Jednym z ważnych procesów w organizmie jest glukoneogeneza. Tak nazywa się szlak metaboliczny, który prowadzi do tego, że glukoza powstaje ze związków niewęglowodanowych (szczególnie pirogronianu).
Jakie są jego cechy? Jak regulowany jest ten proces? Istnieje wiele ważnych niuansów dotyczących tego tematu i teraz warto zwrócić na nie uwagę.
Definicja
Tak więc glukoneogeneza to proces syntezy glukozy z substancji, które nie mają pochodzenia węglowodanowego. Zachodzi głównie w wątrobie, nieco mniej intensywnie – w korze nerek i błonie śluzowej jelit.
Ten proces obejmuje wszystkie odwracalne reakcje glikolizy z określonymi obejściami. Mówiąc prościej, nie powtarza całkowicie reakcji utleniania glukozy. Co się dzieje? Glukoneogeneza to proces, który może zachodzić we wszystkich tkankach. Jedynym wyjątkiem jest reakcja 6-fosfatazy. Występuje tylko w nerkach i wątrobie.
OgólneFunkcje
Glukoneogeneza to proces zachodzący w mikroorganizmach, grzybach, roślinach i zwierzętach. Co ciekawe, jego reakcje są takie same dla wszystkich gatunków i tkanek.
Najważniejszymi prekursorami glukozy u zwierząt są związki trójwęglowe. Należą do nich glicerol, pirogronian, mleczan i aminokwasy.
Glukoza powstająca w procesie glukoneogenezy jest transportowana do krwi, a stamtąd do innych tkanek. Co dalej? Po wysiłku fizycznym, któremu poddano organizm, powstały w mięśniach szkieletowych mleczan jest ponownie przesyłany do wątroby. Tam jest przekształcany w glukozę. To z kolei ponownie dostaje się do mięśni lub jest przekształcane w glikogen.
Cały opisany cykl nazywa się cyklem Coreya. Jest to rodzaj zespołu enzymatycznych procesów biochemicznych, podczas których mleczan jest transportowany z mięśni do wątroby, a następnie przekształcany w glukozę.
Podłoża
Omawiając specyfikę regulacji glikolizy i glukoneogenezy, należy również poruszyć ten temat. Substraty to odczynniki, które tworzą pożywkę. W przypadku glukoneogenezy ich rolę odgrywają:
- Kwas pirogronowy (PVC). Bez niego trawienie węglowodanów i metabolizm aminokwasów są niemożliwe.
- Gliceryna. Ma silne właściwości odwadniające.
- Kwas mlekowy. Jest najważniejszym uczestnikiem regulacyjnych procesów metabolicznych.
- Aminokwasy. Są głównym budulcem każdego żywego organizmu, także ludzkiego.
Włączenie tych pierwiastków w proces glukoneogenezy zależy od stanu fizjologicznego organizmu.
Kroki procesu
W rzeczywistości całkowicie powtarzają etapy glikolizy (utleniania glukozy), ale tylko w przeciwnym kierunku. Katalizę przeprowadzają te same enzymy.
Istnieją cztery wyjątki - konwersja pirogronianu do szczawiooctanu, glukozo-6-fosforanu do czystej glukozy, fruktozo-1,6-difosforanu do fruktozo-6-fosforanu i szczawiooctanu do fosfoenolopirogronianu.
Chcę zastrzec, że oba procesy są wzajemnie regulowane. Oznacza to, że jeśli komórka jest wystarczająco zaopatrywana w energię, to glikoliza ustaje. Co się dzieje po tym? Rozpoczyna się glukoneogeneza! To samo dotyczy w przeciwnym kierunku. Gdy glikoliza jest aktywowana, glukoneogeneza w wątrobie i nerkach zatrzymuje się.
Regulamin
Kolejny ważny niuans rozważanego tematu. Co można powiedzieć o regulacji glukoneogenezy? Gdyby nastąpiło to w tym samym czasie, co glikoliza z dużą szybkością, rezultatem byłby ogromny wzrost zużycia ATP i zaczęłoby się tworzyć ciepło.
Te procesy są ze sobą powiązane. Jeżeli na przykład zwiększa się przepływ glukozy przez glikolizę, to zmniejsza się ilość pirogronianu poprzez glukoneogenezę.
Osobno musimy porozmawiać o glukozo-6-fosforanie. Nawiasem mówiąc, ten element ma inną nazwę. Nazywana jest również glukozą fosforylowaną. We wszystkich komórkach substancja ta powstaje podczas reakcji heksokinazy, a wwątroba - podczas fosforolizy. Może również pojawić się w wyniku GNG (w jelicie cienkim, mięśniach) lub w wyniku unifikacji cukrów prostych (wątroba).
Jak jest używany glukozo-6-fosforan? Najpierw syntetyzowany jest glikogen. Następnie jest dwukrotnie utleniany: pierwszy raz w warunkach beztlenowych lub tlenowych, drugi raz na szlaku pentozofosforanowym. A potem zamienia się bezpośrednio w glukozę.
Rola w ciele
Funkcję glukoneogenezy należy omówić osobno. Jak wszyscy wiedzą, w ludzkim ciele podczas głodu aktywnie wykorzystywane są rezerwy składników odżywczych. Należą do nich kwasy tłuszczowe i glikogen. Substancje te są rozkładane na związki niewęglowodanowe, ketokwasy i aminokwasy.
Większość z tych związków nie jest wydalana z organizmu. Recykling jest w toku. Substancje te transportowane są przez krew z innych tkanek do wątroby, a następnie wykorzystywane w procesie glukoneogenezy do syntezy glukozy. I jest kluczowym źródłem energii.
Jaki jest wniosek? Funkcją glukoneogenezy jest utrzymanie prawidłowego poziomu glukozy w organizmie podczas intensywnego wysiłku fizycznego i długotrwałego postu. Stała podaż tej substancji jest niezbędna dla erytrocytów i tkanki nerwowej. Jeśli nagle wyczerpią się rezerwy organizmu, pomoże glukoneogeneza. W końcu ten proces jest głównym dostawcą substratów energetycznych.
Alkohol i glukoneogeneza
Należy zwrócić uwagę na tę kombinację, ponieważ temat jest badany przez lekarza ibiologiczny punkt widzenia.
Jeśli osoba spożywa duże ilości alkoholu, glukoneogeneza zachodząca w wątrobie jest znacznie spowolniona. Rezultatem jest spadek poziomu glukozy we krwi. Ten stan nazywa się hipoglikemią.
Picie alkoholu na pusty żołądek lub po dużym wysiłku fizycznym może spowodować obniżenie poziomu glukozy nawet o 30% normy.
Oczywiście ten stan wpłynie negatywnie na funkcjonowanie mózgu. Jest to bardzo niebezpieczne, szczególnie dla tych obszarów, które utrzymują temperaturę ciała pod kontrolą. Rzeczywiście, z powodu hipoglikemii mogą spaść o 2 ° C lub więcej, a to bardzo poważny trend. Ale jeśli osoba w tym stanie otrzyma roztwór glukozy, temperatura szybko powróci do normy.
Post
Około 6 godzin po rozpoczęciu glukoneogeneza zaczyna być stymulowana przez glukagon (polipeptyd jednołańcuchowy składający się z 29 reszt aminokwasowych).
Ale ten proces jest aktywny dopiero w 32 godzinie. Właśnie w tym momencie jest z nim połączony kortyzol (steryd kataboliczny). Następnie białka mięśniowe i inne tkanki zaczynają się rozkładać. Są przekształcane w aminokwasy, które są prekursorami glukozy w procesie glukoneogenezy, czyli zaniku mięśni. Dla organizmu jest to wymuszony środek, który musi podjąć, aby mózg otrzymał pewną porcję glukozy niezbędnej do funkcjonowania. Dlatego bardzo ważne jest, aby chorzy wracali do zdrowia po operacjachi choroby, otrzymały dobre żywienie uzupełniające. Jeśli tak nie jest, mięśnie i tkanki zaczną się zmniejszać.
Znaczenie kliniczne
Powyżej krótko omówiliśmy reakcje glukoneogenezy i inne cechy tego procesu. Na koniec warto omówić znaczenie kliniczne.
Jeżeli zużycie mleczanu jako substratu niezbędnego do glukoneogenezy zmniejszy się, nastąpią konsekwencje: spadek pH krwi i dalszy rozwój kwasicy mleczanowej. Może się to zdarzyć z powodu defektu enzymów glukoneogenezy.
Należy zauważyć, że krótkotrwała kwasica mleczanowa może również przezwyciężyć osoby zdrowe. Dzieje się tak pod warunkiem intensywnej pracy mięśni. Ale wtedy ten stan jest szybko kompensowany przez hiperwentylację płuc i usuwanie dwutlenku węgla z organizmu.
Nawiasem mówiąc, etanol wpływa również na glukoneogenezę. Jego katabolizm jest obarczony wzrostem ilości NADH, co znajduje odzwierciedlenie w równowadze reakcji dehydrogenazy mleczanowej. Po prostu przesuwa się w kierunku tworzenia mleczanu. Zmniejsza również powstawanie pirogronianu. Rezultatem jest spowolnienie całego procesu glukoneogenezy.
