Jedným z významných procesov v tele je glukoneogenéza. Toto je názov metabolickej dráhy, ktorá vedie k tomu, že glukóza sa tvorí z nesacharidových zlúčenín (najmä pyruvátu).
Aké sú jeho vlastnosti? Ako je tento proces regulovaný? V súvislosti s touto témou existuje veľa dôležitých nuancií a teraz im stojí za to venovať pozornosť.
Definícia
Glukoneogenéza je teda proces syntézy glukózy z látok, ktoré nemajú sacharidový charakter. Prebieha hlavne v pečeni, o niečo menej intenzívne - v obličkovej kôre a črevnej sliznici.
Tento proces zahŕňa všetky reverzibilné glykolýzne reakcie so špecifickými bypassmi. Jednoducho povedané, úplne neopakuje reakcie oxidácie glukózy. Čo sa stane? Glukoneogenéza je proces, ktorý sa môže vyskytnúť vo všetkých tkanivách. Jedinou výnimkou je 6-fosfatázová reakcia. Vyskytuje sa iba v obličkách a pečeni.
VšeobecnéVlastnosti
Glukoneogenéza je proces, ktorý sa vyskytuje v mikroorganizmoch, hubách, rastlinách a zvieratách. Je zaujímavé, že jeho reakcie sú rovnaké pre všetky druhy a tkanivá.
Najdôležitejšími prekurzormi glukózy u zvierat sú trojuhlíkové zlúčeniny. Patria sem glycerol, pyruvát, laktát a aminokyseliny.
Glukóza vytvorená v procese glukoneogenézy je transportovaná do krvi a odtiaľ do iných tkanív. Čo bude ďalej? Po fyzickej námahe, ktorej bolo telo vystavené, sa laktát vytvorený v kostrovom svalstve opäť posiela do pečene. Tam sa premieňa na glukózu. Ten sa zase dostane do svalov alebo sa premení na glykogén.
Celý opísaný cyklus sa nazýva Coreyho cyklus. Ide o akýsi súbor enzymatických biochemických procesov, počas ktorých je laktát transportovaný zo svalov do pečene a následne premenený na glukózu.
Substráty
Pri diskusii o špecifikách regulácie glykolýzy a glukoneogenézy sa treba dotknúť aj tejto témy. Substráty sú činidlá, ktoré tvoria živnú pôdu. V prípade glukoneogenézy ich úlohu zohrávajú:
- Kyselina pyrohroznová (PVC). Bez nej je trávenie sacharidov a metabolizmus aminokyselín nemožné.
- Glycerín. Má silnú dehydratačnú vlastnosť.
- Kyselina mliečna. Je najdôležitejším účastníkom regulačných metabolických procesov.
- Aminokyseliny. Sú hlavným stavebným materiálom každého živého organizmu, vrátane ľudského.
Zahrnutie týchto prvkov do procesu glukoneogenézy závisí od fyziologického stavu organizmu.
Procesné kroky
V skutočnosti úplne opakujú fázy glykolýzy (oxidácie glukózy), ale iba v opačnom smere. Katalýzu vykonávajú rovnaké enzýmy.
Sú štyri výnimky – premena pyruvátu na oxalacetát, glukóza-6-fosfát na čistú glukózu, fruktóza-1,6-difosfát na fruktóza-6-fosfát a oxalacetát na fosfoenolpyruvát.
Rád by som urobil výhradu, že oba procesy sú recipročne regulované. To znamená, že ak je bunka dostatočne zásobená energiou, potom sa glykolýza zastaví. Čo sa stane potom? Glukoneogenéza začína! To isté platí aj v opačnom smere. Keď sa aktivuje glykolýza, glukoneogenéza v pečeni a obličkách sa zastaví.
Nariadenie
Ďalšia dôležitá nuansa zvažovanej témy. Čo možno povedať o regulácii glukoneogenézy? Ak by sa to stalo súčasne s glykolýzou vysokou rýchlosťou, výsledkom by bol obrovský nárast spotreby ATP a začalo by sa vytvárať teplo.
Tieto procesy sú vzájomne prepojené. Ak sa napríklad zvýši prietok glukózy glykolýzou, potom sa množstvo pyruvátu glukoneogenézou zníži.
Samostatne musíme hovoriť o glukóze-6-fosfáte. Mimochodom, tento prvok má iné meno. Nazýva sa tiež fosforylovaná glukóza. Vo všetkých bunkách sa táto látka tvorí počas hexokinázovej reakcie a vpečeň - počas fosforolýzy. Môže sa objaviť aj v dôsledku GNG (v tenkom čreve, svaloch) alebo v dôsledku zjednotenia monosacharidov (pečeň).
Ako sa používa glukóza-6-fosfát? Najprv sa syntetizuje glykogén. Potom sa oxiduje dvakrát: prvýkrát za anaeróbnych alebo aeróbnych podmienok a druhýkrát v pentózofosfátovej dráhe. A potom sa premení priamo na glukózu.
Úloha v tele
Funkciu glukoneogenézy je potrebné prediskutovať samostatne. Ako každý vie, v ľudskom tele počas hladovania sa aktívne využívajú zásoby živín. Patria sem mastné kyseliny a glykogén. Tieto látky sa rozkladajú na nesacharidové zlúčeniny, ketokyseliny a aminokyseliny.
Väčšina týchto zlúčenín sa z tela nevylučuje. Prebieha recyklácia. Tieto látky sú transportované krvou z iných tkanív do pečene a potom použité v procese glukoneogenézy na syntézu glukózy. A ona je kľúčovým zdrojom energie.
Aký je záver? Funkciou glukoneogenézy je udržiavať normálnu hladinu glukózy v tele počas intenzívneho cvičenia a dlhodobého hladovania. Pre erytrocyty a nervové tkanivo je potrebný stály prísun tejto látky. Ak sa náhle rezervy tela vyčerpajú, pomôže glukoneogenéza. Koniec koncov, tento proces je hlavným dodávateľom energetických substrátov.
Alkohol a glukoneogenéza
Tejto kombinácii je potrebné venovať pozornosť, keďže téma sa študuje z lekárskeho abiologické hľadisko.
Ak človek konzumuje veľké množstvo alkoholu, potom sa glukoneogenéza vyskytujúca sa v pečeni výrazne spomalí. Výsledkom je zníženie hladiny glukózy v krvi. Tento stav sa nazýva hypoglykémia.
Pitie alkoholu nalačno alebo po ťažkej fyzickej námahe môže spôsobiť zníženie hladiny glukózy až o 30 % normy.
Tento stav samozrejme negatívne ovplyvní funkciu mozgu. Je to veľmi nebezpečné najmä pre tie oblasti, ktoré udržujú telesnú teplotu pod kontrolou. V dôsledku hypoglykémie môžu skutočne klesnúť o 2 ° C alebo viac, a to je veľmi vážny trend. Ak však človek v tomto stave dostane roztok glukózy, teplota sa rýchlo vráti do normálu.
Pôst
Približne 6 hodín po jej spustení začne byť glukoneogenéza stimulovaná glukagónom (jednoreťazcový polypeptid, ktorý má 29 aminokyselinových zvyškov).
Tento proces sa však aktivuje až v 32. hodine. Práve v tomto momente je naň naviazaný kortizol (katabolický steroid). Potom sa svalové bielkoviny a iné tkanivá začnú rozkladať. V procese glukoneogenézy sa premieňajú na aminokyseliny, ktoré sú prekurzormi glukózy, čo je svalová atrofia. Pre telo je to vynútené opatrenie, ktoré musí urobiť, aby mozog dostal určitú časť glukózy potrebnú na fungovanie. Preto je veľmi dôležité, aby sa chorí ľudia zotavovali z operáciía choroby, dostávali dobrú doplnkovú výživu. Ak to tak nie je, svaly a tkanivá sa začnú vyčerpávať.
Klinický význam
Vyššie sme stručne hovorili o reakciách glukoneogenézy a ďalších črtách tohto procesu. Nakoniec stojí za to prediskutovať klinický význam.
Ak sa používanie laktátu ako substrátu nevyhnutného pre glukoneogenézu zníži, bude to mať následky: zníženie pH krvi a následný rozvoj laktátovej acidózy. Môže k tomu dôjsť v dôsledku poruchy enzýmov glukoneogenézy.
Treba si uvedomiť, že krátkodobá laktátová acidóza môže prekonať aj zdravých ľudí. To sa deje v podmienkach intenzívnej svalovej práce. Ale potom je tento stav rýchlo kompenzovaný hyperventiláciou pľúc a odstránením oxidu uhličitého z tela.
Mimochodom, etanol ovplyvňuje aj glukoneogenézu. Jeho katabolizmus je spojený so zvýšením množstva NADH, čo sa prejavuje v rovnováhe v reakcii laktátdehydrogenázy. Jednoducho sa posúva smerom k tvorbe laktátu. Znižuje tiež tvorbu pyruvátu. Výsledkom je spomalenie celého procesu glukoneogenézy.
