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发布日期:2026/10/22 14:20:00

糖酵解是葡萄糖转化为丙酮酸并生成ATP的核心通路,其异常激活与肿瘤Warburg效应、缺血缺氧损伤密切相关。HK、PFK、PK、LDH、丙酮酸、乳酸与G6PDH七项指标,分别对应通路的酶活性调控、产物累积与旁路分流。

糖酵解通路及七项检测指标的反应位置示意图
葡萄糖 HK ① 6-磷酸葡萄糖 G6PDH ⑦ 磷酸戊糖途径 生成 NADPH 果糖-6-磷酸 PFK ② 果糖-1,6-二磷酸 磷酸烯醇式丙酮酸 PK ③ 丙酮酸 ⑤ LDH ④ 乳酸 ⑥ 指标编号说明 ① HK:葡萄糖 → 6-磷酸葡萄糖 ② PFK:果糖-6-磷酸 → 果糖-1,6-二磷酸 ③ PK:磷酸烯醇式丙酮酸 → 丙酮酸 ④ LDH:丙酮酸 ⇄ 乳酸 ⑤ 丙酮酸:糖酵解与三羧酸循环交汇 ⑥ 乳酸:糖酵解终产物 ⑦ G6PDH:6-磷酸葡萄糖 → 磷酸戊糖途径 橙色圆角框:限速酶(HK、PFK、PK) 紫色虚线框:磷酸戊糖途径分流 箭头方向:主通路自葡萄糖向乳酸 LDH 为可逆反应(⇄) G6PDH 与 PFK 下游竞争 6-磷酸葡萄糖
注:图中仅示意各指标在糖酵解及相关旁路中的反应位置,未按化学计量与结构式绘制。

一、限速酶:HK、PFK与PK

HK(己糖激酶)催化葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖,是糖酵解第一个不可逆步骤,活性升高提示葡萄糖摄取与磷酸化增强。检测原理为HK催化葡萄糖合成6-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖脱氢酶进一步催化6-磷酸葡萄糖脱氢生成NADPH,NADPH在340 nm有特征吸收峰。HK产物6-磷酸葡萄糖经异构化后进入PFK催化的步骤,二者活性常同向变化。

PFK(磷酸果糖激酶)催化果糖-6-磷酸生成果糖-1,6-二磷酸,是糖酵解的关键限速步骤,受ATP抑制、AMP激活。检测原理为PFK催化果糖-6-磷酸和ATP生成果糖-1,6-二磷酸和ADP,丙酮酸激酶和乳酸脱氢酶进一步依次催化NADH氧化生成NAD⁺,在340 nm下测定NADH下降速率,即可反映PFK活性。

PK(丙酮酸激酶)催化磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸并产ATP,PKM2亚型与有氧糖酵解表型关联。检测原理为PK催化磷酸烯醇式丙酮酸和ADP生成ATP和丙酮酸,乳酸脱氢酶进一步催化NADH和丙酮酸生成乳酸和NAD⁺,在340 nm下测定NADH下降速率,即可反映PK活性。

二、LDH与乳酸:终末通量的双重印证

LDH(乳酸脱氢酶)催化丙酮酸与乳酸互变,缺氧下还原丙酮酸以再生NAD⁺,是糖酵解亢进的经典标志。检测原理为LDH催化NAD⁺氧化乳酸生成丙酮酸,丙酮酸进一步与2,4-二硝基苯肼作用生成丙酮酸二硝基苯腙,在碱性溶液中显棕红色,颜色深浅与丙酮酸浓度成正比。LDH以PK生成的丙酮酸为底物,其活性与乳酸水平通常正相关。

乳酸是糖酵解终产物兼信号分子,直接测定可反映实际通量。检测原理为乳酸在乳酸脱氢酶的作用下生成丙酮酸,同时使NAD⁺还原生成NADH和H⁺,H⁺传递给P微量试剂盒生成的P微量试剂盒H₂还原INT生成红色物质,在530 nm处有特征吸收峰。乳酸/丙酮酸比可反映碳流方向,比值升高倾向还原性终末代谢,偏低提示进入氧化途径。

三、丙酮酸:氧化与还原的分岔点

丙酮酸处于糖酵解与三羧酸循环交汇处,其含量取决于生成、还原与线粒体氧化三者的平衡,需与LDH及乳酸联合判读。检测原理为丙酮酸与2,4-二硝基苯肼作用,生成丙酮酸-2,4-二硝基苯腙,在碱性溶液中呈樱红色。

四、G6PDH:旁路分流对照

G6PDH(6-磷酸葡萄糖脱氢酶)是磷酸戊糖途径起始酶,催化6-磷酸葡萄糖氧化并生成NADPH,用于判断底物流向。检测原理为G6PDH催化NADP⁺还原生成NADPH,在340 nm下测定NADPH增加速率。

HK、PFK、PK顺序催化三个不可逆步骤且活性常同向变化,PK产物丙酮酸经LDH还原为乳酸,乳酸/丙酮酸比反映碳流方向,而6-磷酸葡萄糖在糖酵解与磷酸戊糖途径之间竞争分流,G6PDH与限速酶活性共同受能量及还原当量状态调控。

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