生物化學(xué)與分子生物學(xué)/糖代謝

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== 一、[[代謝]]的基本概念(Basis concepts of Metabolism)==

機體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)是在酶的[[催化]]下完成的。在細胞內(nèi)這些反應(yīng)不是相互獨立的，而是相互聯(lián)系的，一個反應(yīng)的產(chǎn)物可能就是下一個反應(yīng)的[[底物]]，這樣構(gòu)成一連串的反應(yīng)，稱之為[[代謝途徑]](pathway)，由不同的代謝途徑相互交叉構(gòu)成一個有組織有目的的化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(network)，稱為代謝(metabolism)。體內(nèi)的代謝途徑主要分為兩類：一類是由大分子([[多糖]]、[[蛋白]]、[[脂類]]等)不斷降解為[[小分]]子(如CO2，NH3，H2O)的過程稱之為[[分解代謝]](catabolism)；另一類是由小分子(如[[氨基酸]]等)生成大分子(如[[蛋白質(zhì)]])的過程稱之為[[合成代謝]](anabolism)。分解代謝主要分三個階段進行：第一階段是由復(fù)雜的大分子分解為物質(zhì)基本組成單位的過程，即糖、脂肪和蛋白質(zhì)降解生成[[葡萄糖]]、脂肪酸、[[甘油]]和氨基酸；第二階段是由這些基本[[分子]]轉(zhuǎn)變?yōu)榇x中間產(chǎn)物，即活潑的二碳化合物的過程，如上述葡萄糖、氨基酸和脂肪酸等降解為[[乙酰]]CoA，這期間有少量能量的釋放，生成[[ATP]]；第三階段是乙酰CoA氧化生成CO2和H2O的過程，這期間生成的NADH，F(xiàn)ADH2通過[[氧化磷酸化]]過程，生成大量ATP。合成代謝一般不是分解代謝簡單的逆向反應(yīng)，而是由不同酶催化的，通常需要消耗ATP，還原供氫體多為NADPH。很顯然，分解代謝是一個[[發(fā)散]]的過程(divergent process)，而合成代謝是一個集合過程(convergent process)。在正常的機體內(nèi)，代謝受著嚴(yán)格的調(diào)控(regulation)，處在[[動態(tài)平衡]]狀態(tài)中，這種調(diào)節(jié)主要是通過各種代謝途徑中關(guān)鍵的限速酶的活性變化來實現(xiàn)的。調(diào)控發(fā)生在兩個水平上：一個是細胞內(nèi)水平，主要由代謝底物、產(chǎn)物的多少來完成；第二個是整體水平，主要通過[[神經(jīng)]]－[[內(nèi)分泌系統(tǒng)]]來實現(xiàn)。

== 二、食物中糖的[[消化]]和吸收(Digestion and absorption of carbohydrates)==

食物中的糖類主要是植物[[淀粉]](starch)和動物[[糖原]](glycogen)兩類可消化吸收的多糖、少量[[蔗糖]](sucrose)、[[麥芽糖]](maltose)、[[異麥芽糖]](isomaltose)和[[乳糖]](lactose)等[[寡糖]]或單糖，這些糖首先在[[口腔]]被[[唾液]]中的[[淀粉酶]](α-amylase)部分水解α-1，4[[糖苷鍵]](α-1.4glycosidic bond)，進而在[[小腸]]被[[胰液]]中的淀粉酶進一步水解生成麥芽糖，異麥芽糖和含4個[[糖基]]的臨界[[糊精]](α-dextrins)，最終被小腸粘膜刷毛緣的[[麥芽糖酶]](maltase)、乳糖酶(lactase)和[[蔗糖酶]](sucrase)水解為葡萄糖(glucose)、[[果糖]](fructose)、[[半乳糖]](galatose)，這些單糖可吸收入小腸[[細胞]]。此吸收過程是一個主動耗能的過程，由特定載體完成，同時伴有[[Na]]+轉(zhuǎn)運，不受[[胰島素]]的調(diào)控。除上述糖類以外，由于人體內(nèi)無β-[[糖苷酶]]，食物中含有的纖維素(cellulose)無法被人體分解利用，但是其具有刺激腸[[蠕動]]等作用，對于身體健康也是必不可少的。臨床上，有些患者由于缺乏乳糖酶等[[雙糖酶]]，可導(dǎo)致食物中糖類消化吸收障礙而使未消化吸收的糖類進入[[大腸]]，被大腸中[[細菌]]分解產(chǎn)生CO2、H2等，引起[[腹脹]]，[[腹瀉]]等[[癥狀]]。

== 三、糖的主要[[生理]]功能(Functions of carbohydrate)==

糖是自然界最豐富的物質(zhì)之一，人體每日入的糖比蛋白質(zhì)、脂肪多，占到食物總量的百分以上，糖是人體能量的主要來源之一，以葡萄糖為主供給機體各種組織能量，1克葡萄糖完全氧化分解可產(chǎn)生2840J/mol的能量，除了供給機體能量以外，糖也是組成人體組織結(jié)構(gòu)的重要成分：與蛋白質(zhì)結(jié)合形成[[糖蛋白]](glycoprotein)構(gòu)成[[細胞表面受體]]、[[配體]]，在細胞間信息傳遞中起著重要作用；與脂類結(jié)合形成[[糖脂]](glyeolipid)是[[神經(jīng)組織]]和[[細胞膜]]中的組成成分；還有[[血漿蛋白]]、[[抗體]]和某些酶及[[激素]]中也含有糖。糖的基本結(jié)構(gòu)式是(CH2O)n，故也稱之為碳水化合物。
==參看==
*[[糖代謝]]
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