Glukoneogeneza - šta je to? Regulacija procesa, enzimi

Jedan od najznačajnijih procesa u organizmu je glukoneogeneza. Ovo je naziv metaboličkog puta koji dovodi do stvaranja glukoze od ne-ugljikohidratnih jedinjenja (posebno piruvata).

Koje su njegove karakteristike? Kako se ovaj proces reguliše? Postoje mnoge važne nijanse u vezi sa ovom temom, a sada vrijedi obratiti pažnju na njih.

Definicije

Dakle, glukoneogeneza je proces sinteze glukoze iz supstanci koje imaju porijeklo bez ugljenih hidrata. Javlja se uglavnom u jetri, nešto manje intenzivno – u bubrežnoj kortikalnoj supstanci i crijevnoj sluznici.

Ovaj proces uključuje sve reverzibilne reakcije glikolize sa posebnim zaobilaznim rješenjima. Jednostavno rečeno, ponavlja reakcije oksidacije glukoze ne u potpunosti. Šta se dešava? Glukoneogeneza je proces koji se može desiti u svim tkivima. Jedini izuzetak je reakcija 6-fosfataze. Javlja se samo u bubrezima i jetri.

Opće karakteristike

Glukoneogeneza je proces koji se dešava u mikroorganizmima, gljivama, biljkama i životinjama. Zanimljivo je da su njegove reakcije iste za sve biološke vrste i tkiva.

Najvažniji prekursori glukoze kod životinja su jedinjenja sa tri ugljenika. To uključuje glicerol, piruvat, laktat i aminokiseline.

Glukoza nastala tokom glukoneogeneze prenosi se u krv, a odatle u druga tkiva. Šta je sledeće? Nakon fizičkog napora, kojem je tijelo bilo izloženo, laktat formiran u skeletnim mišićima šalje se natrag u jetru. Tu se pretvara u glukozu. On, zauzvrat, ponovo ulazi u mišiće, ili se pretvara u glikogen.

Cijeli opisani ciklus naziva se ciklus ospica. Ovo je svojevrsni skup enzimskih biohemijskih procesa tokom kojih se laktat prenosi iz mišića u jetru, a zatim pretvara u glukozu.

Supstrati

Raspravljajući o specifičnostima regulacije glikolize i glukoneogeneze, potrebno je obratiti pažnju na ovu temu. Podloge su reagensi koji formiraju hranljivi medij. U slučaju glukoneogeneze, njihovu ulogu igraju:

• Pirogrožđana kiselina (PVC). Bez nje je nemoguće probaviti ugljikohidrate i razmjenu aminokiselina.
• Glicerin. Ima snažno dehidrirajuće svojstvo.
• Mliječna kiselina. To je najvažniji učesnik regulatornih procesa razmjene.
• Aminokiseline. Oni su glavni građevinski materijal svakog živog organizma, uključujući i čovjeka.

Uključivanje ovih elemenata u proces glukoneogeneze zavisi od fiziološkog stanja organizma.

Faze procesa

Oni, zapravo, potpuno ponavljaju faze glikolize (oksidacije glukoze), ali samo u suprotnom smjeru. Kataliza se vrši istim enzimima.

Izuzeci su četiri reakcije-pretvaranje piruvata u oksaloacetat, glukoza-6-fosfat u čistu glukozu, fruktoza-1,6-difosfat u fruktoza-6-fosfat i oksaloacetat u fosfoenolpiruvat.

Želio bih rezervirati da su oba procesa regulirana recipročno. Odnosno, ako je ćelija dovoljno snabdjevena energijom, glikoliza prestaje. Šta se dešava nakon toga? Glukoneogeneza počinje! Isto važi i u suprotnom smjeru. Kada se aktivira glikoliza, glukoneogeneza u jetri i bubrezima prestaje.

Regulacija

Još jedna važna nijansa teme koja se razmatra. Šta može može se reći o regulaciji glukoneogeneze? Ako bi se to dogodilo istovremeno sa glikolizom velikom brzinom, onda bi se kao rezultat toga potrošnja ATP-a znatno povećala, a toplota bi počela da se formira.

Ovi procesi su međusobno povezani. Ako se, na primjer, poveća protok glukoze koja prolazi kroz glikolizu, tada se smanjuje količina piruvata koji prolazi kroz glukoneogenezu.

Zasebno, moramo govoriti o glukoza-6-fosfatu. Ovaj element, inače, ima drugo ime. Takođe se zove fosfolirana glukoza. U svim ćelijama ova supstanca nastaje tokom reakcije heksokinaze, au jetri - tokom fosforolize. Može se pojaviti i kao rezultat GNH (u tankom crijevu, mišićima) ili kao rezultat ujedinjenja monosaharida (jetre).

Kako se koristi glukoza-6-fosfat? Prvo se sintetiše glikogen. Zatim se oksidira dva puta: prvi put u anaerobnim ili aerobnim uslovima, a drugi put na putu pentoza fosfata. I nakon toga se pretvara direktno u glukozu.

Uloga u organizmu

O funkciji glukoneogeneze potrebno je reći zasebno. Kao što svi znaju, u ljudskom tijelu, prilikom posta, aktivno se koriste rezerve nutrijenata. To uključuje masne kiseline i glikogen. , ove supstance se razlažu na jedinjenja bez ugljenih hidrata, ketoakiseline i aminokiseline.

Većina ovih jedinjenja se ne izlučuje iz organizma. Postoji ponovna upotreba. Ove supstance se krvlju transportuju iz drugih tkiva u jetru, a zatim se koriste u procesu glukoneogeneze za sintezu glukoze. I to je ključni izvor energije.

Šta je zaključak? Funkcija glukoneogeneze je održavanje normalnog nivoa glukoze u tijelu tokom intenzivnog vježbanja i dugog posta. Stalno snabdevanje ove supstance neophodno je za crvene krvne ćelije i nervno tkivo. Ako se iznenada tjelesne rezerve iscrpe, tada će glukoneogeneza pomoći. Na kraju krajeva, ovaj proces je glavni snabdevač energetskih supstrata.

Alkohol i glukoneogeneza

Treba obratiti pažnju na ovu kombinaciju, jer se tema proučava sa medicinske i biološke tačke gledišta.

Ako osoba konzumira veliku količinu alkohola, tada se glukoneogeneza koja se dešava u jetri uvelike usporava. Rezultat je smanjenje glukoze sadržane u krvi. Ovo stanje se naziva hipoglikemija.

Pijući alkohol natašte ili nakon teških fizičkih napora, možete izazvati smanjenje nivoa glukoze na 30% norme.

Naravno, ovo stanje će negativno uticati na funkciju mozga. Veoma je opasno, posebno za ona područja koja drže indikatore tjelesne temperature pod kontrolom. Uostalom, zbog hipoglikemije mogu se smanjiti za 2 ° C ili više, a ovo je veoma ozbiljna dinamika. Ali ako se osobi u takvom stanju da rastvor glukoze, tada se temperatura brzo normalizuje.

Post

Otprilike 6 sati nakon početka, glukoneogeneza počinje stimulirati glukagon (jednolančani polipeptid koji čini 29 aminokiselinskih ostataka).

Ali ovaj proces postaje aktivan tek u 32. satu. Samo što je u ovom trenutku kortizol (katabolički steroid) povezan sa njim. , Nakon toga mišićni proteini i druga tkiva počinju da se dele. Pretvaraju se u aminokiseline, koje su prekursori glukoze u procesu glukoneogeneze.Ovo je atrofija mišića. Za tijelo je to iznuđena mjera na koju mora ići da bi mozak dobio određeni dio glukoze neophodan za funkcionisanje. Zato je veoma važno da bolesne osobe koje se oporavljaju od operacija i bolesti dobiju dobru dodatnu ishranu. Ako se to ne desi, mišići i tkiva će početi da se iscrpljuju.

Klinički značaj

Gore je ukratko opisano o reakcijama glukoneogeneze i drugim karakteristikama ovog procesa. Na kraju, vrijedi razgovarati o kliničkom značaju.

Ako upotreba laktata kao podloge, neophodno za glukoneogeneza se smanjuje, bit će posljedica: smanjenje pH krvi i naknadni razvoj laktacidoze. Ovo se može desiti zbog defekta enzima glukoneogeneze.

Treba napomenuti da kratkoročna laktacidoza može prevazići i zdrav ljudi. Ovo se dešava pod uslovom intenzivnog rada mišića. Ali onda se ovo stanje brzo nadoknađuje hiperventilacijom pluća i izlučivanjem ugljen-dioksida iz organizma.

Inače, etanol takođe utiče na glukoneogenezu. Njegov katabolizam je prepun povećanja količine NADH, a to utiče na ravnotežu u reakciji laktat dehidrogenaze. Jednostavno se pomjera prema formiranju laktata. Također, zbog toga se smanjuje stvaranje piruvata. Rezultat je usporavanje cijelog procesa glukoneogeneze.