糖的生理功能
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简述糖的生物学功能糖的主要生物学功能是提供能量,同时在细胞内还起到调节酸碱平衡和渗透压的作用。
一、糖类的主要生理功能1、热量:在机体的各种生命活动中,碳水化合物供给热量最多,它参与机体所有组织细胞的构成。
2、糖酵解:肝脏或肌肉将葡萄糖分解为二氧化碳和水,释放出大量能量供机体利用。
3、糖原:动物体内贮存糖的形式。
4、脂肪:以饱和脂肪酸为主,约占体重的10%,以酯化的形式贮存于皮下、肝脏、肾脏及脑等处,参与人体内脂肪代谢。
5、蛋白质:食物蛋白质是机体构建和修补身体组织、器官的重要原料。
6、核酸:是遗传信息的载体,又称脱氧核糖核酸(DNA),它参与机体代谢,与生殖功能关系密切。
7、其他功能:碳水化合物是体内三大供能物质之一,也是一些酶的激活剂;糖类化合物能为神经系统提供能量;糖类化合物对维持体温有重要作用。
二、糖的供能作用与其他供能物质相比,碳水化合物产生能量较快而且是葡萄糖,因此在体内氧化速度很快。
因此,碳水化合物消化后吸收较快,血糖升高较高,并有较长的保持时间。
这样使得机体利用葡萄糖较为迅速、直接、有效地来维持机体的需要。
三、糖的能源特点 1、来源方便,易于贮存和运输。
2、甜味感好,容易为人体接受。
3、生物学功能强。
4、不需要胰岛素参加。
四、糖异生作用 1、糖原是机体内贮存的单糖,不能被直接利用。
糖原分解为葡萄糖进入血液后,才被机体利用。
2、糖原分解为葡萄糖进入血液后,被血液送至肝脏进行糖原异生作用,合成肝糖原,或者分解为乳酸,进入血液中,再被送至肝脏转变为葡萄糖进入血液中,或者分解为乳酸,进入血液中,或者分解为其他单糖进入血液中,从而补充血液的葡萄糖含量。
五、食物中的能源物质 1、糖类的主要功能是提供能量,因此每克糖类产生4千卡热量,而这些热量足够维持我们全天的基本生命活动。
2、蛋白质、脂肪、矿物质、维生素等是人体生长发育必不可少的营养物质,这些物质只能靠食物中的糖类来供给,但是如果过多摄入就会引起肥胖症。
简述糖类的生理功能。
糖类是人体必需的营养物质,是许多生物活动的物质基础,它可以被人体各种组织、器官和细胞合成和利用,参与合成、分解及代谢等多种生理功能。
1、糖类是人体能量的重要来源:糖类是最重要的人体能量来源,各种糖类,如葡萄糖、乳糖、果糖等,通过血液循环,能够被人体各类细胞利用,在细胞内被氧化,释放出大量的能量,满足人体正常的生理活动。
2、参与合成有机化合物:糖类可以参与合成有机化合物,如蛋白质、碳水化合物和脂肪等,是人体正常生活、新陈代谢的重要物质基础。
3、糖类参与信号传导:糖类也可以参与人体细胞内的信号传导,可以调节细胞的代谢活动和器官的正常功能,发挥重要作用。
4、糖类参与糖苷和糖酰转移:糖类参与糖苷合成及糖酰转移的过程,糖苷是中性的糖类结合物,能够参与激素的分泌和调节,糖酰转移是蛋白质和氨基酸的合成,参与蛋白质和脂质的分解代谢。
总之,糖类在人体的正常生理活动中发挥着重要作用,从而维持着人体的正常健康状态。
糖类的主要生理功能是提供人体所需的能量,1克糖在体内氧化可以产生16.7千焦耳(4千卡)能量。
糖类也是构成人体组织的重要物质成分,在人类的生命过程中起着重要作用。
糖类是人体从膳食中取得热能最经济的方法,也是最主要的能源供应途径。
糖类与蛋白质、脂肪在体内的代谢有着密切的关系。
如果食物中糖类供应不足,机体将不得不动用蛋白质来满足机体活动所需的能量,这将影响机体合成新的蛋白质和组织更新的速度。
当糖类和蛋白质一起被摄人机体时,体内氮的储留量比单独摄入蛋白质时高。
这主要是因为组织中游离的氨基酸被重新合成蛋白质时需要消耗大量能量,两者同时摄人时,这部分能量可以由糖类供给,减少了蛋白质的消耗所致。
这种现象生理学上称为糖类节约蛋白质作用。
当糖类供应充足的时候,还可以防止大量脂肪在体内氧化而产生过量的酮体。
糖类是构成人体组织的重要物质,例如糖与蛋白质结合形成的糖蛋白是细胞膜上的重要组成成分之一。
它还参与人体细胞的多种代谢活动,是人体生命活动中不可缺少的物质。
糖类在体内主要以葡萄糖(血糖)或糖原的形式存在。
食物中摄人或机体通过自身转化合成的葡萄糖,在机体需要能量.蛋白质是生命的象征,也是人体最重要的物质。
蛋白质的功能作用很多,以下几种生理功能是最重要的: 1)组成和修复组织蛋白质是人体及体内一切细胞的基本构成物质。
我们身上的肌肉、内脏、皮肤、毛发、大脑、血液、骨骼的主要成份都是蛋白质。
如皮肤受伤,伤口愈合也要大量的蛋白质。
2)调节生理功能构成机体差不多所有的生命活性物质,包括催化体内各种生物化学反应的酶,调节机体生长、发育并行使正常生理功能的激素,抵御外来细菌病毒的抗体及免疫类物质,以及形成机体的渗透压,引发机体的各种活动。
例如肌肉的做功等。
3)担当载体蛋白质是体内很多重要的代谢物质、营养素的载体。
例如多种脂类、维生素、矿物质与微量元素都需要蛋白质,或专一性蛋白质携带和运转到身体需要的地方。
4)供给能量由于蛋白质中含碳、氢、氧元素,当机体需要时,可以被代谢分解,释放出能量。
简述糖的生理功能
糖是一种碳水化合物,主要由葡萄糖分子组成。
在人体内,糖具有一系列的生理功能,包括:
1. 提供能量:糖是人体最重要的能量来源之一。
葡萄糖进入细胞后会被分解为能量,并用于维持人体的基础代谢、生理功能和运动等活动。
2. 维持血糖水平:糖可以维持血糖水平在正常范围内。
当血糖水平过低时,肝脏会将存储的糖原转化为葡萄糖释放进血液,以提供能量。
而当血糖水平过高时,胰岛素会被释放出来,促使细胞摄取葡萄糖,以降低血糖水平。
3. 心脑功能:脑部和心脏等器官对葡萄糖的需求较高。
脑部几乎完全依赖葡萄糖作为能量来源,而心脏则主要依赖葡萄糖来产生能量。
4. 肝脏和肌肉储存:肝脏和肌肉可以将额外的葡萄糖储存在形式为糖原的形式中。
当人体需求能量时,糖原会被分解释放出葡萄糖,以满足能量需求。
5. 脂肪存储和代谢:过量的糖会被肝脏转化为脂肪,并储存在脂肪细胞中。
这些脂肪可以作为能量储备,当需要时会被分解为葡萄糖供给能量。
总的来说,糖在人体内起着提供能量、维持血糖水平、支持心脑功能和储存能量等重要生理功能。
然而,过量的糖摄入可能
会导致肥胖、糖尿病等健康问题,因此适量控制糖的摄入量是重要的。
糖类的主要生理功能
糖是一种重要的营养物质,对人体有着诸多重要的生理功能。
以
下是糖类的主要生理功能:
1. 提供能量:糖类是人体最主要的能量来源之一。
吃下去的食物中,糖类首先会被分解成葡萄糖,再被吸收到血液中,通过血液循环
输送到各个细胞供其使用。
细胞中的线粒体通过糖类的氧化产生能量,进而维持人体正常的生命活动。
2. 维护血糖平衡:糖类的代谢通过神经、内分泌和免疫系统的调控,维护着人体的血糖平衡。
当血糖升高时,胰岛素被分泌出来促进
细胞摄取葡萄糖,将其转换为能量或者储存到肝脏和肌肉中,从而回
复血糖的稳定状态。
当血糖下降时,肝脏和肌肉中储存的糖原被分解
释放出葡萄糖,稳定血糖。
3. 促进代谢:糖类是人体代谢过程中不可缺少的组成部分之一。
它可以帮助合成蛋白质、核酸、脂肪和胆固醇等生物大分子,促进人
体代谢过程的进行。
4. 支持大脑功能:大脑是人体消耗能量最多的器官之一。
脑细胞
需要稳定的葡萄糖供应来维持其正常的生理功能。
因此,糖类能够支
持大脑的运行,维持人的思考、学习、记忆等高级神经活动。
总之,糖类是人体必不可少的营养物质,它在提供能量、维护血
糖平衡、促进代谢以及支持大脑功能等方面发挥着重要作用。
为了保
持健康,我们应该保证每日摄入适量的糖类,但也要注意过量摄入的风险,比如引起肥胖和糖尿病等疾病。
最好的方法是保持均衡饮食,避免食用过多的加工食品和糖分高的饮料。
糖的生理功能 Prepared on 22 November 2020第七章糖代谢第一节概述一、糖的生理功能(一)氧化分解,供应能量生命活动需要能量,糖是最主要的能源物质(二)储存能量,维持血糖糖在体内可以糖原的形式进行储存,这是机体储存能源的重要方式。
当机体需要时,糖原分解,释放入血,可有效地维持正常血糖浓度,保证重要生命器官地能量供应。
(三)提供原料,合成其他物质糖分解代谢的中间产物可为体内其他含碳化合物的合成提供原料。
如糖在体内可转变为脂肪酸和甘油,进而合成脂肪;可转变为某些氨基酸以供机体合成蛋白质所需;可转变为葡萄糖醛酸,参与机体的生物转化反应等;因而糖是人体重要的碳源。
(四)参与构造组织细胞糖是体内重要的结构组织(五)其他功能糖能参与构成体内一些具有生理功能的物质。
二、糖代谢概况糖的合成代谢包括糖原合成、糖异生和结构多糖的合成;糖的分解代谢包括糖酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径及糖原分解等。
第二节糖的无氧氧化(一)概念:在缺氧条件下,葡萄糖或糖原分解为乳酸的过程称无氧氧化,又称糖酵解。
(二)反应过程1.葡萄糖生成2分子磷酸丙糖(1)葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖己糖激酶(2) 6-磷酸葡萄糖生成6-磷酸果糖变构酶(3) 6-磷酸果糖生成1,6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶(4)磷酸丙糖的生成醛缩酶2.磷酸丙糖氧化为丙酮酸(1) 3-磷酸甘油醛氧化 3-磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油酸的生成磷酸甘油酸激酶(3) 2-磷酸甘油酸的生成变位酶(4) 磷酸烯醇式丙酮酸的生成烯醇化酶(5) 丙酮酸的生成丙酮酸激酶3. 丙酮酸还原为乳酸乳酸脱氢酶(三)反应特点1.没有氧参与。
2.1分子葡萄糖净生成2分子ATP,从糖原开始,净生成3分子ATP。
3.有三步不可逆反应,分别由己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶催化。
4.红细胞中存在2,3-二磷酸甘油酸支路(四)生理意义1.糖酵解是机体在缺氧情况下供应能量的重要方式。
2.糖酵解是红细胞供能的主要方式。
3. 2,3-二磷酸甘油酸对调节红细胞的带氧功能有重要意义。
4. 某些组织在有氧条件下仍以糖酵解为主要供能方式。
(五)糖酵解的调节1. 激素的调节作用 胰岛素的诱导2. 代谢物对限速酶的变构调节 1,6-二磷酸果糖、ATP 、AMP 等是磷酸果糖激酶的变构激活剂。
第三节 糖的有氧氧化(一)概念:在有氧条件下,葡萄糖或糖原彻底氧化为CO 2和H 2O 的过程称糖的有氧氧化。
有氧氧化是糖氧化产能的主要方式。
(二)反应过程:1. 葡萄糖生成丙酮酸 葡萄糖经糖酵解途径生成丙酮酸2. 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A丙酮酸进入线粒体在丙酮酸脱氢酶复合体催化下氧化脱羧,并与辅酶A 结合生成乙酰CoA 。
此反应不可逆,总反应式为: 丙酮酸脱氢酶复合体+HSCoA + NAD +NADH+H +CO 2++C=OCOOHCH 3C CH 3O ~SCoA丙酮酸脱氢酶复合体由丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酰胺转乙酰酶和二氢硫辛酰胺脱氢酶三种酶组成的多酶复合体,有5种辅酶,即TPP 、硫辛酸、FAD 、NAD +和HSCoA ,分别含有B 1、硫辛酸、B 2、PP 、泛酸等维生素。
当这些维生素缺乏将导致糖代谢障碍。
3. 乙酰辅酶A 彻底氧化分解(三羧酸循环)三羧酸循环是指乙酰CoA 和草酰乙酸缩合生成柠檬酸,经过一系列脱氢、脱羧反应,再生成草酰乙酸的循环过程。
(1)柠檬酸的生成(2)柠檬酸异构成异柠檬酸(3)异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸(4)α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A(5)琥珀酰辅酶A生成琥珀酸草酰乙酸的再生(三)三羧酸循环的特点1.三羧酸循环必须在有氧条件下进行。
2.三羧酸循环是机体主要的产能途径。
3.三羧酸循环是单向反应体系。
4.三羧酸循环必须不断补充中间产物。
(四)有氧氧化的生理意义1.糖的有氧氧化是机体获得能量的主要方式2.三羧酸循环是体内营养物质彻底氧化分解的共同通路。
3.三羧酸循环是体内物质代谢相互联系的枢纽。
(五)有氧氧化的调节1.丙酮酸脱氢酶的调节2.三羧酸循环的调节第四节磷酸戊糖途径(一)反应部位:胞液(二)反应过程:1、不可逆的氧化阶段(磷酸戊糖的生成):6-磷酸葡萄糖首先在6-磷酸葡萄糖脱氢酶的催化下脱氢生成6-磷酸葡萄糖酸内酯,然后在内酯酶催化下水解为6-磷酸葡萄糖酸,再由6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶催化脱氢脱羧转变为5-磷酸核酮糖,后者在异构酶作用下转变为5-磷酸核糖,或由差向异构酶催化生成5-磷酸木酮糖。
该途径因生成了磷酸戊糖而得名。
反应中两次脱氢均由NADP+接受,生成NADPH+H+,一次脱羧产生了CO2。
2、基团转移反应阶段:磷酸戊糖在转酮醇酶、转醛醇酶的催化下,经一系列基团转移反应,生成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而进入酵解途径。
因此磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路。
(三)重要产物:NADPH、5-磷酸核糖(四)生理意义:1.5-磷酸核糖是合成核苷酸、核酸的原料。
磷酸戊糖途径是机体利用葡萄糖生成5-磷酸核糖的唯一途径。
2.磷酸戊糖途径产生的NADPH作为供氢体参与了体内的多种代谢反应,其主要功能是:(1)为体内许多合成代谢供氢:如为脂肪酸、胆固醇和类固醇激素等的生物合成提供氢。
(2)参与体内的羟化反应:如胆固醇转变为胆汁酸、类固醇类激素等生物合成过程中的羟化反应;激素的灭活;药物、毒物等非营养物质的生物转化过程中的羟化反应均需NADPH。
(3)维持还原型谷胱甘肽的正常含量:NADPH是谷胱甘肽还原酶的辅酶,氧化型谷胱甘肽(GSSG)在酶催化下转变为还原型谷胱甘肽(GSH)时,需要由NADPH供氢。
(四)调节第五节糖原的合成与分解糖原是由许多葡萄糖单位构成的具有分支的大分子多糖。
肝和肌肉组织是储存糖原的主要组织器官。
肌糖原主要为肌肉收缩提供急需的能量;肝糖原则在维持血糖浓度恒定方面起重要作用。
一. 糖原合成(一)概念:由单糖(主要是葡萄糖)合成糖原的过程称糖原合成。
(二)反应过程:1、葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖2、1-磷酸葡萄糖的生成反应由磷酸葡萄糖变位酶催化。
3、尿苷二磷酸葡萄糖的生成在尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的催化下,尿苷三磷酸(UTP)与1-磷酸葡萄糖反应生成尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)。
4、从UDPG合成糖原在糖原合酶的催化下,UDPG的葡萄糖基转移到糖原引物的非还原末端,通过α-1,4糖苷键相连形成糖原。
(三)糖原合成的特点:1.需要糖原引物,引物为含4个葡萄糖残基的α-1,4葡聚糖。
2.关键酶是糖原合酶。
受胰岛素的激活。
3.需要分支酶形成糖原支链结构。
当糖链长度达到12~18个葡萄糖基时,分支酶把一段大约含6~7个葡萄糖基的糖链转移到邻近糖链上,以α-1,6糖苷键相连形成分支。
消耗能量。
葡萄糖磷酸化时消耗1分子ATP,UDPG形成时又损失1个高能磷酸键,故糖原分子上每增加1个葡萄糖基,将消耗2分子ATP。
二. 糖原分解(一)概念:指肝糖原分解为葡萄糖的过程。
肌糖原不能分解为葡萄糖,主要沿酵解途径代谢,为肌肉收缩提供能量。
(二)反应过程1.糖原在磷酸化酶的作用下分解为1-磷酸葡萄糖。
2.脱支酶的作用:当磷酸解反应进行到距分支点约4个葡萄糖基时,磷酸化酶不再起作用。
这时脱支酶开始发挥作用,它首先将3个葡萄糖基转移到邻近糖链的非还原末端,以α-1,4糖苷键相连;然后将剩下的以α-1,6糖苷键连接的葡萄糖基直接水解为游离葡萄糖。
故脱支酶有两种酶活性:葡聚糖转移酶和α-1,6葡萄糖苷酶。
3.1-磷酸葡萄糖在变位酶作用下转变为6-磷酸葡萄糖。
6-磷酸葡萄糖由葡萄糖-6-磷酸酶水解成葡萄糖释放入血。
葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中,而不存在于肌肉中,因此只有肝糖原可补充血糖,而肌糖原只能进行糖酵解或有氧氧化,不补充血糖。
三. 生理意义供应丰富及细胞中能量充足时,合成糖原将能量储存。
当糖的供应不足或能量需求增加时,储存的糖原分解为葡萄糖维持血糖浓度,提供能量。
四.调节(一)共价修饰调节糖原合酶与磷酸化酶均受磷酸化与去磷酸化的共价修饰调节。
(二)变构调节糖原合酶与磷酸化酶都是变构酶,可受代谢物的变构调节。
四. 其他单糖的调节(略)(一)果糖的代谢(二)半乳糖的代谢第六节糖异生一、概念由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称糖异生。
能异生为糖的非糖物质主要有生糖氨基酸、甘油、某些有机酸如乳酸、丙酮酸、三羧酸循环的中间产物。
体内进行糖异生的器官主要是肝脏,严重饥饿时肾脏也能进行糖异生。
二、途径糖异生途径基本上是糖酵解途径的逆过程,但糖酵解途径中有3个反应不可逆,是糖异生途径的三个“能障”,必须由另外的酶催化。
(一)6-磷酸葡萄糖转变为葡萄糖由葡萄糖-6-磷酸酶催化。
(二)1,6-二磷酸果糖生成6-磷酸果糖反应由果糖1,6-二磷酸酶催化。
(三)丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸反应由丙酮酸羧化酶与磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化完成,也称丙酮酸羧化支路,共消耗2个ATP。
三、生理意义(一)在空腹或饥饿情况下维持血糖浓度(二)有利于乳酸的再利用剧烈运动或氧供应不足时,肌糖原酵解加强,产生大量乳酸,乳酸通过细胞膜弥散进入血液,经血液循环入肝,在肝内异生为糖原或葡萄糖以补充血糖,血糖可再被肌肉组织摄取利用,构成了一个循环,此循环称为乳酸循环。
该循环对于乳酸的再利用,补充肝糖原,防止乳酸堆积引起的酸中毒具有重要作用。
(三)协助氨基酸的代谢四、调节(一)代谢物的调节作用1.ATP/AMP、ADP ATP是丙酮酸羧化酶和1,6-二磷酸酶的变构激活剂;AMP、ADP是丙酮酸羧化酶和1,6-二磷酸酶的变构抑制剂。
2.乙酰辅酶A 是丙酮酸脱氢酶的变构抑制剂,丙酮酸羧化酶的激活剂。
(二)激素的调节作用1.胰高血糖素、肾上腺素、肾上腺皮质激素2.胰岛素第七节血糖及其调节血中的葡萄糖称为血糖。
正常人空腹血糖浓度为~L(葡萄糖氧化酶法),相对恒定,这是血糖的来源与去路保持动态平衡的结果。
一、血糖的来源和去路(一)血糖的来源1.食物中的糖的消化和吸收。
2.肝糖原分解空腹时3.糖异生长期饥饿时(二)血糖的去路1.氧化分解,供应能量。
2.合成糖原储存。
3.转变为其他物质,如脂肪或某些非必需氨基酸等。
4.随尿排出。
血糖浓度高于~L(肾糖阈)时。
二、血糖的调节(一)肝的调节餐后血糖浓度增高时,肝糖原合成增加,血糖浓度降低;空腹时肝糖原分解加强,用以补充血糖浓度;饥饿或禁食情况下,糖异生作用加强,维持血糖浓度。
(二)激素的调节1.降低血糖浓度的激素:胰岛素2.升高血糖浓度的激素:肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺糖皮质激素和生长素等。
三、糖代谢异常(一)高血糖与糖尿病1.概念:空腹血糖水平高于~L称为高血糖。
2.病因及表现1.生理性高血糖糖的来源增加或情绪激动时。
2.病理性高血糖糖尿病或肾性糖尿(二)低血糖1.概念:空腹血糖水平低于~L称为低血糖。