Glukoneogenéza zaisťuje opätovnú syntézu glukóza z pyruvát, laktát a glycerol v tele. Týmto spôsobom zabezpečuje: glukóza zásobovanie organizmu počas obdobia hladovania. Poruchy v glukoneogenéze môžu viesť na nebezpečné hypoglykémie.
Čo je to glukoneogenéza?
Reakcie glukoneogenézy sa vyskytujú hlavne v pečeň a svaly. Počas glukoneogenézy glukóza sa znovu vyrába z produktov rozkladu bielkovín, sacharidov a metabolizmus tukov. Reakcie na glukoneogenézu prebiehajú hlavne v pečeň a vo svaloch. Tam sa syntetizovaná glukóza potom kondenzuje na glukogén, zásobnú látku, ktorá slúži ako zásobník energie na rýchle dodanie energie do nervových buniek, erytrocyty a svaly. Glukoneogenéza môže produkovať 180 až 200 gramov novej glukózy denne. Glukoneogenézu možno považovať za obrátenie glykolýzy (štiepenie glukózy) na pyruvát or laktát, ale tri reakčné kroky musia byť z energetických dôvodov nahradené bypassovými reakciami. Produkuje glykolýza pyruvát (kyselina pyrohroznová) alebo za anaeróbnych podmienok laktát (anión z kyselina mliečna). Ďalej sa tiež vyrába kyselina pyrohroznová aminokyseliny počas ich degradácie. Ďalším substrátom na rekonštitúciu glukózy je glycerol, ktorý je odvodený z odbúravania tukov. Konvertuje sa na dihydroxyaceton fosfát, ktorý pôsobí ako metabolit v syntetickom reťazci glukoneogenézy na tvorbu glukózy.
Funkcia a úloha
Vynára sa otázka, prečo by sa glukóza mala prestavovať, keď sa predtým rozkladala glykolýzou na výrobu energie. Je však potrebné pamätať na to, že nervové bunky, mozog, Alebo erytrocyty sú presvedčivo závislé od glukózy ako zdroja energie. Ak sa zásoby glukózy v tele vyčerpajú bez toho, aby sa doplnili dostatočne rýchlo, je výsledok nebezpečný hypoglykémie, ktoré môžu byť dokonca smrteľné. S pomocou glukoneogenézy, normálne krv hladiny glukózy sa môžu udržiavať konštantné aj počas hladovania alebo v núdzových situáciách náročných na energiu. Jedna tretina novo syntetizovanej glukózy je uložená ako glukogén v pečeň a dve tretiny v kostrovom svalstve. Počas dlhšieho obdobia hladovania dopyt po glukóze trochu klesá, pretože využitie ketolátok na výrobu energie sa ustanovuje ako druhá metabolická cesta. Ústrednú úlohu v glukoneogenéze zohráva kyselina pyrohroznová (pyruvát) alebo kyselina mliečna (laktát), ktorý sa z neho vytvoril za anaeróbnych podmienok. Obe zlúčeniny sú tiež produktmi degradácie počas glykolýzy (cukor zlomiť). Okrem toho sa pyruvát vytvára aj počas rozkladu aminokyseliny. V inom bode glycerol z odbúravania tukov sa môže tiež previesť na metabolit glukoneogenézy, ktorý sa začlení do tohto procesu. Glukoneogenéza teda produkuje glukózu znova z produktov rozkladu sacharidov, bielkovín a metabolizmus tukov. Vlastné regulačné mechanizmy tela zabezpečujú, aby glukoneogenéza a glykolýza neprebiehali vedľa seba v rovnakom rozsahu. Keď sa zvýši glykolýza, glukoneogenéza je trochu oslabená. Vo fáze zvýšenej glukoneogenézy je zase glykolýza obmedzená. Na tento účel existujú v organizme hormonálne regulačné mechanizmy. Napríklad ak veľa sacharidy sú dodávané prostredníctvom potravín, krv hladina glukózy stúpa. Súčasne výroba inzulín v pankrease je stimulovaná. Inzulín zaisťuje prísun glukózy do buniek. Tam sa buď rozdelí na výrobu energie, alebo sa prevedie, ak sú energetické nároky nízke mastné kyseliny ktoré je možné uložiť ako triglyceridy (tuk) v tukovom tkanive. Pri nedostatočnej ponuke sacharidy (hlad, extrémne nízky obsah sacharidov strava alebo vysoká spotreba glukózy v prípade núdze), krv hladina glukózy spočiatku klesá. Toto žiada inzulínje hormonálny náprotivok, hormón glukagón. glukagón indukuje rozklad uloženého glukogénu v pečeni na glukózu. Keď sa tieto zásoby vyčerpajú, zvýši sa glukoneogenéza z aminokyseliny začne znovu syntetizovať glukózu, ak v tele pokračuje hladovanie.
Choroby a choroby
Ak dôjde k narušeniu glukoneogenézy, môže dôjsť k prežívaniu organizmu hypoglykémie (nízka krvný cukor). Hypoglykémia môže mať veľa príčin. Teda hormonálne regulačné mechanizmy viesť na zvýšenú glukoneogenézu v prípade zvýšenej potreby glukózy alebo zníženého príjmu sacharidov. Hormonálnym ekvivalentom inzulínu je hormón glukagón. Keď hladiny glukózy v krvi klesnú, zvyšuje sa produkcia glukagónu, čo vedie k zvýšenej glukoneogenéze. Najskôr sa rozkladá glukogén uložený v pečeni a svaloch a prevádza sa na glukózu. Keď sú vyčerpané všetky zásoby glukogénu, začne pôsobiť glukogénna amino kyseliny sa premieňajú na glukózu. Prebieha teda odbúravanie svalov, ktoré dodáva telu energiu. Ak je však z rôznych dôvodov ťažké zahájiť glukoneogenézu, vzniká hypoglykémia, ktorá v závažných prípadoch môže viesť do bezvedomia až smrti. Napríklad ochorenie pečene alebo niektoré lieky môžu brániť glukoneogenéze. Alkohol spotreba tiež inhibuje glukoneogenézu. Závažná hypoglykémia je stav núdze, ktorý si vyžaduje rýchlu lekársku pomoc. Ďalším hormónom podporujúcim glukoneogenézu je Kortizol. Kortizol je glukokortikoid kôry nadobličiek a funguje ako a stres hormón. Jeho funkciou je rýchle dodanie energie pri stresových fyzických situáciách. Aby ste to dosiahli, musia sa aktivovať energetické zásoby tela. Kortizol stimuluje premenu amino kyseliny v kostrových svaloch na glukózu ako súčasť glukoneogenézy. Ak je nadobličková kôra nadmerne aktívna, napríklad v dôsledku nádoru, neustále sa produkuje príliš veľa kortizolu. Glukoneogenéza potom prebieha plnou rýchlosťou. V tomto procese vedie nadprodukcia glukózy k rozpadu svalov a oslabeniu imunitný systém a truncal obezita. Tento klinický obraz je známy ako Cushingsov syndróm.
