糖的无氧氧化

机体在氧供给不足时,体内组织细胞中的葡萄糖或糖原分解为乳酸,并生成少量能量的过程称为糖的无氧氧化。由于此过程与酵母菌的生醇发酵过程相似,故又称为糖酵解。

(一)糖酵解的反应过程

糖酵解的反应过程分为两个阶段:第一阶段是由葡萄糖或糖原分解成丙酮酸的过程;第二阶段是由丙酮酸还原为乳酸的过程。以下为糖酵解的反应过程(图5-1-1)。

图5-1-1　糖酵解的反应过程

注:图中加*号的酶为糖酵解过程中的关键酶

糖酵解的总反应式如下:

(二)糖酵解要点

1.糖酵解的反应部位是组织细胞的细胞液,反应条件是氧供给不足,终产物是乳酸。

2.3-磷酸甘油醛脱氢生成的NADH+H+,在乳酸脱氢酶的作用下,2H由丙酮酸接受还原成乳酸。

3.从1分子葡萄糖开始,经糖酵解生成2分子乳酸的过程中,有两步耗能反应,共消耗2分子ATP;两步产能反应,共产生4分子ATP,可净生成2分子ATP。如果从糖原开始,可净生成3分子ATP。

4.己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶是糖酵解过程中的三个关键酶,它们催化的反应是不可逆反应,调节这3个酶的活性可影响糖酵解的反应速度与方向。

(三)糖酵解的生理意义

1.糖酵解的主要生理意义是机体在缺氧情况下迅速获得能量以供急需的有效方式,尤其对肌肉收缩更为重要。

2.有些组织如肿瘤细胞、睾丸、视网膜等组织细胞,即使在有氧情况下,也主要依靠糖酵解获得能量。恶性变细胞在有氧时,糖酵解仍然十分旺盛。

3.成熟红细胞因缺乏线粒体不能依靠糖的有氧氧化获得能量,所需能量的90%～95%来自于糖酵解。

4.糖酵解的终产物是乳酸。剧烈运动后积累在肌肉中的乳酸可由血液运至肝转变为葡萄糖。在某些病理情况下,例如严重贫血、大量失血、呼吸障碍、循环障碍等,均因氧供给不足使糖酵解过程加强,乳酸堆积而发生酸中毒。

重点提示

1.糖的主要生理功能是氧化供能。

2.糖酵解的反应部位是细胞液,终产物为乳酸。

3.糖酵解过程中的三个关键酶是己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶。