过程详解
第一步，葡萄糖被醛糖还原酶催化，转化为山梨醇。这个反应需要消耗 NADPH（还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）。
第二步，山梨醇被山梨醇脱氢酶催化，转化为果糖。这个反应需要 NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）。
生理意义
在正常情况下，多元醇途径的活性较低。然而，当细胞内葡萄糖浓度升高时，如在糖尿病患者中，葡萄糖会大量涌入该途径。由于醛糖还原酶的反应速率相对较慢，导致山梨醇在细胞内大量积累。山梨醇不易穿透细胞膜，在细胞内积累会导致渗透压升高，细胞肿胀，最终导致细胞功能紊乱。
此外，NADPH 在醛糖还原酶的反应中被消耗，减少了细胞内 NADPH 的可用性。NADPH 是谷胱甘肽还原酶的重要辅助因子，而谷胱甘肽还原酶负责将氧化型谷胱甘肽还原为还原型谷胱甘肽，后者是细胞内重要的抗氧化剂。因此，多元醇途径的激活还会间接降低细胞的抗氧化能力，导致活性氧（ROS）的产生增加，从而对细胞造成进一步的氧化损伤。
与糖尿病的关系
在糖尿病患者中，高血糖是多元醇途径激活的主要驱动因素。由于该途径的过度激活，会导致以下病理改变：
- 神经病变： 山梨醇的积累和氧化应激会导致神经细胞损伤，从而引起周围神经病变。
- 视网膜病变： 同样，山梨醇的积累和氧化应激会损害视网膜血管，导致糖尿病性视网膜病变。
- 白内障： 山梨醇在晶状体中的积累会导致渗透压升高，引起晶状体浑浊，形成白内障。
因此，抑制醛糖还原酶被认为是治疗糖尿病并发症的一种潜在策略。
结论
多元醇途径虽然在正常生理条件下作用有限，但在高血糖状态下，其激活会导致细胞内山梨醇积累、NADPH 消耗以及氧化应激增加，从而引发多种糖尿病并发症。了解多元醇途径的机制有助于开发针对性的治疗策略，以减轻糖尿病患者的并发症。