碳水化合物代谢

碳水化合物代谢是膳食和储存的碳水化合物被分解以获取能量、合成和相互转化的生化途径集合。葡萄糖是其核心：它通过糖酵解被氧化，以糖原形式储存，通过糖异生再生，并通过磷酸戊糖途径用于生物合成需求。

Definition

碳水化合物代谢是管理糖类分解代谢、储存、合成和相互转化的综合途径集合，其核心是葡萄糖的产生和利用，以满足细胞的能量和生物合成需求。

Scope

本条目涵盖了主要的碳水化合物代谢途径——糖酵解、糖异生、糖原合成与分解以及磷酸戊糖途径——以及它们受胰岛素和胰高血糖素的激素调节。它将碳水化合物处理置于全身燃料代谢的背景下，并将其视为参考主题，而非临床指导。

Key concepts

• 糖酵解
• 糖异生
• 糖原生成和糖原分解
• 磷酸戊糖途径
• 葡萄糖稳态
• 胰岛素和胰高血糖素调节
• 肝脏葡萄糖输出

Mechanisms

进入细胞的葡萄糖被磷酸化并通过糖酵解氧化为丙酮酸，丙酮酸在有氧条件下转化为乙酰辅酶A进入柠檬酸循环，或在氧气受限时转化为乳酸。过量的葡萄糖以糖原形式储存，主要在肝脏和肌肉中，并在需要时通过糖原分解释放。禁食期间，肝脏通过糖异生从乳酸、甘油和生糖氨基酸合成新的葡萄糖，维持大脑和红细胞的血糖供应。磷酸戊糖途径将葡萄糖-6-磷酸分流以生成NADPH和核糖-5-磷酸。这些途径受到相互调节：胰岛素促进葡萄糖摄取、糖酵解和糖原合成，而胰高血糖素驱动糖原分解和糖异生，从而调节肝脏葡萄糖输出以维持稳定的循环供应。

Clinical relevance

碳水化合物代谢是理解血糖调节及其紊乱（如糖尿病）的生化基础。本条目解释了作为背景知识的潜在生理学，不提供诊断阈值或针对个体的治疗建议。

History

糖酵解的反应主要在20世纪早期被阐明，从而使该途径获得了Embden-Meyerhof的名称，而Carl和Gerty Cori描述了乳酸和葡萄糖在肌肉和肝脏之间的循环。这些途径受胰岛素和胰高血糖素的调节在内分泌和信号生物化学成熟后才得以阐明。

Key figures

• Gustav Embden
• Otto Meyerhof
• Carl Cori
• Gerty Cori

Seminal works

• han-2016
• saltiel-kahn-2001

Frequently asked questions

糖酵解和糖异生有什么区别？

糖酵解将葡萄糖分解为丙酮酸以释放能量，而糖异生则从乳酸、甘油和氨基酸等非碳水化合物前体合成新的葡萄糖；两者方向相反且相互调节。

为什么身体将碳水化合物储存为糖原？

糖原是一种可快速动员的葡萄糖储备，它使肝脏和肌肉能够在不干扰血糖的情况下缓冲葡萄糖供应和需求的短期波动。