Jedním z významných procesů v těle je glukoneogeneze. Toto je název metabolické dráhy, která vede k tomu, že glukóza vzniká z nesacharidových sloučenin (zejména pyruvátu).
Jaké má vlastnosti? Jak je tento proces regulován? Ohledně tohoto tématu existuje mnoho důležitých nuancí a nyní stojí za to jim věnovat pozornost.
Definice
Glukoneogeneze je tedy proces syntézy glukózy z látek, které mají nesacharidovou povahu. Probíhá především v játrech, o něco méně intenzivně - v kůře ledvin a střevní sliznici.
Tento proces zahrnuje všechny reverzibilní glykolýzové reakce se specifickými bypassy. Jednoduše řečeno, zcela neopakuje reakce oxidace glukózy. Co se stalo? Glukoneogeneze je proces, který může probíhat ve všech tkáních. Jedinou výjimkou je reakce 6-fosfatázy. Vyskytuje se pouze v ledvinách a játrech.
ObecnéFunkce
Glukoneogeneze je proces, který se vyskytuje u mikroorganismů, hub, rostlin a zvířat. Je zajímavé, že jeho reakce jsou stejné pro všechny druhy a tkáně.
Nejdůležitějšími prekurzory glukózy u zvířat jsou tříuhlíkové sloučeniny. Patří mezi ně glycerol, pyruvát, laktát a aminokyseliny.
Glukóza vzniklá v procesu glukoneogeneze je transportována do krve a odtud do dalších tkání. Co bude dál? Po fyzické námaze, které bylo tělo vystaveno, je laktát vytvořený v kosterním svalstvu opět posílán do jater. Tam se přeměňuje na glukózu. Ten se zase dostává do svalů nebo se přeměňuje na glykogen.
Celý popsaný cyklus se nazývá Coreyův cyklus. Jedná se o druh souboru enzymatických biochemických procesů, během nichž je laktát transportován ze svalů do jater a poté přeměněn na glukózu.
Substráty
Při diskusi o specifikách regulace glykolýzy a glukoneogeneze je třeba se dotknout i tohoto tématu. Substráty jsou činidla, která tvoří živnou půdu. V případě glukoneogeneze jejich roli hraje:
- Kyselina pyrohroznová (PVC). Bez něj je trávení sacharidů a metabolismus aminokyselin nemožné.
- Glycerin. Má silné dehydratační vlastnosti.
- Kyselina mléčná. Je nejdůležitějším účastníkem regulačních metabolických procesů.
- Aminokyseliny. Jsou hlavním stavebním materiálem každého živého organismu, včetně toho lidského.
Zařazení těchto prvků do procesu glukoneogeneze závisí na fyziologickém stavu těla.
Procesní kroky
Ve skutečnosti zcela opakují fáze glykolýzy (oxidace glukózy), ale pouze v opačném směru. Katalýzu provádějí stejné enzymy.
Existují čtyři výjimky – přeměna pyruvátu na oxalacetát, glukóza-6-fosfát na čistou glukózu, fruktóza-1, 6-difosfát na fruktóza-6-fosfát a oxalacetát na fosfoenolpyruvát.
Rád bych učinil výhradu, že oba procesy jsou recipročně regulovány. To znamená, že pokud je buňka dostatečně zásobena energií, pak se glykolýza zastaví. co se stane potom? Glukoneogeneze začíná! Totéž platí i v opačném směru. Když je aktivována glykolýza, glukoneogeneze v játrech a ledvinách se zastaví.
Nařízení
Další důležitá nuance zvažovaného tématu. Co lze říci o regulaci glukoneogeneze? Pokud by se to stalo ve stejnou dobu jako glykolýza vysokou rychlostí, pak by výsledkem byl obrovský nárůst spotřeby ATP a začalo by se tvořit teplo.
Tyto procesy jsou vzájemně propojeny. Pokud se například zvýší průtok glukózy glykolýzou, pak se množství pyruvátu glukoneogenezí sníží.
Samostatně musíme mluvit o glukóze-6-fosfátu. Tento prvek má mimochodem jiné jméno. Nazývá se také fosforylovaná glukóza. Ve všech buňkách se tato látka tvoří během hexokinázové reakce a vjátra – při fosforolýze. Může se objevit i jako následek GNG (v tenkém střevě, svalech) nebo jako výsledek sjednocení monosacharidů (játra).
Jak se glukóza-6-fosfát používá? Nejprve se syntetizuje glykogen. Poté je oxidován dvakrát: poprvé za anaerobních nebo aerobních podmínek a podruhé v pentózofosfátové dráze. A poté se přemění přímo na glukózu.
Role v těle
Funkci glukoneogeneze je třeba probrat samostatně. Jak každý ví, v lidském těle během hladovění jsou zásoby živin aktivně využívány. Patří mezi ně mastné kyseliny a glykogen. Tyto látky se rozkládají na nesacharidové sloučeniny, ketokyseliny a aminokyseliny.
Většina těchto sloučenin se z těla nevylučuje. Recyklace probíhá. Tyto látky jsou transportovány krví z jiných tkání do jater a následně využity v procesu glukoneogeneze k syntéze glukózy. A ona je klíčovým zdrojem energie.
Jaký je závěr? Funkcí glukoneogeneze je udržovat normální hladinu glukózy v těle během intenzivního cvičení a dlouhodobého hladovění. Stálý přísun této látky je nezbytný pro erytrocyty a nervovou tkáň. Pokud se náhle rezervy těla vyčerpají, pomůže glukoneogeneze. Koneckonců, tento proces je hlavním dodavatelem energetických substrátů.
Alkohol a glukoneogeneze
Této kombinaci je třeba věnovat pozornost, protože téma je studováno z lékařské fakultybiologické hledisko.
Pokud člověk konzumuje velké množství alkoholu, pak je glukoneogeneze probíhající v játrech výrazně zpomalena. Výsledkem je snížení hladiny glukózy v krvi. Tento stav se nazývá hypoglykémie.
Požívání alkoholu nalačno nebo po těžké fyzické námaze může způsobit snížení hladiny glukózy až o 30 % normy.
Tento stav samozřejmě negativně ovlivní funkci mozku. Je to velmi nebezpečné zejména pro ty oblasti, které udržují tělesnou teplotu pod kontrolou. V důsledku hypoglykémie totiž mohou klesnout o 2 °C i více, a to je velmi vážný trend. Pokud však člověku v tomto stavu podá roztok glukózy, teplota se rychle vrátí k normálu.
Půst
Přibližně 6 hodin po jejím zahájení začíná být glukoneogeneze stimulována glukagonem (jednořetězcový polypeptid, který má 29 aminokyselinových zbytků).
Tento proces se však aktivuje až ve 32. hodině. Právě v tuto chvíli je na něj napojen kortizol (katabolický steroid). Poté se svalové bílkoviny a další tkáně začnou rozkládat. V procesu glukoneogeneze se přeměňují na aminokyseliny, které jsou prekurzory glukózy, což je svalová atrofie. Pro tělo je to vynucené opatření, které musí přijmout, aby mozek dostal určitou porci glukózy nezbytnou pro fungování. Proto je velmi důležité, aby se nemocní lidé zotavovali z operacía nemocí, dostávali dobrou doplňkovou výživu. Pokud tomu tak není, začnou se svaly a tkáně vyčerpávat.
Klinický význam
Výše jsme krátce hovořili o reakcích glukoneogeneze a dalších rysech tohoto procesu. Nakonec stojí za to diskutovat o klinickém významu.
Pokud se sníží využití laktátu jako substrátu nezbytného pro glukoneogenezi, bude to mít následky: snížení pH krve a následný rozvoj laktátové acidózy. K tomu může dojít v důsledku poruchy enzymů glukoneogeneze.
Je třeba poznamenat, že krátkodobá laktátová acidóza může překonat i zdravé lidi. To se děje za podmínek intenzivní svalové práce. Ale pak je tento stav rychle kompenzován hyperventilací plic a odstraněním oxidu uhličitého z těla.
Mimochodem, etanol ovlivňuje také glukoneogenezi. Jeho katabolismus je zatížen zvýšením množství NADH a to se odráží v rovnováze v reakci laktátdehydrogenázy. Jednoduše se posouvá směrem k tvorbě laktátu. Snižuje také tvorbu pyruvátu. Výsledkem je zpomalení celého procesu glukoneogeneze.
