Glukoneogenese

Hjernen trenger sukker: nevroner jobber nesten utelukkende med glukose, så det er nødvendig å sikre en kontinuerlig tilførsel av dette sukkeret. Hjernen bruker omtrent 120 g glukose per dag, mens det daglige behovet for hele organismen utgjør omtrent 200 g.

I kroppen vår lagres omtrent 100 g glukose i form av glykogen i leveren, ytterligere 5-10 g finnes i biologiske væsker, mens ca 200-300 g lagres i muskelen, alltid i form av glykogen. For å sikre kontinuiteten i glukosetilførselen til vevene som trenger det, brukes en strategi som konverterer de mindre mobile molekylene til glukose: glukoneogenese.

Glukoneogenese er prosessen med syntese av glukose som starter fra ikke-karbohydratforløpere:

• melkesyre: produsert ved anaerob glykolyse
• aminosyrer *: stammer fra dietten eller fra nedbrytning av strukturelle proteiner
• glyserol: hentet fra hydrolyse av triglyserider

Glukoneogenese er avgjørende for å sikre tilstrekkelig tilførsel av glukose til insulinuavhengige vev (hjerne, røde blodlegemer og muskler under intens fysisk trening).

Glukoneogenese, som finner sted i mange vev og spesielt i leveren, blir avgjørende under faste, når kroppens karbohydratreserver er oppbrukt.

* Av de forskjellige glukoneogenetiske aminosyrene (inkludert glutaminsyrer og asparaginsyrer, alanin, cystein, glycin, prolin, serin, treonin) spiller alanin frigjort fra skjelettmuskulatur en dominerende rolle (se glukose-alaninsyklus).

Glukoneogenese starter fra pyruvat og er stort sett motsatt av glykolyse.

Hjernen:

• under normale forhold bruker den bare glukose;
• ved langvarig faste (2-3 dager) utnytter den i økende grad de energiske egenskapene til ketonlegemene;
• når du har en umiddelbar faste (mellom måltider), etter å ha tømt karbohydratreservene, bruker den glukosen som kommer fra aminosyrene som er oppnådd ved hydrolyse av strukturelle proteiner: proteaseenzymer nedbryter proteinene til aminosyrer som deretter, ved virkningen av enzymer transaminaser, transformeres til alfa-ketosyrer, som igjen brukes til å erstatte glukose (se nedbrytning av aminosyre).

Glukoneogenese er det eneste ansvaret for leveren (det forekommer også i mindre grad i nyrene + og i tarmen); her oppnås glukose gjennom glukoneogenese som vil bli transportert til de forskjellige vevene, opp til hjernen.

Sju av ti reaksjoner av glykolyse skjer i motsatt retning av glukoneogenese; hvis glukoneogenese var den nøyaktige inversen av glykolyse, på hvert trinn, ville det være nødvendig å levere energi. Derfor kan tre glykolysereaksjoner ikke utnyttes (av energihensyn) i glukoneogenese; i stedet for disse tre reaksjonene utnyttes andre reaksjoner med forskjellige substrater, produkter og enzymer.
Reaksjonen som fører fra glukose 6-fosfat til glukose katalyseres av a fosfatase i stedet for en kinase; Overgangen fra fruktose 1,6-bisfosfat til fruktose 6-fosfat katalyseres også av en fosfatase fremfor en kinase.
Den tredje reaksjonen som skiller seg fra glykolyse er den som fører til dannelse av fosfoenolpyrivat fra pyruvat; dette skjer gjennom pyruvat -karboksylase, som bruker et karbondioksidmolekyl for å forlenge karbonkjeden, og ved hjelp av fosfoenolpyruvat -karboksykinase (energien for denne prosessen er levert av GTP).

Anta at du trener og er borte fra måltider, du må aktivere glukosemetabolismen for å produsere energi. Hvis blodsukkeret er mindre enn 5 mM, realiseres glukosebehovssignalet: a -cellene i bukspyttkjertelen frigjør et hormon (det er et lite dipeptid) glukagon som gjennom blodet når hepatocyttene (leveren); her aktiveres den glukoneogenetiske banen og glykolyse blokkeres. Den nydannede glukosen frigjøres til sirkulasjonen og overføres fremfor alt til røde blodlegemer, nervesystem og muskelvev. Se også: karbohydrater og hypoglykemi.