Glukoneogeneza to inaczej szereg procesów mających na celu wytworzenie glukozy z niskowęglowodanowych prekursorów. Fizjologicznie aminokwasy wykorzystywane są głównie do syntezy białek, jeśli jednak spożycie glukozy jest niewielkie, mogą zostać wykorzystane celem jej pozyskania. Najczęściej ma to miejsce po wyczerpaniu się zapasów glikogenu.
Glukoneogeneza – przebieg
Glukoneogeneza przebiega głównie w wątrobie i nerkach, w mniejszym stopniu natomiast w mózgu. Cały proces rozpoczyna się w mitochondriach. Prekursorami glukozy w tym przypadku są aminokwasy pochodzące z mięśni, mleczan wytwarzany przez krwinki czerwone lub mięśnie oraz glicerol powstający wskutek rozpadu lipidów w tkance tłuszczowej. Podczas gdy glikoliza przebiega wyłącznie w cytoplazmie, glukoneogeneza zachodzi także w mitochondriach i retikulum endoplazmatycznym. Wspomniany mleczan ulega utlenieniu do pirogronianu przez dehydrogenazę mleczanową.
Na samym początku powstaje pirogronian, który ulega przekształceniu do szczawiooctanu, a później fosfoenolopirogronianu. Kolejne etapy glukoneogenezy aż do powstania fruktozo-1,6- bisfosforanu stanowią odwrócenie odpowiednich reakcji glikolizy, w trakcie których do wytwarzania 1,3-bisfosfoglicerynianu zużyta zostaje kolejna cząsteczka ATP. Na samym końcu otrzymujemy fruktozo-1,6-bisfosforan, przez hydrolizację reszt fosforanowych fruktozo-1,6-bisfosfatazą. Dalej izomeraza przekształca fruktozo-6-fosforan do glukozo-6-fosforanu. Ostatnią reakcję tego szlaku katalizuje glukozo-6-fosfataza występująca w hepatocytach we wnętrzu gładkiego retikulum endoplazmatycznego. Tym samym otrzymujemy glukozę.
Wyprodukowana wskutek glukoneogenezy glukoza wraca wraz z krwią do mięśni, gdzie może zostać wykorzystana.
Regulacja glukoneogenezy
Zasadniczą rolę w regulacji glukoneogenezy w wątrobie odgrywa koaktywator transkrypcyjny PGC-1. To cząsteczka, która sama nie wiąże DNA, ale stanowi czynnościowe połączenie między regulatorami genów a syntezą mRNA. Synteza PGC-1 jest silnie indukowana głodówkami lub zablokowaniem genów receptorów dla insuliny w wątrobie. Warto wiedzieć, że glukoneogenezę nasila działanie niektórych hormonów, głównie glukagonu trzustkowego, adrenaliny z rdzenia nadnerczy oraz glikokortykosteroidów z kory nadnerczy.
Znaczenie glukoneogenezy
Główne zadanie glukoneogenezy polega na utrzymaniu prawidłowego poziomu glukozy i umożliwieniu wykorzystania glukozy przez mózg i erytrocyty w okresie między posiłkami. Wzrost wskaźnika glukagon/insulina pobudza glukoneogenezę i tym samym hamuje glikolizę. W mięśniach kortyzol wyzwala rozpad białek, a uwolnione wskutek tego aminokwasy (głównie alanina i glutamina) wykorzystuje się w procesie glukoneogenezy.
Glukoneogeneza a glikoliza
To dwie zupełnie różne reakcje. Podczas glikolizy glukoza ulega metabolizmowi do pirogronianu, natomiast podczas glukoneogenezy to pirogronian jest przekształcany do glukozy. Dodatkowo wysokie stężenie cukrów w organizmie aktywuje enzymy katalizujące glikolizę, a hamuje enzymy katalizujące glukoneogenezę. Stanowią więc zjawiska względnie odwrotne, choć nie do końca można tak powiedzieć, ponieważ 3 reakcje glikolizy są zasadniczo nieodwracalne, czyli przebiegają wyłącznie w jednym kierunku.
Polecane produkty:
|
Koenzym Q10 kapsułki
Koenzym Q10 to jeden z najważniejszych antyoksydantów. Nie tylko tylko chroni organizm przed wolnymi rodnikami. Bierze on również udział w każdej, podstawowej funkcji komórki ... Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Ganong W., Fizjologia, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2018.
- Traczyk W., Fizjologia człowieka w zarysie, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2007.
- Barciszewski J., Strukturalne podstawy działania ludzkiej mięśniowej fosfatazy fruktozo-1,6-bisfosforanu, Poznań 2016.
