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糖異生的生理意義及作用
糖異生的生理意義
1、糖異生是什么
糖異生,又稱為葡糖異生。由簡單的非糖前體(乳酸、甘油、生糖氨基酸等)轉(zhuǎn)變?yōu)樘?葡萄糖或糖原)的過程。糖異生不是糖酵解的簡單逆轉(zhuǎn)。雖然由丙酮酸開始的糖異生利用了糖酵解中的七步進(jìn)似平衡反應(yīng)的逆反應(yīng),但還必需利用另外四步酵解中不曾出現(xiàn)的酶促反應(yīng),繞過酵解過程中不可逆的三個(gè)反應(yīng)。糖異生保證了機(jī)體的血糖水平處于正常水平。
2、糖異生的途徑
糖異生:由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟堑倪^程稱為糖異生,是體內(nèi)單糖生物合成的唯一途徑。肝臟是糖異生的主要器官,長期饑餓、酸中毒時(shí)腎臟的異生作用增強(qiáng);糖異生的途徑基本上是糖酵解的逆向過程,但不是可逆過程。酵解過程中三個(gè)關(guān)鍵酶催化的反應(yīng)是不可逆的,故需通過糖異生的4個(gè)關(guān)鍵酶(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)繞過糖酵解的三個(gè)能障生成葡萄糖。
3、糖異生的生理意義
糖異生作用的主要生理意義是保證在饑餓情況下,血糖濃度的相對恒定;糖異生作用與乳酸的作用密切關(guān)系:在激烈運(yùn)動(dòng)時(shí),肌肉糖酵解生成大量乳酸,后者經(jīng)血液運(yùn)到肝臟可再合成肝糖原和葡萄糖,因而使不能直接產(chǎn)生葡萄糖的肌糖原間接變成血糖,并且有利于回收乳酸分子中的能量,更新肌糖原,防止乳酸酸中毒的發(fā)生;協(xié)助氨基酸代謝:實(shí)驗(yàn)證實(shí)進(jìn)食蛋白質(zhì)后,肝中糖原含量增加;禁食晚期、糖尿病或皮質(zhì)醇過多時(shí),由于組織蛋白質(zhì)分解,血漿氨基酸增多,糖的異生作用增強(qiáng),因而氨基酸成糖可能是氨基酸代謝的主要途徑;促進(jìn)腎小管泌氨的作用:長期禁食后腎臟的糖異生可以明顯增加,發(fā)生這一變化的原因可能是饑餓造成的代謝性酸中毒,體液pH降低可以促進(jìn)腎小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成,使成糖作用增加,有利于排氫保納作用的進(jìn)行。
糖異生的作用
非糖的前體物質(zhì)如丙酮酸、甘油、乳酸和絕大多數(shù)氨基酸、三羧酸循環(huán)的中間代謝物等轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟呛吞窃倪^程。主要在肝臟中進(jìn)行,在腎臟也可進(jìn)行。糖異生途徑基本上按糖酵解逆行過程進(jìn)行。酵解途徑中有7步反應(yīng)是可逆的;但已糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的三個(gè)反應(yīng),是不可逆反應(yīng)。
糖異生的調(diào)節(jié)
激素對糖異生的調(diào)節(jié):激素調(diào)節(jié)糖異生作用對維持機(jī)體的恒穩(wěn)狀態(tài)十分重要,激素對糖異生調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)是調(diào)節(jié)糖異生和糖酵解這兩個(gè)途徑的調(diào)節(jié)酶以及控制供應(yīng)肝臟的脂肪酸,更大量的脂肪酸的獲得使肝臟氧化更多的脂肪酸,也就促進(jìn)葡萄糖合成,胰高血糖素促進(jìn)脂肪組織分解脂肪,增加血漿脂肪酸,所以促進(jìn)糖異生;代謝物對糖異生的調(diào)節(jié):糖異生原料的濃度對糖異生作用的調(diào)節(jié):血漿中甘油、乳酸和氨基酸濃度增加時(shí),使糖的異生作用增強(qiáng)。例如饑餓情況下,脂肪動(dòng)員增加,組織蛋白質(zhì)分解加強(qiáng),血漿甘油和氨基酸增高;激烈運(yùn)動(dòng)時(shí),血乳酸含量劇增,都可促進(jìn)糖異生作用;乙酰輔酶A濃度對糖異生的影響:乙酰輔酶A決定了丙酮酸代謝的方向,脂肪酸氧化分解產(chǎn)生大量的乙酰輔酶A可以抑制丙酮酸脫氫酶系,使丙酮酸大量蓄積,為糖異生提供原料,同時(shí)又可激活丙酮酸羧化酶,加速丙酮酸生成草酰乙酸,使糖異生作用增強(qiáng)。
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