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糖异生的主要前体是乳酸、丙酮酸、氨基酸及甘油等。在反刍动物的消化道中，经细菌作用能将大量纤维素等转变成丙酸，后者在体内也可转变成糖。
过程分两阶段：
①各种糖异生前体（除甘油外）转变成磷酸烯醇式丙酮酸；
②磷酸烯醇式丙酮酸转变为6-磷酸葡萄糖，再生成各种单糖或多糖。
从丙酮酸开始合成糖的过程虽然与糖酵解的逆反应类似，但是由于己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶所催化的三个反应很难逆向进行。在糖异生作用中，己糖激酶和磷酸果糖激酶催化的两个反应的逆过程分别由葡萄糖-6-磷酸酶和果糖1，6-二磷酸酶催化完成。丙酮酸激酶催化的反应的逆过程，则通过丙酮酸羧化酶催化丙酮酸生成草酰乙酸，再由磷酸烯醇式丙酮酸羧基激酶催化生成磷酸烯醇式丙酮酸。糖异生调节饥饿时，体内脂肪及蛋白质分解加强，剧烈运动时肌肉糖酵解加强，均可提供较多的前体加速肝中的糖异生。
肝细胞ATP或乙酰辅酶A(CoA）供应充分时，能加强丙酮酸羧化而成糖。
肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素都能增加肝细胞中的糖异生；胰岛素则抑制之。
生理意义空腹或饥饿时主要靠糖异生维持正常血糖浓度，以满足脑组织等对葡萄糖持续消耗的需要，也充分利用了体内过多的非糖物质如乳酸、戊糖氨基酸等。
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