Gliukogenogenezė užtikrina pakartotinę gliukozė nuo piruvatas, laktatas ir glicerolis kūne. Tokiu būdu tai užtikrina gliukozė organizmo aprūpinimas badaujant. Gliukoneogenezės sutrikimai gali vadovauti pavojingiems hipoglikemija.
Kas yra gliukoneogenezė?
Gliukogenogenezės reakcijos daugiausia vyksta kepenys ir raumenys. Gliukoneogenezės metu gliukozė vėl gaminamas iš baltymų, angliavandenių ir riebalų apykaita. Gliukoneogenezės reakcijos daugiausia vyksta kepenys ir raumenyse. Tada susintetinta gliukozė kondensuojama į gliukogeną - saugojimo medžiagą, kuri yra energijos atsargos greitam energijos tiekimui nervinėms ląstelėms, eritrocitai ir raumenys. Gliukoneogenezė gali pagaminti 180–200 gramų naujos gliukozės per dieną. Gliukoneogenezę galima vertinti kaip glikolizės (gliukozės skaidymo) pasikeitimą į piruvatas or laktatas, tačiau tris reakcijos etapus dėl energijos priežasčių reikia pakeisti apeinančiomis reakcijomis. Glikolizė gamina piruvatas (piruvino rūgštis) arba anaerobinėmis sąlygomis laktatas (anijonas pieno rūgšties). Be to, piruvo rūgštis taip pat susidaro iš amino rūgštys jų degradacijos metu. Kitas gliukozės paruošimo substratas yra glicerolis, kuris gaunamas skaidant riebalus. Jis paverčiamas į dihidroksiacetonas fosfatas, kuris gliukoneogenezės sintezės grandinėje veikia kaip metabolitas gliukozei sukurti.
Funkcija ir vaidmuo
Kyla klausimas, kodėl gliukozė turėtų būti atstatyta, kai ją anksčiau buvo suskaidyta atliekant glikolizę energijos gamybai. Tačiau reikia atsiminti, kad nervų ląstelės, smegenysarba eritrocitai yra įtikinamai priklausomi nuo gliukozės kaip energijos šaltinio. Jei organizmo gliukozės atsargos išeikvojamos pakankamai greitai nepapildomos, rezultatas yra pavojingas hipoglikemija, kuris gali būti net mirtinas. Gliukoneogenezės pagalba normalu kraujas gliukozės kiekį galima palaikyti pastovų net bado metu arba esant avarijai, reikalaujančiai daug energijos. Trečdalis naujai susintetintos gliukozės yra saugoma kaip gliukogenas kepenys ir du trečdaliai - griaučių raumenyse. Per ilgą badavimo laikotarpį gliukozės poreikis šiek tiek sumažėja, nes ketoninių kūnų panaudojimas energijos gamybai yra nustatytas kaip antrasis metabolizmo kelias. Centrinį vaidmenį gliukoneogenezėje vaidina piruvino rūgštis (piruvatas) arba pieno rūgšties (laktatas), susidaręs iš jo anaerobinėmis sąlygomis. Abu junginiai taip pat yra irimo produktai glikolizės metu (cukrus palaužti). Be to, piruvatas taip pat susidaro irstant amino rūgštys. Kitame taške glicerolis riebalų skaidymas taip pat gali būti paverstas gliukoneogenezės metabolitu, kuris yra įtrauktas į šį procesą. Taigi gliukoneogenezė vėl gamina gliukozę iš angliavandenių, baltymų ir riebalų apykaita. Paties organizmo reguliavimo mechanizmai užtikrina, kad gliukoneogenezė ir glikolizė nevyktų vienodai. Kai sustiprėja glikolizė, gliukoneogenezė šiek tiek susilpnėja. Padidėjusios gliukoneogenezės fazėje savo ruožtu glikolizė yra ribojama. Šiuo tikslu organizme egzistuoja hormoniniai reguliavimo mechanizmai. Pavyzdžiui, jei daug angliavandenių yra tiekiami per maistą, kraujas gliukozės lygis pakyla. Tuo pačiu metu gaminama insulinas kasoje yra stimuliuojamas. Insulinas užtikrina, kad gliukozė būtų tiekiama į ląsteles. Ten jis arba suskaidomas, kad pagamintų energiją, arba, jei energijos poreikis yra mažas, paverčiamas į riebalų rūgštys kad galima laikyti kaip trigliceridų (riebalai) riebaliniame audinyje. Kai yra nepakankama pasiūla angliavandenių (alkis, labai mažai angliavandenių dieta arba didelis gliukozės suvartojimas kritiniais atvejais), kraujas gliukozės kiekis iš pradžių krinta. Tai ragina insulinashormoninis atitikmuo - hormonas gliukagonas. Gliukagonas sukelia susikaupusio gliukogeno išsiskyrimą kepenyse iki gliukozės. Išeikvojus šias atsargas, padidėja gliukoneogenezė nuo amino rūgštys pradeda iš naujo sintetinti gliukozę, jei badas organizme tęsiasi.
Ligos ir negalavimai
Sutrikus gliukoneogenezei, organizmas gali patirti hipoglikemija (žemas cukraus kiekis kraujyje). Hipoglikemija gali sukelti daugybę priežasčių. Taigi, hormoniniai reguliavimo mechanizmai vadovauti į padidėjusią gliukoneogenezę padidėjusio gliukozės poreikio ar sumažėjusio angliavandenių kiekio atveju. Hormoninis insulino atitikmuo yra hormonas gliukagonas. Kai sumažėja gliukozės kiekis kraujyje, padidėja gliukagono gamyba, o tai paskatina padidėjusį gliukoneogenezę. Pirmiausia kepenyse ir raumenyse sukauptas gliukogenas suskaidomas ir paverčiamas gliukoze. Kai visos gliukogeno atsargos yra išeikvotos, gliukogeno amino rūgštys virsta gliukoze. Taigi, raumenų skaidymas vyksta kūno aprūpinimui energija. Tačiau jei dėl įvairių priežasčių sunku pradėti gliukoneogenezę, išsivysto hipoglikemija, kuri sunkiais atvejais gali vadovauti iki sąmonės net mirties. Pavyzdžiui, kepenų ligos ar tam tikri vaistai gali trukdyti gliukoneogenezei. Alkoholis vartojimas taip pat slopina gliukoneogenezę. Sunki hipoglikemija yra ekstremali situacija, kuriai reikalinga greita medicinos pagalba. Kitas gliukoneogenezę skatinantis hormonas yra Kortizolio. Kortizolio yra antinksčių žievės gliukokortikoidas ir veikia kaip a stresas hormonas. Jo funkcija yra greitai suteikti energijos stresinėse fizinėse situacijose. Tam reikia suaktyvinti kūno energijos atsargas. Kortizolio skatina amino konversiją rūgštys skeleto raumenyse į gliukozę kaip gliukoneogenezės dalį. Jei antinksčių žievė yra pernelyg aktyvi, pavyzdžiui, dėl naviko, nuolat susidaro per daug kortizolio. Tada gliukoneogenezė vyksta visu greičiu. Šiame procese gliukozės perprodukcija lemia raumenų irimą, silpnina imuninė sistema ir truncal nutukimas. Šis klinikinis vaizdas žinomas kaip Cushings sindromas.
