Глюконеогенеза

Мозъкът се нуждае от захари: невроните работят почти изключително върху глюкозата, така че е необходимо да се осигури непрекъснато снабдяване с тази захар. Мозъкът консумира около 120 g глюкоза на ден, докато дневните нужди на целия организъм възлизат на около 200 g.

В нашето тяло около 100 g глюкоза се съхраняват под формата на гликоген в черния дроб, още 5-10 g се намират в биологичните течности, докато около 200-300 g се съхраняват в мускулите, винаги под формата на гликоген. За да се осигури непрекъснатост на доставката на глюкоза към тъканите, които се нуждаят от нея, се използва стратегия, която превръща по -малко подвижните молекули в глюкоза: глюконеогенеза.

Глюконеогенезата е процес на синтез на глюкоза, започвайки от прекурсори без въглехидрати:

• млечна киселина: произвежда се чрез анаеробна гликолиза
• аминокиселини *: произтичащи от храната или от разграждането на структурните протеини
• глицерол: получен от хидролиза на триглицериди

Глюконеогенезата е от съществено значение за осигуряване на адекватно снабдяване с глюкоза към независими от инсулин тъкани (мозък, червени кръвни клетки и мускули по време на интензивни физически упражнения).

Глюконеогенезата, която се осъществява в много тъкани и по -специално в черния дроб, става от съществено значение по време на гладуване, когато се изчерпват въглехидратните запаси на тялото.

* От различните глюконеогенетични аминокиселини (включително глутаминова и аспарагинова киселини, аланин, цистеин, глицин, пролин, серин, треонин), аланинът, освободен от скелетната мускулатура, играе преобладаваща роля (вж. Цикъл глюкоза-аланин).

Глюконеогенезата започва от пируват и до голяма степен е обратното на гликолизата.

Мозъкът:

• при нормални условия използва само глюкоза;
• в случай на продължително гладуване (2-3 дни) той все повече експлоатира енергийните свойства на кетонните тела;
• когато имате незабавен пост (между храненията), след като сте изчерпали въглехидратните запаси, той използва глюкозата, получена от аминокиселините, получени от хидролизата на структурните протеини: протеазните ензими разграждат протеините до аминокиселини, които след това, чрез действието на ензимите трансаминази, се трансформират в алфа-кето киселини, от своя страна се използват за заместване на глюкозата (виж разграждането на аминокиселините).

Глюконеогенезата е единствената отговорност на черния дроб (също се среща в по -малка степен в бъбреците + и в червата); тук чрез глюконеогенезата се получава глюкоза, която ще се транспортира до различните тъкани, до мозъка.

Седем от десет реакции на гликолиза протичат в посока, обратна на глюконеогенезата; ако глюконеогенезата е точно обратната на гликолизата, на всеки етап би било необходимо да се достави енергия. Следователно три реакции на гликолиза не могат да бъдат използвани (по енергийни причини) в глюконеогенезата; вместо тези три реакции, други реакции се използват с различни субстрати, продукти и ензими.
Реакцията, която води от глюкоза 6-фосфат към глюкоза, се катализира от a фосфатаза вместо киназа; преходът от фруктоза 1,6-бисфосфат към фруктоза 6-фосфат също се катализира от фосфатаза, а не от киназа.
Третата реакция, която се различава от гликолизата, е тази, която води до образуване на фосфоенолпириват от пируват; това се случва чрез пируват карбоксилаза, който използва молекула въглероден диоксид за удължаване на въглеродната верига, и чрез фосфоенолпируват карбоксикиназа (енергията за този процес се осигурява от GTP).

Да предположим, че спортувате и сте далеч от хранене, трябва да активирате глюкозния метаболизъм, за да произвеждате енергия. Ако кръвната захар е по -малка от 5 mM, тогава се осъществява сигнал за необходимостта от глюкоза: а -клетките на панкреаса отделят хормон (това е малък дипептид) глюкагона, който чрез кръвта достига до хепатоцитите (черния дроб); тук глюконеогенетичният път се активира и гликолизата се блокира. Новообразуваната глюкоза ще се освободи в кръвообращението и ще се пренесе преди всичко до червените кръвни клетки, нервната система и мускулната тъкан. Вижте също: въглехидрати и хипогликемия.