Glukoneogeneza: funkcija, vloga in bolezni

Glukoneogeneza zagotavlja ponovno sintezo glukoze iz piruvat, laktat in glicerol v telesu. Na ta način zagotavlja glukoze oskrba organizma v obdobjih stradanja. Motnje v glukoneogenezi lahko vodi nevarno hipoglikemija.

Kaj je glukoneogeneza?

Reakcije glukoneogeneze se pojavljajo predvsem v jetra in mišice. Med glukoneogenezo glukoze se ponovno proizvaja iz razgradnih produktov beljakovin, ogljikovih hidratov in presnova maščob. Reakcije na glukoneogenezo potekajo predvsem v jetra in v mišicah. Tam se sintetizirana glukoza nato kondenzira v glukogen, hranilno snov, ki služi kot hranilnik energije za hitro oskrbo živčnih celic z energijo, eritrocitov in mišice. Glukoneogeneza lahko proizvede od 180 do 200 gramov nove glukoze na dan. Na glukoneogenezo lahko gledamo kot na preobrat glikolize (razgradnje glukoze) na piruvat or laktat, vendar je treba tri reakcijske korake iz energetskih razlogov nadomestiti z obvodnimi reakcijami. Nastane glikoliza piruvat (piruvična kislina) ali v anaerobnih pogojih laktat (anion mlečna kislina). Poleg tega se iz. Tvori tudi piruvična kislina aminokisline med njihovo razgradnjo. Drugi substrat za rekonstitucijo glukoze je glicerol, ki izhaja iz razgradnje maščob. Pretvori se v dihidroksiaceton fosfat, ki deluje kot presnovek v sintezni verigi glukoneogeneze za izgradnjo glukoze.

Funkcija in vloga

Postavlja se vprašanje, zakaj bi bilo treba glukozo obnavljati, ko pa jo je predhodno razgradila glikoliza za proizvodnjo energije. Vendar si je treba zapomniti, da živčne celice možganovali eritrocitov so prepričljivo odvisni od glukoze kot vira energije. Če se zaloge glukoze v telesu izčrpajo, ne da bi jih napolnili dovolj hitro, je rezultat nevaren hipoglikemija, kar je lahko celo usodno. S pomočjo glukoneogeneze normalno kri Raven glukoze je mogoče ohranjati konstantno tudi med obdobji stradanja ali v energetsko zahtevnih izrednih razmerah. Tretjina novo sintetizirane glukoze se shrani kot glukogen v jetra in dve tretjini v skeletnih mišicah. Med daljšim obdobjem stradanja se povpraševanje po glukozi nekoliko zmanjša, ker je izraba ketonskih teles za proizvodnjo energije postavljena kot druga presnovna pot. Osrednjo vlogo pri glukoneogenezi ima piruvična kislina (piruvat) ali mlečna kislina (laktat), ki iz njega nastane v anaerobnih pogojih. Obe spojini sta tudi produktu razgradnje med glikolizo (sladkorja zlomiti se). Poleg tega se piruvat tvori tudi med razgradnjo aminokisline. Na drugi točki, glicerol iz razgradnje maščob se lahko pretvori v presnovek glukoneogeneze, ki se vključi v ta postopek. Tako glukoneogeneza ponovno proizvede glukozo iz produktov razgradnje ogljikovih hidratov, beljakovin in presnova maščob. Lastni regulativni mehanizmi telesa zagotavljajo, da glukoneogeneza in glikoliza ne tečeta enakovredno v enaki meri. Ko se glikoliza okrepi, je glukoneogeneza nekoliko oslabljena. V fazi povečane glukoneogeneze se glikoliza nato zmanjša. V ta namen v organizmu obstajajo hormonski regulativni mehanizmi. Na primer, če veliko ogljikovi hidrati se dobavljajo s hrano, kri raven glukoze naraste. Hkrati je proizvodnja insulina v trebušni slinavki. insulin zagotavlja dovajanje glukoze v celice. Tam se bodisi razgradi za proizvodnjo energije bodisi, če so energetske potrebe nizke, pretvori v maščobne kisline ki jih lahko shranite kot trigliceridi (maščoba) v maščobnem tkivu. Ko pride do premajhne ponudbe ogljikovi hidrati (lakota, izredno nizko vsebnost ogljikovih hidratov prehrana ali visoka poraba glukoze v nujnih primerih), kri raven glukoze na začetku pade. To zahteva insulinaje hormonski kolega, hormon glukagon. Glukagon povzroči razgradnjo shranjenega glukogena v jetrih do glukoze. Ko se te zaloge izpraznijo, se poveča glukoneogeneza iz aminokisline začne ponovno sintetizirati glukozo, če se stradanje v telesu nadaljuje.

Bolezni in bolezni

Ko je glukoneogeneza motena, lahko telo doživi hipoglikemija (nizko krvni sladkor). Hipoglikemija ima lahko več vzrokov, torej hormonski regulativni mehanizmi vodi do povečane glukoneogeneze v primeru povečane potrebe po glukozi ali zmanjšanega vnosa ogljikovih hidratov. Hormonski dvojnik insulina je hormon glukagon. Ko raven glukoze v krvi pade, se poveča proizvodnja glukagona, kar nato povzroči povečano glukoneogenezo. Najprej se glukogen, shranjen v jetrih in mišicah, razgradi in pretvori v glukozo. Ko se zaloge glukoge izčrpajo, glukogeni amino kisline pretvorijo v glukozo. Tako poteka razgradnja mišic, ki telo oskrbi z energijo. Če pa je glukoneogenezo iz različnih razlogov težko začeti, se razvije hipoglikemija, ki v hujših primerih lahko vodi do nezavesti in celo smrti. Na primer, bolezni jeter ali nekatera zdravila lahko ovirajo glukoneogenezo. Alkohol uživanje zavira tudi glukoneogenezo. Huda hipoglikemija je nujna situacija, ki zahteva hitro zdravniško pomoč. Drug hormon, ki spodbuja glukoneogenezo, je Kortizol. Kortizola je glukokortikoid nadledvične skorje in deluje kot a stres hormona. Njegova naloga je hitro zagotavljanje energije v stresnih fizičnih situacijah. Za to je treba aktivirati zaloge energije v telesu. Kortizola spodbuja pretvorbo amino kisline v skeletnih mišicah v glukozo kot del glukoneogeneze. Če je nadledvična skorja preveč aktivna, na primer zaradi tumorja, se nenehno proizvaja preveč kortizola. Nato glukoneogeneza teče s polno hitrostjo. V tem procesu prekomerna proizvodnja glukoze vodi do razgradnje mišic in oslabitve imunski sistem in truncal debelost. Ta klinična slika je znana kot Cushingsov sindrom.