肝糖异生增加

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长期饥饿过度疲劳者,饥饿感受到抑制而显著减轻。由于肝糖原明显减少,血糖降低,引起胰岛素分泌减少,胰升糖素分泌增加,以致加强分解代谢,促进糖异生作用,以保证葡萄糖的供给,首先是大脑的需要。在整个饥饿进程中,人体的生理保护作用十分突出,即加强肌肉等次要部分的分解,保证大脑及中枢神经系统心脏等重要器官的营养需要。

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肝糖异生增加的原因

长期饥饿过度疲劳者,胰升糖素分泌增加,以致加强分解代谢,促进糖异生作用胰高血糖素具有很强的促进糖原分解和糖异生作用,使血糖明显升高。胰高血糖素通过cAMP-PK系统,激活肝细胞磷酸化酶,加速糖原分解。糖异生增强是因为激素加速氨基酸进入肝细胞,并激活糖异生过程有关的酶系。

当肝或肾以丙酮酸为原料进行糖异生时,糖异生中的其中七步反应是糖酵解中的逆反应,它们有相同的酶催化。但是糖酵解中有三步反应,是不可逆反应。在糖异生时必须绕过这三步反应,代价是更多的能量消耗。

这三步反应都是强放热反应,它们分别是:

1 葡萄糖己糖激酶催化生成6磷酸葡萄糖 ΔG= -33.5 kJ/mol

2 6磷酸果糖磷酸果糖激酶催化生成1,6二磷酸果糖 ΔG= -22.2 kJ/mol

3 磷酸烯醇式丙酮酸经丙酮酸激酶生成丙酮酸 ΔG= -16.7 kJ/mol

这三步反应会这样被绕过

1 葡萄糖6磷酸酶催化6磷酸葡萄糖生成葡萄糖

2 果糖1,6二磷酸酶催化1,6二磷酸果糖生成6磷酸果糖。

3 丙酮酸在一元羧酸转运酶的帮助下进入线粒体,在丙酮酸羧化酶的催化下,消耗一分子ATP,生成草酰乙酸。草酰乙酸不能通过线粒体膜。在苹果酸-天冬氨酸循环里草酰乙酸通过了线粒体膜之后,在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶的帮助下成为磷酸烯醇式丙酮酸。反应消耗一分子GTP。

肝糖异生增加的诊断

饥饿过程在胰岛素减少、胰升糖素增加等激素调节下的代谢特点主要有:①肌肉分解加强,释放出的大部分氨基酸转变为丙氨酸谷氨酰胺。②糖异生作用加强。丙氨酸在肝脏中受胰升糖素的调节,显著加速糖异生作用。肌肉形成的谷氨酰胺被肠粘膜摄取,转变成丙氨酸,经门静脉入肝,是糖异生的又一来源。可见饥饿过程糖异生主要在肝内进行(约占异生糖的80%,其余20%在肾皮质进行)。③脂肪分解加速,血浆甘油与脂肪酸含量上升,结果仍是糖异生加强。因为甘油可直接生成糖,而脂肪酸既可提供糖异生的能量,又可生成乙酰辅酶 A而促进氨基酸、丙酮酸、乳酸等的糖异生作用。由脂肪分解的脂肪酸,约有1/4在肝中转变为酮体,因而饥饿时血浆酮体可增高几百倍。脂肪酸和酮体成为心肌、肾皮质和骨骼肌的能源,一部分酮体也可被大脑利用。④组织利用葡萄糖减少,原因是组织氧化和利用脂肪酸及酮体加强,生理意义在于减少来源已受限制的葡葡糖,而转向动用脂库脂肪,因为人体储备的脂肪按等热价计,远比储备的糖原为多。由此可见,饥饿时糖异生加强,利用葡萄糖减少,有利于维持血糖水平,这对维护大脑、中枢神经的功能极为有利。

肝糖异生增加的鉴别诊断

胰岛素糖代谢的调节:胰岛素促进组织、细胞葡萄糖的摄取和利用,加速葡萄糖合成为糖原,贮存于肝和肌肉中,并抑制糖异生,促进葡萄糖转变为脂肪酸,贮存于脂肪组织,导致血糖水平下降。 胰岛素缺乏时,血糖浓度升高,如超过肾糖阈,尿中将出现糖,引起糖尿病

胰高血糖素是一种促进分解代谢激素。胰高血糖素具有很强的促进糖原分解和糖异生作用,使血糖明显升高,1mol/L的激素可使3×106mol/L的葡萄糖迅速从糖原分解出来。胰高血糖素通过cAMP-PK系统,激活肝细胞磷酸化酶,加速糖原分解。糖异生增强是因为激素加速氨基酸进入肝细胞,并激活糖异生过程有关的酶系。胰高血糖素还可激活脂肪酶,促进脂肪分解,同时又能加强脂肪酸氧化,使酮体生成增多。

饥饿过程在胰岛素减少、胰升糖素增加等激素调节下的代谢特点主要有:①肌肉分解加强,释放出的大部分氨基酸转变为丙氨酸谷氨酰胺。②糖异生作用加强。丙氨酸在肝脏中受胰升糖素的调节,显著加速糖异生作用。肌肉形成的谷氨酰胺被肠粘膜摄取,转变成丙氨酸,经门静脉入肝,是糖异生的又一来源。可见饥饿过程糖异生主要在肝内进行(约占异生糖的80%,其余20%在肾皮质进行)。③脂肪分解加速,血浆甘油与脂肪酸含量上升,结果仍是糖异生加强。因为甘油可直接生成糖,而脂肪酸既可提供糖异生的能量,又可生成乙酰辅酶 A而促进氨基酸、丙酮酸、乳酸等的糖异生作用。由脂肪分解的脂肪酸,约有1/4在肝中转变为酮体,因而饥饿时血浆酮体可增高几百倍。脂肪酸和酮体成为心肌、肾皮质和骨骼肌的能源,一部分酮体也可被大脑利用。④组织利用葡萄糖减少,原因是组织氧化和利用脂肪酸及酮体加强,生理意义在于减少来源已受限制的葡葡糖,而转向动用脂库脂肪,因为人体储备的脂肪按等热价计,远比储备的糖原为多。由此可见,饥饿时糖异生加强,利用葡萄糖减少,有利于维持血糖水平,这对维护大脑、中枢神经的功能极为有利。

肝糖异生增加的治疗和预防方法

饥饿病人补充葡萄糖是“雪中送炭”,不但能防止酮症酸中毒,而且每100g葡萄糖即可节约肌肉蛋白质50g ,免遭作为燃料分解。服用抑制胰升糖素分泌的药物。

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