葡萄糖的分解途径是怎样的

葡萄糖的分解途径是怎样的

天然的葡萄糖，无论是游离的或是结合的，均属D构型，在水溶液中主要以吡喃式构形含氧环存在，为α和β两种构型的衡态混合物。

在常温条件下，可以α-D-葡萄糖的水合物(含1个水分子)形式从过饱和的水溶液中析出晶体，熔点为80℃;而在50~115℃之间析出的晶体则为无水α-D-葡萄糖，熔点146℃。115℃以上析出的稳定形式则为β-D-葡萄糖，熔点为148~150℃。呋喃环形式的葡萄糖仅以结合状态存在于少数天然化合物中。

D- 葡萄糖具有一般醛糖的化学性质:在氧化剂作用下，生成葡萄糖酸，葡萄糖二酸或葡萄糖醛酸;在还原剂作用下，生成山梨醇;在弱碱作用下，葡萄糖可与另两种结构相近的六碳糖──果糖和甘露糖──三者之间通过烯醇式相互转化。葡萄糖还可与苯肼结合，生成葡萄糖脎，后者在结晶形状和熔点方面都与其他糖脎不同，可作为鉴定葡萄糖的手段。

大多数生物具有酶系统可分解D-葡萄糖以取得能量的能力。在活细胞中，例如哺乳动物的肌肉细胞或单细胞的酵母细胞中，葡萄糖先后经过不需氧的糖酵解途径、需氧的三羧酸循环以及生物氧化过程生成二氧化碳和水，释放出较多的能量,以ATP(三磷酸腺苷)形式贮存起来，供生长、运动等生命活动之需。在无氧的情况下，葡萄糖仅仅被分解生成乳酸或乙醇,释放出的能量少得多，酿酒是无氧分解的过程。工业上，用酸或酶水解淀粉制得的葡萄糖可用做食品、制酒、制药等工业生产的原料。

果糖的介绍

果糖是一种最为常见的己酮糖。存在于蜂蜜[3] 、水果中，和葡萄糖结合构成日常食用的蔗糖。果糖中含6个碳原子，也是一种单糖，是葡萄糖的同分异构体，它以游离状态大量存在于水果的浆汁和蜂蜜中，果糖还能与葡萄糖结合生成蔗糖。 纯净的果糖为无色晶体，熔点为103～105℃,它不易结晶，通常为黏稠性液体，易溶于水、乙醇和乙醚。D-果糖是最甜的单糖。

一种提炼自各种水果和谷物，全天然、甜味浓郁的新糖类，因不易导致高血糖，不易产生脂肪堆积而发胖，更不会产生龋齿，而被更多的人们所认识。果糖主要产自天然的水果和谷物之中，具有口感好、甜度高、升糖指数低以及不易导致龋齿等优点。果糖的甜度是蔗糖的1.8倍，是所有天然糖中甜度最高的糖，所以在同样的甜味标准下，果糖的摄入量仅为蔗糖的一半。

过去认为使用果糖代替砂糖，在相同甜度下可以减少热量摄取，其升糖指数也很低，果糖在预防及控制糖尿病上较佳。但此观点已经遭到反驳。

虽然有一少部分组织(例如精细胞[4] 和一些肠细胞)会直接利用果糖，但果糖的最主要代谢是在肝脏[5] 。

相比食用高葡萄糖饮料而言，在用餐时食用高果糖饮料会导致胰岛素和瘦素(leptin)的水平降低，饥饿激素(Ghrelin)水平升高[6] 。研究者发现，由于胰岛素和瘦素水平降低和饥饿激素水平升高，大量食用果糖会导致体重增加[7] 。

大量摄入果糖会导致非酒精性脂肪肝[8-9] 。

果糖晶体 实际上，对于果糖我们并不陌生，大多数水果中均含有果糖。而人类食用果糖的历史，也是源远流长。自原始时代起，就有人类食用蜂蜜的记录，而蜂蜜就是典型的果糖与葡萄糖各占一半的混合糖浆。此后的数千年里，果糖一直没有远离人类的饮食，但由于加工工艺和技术能力的限制，果糖一直没有大规模的占领人们的餐桌。直到上世纪七十年代，美国一举突破了生产果糖的技术瓶颈，开始了大规模工业化的生产果糖。此后，果糖的产量以每年递增百分之三十的速度迅猛发展。在果糖产量越来越大的同时，其独特的优点也逐渐显现。果糖，与传统的天然糖之间最大的区别就是升糖指数低，即GI值低，GI(Glycemic Index)是反映食物引起人体血糖升高程度的指标。实验证明，在同等条件下，如果将食用葡萄糖后所产生的血糖升高指数当作100的话，那么食用果糖后，人体的血糖升高指数仅为23，甚至有的能低至19，而蔗糖则高达65。也就是说，食用果糖后人体血糖的升高程度要远远低于其他传统的天然糖品，也因此，果糖以及相关制品被广泛应用于糖尿病患者与肝功能不全者的饮食结构中。

其实，果糖之所以升糖指数低，主要是由于果糖在人体内的代谢速度要比葡萄糖和蔗糖等传统糖都要慢，并且果糖的代谢并不依赖胰岛素，而是直接进入人体肠道内被人体所消化利用。所以，果糖的升糖指数才远远低于传统糖，被称之为“健康糖”。

此外，果糖的口味和甜度也优于传统糖，不仅自身具有水果香味，并且甜度高，其甜度达到了蔗糖的1.8倍，为天然糖中最甜的糖类。因此，只需要较少的用量，就可以拥有与其他糖类相同的甜度，进而满足味觉享受。至于果糖不易导致龋齿的原因，实际上是因为果糖比较不容易被口腔内的微生物分解和聚合，所以，食用后产生蛀牙的几率就比葡萄糖或蔗糖等天然糖要小的多。

1.1果糖的来源与结构 近 年来，随着层析技术的不断提高和新型仪器的问世，对糖类生物化学的研究获得了长足的发展。迄今为止，已证实自然界有200多种单糖。大量事实说明，在分子的语言中，单糖如同氨基酸及核酸，可以作为密码字母，借以拼写许多天然物质的特异性〔2〕。糖是生命和各种运动过程的重要能源。依水解状况，可将糖分为3类：(1)凡不能水解成更小分子的糖为单糖;(2)凡仅能水解成少数(2～10个)单糖分子的糖为寡糖;(3)可水解为多个单糖分子的糖为多糖。葡萄糖、果糖和半乳糖是对人体最为重要的单糖。果糖存在于水果和蜂蜜中，且几乎总是与葡萄糖同时存在于植物中，尤以菊科植物为多。从化学结构上看，糖是含有多个羟基的醛类或酮类，分别称为醛糖和酮糖。葡萄糖为己醛糖，果糖为己酮糖;相似的化学结构决定了二者有一些相似的生化特性。

1.2 果糖的代谢特点 (1)果糖主要在肝、肾和小肠中经果糖激酶催化生成1一磷酸果糖。(2)在体内，果糖可以转化为葡萄糖或合成糖元;但是葡萄糖和糖元不能逆向转化为果糖。(3)因果糖可绕过糖酵解中的限速酶(磷酸果糖激酶)，遂在肝脏，果糖的分解速度快于葡萄糖。(4)果糖代谢的强度取决于果糖浓度，不受胰岛素的影响〔3〕。果糖的服用和吸收不会引起低血糖。

1.3 果糖的吸收与生化效应 (1)当果糖与肠粘膜上皮细胞载体蛋白结合后，能顺利地被吸收(尽管慢于葡萄糖的吸收)，在肝(是最主要的部位)、肾和小肠内被特异性果糖激酶作用而生成1—磷酸果糖〔4〕。之后，在1—磷酸果糖醛缩酶的催化下生成磷酸二羟丙酮和甘油醛。后者通过甘油醛激酶的磷酸化而生成3—磷酸甘油醛。该产物与磷酸二羟丙酮经糖酵解途径氧化分解或经糖元异生而合成糖元。(2)血糖是机体组织器官(特别是神经组织)的主要能源，血糖的高低及恒定与否，影响着组织器官的生理活动。通常，在神经和激素的调节下，糖的分解与合成保持动态平衡，血糖浓度相对恒定。正常空腹血糖为80～120毫克%(folin—吴宪法)，实指血中还原总糖，其中主要是葡萄糖，也含有果糖在内。血中果糖浓度的升高对葡萄糖浓度有一定的抑制作用。(3)果糖入肝后，在特异的1—磷酸果糖醛缩酶的作用下，可迅速转变成葡萄糖并加入“Cori循环”〔5〕：果糖在肝内被转化成葡萄糖→肝糖元→血糖→肌糖元→血乳酸→肝糖元。这一重要循环的存在，有助于机体维系血糖的正常水平;有助于运动中堆积之乳酸的消散和充分利用;有助于机体肝糖元和肌糖元的再合成。(4)Adopo(1994)证实，运动中摄入果糖是有益的〔6〕。他报告摄入果糖与摄入等量葡萄糖的氧化量相似。若摄入等量混合的果糖和葡萄糖(例如各服50克)，其氧化率要比单纯摄入100克葡萄糖高21%。原因在于果糖和葡萄糖有各自不同的氧化途径，相互间竞争性较小。

血糖的来龙去脉

正常人血糖的来源主要有3条途径。正常人血糖的去路主要有5条。

血液中所含的葡萄糖，称为血糖。它是糖在体内的运输形式。血糖可用葡萄糖氧化酶法、邻甲苯胺法、福林吴法测定，目前国内医院多采用前两种方法。福林-吴法已趋淘汰。正常人空腹血浆血糖为3.9～6.1mmol/L(葡萄糖氧化酶法测定)。饭后血糖可以暂时升高，但不超过180mg/dl，空腹血糖浓度比较恒定，正常为70-110mg/dl(3.9-6.1mmol/L)，两种单位的换算方法为：1mg/dL=0.0655mmol/L。

正常人血糖的来源主要有3条途径。

①饭后食物中的糖消化成葡萄糖，吸收入血循环，为血糖的主要来源。

②空腹时血糖来自肝脏，肝脏储有肝糖元，空腹时肝糖元分解成葡萄糖进入血液。

③非糖物质即饮食中蛋白质、脂肪及从肌肉生成的乳酸可通过糖异生过程变成葡萄糖。

正常人血糖的去路主要有5条。

糖异生

①血糖的主要去路是在全身各组织细胞中氧化分解成二氧化碳和水，同时释放出大量能量，供人体利用消耗。

②进入肝脏变成肝糖元储存起来。

③进入肌肉细胞变成肌糖元贮存起来。

④转变为脂肪储存起来。

⑤转化为细胞的组成部分。

葡萄糖的分解途径

天然的葡萄糖，无论是游离的或是结合的，均属D构型，在水溶液中主要以吡喃式构形含氧环存在，为α和β两种构型的衡态混合物。

在常温条件下，可以α-D-葡萄糖的水合物(含1个水分子)形式从过饱和的水溶液中析出晶体，熔点为80℃;而在50～115℃之间析出的晶体则为无水α-D-葡萄糖，熔点146℃

。115℃以上析出的稳定形式则为β-D-葡萄糖，熔点为148～150℃。呋喃环形式的葡萄糖仅以结合状态存在于少数天然化合物中。

D-葡萄糖具有一般醛糖的化学性质：在氧化剂作用下，生成葡萄糖酸，葡萄糖二酸或葡萄糖醛酸;在还原剂作用下，生成山梨醇;在弱碱作用下，葡萄糖可与另两种结构相近的六碳糖──果糖和甘露糖──三者之间通过烯醇式相互转化。葡萄糖还可与苯肼结合，生成葡萄糖脎，后者在结晶形状和熔点方面都与其他糖脎不同，可作为鉴定葡萄糖的手段。

大多数生物具有酶系统可分解D-葡萄糖以取得能量的能力。在活细胞中，例如哺乳动物的肌肉细胞或单细胞的酵母细胞中，葡萄糖先后经过不需氧的糖酵解途径、需氧的三羧酸循环以及生物氧化过程生成二氧化碳和水，释放出较

多的能量,以ATP(三磷酸腺苷)形式贮存起来，供生长、运动等生命活动之需。在无氧的情况下，葡萄糖仅仅被分解生成乳酸或乙醇,释放出的能量少得多，酿酒是无氧分解的过程。工业上，用酸或酶水解淀粉制得的葡萄糖可用做食品、制酒、制药等工业生产的原料。

甜酒曲的发酵过程

在发酵过程中糖化菌首先将糯米中的淀粉分解成葡萄糖，蛋白质分解成氨基酸，接着少量的酵母又将葡糖糖经糖酵解途径转化成酒精。这样就制成了香甜可口、营养丰富的甜酒酿。 甜酒曲中最主要的作用物质是根霉，常见的根霉有黑根霉(俗称面包霉)，米根霉等。黑根霉最适宜的温度在30℃至35℃，37℃时不能生长( 也有说:黑根霉的最适生长温度约为28℃，超过32℃不再生长);而米根霉发育温度为30℃至35℃，最适宜温度为37℃，41℃时不能生长。

糖代谢紊乱是怎么回事

糖是一类化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物的有机化合物。在人体内糖的主要形式是葡萄糖(glucose，Glc)及糖原(glycogen，Gn)。葡萄糖是糖在血液中的运输形式，在机体糖代谢中占据主要地位;糖原是葡萄糖的多聚体,包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等，是糖在体内的储存形式。葡萄糖与糖原都能在体内氧化提供能量。

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。

各种代谢状态紊乱各不相同。糖代谢紊乱引起糖尿病，脂代谢紊乱引起高脂血症，尿酸代谢紊乱引起痛风等等。电解质也会出现代谢紊乱，引起相应的紊乱状态，如高钾、低钾血症等。

糖代谢先天性异常

糖代谢先天性异常包括糖原代谢异常、糖分解代谢异常和G6PD(6-磷酸葡萄糖脱氢酶)缺陷。

一、糖原代谢异常

糖原代谢异常最常见的是糖原贮积病，这是由于糖原生成和分解的酶系统先天性缺陷所致，使糖原在细胞中过多贮积或糖原分子异常。由于缺陷的酶不同，故糖原贮积病分为许多型。

二、糖分解代谢异常

糖分解代谢途径先天代谢异常可有：

1.丙酮酸激酶(PK)缺乏病

成熟红细胞中不含线粒体，完全依赖糖酵解供能。在糖酵解过程中，丙酮酸激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸医学.育网收集整理生成烯醇式丙酮酸，同时产生ATP，用于维持红细胞内外的离子梯度，特别是通过Na+-K+ATP酶维持细胞内外Na+-K+浓度梯度，以维持红细胞膜的完整性。PK缺乏将导致ATP生成障碍，红细胞发生肿胀，进而发生溶血。

2.丙酮酸脱氢酶复合物缺乏症

丙酮酸脱氢酶复合物由三种酶，五种辅助因子组成。

三种酶：丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酸转乙酰基酶、二氢硫辛酸脱氢酶;

五种辅助因子：NAD+、FAD、CoASH、焦磷酸硫胺素，硫辛酸。

该酶复合物中各种亚基都可能发生先天性缺陷，这些缺陷都可使丙酮酸不能继续氧化产生ATP，使脑组织不能有效地利用葡萄糖供能，进而影响了儿童大脑的发育和功能，严重者可导致死亡。丙酮酸不能进一步氧化，致使患儿血液中乳酸，丙酮酸和丙氨酸的浓度显著升高，出现慢性乳酸酸中毒。

3.磷酸果糖代谢异常

磷酸果糖激酶与果糖1，6-二磷酸酶是作用相反的一对酶，它们所催化的化学反应是糖代谢途径中的一处无效循环(底物循环)，由于酶的遗传性缺陷，这个无效循环得不到控制，造成ATP大量分解产热。临床上可因吸入氟烷诱发恶性发热。

三、G6PD(6-磷酸葡萄糖脱氢酶)缺陷

G6PD为X伴性遗传。G6PD催化磷酸戊糖途径的关键反应：6-磷酸葡萄糖脱氢生成6-磷酸葡萄糖内脂，脱下的氢由NADP+接受，产生NADPH。

NADPH在维持红细胞的正常形态与功能方面起重要作用。

一般情况下磷酸戊糖途径提供的NADPH还能维持还原型谷胱甘肽的水平，保证红细胞的正常形态与功能，当红细胞中NADPH的需要量增加，如服奎宁类抗疟疾药时，G6PD缺乏患者红细胞中磷酸戊糖途径医学.育网收集整理的代谢速度则不能相应增加，提供的NADPH不能保证维持还原型谷胱甘肽所应有的水平，可引起严重的溶血性贫血。

NADPH还是体内许多合成代谢的供氢体并参与体内的羟化反应，与生物合成或生物转化有关。

血糖的来龙去脉

血液中所含的葡萄糖，称为血糖。它是糖在体内的运输形式。血糖可用葡萄糖氧化酶法、邻甲苯胺法、福林吴法测定，目前国内医院多采用前两种方法。福林-吴法已趋淘汰。正常人空腹血浆血糖为3.9～6.1mmol/L(葡萄糖氧化酶法测定)。饭后血糖可以暂时升高，但不超过180mg/dl，空腹血糖浓度比较恒定，正常为70-110mg/dl(3.9-6.1mmol/L)，两种单位的换算方法为：1mg/dL=0.0655mmol/L。

正常人血糖的来源主要有3条途径。

①饭后食物中的糖消化成葡萄糖，吸收入血循环，为血糖的主要来源。

②空腹时血糖来自肝脏，肝脏储有肝糖元，空腹时肝糖元分解成葡萄糖进入血液。

③非糖物质即饮食中蛋白质、脂肪及从肌肉生成的乳酸可通过糖异生过程变成葡萄糖。

正常人血糖的去路主要有5条。

糖异生

①血糖的主要去路是在全身各组织细胞中氧化分解成二氧化碳和水，同时释放出大量能量，供人体利用消耗。

②进入肝脏变成肝糖元储存起来。

③进入肌肉细胞变成肌糖元贮存起来。

④转变为脂肪储存起来。

⑤转化为细胞的组成部分。

葡萄糖的用途

葡萄糖是己醛糖，化学式C6H12O6，白色晶体，易溶于水，熔点146℃

它是自然界分布最广泛的单糖。其主要化学性质是：

(1)分子中有醛基，有还原性，能与银氨溶液反应，被氧化成葡萄糖酸

(2)醛基还能被还原为已六醇

(3)分子中有多个羟基，能与酸发生酯化反应

(4)葡萄糖在生物体内发生氧化反应，放出热量。

葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质。它的氧化反应放出的热量是人类生命活动所需能量的重要来源。在食品、医药工业上可直接使用，在印染制革工业中作还原剂，在制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中常用葡萄糖作还原剂。工业上还大量用葡萄糖为原料合成维生素C(抗坏血酸)。