糖代謝的三大代謝途徑

組成人體的化學物質有很多，其中糖是必不可少的有機化合物。在人體之後，糖會參與人體代謝，一般情況下糖的代謝途徑有兩大類，主要是分解代謝與合成代謝。其中分解代謝有三種，合成代謝有兩種，無論哪種對人體而言都必不可少。今天小編就為大家詳細介紹下糖分解代謝的三大代謝途徑。

糖代謝的兩大類：分解代謝和合成代謝

分解代謝：

1.糖酵解（糖的無氧氧化）

2.檸檬酸迴圈（糖的有氧氧化）

3.磷酸戊糖途徑

合成代謝：

1. 糖原合成（轉化為肝糖原或肌糖原）

2. 糖異生（轉變為非糖物質，如脂肪、非必需氨基酸）

糖代謝的幾大途徑

糖的無氧酵解途徑（糖酵解途徑）：

是在無氧情況下，葡萄糖分解生成乳酸的過程。它是體內糖代謝最主要的途徑。

糖酵解途徑包括三個階段：第一階段：引發階段。葡萄糖的磷酸化、異構化：①葡萄糖磷酸化成為葡萄糖-6-磷酸，由己糖激酶催化。為不可逆的磷酸化反應，酵解過程關鍵步驟之一，是葡萄糖進入任何代謝途徑的起始反應，消耗1分子ATP.②葡萄糖-6-磷酸轉化為果糖-6-磷酸，磷酸己糖異構酶催化；③果糖-6-磷酸磷酸化，轉變為1，6-果糖二磷酸，由6磷酸果糖激酶催化，消耗1分子ATP，是第二個不可逆的磷酸化反應，酵解過程關鍵步驟之二，是葡萄糖氧化過程中最重要的調節點。

第二階段：裂解階段。1，6-果糖二磷酸折半分解成2分子磷酸丙糖（磷酸二羥丙酮和3-磷酸甘油醛），醛縮酶催化，二者可互變，最終1分子葡萄糖轉變為2分子3-磷酸甘油醛。

第三階段：氧化還原階段。能量的釋放和保留：①3-磷酸甘油醛的氧化和NAD+的還原，由3-磷酸甘油醛脫氫酶催化，生成1，3-二磷酸甘油酸，產生一個高能磷酸鍵，同時生成NADH用於第七步丙酮酸的還原。②1，3-二磷酸甘油酸的氧化和ADP的磷酸化，生成3-磷酸甘油酸和ATP.磷酸甘油酸激酶催化。③3-磷酸甘油酸轉變為2-磷酸甘油酸。④2-磷酸甘油酸經烯醇化酶催化脫水，通過分子重排，生成具有一個高能磷酸鍵的磷酸烯醇式丙酮酸。⑤磷酸烯醇式丙酮酸經丙酮酸激酶催化將高能磷酸鍵轉移給ADP，生成烯醇式丙酮酸和ATP，為不可逆反應，酵解過程關鍵步驟之三。⑥烯醇式丙酮酸與酮式丙酮酸的互變。⑦丙酮酸還原生成乳酸。

一分子的葡萄糖通過無氧酵解可淨生成2個分子三磷酸腺苷（ATP），這一過程全部在胞漿中完成。

生理意義：①是機體在缺氧或無氧狀態獲得能量的有效措施；②機體在應激狀態下產生能量，滿足機體生理需要的重要途徑；③糖酵解的某些中間產物是脂類、氨基酸等的合成前體，並與其他代謝途徑相聯繫。

依賴於糖酵解獲得能量的組織細胞有：紅細胞、視網膜、角膜、晶狀體、睾丸、腎髓質等。

糖的有氧氧化途徑：

葡萄糖在有氧條件下徹底氧化成水和二氧化碳稱為有氧氧化，有氧氧化是糖氧化的主要方式。絕大多數細胞都通過有氧氧化獲得能量。肌肉進行糖酵解生成的乳酸，最終仍需在有氧時徹底氧化為水及二氧化碳。

有氧氧化可分為兩個階段：第一階段：胞液反應階段：糖酵解產物NADH不用於還原丙酮酸生成乳酸，二者進入線粒體氧化。

第二階段：線粒體中的反應階段：①丙酮酸經丙酮酸脫氫酶複合體氧化脫羧生成乙醯CoA，是關鍵性的不可逆反應。其特徵是丙酮酸氧化釋放的能量以高能硫酯鍵的形式儲存於乙醯CoA中，這是進入三羧酸迴圈的開端。②三羧酸迴圈及氧化磷酸化。三羧酸迴圈是在線粒體內進行的一系列酶促連續反應，從乙醯CoA和草醯乙酸縮合成檸檬酸到草醯乙酸的再生，構成一次迴圈過程，其間共進行四次脫氫氧化產生2分子CO2，脫下的4對氫，經氧化磷酸化生成H20和ATP.三羧酸迴圈的特點是：①從檸檬酸的合成到α-酮戊二酸的氧化階段為不可逆反應，故整個迴圈是不可逆的；②在迴圈轉運時，其中每一成分既無淨分解，也無淨合成。但如移去或增加某一成分，則將影響迴圈速度；③三羧酸迴圈氧化乙醯CoA的效率取決於草醯乙酸的濃度；④每次迴圈所產生的NADH和FADH2都可通過與之密切聯繫的呼吸鏈進行氧化磷酸化以產生ATP；⑤該迴圈的限速步驟是異檸檬酸脫氫酶催化的反應，該酶是變構酶，ADP是其啟動劑，ATP和NADH是其抑制劑。

線粒體內膜上分佈有緊密相連的兩種呼吸鏈，即NADH呼吸鏈和琥珀酸呼吸鏈。呼吸鏈的功能是把代謝物脫下的氫氧化成水，同時產生大量能量以驅動ATP合成。1個分子的葡萄糖徹底氧化為CO2和H2O，可生成36或38個分子的ATP。

糖原的合成途徑

糖原是動物體內糖的儲存形式，是葡萄糖通過α-1，4和α-1，6糖苷鍵相連而成的具有高度分枝的聚合物。機體攝入的糖大部分轉變成脂肪（甘油三酯）後儲存於脂肪組織內，只有一小部分以糖原形式儲存。糖原是可以迅速動用的葡萄糖儲備。肌糖原可供肌肉收縮的需要，肝糖原則是血糖的重要來源。

糖原合成酶是糖原合成中的關鍵酶，受G-6-P等多種因素調控。葡萄糖合成糖原是耗能的過程，合成1分子糖原需要消耗2個ATP.

糖異生

由非糖物質轉變為葡萄糖的過程稱為糖異生，是體內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、酸中毒時腎臟的異生作用增強。

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。酵解過程中三個關鍵酶催化的反應是不可逆的，故需通過糖異生的4個關鍵酶（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）繞過糖酵解的三個能障生成葡萄糖。

其生理意義是：①作為補充血糖的重要來源，以維持血糖水準恒定。②防止乳酸中毒。③協助氨基酸代謝。

磷酸戊糖途徑

在胞漿中進行，存在於肝臟、乳腺、紅細胞等組織。其生理意義是：①提供5-磷酸核糖，用於核苷酸和核酸的生物合成。②提供NADPH形式的還原力，參與多種代謝反應，維持谷胱甘肽的還原狀態等。

糖醛酸途徑

其生理意義在於生成有活性的葡萄糖醛酸（UDP葡萄糖醛酸），它是生物轉化中重要的結合劑，可與多種代謝產物（膽紅素、類固醇等）、藥物和毒物等結合；還是葡萄糖醛酸的供體，葡萄糖醛酸是蛋白聚糖的重要組成成分，如硫酸軟骨素、透明質酸、肝素等。