糖尿病基础知识——糖代谢

糖代谢

一、糖的本质及血糖的调节

糖是一类化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物的有机化合物。在人体内糖的主要形式是葡萄糖及糖原。葡萄糖与糖原都能在体内氧化提供能量，是人体最主要的能量物质。

血液中的葡萄糖，称为血糖。体内血糖浓度是反映机体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3.9~6.1mmol/L。要维持血糖浓度的相对恒定，必须保持血糖来源和去路的动态平衡。食物中的糖是血糖的主要来源；空腹时糖原分解是血糖的直接来源；非糖物质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。同时血糖也参与氧化功能、糖原合成、戊糖途径等；参与非糖物质，如脂肪、非必需氨基酸等的合成。

正常人体内存在着调节血糖来源和去路动态平衡的机制，保持血糖浓度的相对恒定是神经系统、激素及组织器官共同调节的结果。神经系统对血糖浓度的调节主要通过下丘脑和自主神经系统调节相关激素的分泌。激素对血糖浓度的调节，主要是通过胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、生长激素及甲状腺激素之间相互协同、相互拮抗以维持血糖浓度的恒定。肝脏是调节血糖浓度的最主要器官。

二、糖酵解

糖酵解是指在无氧条件下，葡萄糖分解产生丙酮酸、乳酸和少量能量的过程。此过程中伴有少量三磷腺苷（ATP）的生成。如图2-1所示。

糖酵解是某些组织细胞获得能量的方式，如红细胞、视网膜、角膜、晶状体、睾丸、肾髓质等。糖酵解的某些中间产物也是脂类、氨基酸等的合成前体，与其他代谢途径相联系。

三、糖的有氧氧化

葡萄糖在有氧条件下，氧化分解生成二氧化碳和水的过程称为糖的有氧氧化。

三羧酸循环的起始物乙酰辅酶A，不但是糖氧化分解的产物，也可来自甘油、脂肪酸和某些氨基酸代谢；糖和甘油代谢生成的三羧酸循环的中间产物也可以转变为某些氨基酸；而有些氨基酸又可通过不同途径经糖异生途径生成糖或转变成甘油，因此三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质三大代谢在体内氧化供能和相互转换的共同途径。

四、磷酸戊糖途径

磷酸戊糖途径是从磷酸化的六碳糖形成磷酸化的五碳糖的过程，是糖代谢的第二条重要途径，是葡萄糖分解的另外一种机制。磷酸戊糖途径为核酸的合成提供核糖，是机体利用葡萄糖生成5-磷酸核糖的唯一途径，5-磷酸核糖参与各种核苷酸辅酶及核苷酸的合成，是合成核酸的原料。同时磷酸戊糖途径生成大量的NADPH+H+，作为供氢体参与多种代谢反应，如脂肪酸和胆固醇等物质的合成都需要NADPH+H+提供大量的氢，所以脂类合成旺盛的组织中磷酸戊糖途径比较活跃。

五、糖原的合成与分解

糖原是由葡萄糖单位组成的具有许多分支结构的大分子多糖，是人和动物体内糖的贮存形式。糖原的合成与分解代谢主要发生在肝、肾和肌肉组织细胞的胞液中。肌糖原分解，为肌肉自身收缩供给能量，肝糖原分解主要维持血糖浓度，饥饿24h后，肝糖原基本耗尽。

在肌肉运动时，体内肾上腺素升高，Ca2+增加，ATP/AMP比值降低，均可通过糖原磷酸化酶催化，促进糖原分解，产生能量。当血糖降低时，胰高血糖素升高形成环磷酸腺苷（cAMP），激活糖原磷酸化酶，促使肝糖原分解，血糖升高。同时葡萄糖也是糖原分解的别构剂。血糖高时，糖原磷酸化酶失去活性，维持血糖正常范围。

六、糖异生

非糖物质形成葡萄糖的过程称为糖异生。所利用的非糖物质包括各种氨基酸（丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸活性最强）、乳酸，丙酮酸、丙酸和油等。

糖异生发生在肝、肾。糖酵解中有三步不可逆反应。在糖异生时必须绕过这三步反应，共消耗2分子ATP，在空腹或饥饿情况下，通过糖异生保持血糖浓度的相对恒定。同时乳酸、甘油和肠道吸收或体内蛋白质分解而来的氨基酸也得以很好地利用。