碳水化合物的氧化与产能过程

碳水化合物代谢

  在体内碳水化合物的分解过程中，它们首先通过糖酵解生成丙酮酸，糖酵解在缺氧的情况下被还原为乳酸，这一过程被称为碳水化合物的无氧氧化。由于在缺氧时葡萄糖降解为乳酸类似于酵母中发酵的醋酸生成过程，碳水化合物的无氧分解也称为糖酵解。有氧情况下，丙酮酸进入线粒体氧化，然后进入三酸循环，最终被完全氧化为二氧化碳和水，这一过程被称为碳水化合物的有氧氧化。

一、碳水化合物的无氧分解

   糖酵解过程：由于葡萄糖降解到丙酮酸阶段的反应过程对于有氧氧化和糖酵解是共同的，因此把葡萄糖降解成丙酮酸阶段的反应过程单独地称为糖酵解途径。整个过程可分为两个阶段。第一阶段由1分子葡萄糖转变为2分子磷酸丙糖，第二阶段由磷酸丙糖生成丙酮酸。第一相反应阶段消耗2个ATP分子的能量，是耗能过程；第二阶段的反应是一个生产能的过程。一个葡萄糖分子可以产生4分子的ATP，整个过程净产生2分子的ATP。

  糖酵解所产生的可用能量虽然有限，但在某些特殊情况下具有重要的生理意义。例如，当做繁重的体力劳动或剧烈运动时，肌肉需要大量的氧气供应，可以通过糖酵解补充急需的能量。

二、碳水化合物的有氧分解

  葡萄糖的有氧氧化过程可分为三个阶段：第一阶段是葡萄糖降解为丙酮酸，其化学反应与糖酵解途径完全相同。第二阶段是丙酮酸转化为乙酰辅酶A。第三个阶段是乙酰辅酶A进入人三酸循环，三狻酸循环被彻底氧化成 CO2和 H2O,并释放出能量。

  糖有氧氧化的生理意义：有氧氧化是人体获取能量的主要途径。1分子葡萄糖的彻底氧化产生36-38个ATP，是无氧糖酵解生成能量的18-19倍。有氧氧化不仅释放出效率高，而且逐渐释放出储存在数千个ATP分子中的能量，因此能量利用率也很高。

  在糖氧化过程中产生的二氧化碳并不都是代谢废物，其中相当大一部分参与到许多重要物质的合成代谢。例如，在丙酮酰化酶及其辅酶生物素的催化下，丙酮酸分子可以固定二氧化碳生成草酰乙酸。然而，其他重要的物质，如脂肪酸 、尿素等化合物的合成 ，均需以CO2作为必不可少的原料之－。

  有氧氧化过程中的各种中间体可以引起糖、脂类、蛋白质和许多其他物质之间广泛的代谢联系和相互作用。例如有氧氧化第一阶段生成的磷酸丙糖可转变成a-磷酸甘油；第二阶段生成的乙酰CoA 可以合成脂肪酸 ， 二者可进一步合成脂肪。有氧氧化反应过程中生成的丙酮酸、脂酰CoA 、酮戊二酸、草酰乙酸 通过氨基酸的转氨基作用或联合脱氨基的逆行，可分别生成丙氨酸、谷氨酸及天冬氨酸，这些氨基酸又可转变成为其他多种非必需氨基酸，合成各种蛋白质。

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