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一、糖的消化 糖是一类多羟基醛；多羟基酮；多羟基醛或多羟基酮的衍生物；可以水解为多羟基醛或多羟基酮或它们的衍生物的物质，也称为碳水化合物。碳水化合物是地球上最丰富的生物分子，每年全球植物和藻类光合作用可转换1000亿吨CO2和H2O成为纤维素和其他植物产物。植物体85-90%的干重是糖。这些碳水化合物是构成机体的成分并在多种生命过程中起重要作用。其主要的生理功能为： ① 氧化供能：糖类占人体全部供能量的70%。 ② 作为结构成分：作为生物膜、神经组织等的组分。 ③ 作为核酸类化合物的成分：构成核苷酸，DNA，RNA等。 ④ 转变为其他物质：转变为脂肪或氨基酸等化合物。 本章重点介绍作为生物体的主要能源共给者糖的代谢。 糖代谢主要是指葡萄糖在体内的一系列复杂的化学反应。它在不同类型细胞中的代谢途径有所不同，其分解代谢方式还在很大程度上受氧供应状况的影响。在缺氧时，葡萄糖进行糖酵解生成乳酸；在供氧充足时，葡萄糖进行有氧氧化生成CO2和H2O；此外，葡萄糖也可进食磷酸戊糖途径等进行代谢，以发挥不同的生理作用。当进食糖类食物后，葡萄糖经合成代谢聚合成糖原，储存于肝或肌组织；空腹或饥饿时，肝糖原分解为葡萄糖进入血液，以维持血糖浓度。有些非糖物质如乳酸、丙氨酸等还可经糖异生途径转变成葡萄糖或糖原。以下将介绍糖的主要代谢途径、生理意义及其调控机制。 人类食物中的糖有淀粉、糖原、蔗糖、乳糖、麦芽糖、葡萄糖、果糖及纤维素等 。纤维素不被消化，但纤维素能促进肠管蠕动 ，其余的糖被消化道中水解酶类分解为单糖后才被吸收 唾液中含有唾液淀粉酶 ，胃液中不含水解糖类的酶类，小肠是糖消化的主要场所，肠液中有胰腺分泌的胰淀粉酶。 二、糖的吸收消化所生成的单糖主要在小肠上段被吸收扩散入血，循门静脉入肝，并输送到全身各组织器官中利用。 目前认为单糖至少有两种吸收转运系统： 1）Na+―单糖共转运系统，依赖钠泵并消耗ATP，对葡萄糖和半乳糖有高特异性； 2）不依赖Na+ 的单糖转运系统，对果糖有高特异性。两种吸收转运系统都有特异性载体蛋白参与。 食物中的糖是机体中糖的主要来源，被人体摄入经消化成单糖吸收后，经血液运输到各组织细胞进行合成代谢和分解代谢。机体内糖的代谢途径主要有葡萄糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成与糖原分解、糖异生以及其他己糖代谢等。 （一）糖代谢途径 1、糖的无氧酵解途径——糖酵解途径 是在无氧情况下，葡萄糖分解生成乳酸的过程。它是体内糖代谢最重要的途径。 糖酵解途径包括三个阶段： 第一：引发阶段。葡萄糖的磷酸化、异构化。 第二：裂解阶段。 第三：氧化还原阶段。能量的释放和保留阶段。 为不可逆反应，酵解过程关键步骤之三 1分子的葡萄糖通过无氧酵解可净生成 2个 三磷酸腺苷（ATP），这一过程全部在胞浆中完成。 生理意义：①是机体在缺氧或无氧状态下获得能量的有效措施。 ②机体在应激状态下产生能量，满足机体生理需要的重要途径。 ③糖酵解的某些中间产物是脂类、氨基酸等合成的前体，并与其他代谢途径相联系。 依赖于糖酵解获得能量的组织细胞有：红细胞、视网膜、角膜、晶状体、睾丸、肾髓质等。 葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳的反应过程称为糖的有氧氧化（aerobic oxidation）。有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数细胞都通过它获得能量。肌肉等进行糖酵解生成的乳酸，最终仍需在有氧时彻底氧化成水和二氧化碳。 绝大多数组织细胞通过糖的有氧氧化途径获得能量。此代谢过程在细胞胞液和线粒体(cytoplasm and mitochondrion)内进行。 一分子葡萄糖(glucose)彻底氧化分解可产生36/38分子ATP。 一、糖的有氧氧化的反应过程糖的有氧氧化分三个阶段进行。第一阶段：葡萄糖分解生成丙酮酸，在细胞液中进行。第二阶段：丙酮酸进入线粒体氧化脱羧，生成乙酰CoA。第三阶段：三羧酸循环及氧化磷酸化，在线粒体内进行。 图5-3 有氧氧化反应过程 （一）葡萄糖分解生成丙酮酸 此阶段的反应步骤与糖无氧氧化途径基本相同。在有氧条件下，1分子葡萄糖分解生成2分子丙酮酸。所不同的是，3-磷酸甘油醛脱下的氢并不用于丙酮酸还原生成乳酸，而是交给NAD+，生成NADH+H+，再经线粒体内电子传递链的作用，与氧结合生成水，释放能量，使ADP磷酸化生成ATP。这种生成ATP的方式，称为氧化磷酸化。 （二）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A 丙酮酸在胞液中生成以后，经线粒体内膜上特异载体转运到线粒体内，在丙酮酸脱氢酶复合体（又叫丙酮酸脱氢酶系）催化下进行氧化脱羧，并与辅酶A结合成乙酰辅酶A，反应不可逆。其总反应式为： 丙酮酸脱氢酶复合体由三种酶蛋白和五种辅助因组成，丙酮酸脱氢酶复合体存在于线粒体中，是由丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酰胺转乙酰酶、二氢硫辛酰脱氢酶按一定比例组合成的多酶体系，其组合比例随生物体不同而异。该复合体催化丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA，参与反应的辅酶有硫胺素焦磷酸酯（TPP）、硫辛酸、FAD、NAD+及CoA。 反应过程如下。 图5-4 丙酮酸脱氢酶复合体的催化作用 （三）三羧酸循环 三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle，TAC）是以乙酰辅酶A的乙酰基与草酰乙酸缩合为柠檬酸开始，经过若干反应步骤，最后又以草酰乙酸的再生为结束的连续酶促反应过程。因为这个反应过程的第一个产物是含有三个羧基的柠檬酸，故称为三羧酸循环，也叫做柠檬酸循环。又因为这个循环学说是由Krebs于1937年首先提出，故又叫做Krebs循环。反应位点：线粒体。 三羧酸循环的反应过程如图5-5： 图5-5 三羚循环反应过程 二、有氧氧化的生理意义（一）三羧酸循环是三大营养物质的最终代谢通路 糖、脂肪、氨基酸在体内进行生物氧化都将产生乙酰CoA，然后进入三羧酸循环进入三羧酸循环被降解成为CO2和H2O，并释放能量满足机体需要。 （二） 三羧酸循环也是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽 由葡萄糖分解产生的乙酰CoA可以用来合成脂酸和胆固醇；许多生糖氨基酸都必须先转变为三羧酸循环的中间物质后，再经苹果酸或草酰乙酸异生为糖。三羧酸循环的中间产物还可转变为多种重要物质，如琥珀酰辅酶A可用于合成血红素；α-酮戊二酸、草酰乙酸可用于合成谷氨酸、天冬氨酸，这些非必需氨基酸参与蛋白质的生物合成。 图5-6 三羧酸循环是物质代谢的枢纽 （三）三羧酸循环的总反应式及能量代谢 三羧酸循环运转一周：有2次脱羧（氧化1分子乙酰CoA ）、4次脱氢（3次由NAD+接受、1次由FAD接受）、1次底物水平磷酸化。 表5-1 葡萄糖有氧氧化过程中ATP的生成位点 *（1）糖酵解途经产生的NADH＋H＋，如果经苹果酸穿梭机制，1个NADH＋H＋产生3分子ATP：若经α-磷酸甘油穿梭机制，则产生2分子ATP （2）1分子葡萄糖分解生成2分子3-磷酸甘油醛，故乘以2。 （四）三羧酸循环的特点： 1. 循环反应在线粒体(mitochondrion)中进行，为不可逆反应。 2. 每完成一次循环，氧化分解掉一分子乙酰基，可生成12分子ATP。 3. 循环的中间产物既不能通过此循环反应生成，也不被此循环反应所消耗。 4. 三羧酸循环中有两次脱羧反应，生成两分子CO2。 5. 循环中有四次脱氢反应，生成三分子NADH和一分子FADH2。 6. 循环中有一次底物水平磷酸化，生成一分子GTP。 7. 三羧酸循环的关键酶是柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶系。 三、有氧氧化的调节糖的有氧氧化的三个阶段中，第一阶段的调节见糖酵解的调节，这里主要叙述第二、三阶段的调节。 （一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节 丙酮酸脱氢酶复合体可通过变构效应和共价修饰两种方式进行快速调节。反应产物NADH、乙酰CoA对丙酮酸脱氢酶复合体有反馈抑制作用，使有氧氧化减弱；ATP对其也有抑制作用，而AMP则有激活作用。此外，丙酮酸脱氢酶复合体还可被丙酮酸脱氢酶激酶磷酸化，引起酶蛋白变构而失去活性；丙酮酸脱氢酶磷酸酶则使其脱磷酸而恢复活性。NADH、乙酰CoA 增加，还可通过增强丙酮酸脱氢酶激酶活性，加强对丙酮酸脱氢酶复合体的抑制作用，协同减弱糖的有氧氧化，使NADH和乙酰CoA生成不致过多；而NAD+和ADP则有相反作用。胰岛素可增强丙酮酸脱氢酶磷酸酶活性，促进糖的氧化分解。 （二）三羧酸循环的调节 三羧酸循环的速率和流量受多种因素的调控，在三个不可逆反应中，其中异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶复合体所催化的反应是三羧酸循环的主要调节点。 当NADH/NAD＋和ATP/ADP浓度比值升高时，异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体被反馈抑制，三羧酸循环速率减慢，而ADP则是异柠檬酸脱氢酶的变构激活剂。 线粒体中Ca2＋浓渡增高，可激活异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体及丙酮酸脱氢酶复合体活性，糖的有氧氧化增强。 三羧酸循环也受氧化磷酸化速率的影响。三羧酸循环中由4次脱氢生成的NADH＋H＋和FADH2中的氢和电子需通过电子传递链进行氧化及磷酸化生成ATP，使氧化型NAD＋和FAD得以再生，否则三羧酸循环中的脱氢反应将无法进行。因此，凡是抑制电子传递链各环节的因素均可阻断三羧酸循环运转。 （三）巴斯德效应 有氧氧化抑制糖酵解的现象称为巴斯德效应（Pasteur effect），此效应是由法国科学家Pasteur利用酵母菌进行生醇发酵时发现。人体组织中同样存在此效应。当组织供氧充足时，丙酮酸进入三羧酸循环氧化，NADH＋H＋可穿梭进入线粒体经电子传递链氧化，使乳酸生成受到抑制，所以有氧抑制糖酵解。缺氧时，氧化磷酸化受阻，NADH＋H＋累积，使ADP与Pi不能转变为ATP，ATP/ADP比值降低，促使6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶活性增强，丙酮酸作为氢接受体在胞液中还原为乳酸，加速葡萄糖沿糖酵解途径分解。 糖酵解和糖的有氧氧化是体内糖分解代谢的主要途径，除此以外，体内还存在其他代谢途径，磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway）或称磷酸己糖旁路（hexose monophosphate shunt，简称HMS）就是另一重要途径。此途径在肝脏、脂肪组织、红细胞、肾上腺皮质、泌乳期乳腺、性腺、骨髓等组织中比较活跃，整个反应过程均在胞液中进行。
一、磷酸戊糖途径的反应过程磷酸戊糖途径总反应方程式如下： 图5-7 磷酸戊糖途径反应过程 二、磷酸戊糖途径的生理意义（一）提供NADHP作为供氢体参与多种代谢反应 1.NADPH是体内许多合成代谢的供氢体 2.NADPH参与体内羟化反应 3.NADPH用于维持谷胱甘肽的还原状态，对保护细胞中含巯基的酶及蛋白质免受氧化、维持红细胞的正常功能（膜蛋白的完整性）及血红蛋白处于还原状态起重要作用。 （二）为核酸的生物合成提供核糖体内磷酸核糖来自磷酸戊糖途径 5-磷酸核糖是核酸和核苷酸的组成成分。它既可由磷酸戊糖途径生成，也可通过糖分解代谢的中间产物6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛经前述基团转移反应的逆反应生成，但在人体主要是经前一过程生成。肌组织缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶，磷酸核糖则靠基团转移反应生成 （三）提供能量 必要时可通过转氢酶作用，使NAD还原成NADH，后者通过呼吸链和氧化磷酸化过程，即可生成ATP提供能量需要。 糖原（glycogen）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。糖原分子中的葡萄糖单位主要以α-1,4-糖苷键相连，形成直链结构，部分以α-1,6-糖苷键相连构成支链。一条糖链有一个还原端和一个非还原端，每形成一个分支即增加一个非还原端。糖原的合成与分解都是由非还原端开始的。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。 图5-8 糖原的分子结构 图5-9 糖原的分子结构示意图 一、糖原的合成代谢（一）糖原合成的反应过程：糖原合成的反应过程可分为三个阶段： 1．活化：由葡萄糖在己糖激酶或葡萄糖激酶作用下生成6-磷酸葡萄糖，是一耗能过程。 2．6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖 此反应在葡萄糖变位酶催化下完成。 3．生成尿苷二磷酸葡萄糖 在尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶作用下，1-磷酸葡萄糖与UTP作用，生成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG uridine diphosphate glucose)，释放出焦磷酸。焦磷酸被焦磷酸酶迅速水解，使反应向糖原合成方向进行，同时消耗1个高能磷酸键。 4．从UDPG合成糖原 UDPG中的葡萄糖单位在糖原合酶作用下，转移到细胞内原有的较小的糖原引物上，在非还原端以α-1,4-糖苷键连接。每反应一次，糖原引物上即增加一个葡萄糖单位。糖原引物是在一种被称为糖原引物蛋白（glycogenin）分子上形成的，这种蛋白质能对其自身进行共价修饰，即它的分子中第194位酪氨酸残基的酚羟基被糖基化，形成葡聚糖链，作为糖原合成时UDPG中葡萄糖基的接受体，此接受体即为糖原引物。 *n表示糖原引物中葡萄糖数目 5.形成分支 糖原合成酶只能催化形成α-1,4-糖苷键，当糖链长度达到12 ～18个葡萄糖残基时，由分枝酶使末端含6～7个葡萄糖的糖链转移，以α-1,6-糖苷键连接，形成分枝。由糖原合成酶与分枝酶催化的反应不断进行，使作为引物的糖原分子不断延长，并增加新的分支 图5-10 糖原合成中分支的形成 （二）糖原合成反应的特点 1．糖原合成的反应部位在胞浆（肌肉/肝脏）；关键酶是糖原合成酶；原料：G（葡萄糖），UDP，ATP；产物是Gn，生理意义是储存能量。 2.糖原合酶催化的糖原合成反应不能从头开始，需要至少含4个葡萄糖残基的α-1,4-葡聚糖作为引物。 3．糖原合酶是糖原合成过程的限速酶，其活性受共价修饰和变构的调节。 4．UDPG是活泼葡萄糖基的直接供体，其生成过程中要消耗ATP和UTP，在糖原引物上每增加1个新的葡萄糖单位，要消耗2个高能磷酸键。 5．葡萄糖进入细胞合成糖原过程中，伴有K＋转移入细胞，使血Ｋ＋趋于降低。因此，输注胰岛素和大量葡萄糖时，要注意防止出现低血钾。据此，血钾过高的患者，也可采用输注葡萄糖和少量胰岛素的方法降低血钾。 二、糖原的分解代谢肝糖原分解为葡萄糖以补充血糖的过程，称为糖原分解。肌糖原不能分解为葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化。糖原分解包括下列几个反应步骤： (一)糖原分解代谢过程 1.糖原分解为1-磷酸葡萄糖 从糖原分子的非还原端开始，由磷酸化酶催化α-1,4-糖苷键分解，逐个生成1-磷酸葡萄糖。如图5-11. 上述反应不断进行，α-1,4-糖苷键逐渐被水解，糖原分子逐渐变小，直至距糖原分支部位4 个葡萄糖单位为止。 2.脱掉分支 当反应进行到葡萄糖链距分枝处只剩4个葡萄糖单位时，脱枝酶（转移酶）将3个葡萄糖单位转移到其它分枝的非还原未端，以α-1,6-糖苷键相连的最后一个葡萄糖继续由脱枝酶水解生成游离的葡萄糖。如图5-12 至此，在磷酸化酶与脱枝酶的协同和反复作用下，完成糖原分解过程 图5-11 糖原分解为1-磷酸葡萄糖 图5-12 糖原的脱支反应 3.1-磷酸葡萄糖在变位酶作用下转变为6-磷酸葡萄糖 4. 6-磷酸葡萄糖在葡萄糖-6-磷酸酶作用下水解为葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝脏和肾脏，肌肉组织中无此酶，因此肌糖原不能分解为葡萄糖，而只有肝、肾组织中的糖原能够分解为葡萄糖。 在空腹和饥饿(10~12h)时，肝糖原分解为葡萄糖释放入血，以维持血糖浓度恒定。糖原分解时，伴有细胞内Ｋ＋的释放。 （二）糖原分解的特点 1．水解反应在糖原的非还原端进行； 2．是一非耗能过程； 3．关键酶是糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase)，为一共价修饰酶，其辅酶是磷酸吡哆醛。 （三）糖原合成与分解的调节 糖原的合成与分解对维持血糖浓度的恒定具有重要作用。糖原合酶和磷酸化酶分别是糖原合成与分解代谢中的限速酶，它们在体内均有无活性型（糖原合酶b和磷酸化酶b）和有活性型（糖原合酶a和磷酸化酶a）两种形式，可受到共价修饰调节和变构调节的双重影响。 1. 共价修饰调节 当机体受到某些因素影响（如血糖浓度下降、剧烈运动）时，引起肾上腺素、胰高血糖素分泌增加。两者与肝脏或肌肉等组织细胞膜上的特异性受体结合，通过G蛋白介导活化腺苷酸环化酶，使cAMP生成增加，cAMP又使依赖cAMP的蛋白激酶A活化。活化的蛋白激酶A一方面使有活性的糖原合酶a磷酸化为无活性的糖原合酶b，使糖原合成过程减弱；另一方面使无活性的磷酸化酶b激酶磷酸化转变为有活性的磷酸化酶b激酶，后者进一步使无活性的糖原磷酸化酶b磷酸化转变为有活性的磷酸化酶a，使糖原分解增强。这种调节的最终结果是抑制糖原合成，促进糖原分解，使肝糖原分解为葡萄糖释放入血，补充血糖浓度，肌糖原分解产生能量用于肌肉收缩（图5-13）。通过这种双向的精细调节，使代谢状态和生理机能保持一致。 胰岛素促进糖原合成，抑制糖原分解，其机理可能是通过激活磷酸二酯酶加速cAMP的分解，抑制了蛋白激酶A的活性。 Ca2+的升高可引起肌糖原分解增加。当神经冲动引起胞液内Ca2+升高时，Ca2+激活磷酸化酶b激酶，促进磷酸化酶b磷酸化而变成磷酸化酶a，加速糖原分解，以利肌收缩时获得能量。 前述被磷酸化的各种酶包括无活性的糖原合酶b、有活性的磷酸化酶b激酶和磷酸化酶a，其去磷酸化由磷蛋白磷酸酶-1催化，去磷酸化以后，这些酶的活性即发生相反的变化。磷蛋白磷酸酶-1的活性受细胞内一种磷蛋白磷酸酶抑制剂的调节，当两者结合后酶的活性受到抑制。而这种抑制剂本身也受蛋白激酶A的调控。蛋白激酶A催化其磷酸化后由无活性型转变为有活性型。 图5-13 糖原的脱支反应 2. 别构调节 6-磷酸葡萄糖是糖原合酶b的变构激活剂，当血糖水平增高，进入细胞的葡萄糖增多，6-磷酸葡萄糖生成增加，促使糖原合酶b转变为糖原合酶a，加速糖原合成。 AMP是磷酸化酶b的别构激活剂，当细胞内能量供应不足，AMP浓度升高时，促进糖原分解。而ATP和葡萄糖是磷酸化酶a的别构抑制剂，当细胞内能量充足，ATP浓度升高，或血糖升高时，抑制糖原分解。 非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。非糖物质：乳酸、甘油、生糖氨基酸等。糖异生代谢途径主要存在于肝及肾中。
一、糖异生的基本过程糖异生途径基本上是糖酵解的逆过程，但并不完全相同。糖酵解途径中大多数催化反应是可逆，只有已糖激酶（糖酵解反应1）、6-磷酸果糖激酶-1（糖酵解反应4）和丙酮酸激酶（糖酵解反应11）所催化的三步反应均为不可逆的步骤，在糖异生过程中这些步骤将被别的旁路反应所代替。 丙酮酸转变为磷酸烯醇型丙酮酸 （二）1,6 -双磷酸果糖转变为 6 -磷酸果糖 （三）6-磷酸葡萄糖转变为游离葡萄糖 糖异生反应的细胞位点为胞浆和线粒体（肝脏）；关键酶是G-6-P酶、F-1，6-BP酶、丙酮酸羧化酶/PEP羧激酶；反应原料是甘油/丙酮酸/乳酸/生糖氨基酸等；产物为葡萄糖；每生成一分子葡萄糖消耗六个高能磷酸键。 图5-14 糖异生作用途径 二、乳 酸 循 环 （Cori循环）激烈运动时，肌肉收缩通过糖酵解生成大量乳酸。肌肉内糖异生活性低，所以乳酸通过细胞膜弥散进入血液后，再进入肝，先氧化成丙酮酸，然后经过糖异生作用转变为葡萄糖或糖原。葡萄糖释入血液后又可被肌肉摄取，构成一个循环，成为乳酸循环。 乳酸循环是耗能的过程，2分子乳酸异生成葡萄糖需要消耗6分子ATP。 生理意义在于避免损失乳酸以及防止乳酸堆积引起酸中毒，既回收了乳酸中的能量，又重新积累了储存的糖原，对身体能量的利用很有意义。 图5-15 乳酸循环作用途径 三、糖异生的生理意义（一）维持血糖浓度恒定 体内储存的糖原有限，实验证明，禁食12~24小时后，肝糖原耗尽，糖异生显著增强，成为血糖的主要来源，维持血糖水平正常。 （二）补充肝糖原 由于肝葡萄糖激酶Km值高，摄取葡萄糖能力弱，即便进食以后也有相当一部分葡萄糖是先分解成丙酮酸、乳酸等三碳化合物，再异生成糖原，此途径称为糖原合成的三碳途径。 （三）调节酸碱平衡 在剧烈运动或某些原因导致缺氧时，肌糖原酵解产生大量乳酸，引起组织pH降低，通过乳酸循环的糖异生作用，在肝脏将酸性的乳酸转变为中性的葡萄糖，防止酸中毒。 一、血糖的来源和去路血糖指血液中的葡萄糖，其正常水平相对恒定，维持在3.89～6.11mmol/L之间。血糖有多条来源和去路途径。如图5-16。 图5-16 血糖的来源和去路 二、血糖的调节血糖浓度相当恒定，这源于机体高效率的调节血糖浓度。通过严格控制血糖的来源和去路，使得血糖浓度处于动态平衡。 （一）组织器官代谢调节 肝脏是调节血糖浓度的主要器官。肝脏具有参于糖代谢的各种酶，当血糖浓度因进食而升高时，血中大量的糖进入肝脏合成肝糖原。当血糖浓度降低时，肝糖原又可分解为葡萄糖或通过糖异生合成葡萄糖，以补充血糖 （二）神经系统对血糖浓度的调节 神经系统特别是其高级部位，可直接通过神经末梢释放递质或间接通过支配内分泌腺分泌激素，以影响与调节全身糖的代谢。激动时，中枢神经系统将兴奋传至肝脏，促使肝糖原分解为葡萄糖释放到血中，使血糖浓度升高。 （三）激素对血糖浓度的调节 激素对血糖浓度及糖代谢的调节起着重要作用，多种激素参与血糖浓度的调节。一类是降低血糖的激素即胰岛素；一类升高血糖的激素有胰高血糖素、肾上腺素、肾上腺皮质激素、生长素与甲状腺素。这两类激素作用的途径和效果虽各不相同，但它们互相协调又互相制约，通过改变体内糖代谢方向以调节血糖浓度。 1．胰岛素 胰岛素是胰岛β细胞分泌的一种蛋白质激素，是体内唯一的降血糖激素。它的分泌受血糖浓度的调节，血糖升高即引起胰岛素的分泌，血糖降低则分泌减少。其主要调节作用是： （1）胰岛素促进肌肉，脂肪组织细胞膜载体转运葡萄糖进入细胞; （2）胰岛素诱导糖原合成酶的生成，同时还能抑制糖原磷酸化酶作用，因此它既能促进糖原合成又能减少糖原分解； （3）诱导分解利用血糖的关键酶的合成，从而加速糖的利用； （4）胰岛素抑制糖异生关键酶的活性，以抑制糖异生； （5）抑制脂肪动员。 2．胰高血糖素 胰高血糖素是胰岛α细胞分泌的一种多肽激素，是升血糖激素。主要作用为： （1）促进肝糖原分解，血糖升高； （2）抑制糖酵解，促进糖异生，使非糖物质（丙酮酸、乳酸和氨基酸等）迅速异生为糖； （3） 加速脂肪动员。 3．糖皮质激素 糖皮质激素是肾上腺皮质分泌的类固醇激素，可引起血糖升高。主要作用为： （1） 抑制肝外组织自血液中吸取葡萄糖，并能促进肌肉中蛋白质的分解，产生的氨基酸是糖异生的原料。 （2）促进糖异生关键酶的合成，从而促进糖异生。 4. 肾上腺素 肾上腺素是强有力的升血糖激素，主要在应激状态下发挥作用，对血糖浓度的调节与胰高血糖素相似。可促进肝糖原分解，还促进肌糖原经糖酵解分解成乳酸，乳酸是糖异生的原料，可间接升高血糖。 5．生长素 生长素主要表现为对抗胰岛素的作用，使血糖浓度升高。 三、血糖水平异常空腹血糖浓度高于7.22～7.78mmol/L称为高血糖（hyperglycemia）。空腹血糖浓度低于3.33～3.89mmol/L称为低血糖。 (hypoglycemia) （一）生理性高血糖与糖尿 在生理情况下，血糖超过肾糖阈(血糖浓度高于（8.89～10.00mmol/L）时出现的糖尿，属生理性糖尿(glucosuria)。如情绪激动时，交感神经兴奋或一次进食大量葡萄糖后出现糖尿，分别称为情感性糖尿和饮食性糖尿。 （二）病理性高血糖及糖尿病 糖尿病(diabetes)是一组病因和发病机理尚未完全阐明的内分泌代谢性疾病，以高血糖为其主要标志。 常见于内分泌机能紊乱，如胰岛β细胞损害引起胰岛素分泌不足。糖尿病可分为胰岛素依赖型（I型）和非胰岛素依赖型（II型）两类，II型糖尿病有更强的遗传性，胰岛素受体基因缺陷已被证实是其诱因之一，我国患者以此类居多。 此外还有一些继发性糖尿病。大都继发于胰岛组织广泛破坏的疾病，如胰腺炎、胰腺切除后等，或由于引起胰岛素拮抗的激素分泌过多的疾病，如：甲状腺机能亢进、肢端肥大症、皮质醇增多症等。 （三）肾性糖尿 由于肾脏疾患，如慢性肾炎，肾病综合症等引起肾小管重吸收功能减弱，重吸收葡萄糖能力下降，导至肾糖阈下降，但血糖水平与耐糖曲线正常，由此出现的糖尿称为肾性糖尿。孕妇有时也会有暂时性肾糖阈降低而出现肾性糖尿。 （四）低血糖 血糖是大脑能量的主要来源，低血糖时影响脑的正常功能，出现头昏、心悸、饥饿感及出冷汗等现象，严重时患者出现昏迷，称为低血糖休克，如不及时补充血糖可导致死亡。 低血糖常见的原因有：进食不足、内分泌功能紊乱，如胰岛素β-细胞机能亢进、胰岛素分泌过多，肝脏疾病如肝炎、肝硬化等引起的肝功能不良也可造成血糖浓度低下。 四、耐量曲线正常人体血糖水平维持动态平衡，即使食入大量葡萄糖，体内血糖水平也不会出现大的波动和持续升高，这种人体对摄入的葡萄糖具有很高的耐受能力的现象称为耐糖现象。对葡萄糖的耐受能力称为葡萄糖耐量（glucose tolerence），它反映机体调节糖代谢的能力。 图5-17 耐糖曲线 临床上常用葡萄糖耐量试验鉴定机体利用葡萄糖的能力，常用的检查方法是先测定病人空腹血糖浓度，然后一次服用100克葡萄糖（或按每公斤体重1.5～1.75克），而后隔半小时、一小时、二小时和三小时分别采血测血糖值。以时间为横座标，血糖浓度为纵座标作图，得到的曲线叫做耐糖曲线。 在临床上可根据耐糖曲线诊断某些与糖代谢有关的疾病，结合尿糖检查可估计病人的肾糖阈。此外还可结合血清胰岛素水平检测、估计糖尿病病情和判断类型。 |
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