甜“秘密”—

《生物化学与分子生物学》第五章 糖代谢

王清路

           一、教学目标

          二、思政素材

何谓甜？

“甘之若饴”之甜

甜，一种为“甘之若饴”，指为了从事某种工作，甘愿承受艰难、痛苦！宋·文天祥《正气歌》诗云：“鼎镬甘如饴，求之不可得；今·天之骄子高呼青春是用来奋斗的！奋斗衍生价值与内心甜蜜！我们身边不乏科研斗士，辛苦工作，实现价值，收获着辛劳付出的甜蜜。

颜宁，我国青年科学家，在普林斯顿大学，她如饥似渴的学习知识，不敢有丝毫的懈怠，沉醉在学习和做实验的快乐中无法自拔，甚至有一段时间，每天仅睡6小时。她的付出得到了回报，在2006年，她带领学弟学妹们做出了实验室第一个膜蛋白结构，也成为她在美国的立身之本。回到清华大学任教后，经过8年不懈努力，她和她团队找到了葡萄糖转运蛋白。由于高度亲水的葡萄糖分子无法自由通过疏水的生物膜，其进出细胞需要依靠膜上的转运蛋白完成。该转运蛋白的具体转运机制在2015年之前尚不清楚，美国科学院院士膜转运蛋白研究专家罗纳德•魁百克（RonaldKaback）表示：“人们终于首次成功解析了人源膜转运蛋白在原子分辨率水平上的晶体结构，这是50年以来的一项重大成就。”

颜宁教授解析人源膜转运蛋白的事迹让我们青年学生产生浓浓的民族自豪感，也告诉大家解决一个问题需要持续的不懈的努力。也强调目前所学的知识都来自于科学家们前赴后继，为了探究真理做出的巨大牺牲。生物化学与分子生物学每一个细胞里都包含着探索、求真、创新、民主、协作、批判等科学精神的基因；每一块组织里都沉浸着仁爱、谦虚、勤劳等中华民族的优良传统；它是拥有取之不尽用之不竭的德育教育资源。

“玉液琼浆”之甜

甜，一种若“玉液琼浆”，比喻美酒或甘美的浆汁。食物中的糖类一般须被分解为单糖后才能被小肠吸收。各种单糖的吸收速率有很大差别，其中以半乳糖和葡萄糖的吸收为最快，果糖次之，甘露糖则最慢。

葡萄糖的吸收是逆浓度梯度进行的主动转运过程，其能量来自钠泵的活动，属于继发性主动转运。在肠上皮细胞顶端膜上的Na⁺-葡萄糖同向转运体可将2个Na⁺和1分子葡萄糖分子同时转运入胞内。基底侧膜上的钠泵可将胞内的Na⁺主动转运出细胞，以维持胞内低Na⁺，从而保证转运体不断转运Na⁺入胞，同时也为葡萄糖的转运提供动力，使之能逆浓度差转入细胞内。进入细胞的葡萄糖则通过基底侧膜上的另一种非Na⁺依赖性的葡萄糖转运体。以易化扩散的方式转运到细胞间隙而入血。各种单糖与转运体的亲和力不同，因此吸收的速率也不同。果糖的吸收机制与葡萄糖有所不同，它是通过顶端膜上的非Na⁺依赖性转运体转运入细胞，是一种不耗能的被动过程。

“协作共赢”之甜

甜，一种如协作共赢。甜蜜袭来时，多方参与。（它）糖可以从多种途径获得，食物中的糖是血糖的主要来源，肝糖原分解是空腹时血糖的直接来源，非糖物质如甘油、乳酸及生糖氨基酸通过糖异生作用生成葡萄糖，在长期饥饿时作为血糖的来源。甜蜜释放时，多方去路。血糖的主要去路是在各组织中氧化分解提供能量，在肝脏、肌肉等组织进行糖原合成，转变为其他糖及其衍生物，如核糖、氨基糖和糖醛酸等，转变为非糖物质，如脂肪、非必需氨基酸等。无论是无氧氧化、有氧氧化还是糖异生，甚至脂类、蛋白质（氨基酸）和核酸，他们之间都在互相协同，互相制约，共同维持着机体的良好运行，如果哪个单元被破坏了，不再与其他单元协同，就会破坏维持机体运行的整个体系，就会使人患病。我国的五行相克、反之五行又相生的道理正是对机体内代谢的良好解释。2019-2020年的新冠肺炎疫情中，我国从国家到基层社区、乡村，再到个人，紧密团结一致，步调统一，才有了最终的“协作共赢”之甜。

“思甜亦苦”之甜

甜，一种却思甜亦苦。糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起。糖尿病时长期存在的高血糖，导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍。当胰岛素分泌不足时，首先是引起糖代谢障碍。因为胰岛素不足时糖进入细胞减少，糖原合成减少，糖无氧氧化减少，磷酸戊糖通路减弱，由此而导致肝、肌肉及脂肪等组织对葡萄糖的利用减少。此外，由于胰岛素缺乏，对肝和肌糖原分解抑制减弱，对糖原异生及肝糖生成的抑制过程减弱，以致引起肝糖输出增多，糖原分解增多，糖原异生增强，肝糖生成增多，从而导致高血糖。由于糖氧化发生问题，细胞内能量供应不够，患者便会产生肚饿的感觉，于是便多食东西，吃得多，血糖浓度就会增高。当血糖增高超过肾保留葡萄糖的界限值时，葡萄糖便会在尿中排出，出现糖尿。因糖大量排出，带走大量水分而引起多尿。因为经常小便，所以体内流失水分便多。假如体内水分失去过多，血液便浓缩，血浆渗透压增高，便会觉口渴而大量饮水。糖氧化功能发生故障，人体内便要动员脂肪、蛋白质分解代谢增强，因而消耗过多，患者便逐渐消瘦，体重减轻，严重的会出现酸中毒、昏迷及脱水症状。

作为医学生，更要深入了解“思甜亦苦”的相关疾病，体恤患者。“但愿人间无疾病,何妨架上药生尘”。在读书期间，认真学好专业知识，将来将所学知识认真用于每一个患者的疾病治疗中。