Glukoneogeneza

The Glukoneogeneza zagotavlja novo sintezo glukoze iz piruvata, laktata in glicerina v telesu. To zagotavlja oskrbo organizma z glukozo v času lakote. Motnje glukoneogeneze lahko privedejo do nevarne hipoglikemije.

Kaj je glukoneogeneza?

Med glukoneogenezo se glukoza ponovno ustvari iz razgradnih produktov presnove beljakovin, ogljikovih hidratov in maščob.

Reakcije na glukoneogenezo potekajo predvsem v jetrih in mišicah. Tam se sintetizirana glukoza kondenzira v glukogen, shranjevalno snov, ki služi kot hranilnik energije za hitro oskrbo z živčnimi celicami, eritrociti in mišicami. Skozi glukoneogenezo lahko na dan na novo tvorimo 180 do 200 gramov glukoze.

Glukoneogenezo lahko razumemo kot reverzno glikolizo (razpad glukoze) do piruvata ali laktata, čeprav je treba tri energetske korake nadomestiti z obvodnimi reakcijami zaradi energijskih razlogov. Iz glikolize nastane piruvat (piruvična kislina) ali pod anaerobnimi pogoji laktat (anion mlečne kisline). Poleg tega se pirovična kislina tvori tudi iz aminokislin, ko se razgradijo. Drug substrat za regeneracijo glukoze je glicerin, ki izhaja iz razgradnje maščob. Pretvori se v dihidroksiaceton fosfat, ki deluje kot presnovek v sintezni verigi glukoneogeneze za kopičenje glukoze.

Funkcija in naloga

Postavlja se vprašanje, zakaj je treba glukozo znova nabirati, če je bila predhodno razgrajena z glikolizo za ustvarjanje energije. Vendar je treba opozoriti, da so živčne celice, možgani ali eritrociti odvisni od glukoze kot dobavitelja energije.

Če porabe glukoze v telesu porabijo, ne da bi jih dovolj hitro napolnili, pride do nevarne hipoglikemije, ki je lahko celo smrtna. S pomočjo glukoneogeneze lahko normalno raven sladkorja v krvi ohranjamo konstantno tudi v času lakote ali v izrednih razmerah, ki porabijo energijo.

Tretjina na novo sintetizirane glukoze je shranjena kot glukogen v jetrih, dve tretjini pa v skeletnih mišicah. Če ste lačni dlje časa, potreba po glukozi nekoliko upade, ker je druga metabolična pot uporaba ketonskih teles za pridobivanje energije.

Osrednjo vlogo pri glukoneogenezi igrajo piruvična kislina (piruvat) ali mlečna kislina (laktat), ki se tvori iz nje v anaerobnih pogojih. Obe spojini sta tudi produkta razgradnje med glikolizo (razpadom sladkorja).

Poleg tega se pri razgradnji aminokislin tvori piruvat. Drugod lahko glicerin zaradi razgradnje maščob pretvorimo tudi v presnovek glukoneogeneze in ga vključimo v ta postopek. Med glukoneogenezo se glukoza ponovno proizvede iz produktov razgradnje ogljikovih hidratov, beljakovin in maščob.

Lastni regulativni mehanizmi telesa zagotavljajo, da glukoneogeneza in glikoliza ne potekata hkrati. S povečano glikolizo glukoneogeneza nekoliko oslabi. V fazi povečane glukoneogeneze se glikoliza spet zmanjša.

V ta namen obstajajo hormonski regulativni mehanizmi. Če na primer zaužijemo veliko ogljikovih hidratov skozi hrano, se raven krvnega sladkorja dvigne. Hkrati se spodbuja proizvodnja inzulina v trebušni slinavki.

Inzulin celicam zagotavlja glukozo. Tam se bodisi razgradi, da se ustvari energija, ali, če je potreba po energiji majhna, se pretvori v maščobne kisline, ki jih lahko shranimo kot trigliceride (maščobe) v maščobnem tkivu.

Če je pomanjkanje ogljikovih hidratov premalo (lakota, izredno nizko vsebnost ogljikovih hidratov ali velika poraba glukoze v nujnih primerih), raven krvnega sladkorja najprej pade. To pokliče na sceno hormonski antagonist inzulina, hormon glukagon. Glukagon povzroči, da se shranjeni glukogen v jetrih razgradi na glukozo. Ko se te zaloge porabijo, se v telesu začne povečana glukoneogeneza aminokislin za novo sintezo glukoze, če faza lakote še traja.

Bolezni in bolezni

Če je glukoneogeneza motena, ima lahko v telesu nizek krvni sladkor (hipoglikemijo). Hipoglikemija ima lahko veliko vzrokov. Na primer, hormonski regulativni mehanizmi vodijo do povečane glukoneogeneze, kadar je večja potreba po glukozi ali ko se oskrba z ogljikovimi hidrati zmanjša.

Hormonski antagonist inzulina je hormon glukagon. Ko raven sladkorja v krvi pade, se proizvodnja glukagona poveča, kar nato povzroči povečano glukoneogenezo. Najprej se glukogen, shranjen v jetrih in mišicah, razgradi in pretvori v glukozo. Ko so vse rezerve glukogena porabljene, se glukogene aminokisline pretvorijo v glukozo. Razpad mišic se zgodi, da telo oskrbi z energijo.

Če pa je glukoneogeneza zaradi različnih razlogov težko premagati, se razvije hipoglikemija, ki v hudih primerih lahko privede do nezavesti in celo smrti.

Na primer, jetrne bolezni ali nekatera zdravila lahko ovirajo glukoneogenezo. Uživanje alkohola zavira tudi glukoneogenezo. Huda hipoglikemija je nujno stanje, ki zahteva hitro zdravniško pomoč.

Drugi hormon, ki spodbuja glukoneogenezo, je kortizol. Kortizol je glukokortikoid, ki ga najdemo v nadledvični skorji in deluje kot stresni hormon. Njegova naloga je hitro zagotoviti energijo v stresnih fizičnih situacijah. Če želite to narediti, je treba aktivirati fizične rezerve energije. Kortizol spodbuja pretvorbo aminokislin v skeletnih mišicah v glukozo kot del glukoneogeneze.

Če je nadledvična skorja preveč aktivna, na primer zaradi tumorja, se nenehno proizvaja preveč kortizola. Glukoneogeneza nato teče s polno hitrostjo. Prekomerna proizvodnja glukoze vodi v razpad mišic, oslabitev imunskega sistema in debelost debla. Ta klinična slika je znana kot Cushingov sindrom.