磷酸戊糖途径的主要生理意义是产生5-磷酸核糖和NADPH+H。
（1）生成5-磷酸核糖（R-5-P）：磷酸戊糖途径是体内利用葡萄糖生成5-磷酸核糖的唯一途径。5-磷酸核糖是合成核酸和核苷酸辅酶的重要原料。对于缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶的组织如肌肉，也可利用糖酵解中间产物3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖经转酮基酶和转醛基酶催化的逆反应生成。故损伤后修复的再生组织、更新旺盛的组织，此途径都比较活跃。
（2）生成NADPH+H ：①NADPH+H是体内许多合成代谢中氢原子的供体，如脂肪酸、胆固醇和类固醇激素等化合物的合成，都需要大量NADPH，因此在脂肪、固醇类化合物合成旺盛的组织，如肝脏、哺乳期乳腺、脂肪组织、肾上腺皮质及睾丸等组织中，磷酸戊糖途径特别活跃。②NADPH+H是谷胱甘肽（GSH）还原酶的辅酶，对于维持细胞中谷胱甘肽于还原状态起重要作用。GSH是细胞中重要的抗氧化物质，有清除H2O2和过氧化物，保护细胞中含巯基的酶和蛋白质免遭氧化破坏的作用，以维持细胞结构和功能的完整。红细胞中如发生H2O2和过氧化物的积累，将使红细胞的寿命缩短并增加血红蛋白氧化为高铁血红蛋白的速率，后者没有运氧功能。遗传性6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷的患者，磷酸戊糖途径不能正常进行，NADPH+H缺乏，GSH含量减少，常在进食蚕豆或使用某些药物后诱发急性溶血性黄疸。③NADPH+H是加单氧酶系的组成成分，参与激素、药物、毒物的生物转化过程。
（3）中间产物3-磷酸甘油醛：3-磷酸甘油醛是三种代谢途径的枢纽。如果磷酸戊糖途径受阻，3-磷酸甘油醛则可进入糖的无氧分解或糖的有氧分解途径；反之，若用碘乙酸抑制3-磷酸甘油醛脱氢酶，使糖的无氧分解和有氧分解不能进行，则3-磷酸甘油醛可进入磷酸戊糖途径。磷酸戊糖途径在整个代谢过程中没有氧的掺入，但可使葡萄糖降解，这在种子萌发的初期作用很大。植物染病或受伤时，磷酸戊糖途径增强，所以它与植物的抗病能力有一定关系。
（4）与植物光合作用有关：磷酸戊糖途径产生的三碳糖、五碳糖、七碳糖都是植物光合作用的中间产物，有的反应是光合作用与卡尔文循环中某些反应的相应逆反应，而且它与卡尔文循环还有一些相同的酶。
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