(三)丙酮酸在無氧條件下生成乳酸
氧供應(yīng)不足時從糖酵解途徑生成的丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗�。缺氧時葡萄糖分解為乳酸稱為糖酵解(glycolysis)，因它和酵母菌生醇發(fā)酵非常相似。丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸由乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase)催化丙酮酸乳酸脫氫酶乳酸在這個反應(yīng)中丙酮酸起了氫接受體的作用。由3-磷酸甘油醛脫氫酶反應(yīng)生成的NADH+H+，缺氧時不能經(jīng)電子傳遞鏈氧化。正是通過將丙酮酸還原成乳酸，使NADH轉(zhuǎn)變成NAD+，糖酵解才能繼續(xù)進行。
乳酸脫氫酶是由M和H二種亞基構(gòu)成的四聚體，組成5種同工酶。這些同工酶在組織中分布不同，對丙酮酸的KM也有較大差異。H4主要分布在心肌。它的酶動力學參數(shù)表明H4有利于催化乳酸氧化成丙酮酸。所以心肌進行有氧氧化而且能利用乳酸作為燃料。骨骼肌中為M4型。它對反應(yīng)方面無傾向性，但肌細胞內(nèi)底物的濃度有利于生成乳酸。
(四)糖酵解及其生理意義
糖酵解是生物界普遍存在的供能途徑，但其釋放的能量不多，而且在一般生理情況下，大多數(shù)組織有足夠的氧以供有氧氧化之需，很少進行糖酵解，因此這一代謝途徑供能意義不大，但少數(shù)組織，如視網(wǎng)膜、睪丸、腎髓質(zhì)和紅細胞等組織細胞，即使在有氧條件下，仍需從糖酵解獲得能量。
在某些情況下，糖酵解有特殊的生理意義。例如劇烈運動時，能量需求增加，糖分解加速，此時即使呼吸和循環(huán)加快以增加氧的供應(yīng)量，仍不能滿足體內(nèi)糖完全氧化所需要的能量，這時肌肉處于相對缺氧狀態(tài)，必須通過糖酵解過程，以補充所需的能量。在劇烈運動后，可見血中乳酸濃度成倍地升高，這是糖酵解加強的結(jié)果。又如人們從平原地區(qū)進入高原的初期，由于缺氧，組織細胞也往往通過增強糖酵解獲得能量。
在某些病理情況下，如嚴重貧血、大量失血、呼吸障礙、腫瘤組織等，組織細胞也需通過糖酵解來獲取能量。倘若糖酵解過度，可因乳酸產(chǎn)生過多，而導(dǎo)致酸中毒。
(五)糖酵解的調(diào)節(jié)
正常生理條件下，人體內(nèi)的各種代謝受到嚴格而精確的調(diào)節(jié)，以滿足機體的需要，保持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。這種控制主要是通過調(diào)節(jié)酶的活性來實現(xiàn)的。在一個代謝過程中往往催化不可逆反應(yīng)的酶限制代謝反應(yīng)速度，這種酶稱為限速酶。糖酵解途徑中主要限速酶是己糖激酶(HK)，磷酸果糖激酶-1(PFK-1)和丙酮酸激酶(PK)。
1.激素的調(diào)節(jié)
胰島素能誘導(dǎo)體內(nèi)葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶的合成，因而促進這些酶的活性，一般來說，這種促進作用比對限速酶的變構(gòu)或修飾調(diào)節(jié)慢，但作用比較持久。
2.代謝物對限速酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)
上述三個限速酶中，起決定作用的是催化效率最低的酶PFK-1。其分子是一個四聚體形式，不僅具有對反應(yīng)底物6-磷酸果糖和ATP的結(jié)合部位，而且尚有幾個與別位激活劑和抑制劑結(jié)合的部位，6-磷酸果糖、1，6二磷酸果糖、ADP和AMP是其激活劑，而ATP、檸檬酸等是其抑制劑，ATP既可作為反應(yīng)底物又可作為抑制劑，其原因在于：此酶一個是與作為底物的ATP結(jié)合位點，另一個是與作為抑制劑的ATP結(jié)合位點，兩個位點對ATP的親和力不同，與底物的位點親和力高，抑制劑作用的位點親和力低。對ATP有兩種結(jié)合位點，這樣，當細胞內(nèi)ATP不足時，ATP主要作為反應(yīng)底物，保證酶促反應(yīng)進行，而當細胞內(nèi)ATP增多時，ATP作為抑制劑，降低了酶對6-磷酸果糖的親和力。
它在體內(nèi)也是由6-磷酸果糖磷酸化而成，但磷酸化是在C2位而不是C4位，參與的酶也是另一個激酶，磷酸果糖激酶-2(PFK-2)。
2，6－二磷酸果糖可被二磷酸果糖磷酸酶-2去磷酸而生成6-磷酸果糖，失去其調(diào)節(jié)作用。2，6－二磷酸果糖的作用在于增強磷酸果糖激酶-1對6-磷酸果糖的親和力和取消ATP的抑制作用(圖4－3)。
圖4-3 胰島素濃度升高對肝細胞內(nèi)2，6-二磷酸果糖濃度的影響
臨床上丙酮酸激酶異常，可導(dǎo)致葡萄糖酵解障礙，紅細胞破壞出現(xiàn)溶血性貧血。
