如長鏈脂肪酸的合成,光合作用組織磷酸丙糖的還原,許多羥基反應(如苯丙氨酸轉變成酪氨酸),腎上腺皮質固醇的還原等。另外,循環的中間產物還可轉變成多種物質。植物可以通過光合作用,利用大氣中的CO2合成糖。蔗糖不僅是重要的光合作用產物,而且是糖類在植物體內轉運的主要形式;在自然界分佈很廣,特別在甘蔗甜菜菠蘿的汁液中最多。蔗糖在高等植物中的主要合成途徑是:

UDPG 6-磷酸果糖→UDP 磷酸蔗糖

磷酸蔗糖蔗糖 磷酸

式中UDPG是尿苷二磷酸葡萄糖的縮寫符號,其結構式是:

它是由1-磷酸葡萄糖與尿苷三磷酸(UTP)作用生成的。澱粉合成時,主要的葡萄糖基供體是腺苷二磷酸葡萄糖(ADPG)。在酶的作用下,供體將葡萄糖轉移受體(含葡萄糖基的寡糖)上,經多次重複形成含α-1,4糖苷鍵的直鏈澱粉然後部分α-1,4鍵酶促轉換爲α-1,6鍵,使直鏈澱粉轉化爲支鏈澱粉。人和動物肝臟肌肉糖原的合成過程與支鏈澱粉的合成相似,但以UDPG爲葡萄糖基供體,催化反應的酶也不相同。其他單糖果糖半乳糖等先轉變成1-磷酸葡萄糖,再合成糖原。非糖物質如丙酮酸甘油乳酸和大多數氨基酸,以及三羧酸循環的中間代謝物等,可以轉變爲葡萄糖糖原。非糖物質轉變爲糖稱作糖異生作用,主要在肝臟中進行,在腎臟中也可進行。在糖原儲備耗盡時,糖異生作用葡萄糖的重要來源。糖異生作用中的一些步驟與酵解相同,而方向相反,正好是酵解中某些反應的逆反應。但是,有數個步驟則是由另外的酶催化的不同類型的反應。所以,糖酵解和糖異生是分別獨立進行的代謝途徑。這很有利於機體對代謝的調節。糖可以分解產生乙酰輔酶A,轉而合成脂肪酸;糖又可轉變成磷酸甘油;因而糖能轉變成脂肪。體內糖原的貯備有限,如食用過多的糖類食物,多餘的糖就以脂肪的形式儲存。這就是食量過大易發胖的原因。

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