The glukoneogeneze Jedná se o metabolický proces, který se vyskytuje téměř ve všech živých věcech, včetně rostlin, zvířat a různých druhů mikroorganismů. Skládá se ze syntézy nebo tvorby glukózy ze sloučenin, které obsahují uhlík, který není sacharidem, jako jsou aminokyseliny, glukogeny, glycerol a laktát.
Je to jedna z anabolických cest metabolismu sacharidů. Syntetizuje nebo tvoří molekuly glukózy přítomné hlavně v játrech a v menší míře v kůře ledvin lidí a zvířat.
K tomuto anabolickému procesu dochází po obráceném směru katabolické dráhy glukózy, která má v nevratných bodech glykolýzy různé specifické enzymy.
Glukoneogeneze je důležitá pro zvýšení hladiny glukózy v krvi a tkáních při hypoglykémii. Tlumí také pokles koncentrace sacharidů v prodloužených hladovkách nebo v jiných nepříznivých situacích..
Rejstřík článků
Glukoneogeneze je jedním z anabolických procesů metabolismu sacharidů. Prostřednictvím svého mechanismu je glukóza syntetizována z prekurzorů nebo substrátů tvořených malými molekulami.
Glukózu lze generovat z jednoduchých biomolekul proteinové povahy, jako jsou glukogenní aminokyseliny a glycerol, který pochází z lipolýzy triglyceridů v tukové tkáni.
Laktát funguje také jako substrát a v menší míře s mastnými kyselinami s lichým řetězcem.
Glukoneogeneze má velký význam pro živé bytosti a zejména pro lidské tělo. Je to proto, že ve zvláštních případech slouží k zajištění vysoké poptávky po glukóze, kterou mozek vyžaduje (přibližně 120 gramů denně).
Které části těla vyžadují glukózu? Nervový systém, dřeň ledvin, mimo jiné tkáně a buňky, jako jsou červené krvinky, které používají glukózu jako jediný nebo hlavní zdroj energie a uhlíku.
Zásoby glukózy, jako je glykogen, uložené v játrech a svalech, jsou sotva dost na jeden den. To bez ohledu na diety nebo intenzivní cvičení. Z tohoto důvodu je prostřednictvím glukoneogeneze dodáváno tělu glukóza vytvořená z jiných prekurzorů nebo substrátů jiných než sacharidů..
Tato cesta je také zapojena do homeostázy glukózy. Takto vytvořená glukóza je kromě zdroje energie také substrátem dalších anabolických reakcí.
Příkladem toho je případ biosyntézy biomolekul. Mezi nimi glykokonjugáty, glykolipidy, glykoproteiny a amino cukry a další heteropolysacharidy.
Glukoneogeneze probíhá v cytosolu nebo cytoplazmě buněk, zejména jater, a v menší míře v cytoplazmě buněk ledvinné kůry..
Jeho syntetická cesta tvoří velkou část reakcí glykolýzy (katabolická cesta glukózy), ale v opačném směru.
Je však důležité si uvědomit, že 3 reakce glykolýzy, které jsou termodynamicky nevratné, budou katalyzovány specifickými enzymy v glukoneogenezi odlišnými od těch, které se účastní glykolýzy, což umožňuje, aby reakce probíhaly v opačném směru..
Jedná se konkrétně o glykolytické reakce katalyzované enzymy hexokinázou nebo glukokinázou, fosfofruktokinázou a pyruvátkinázou.
Z přehledu klíčových kroků glukoneogeneze katalyzovaných specifickými enzymy je zřejmé, že přeměna pyruvátu na fosfoenolpyruvát vyžaduje řadu reakcí.
První se vyskytuje v mitochondriální matrici s přeměnou pyruvátu na oxaloacetát, katalyzovaný pyruvátkarboxylázou..
Aby se oxaloacetát mohl účastnit, musí být převeden na malát mitochondriální malátdehydrogenázou. Tento enzym je transportován přes mitochondrie do cytosolu, kde je transformován zpět na oxaloacetát malátdehydrogenázou nalezenou v buněčné cytoplazmě..
Působením enzymu fosfoenolpyruvátkarboxykinázy (PEPCK) se oxaloacetát převádí na fosfoenolpyruvát. Příslušné reakce jsou shrnuty níže:
Pyruvát + COdva + HdvaO + ATP => Oxaloacetát + ADP + Pi + 2H+
Oxaloacetát + GTP <=> Fosfoenolpyruvát + COdva + HDP
Všechny tyto události umožňují transformaci pyruvátu na fosfoenolpyruvát bez zásahu pyruvátkinázy, která je specifická pro glykolytickou cestu..
Fosfoenolpyruvát se však přeměňuje na fruktóza-1,6-bisfosfát působením glykolytických enzymů, které tyto reakce reverzně katalyzují..
Další reakcí, která dodává účinek fosfofruktokinázy v glykolytické cestě, je ta, která transformuje fruktóza-1,6-bisfosfát na fruktóza-6-fosfát. Enzym fruktóza-1,6-bisfosfatáza katalyzuje tuto reakci v glukoneogenní cestě, která je hydrolytická a je shrnuta níže:
Fruktóza-1,6-bisfosfát + HdvaNEBO => Fruktóza-6-fosfát + Pi
Toto je jeden z bodů regulace glukoneogeneze, protože tento enzym vyžaduje Mgdva+ pro vaši aktivitu. Fruktóza-6-fosfát prochází izomerizační reakcí katalyzovanou enzymem fosfoglykoizomerázou, který ji transformuje na glukóza-6-fosfát.
A konečně, třetí z těchto reakcí je přeměna glukóza-6-fosfátu na glukózu..
Toto probíhá působením glukóza-6-fosfatázy, která katalyzuje hydrolýzní reakci a která nahrazuje nevratný účinek hexokinázy nebo glukokinázy v glykolytické cestě..
Glukóza-6-fosfát + HdvaNEBO => Glukóza + Pi
Tento enzym glukóza-6-fosfatáza se váže na endoplazmatické retikulum jaterních buněk. Potřebujete také kofaktor Mgdva+ vykonávat svou katalytickou funkci.
Jeho umístění zaručuje funkci jater jako syntetizátoru glukózy pro zásobování potřeb dalších orgánů.
Když tělo nemá dostatek kyslíku, což se může stát ve svalech a erytrocytech v případě dlouhodobého cvičení, dochází k fermentaci glukózy; to znamená, že glukóza není úplně oxidována za anaerobních podmínek, a proto je produkován laktát.
Stejný produkt může přejít do krve a odtud se dostat do jater. Zde bude působit jako glukoneogenní substrát, protože při vstupu do Coriho cyklu se laktát stane pyruvátem. Tato transformace je způsobena působením enzymu laktátdehydrogenázy.
Laktát je důležitým glukoneogenním substrátem v lidském těle a jakmile jsou zásoby glykogenu vyčerpány, přeměna laktátu na glukózu pomáhá doplnit zásoby glykogenu ve svalech a játrech..
Na druhé straně reakcemi, které tvoří takzvaný glukózo-alaninový cyklus, dochází k transaminaci pyruvátem.
To se nachází v extrahepatálních tkáních s transformací pyruvátu na alanin, který představuje další z důležitých glukonogenních substrátů..
V extrémních podmínkách dlouhodobého hladovění nebo jiných metabolických poruch bude katabolismus bílkovin poslední možností, zdrojem glukogenních aminokyselin. Ty budou tvořit meziprodukty Krebsova cyklu a budou generovat oxaloacetát.
Glycerol je jediný důležitý glukoneogenní substrát pocházející z metabolismu lipidů..
Uvolňuje se během hydrolýzy triacylglyceridů, které jsou uloženy v tukové tkáni. Ty jsou transformovány po sobě jdoucími fosforylačními a dehydrogenačními reakcemi na dihydroxyacetonfosfát, který sleduje glukoneogenní cestu za vzniku glukózy..
Na druhé straně je málo mastných kyselin s lichým řetězcem glukoneogenních..
Jedna z prvních kontrol glukoneogeneze se provádí příjmem potravin s nízkým obsahem sacharidů, které podporují normální hladinu glukózy v krvi..
Naopak, pokud je příjem sacharidů nízký, bude pro splnění požadavků na glukózu v těle důležitá cesta glukoneogeneze..
Existují další faktory, které zasahují do vzájemné regulace mezi glykolýzou a glukoneogenezí: hladiny ATP. Když je vysoká, je glykolýza inhibována, zatímco je aktivována glukoneogeneze.
U hladin AMP se stává opak: pokud jsou vysoké, aktivuje se glykolýza, ale glukoneogeneze je inhibována.
Ve specifických reakcích katalyzovaných enzymy v glukoneogenezi existují určité kontrolní body. Který? Koncentrace enzymatických substrátů a kofaktorů, jako je Mgdva+, a existence aktivátorů, jako je fosfofruktokináza.
Fosfofruktokináza je aktivována AMP a vlivem pankreatických hormonů inzulín, glukagon a dokonce i některé glukokortikoidy.
Zatím žádné komentáře