Glukoneogeneza

Proces glukoneogenezy

Co to jest glukoneogeneza?

Glukoneogeneza Jest to proces metaboliczny, który występuje w prawie wszystkich żywych istotach, w tym roślinach, zwierzętach i różnych rodzajach mikroorganizmów. Składa się z syntezy lub tworzenia glukozy ze związków zawierających węgiel, które nie są węglowodanami, takimi jak aminokwasy, glikogeniczne, glicerolu i mleczan.

Jest to jeden z szlaków metabolizmu węglowodanów typu anabolicznych. Syntetyzuje lub kształtują cząsteczki glukozy występujące głównie w wątrobie i, w mniejszym stopniu, w korze nerek ludzi i zwierząt.

Ten proces anaboliczny powstaje po odwrotnym sensie szlaku katabolicznego, mając różne specyficzne enzymy w nieodwracalnych punktach glikolizy.

Glukoneogeneza jest ważna dla zwiększenia poziomu glukozy we krwi i tkanek w przypadkach hipoglikemii. Alsom lub poduszki spadek stężenia węglowodanów w przedłużonym postu lub innych sytuacjach niepożądanych.

Charakterystyka glukoneogenezy

Schemat procesu glukoneogenezy

To proces anaboliczny

Glukoneogeneza jest jednym z anabolicznych procesów metabolizmu węglowodanów. Dzięki jego mechanizmowi glukoza jest syntetyzowana z prekursorów lub substratów, utworzonych przez małe cząsteczki.

Glukozę można wytwarzać z prostych biomolekułów o naturze białka, takich jak glikogenne aminokwasy i glicerolu, zapewniając drugą lipolizę trójglicerydów w tkance tłuszczowej.

Mleczan działa również jako podłoże i, w mniejszym stopniu, kwasy tłuszczowe łańcucha opar.

Zapewnia zapasy glukozy

Glukoneogeneza ma ogromne znaczenie dla żywych istot, szczególnie dla ludzkiego ciała. Wynika to z faktu, że w szczególnych przypadkach służy wielkim zapotrzebowaniu na glukozę, jakich wymaga mózg (około 120 gramów dziennie)).

Jakie części organizmu wymagają glukozy? Układ nerwowy, szpik nerkowy, między innymi tkanki i komórki, takie jak czerwone krwinki, które wykorzystują glukozę jako jedyne lub główne źródło energii i węgla.

Rezerwy glukozy, takie jak glikogen, przechowywane w wątrobie i mięśnie ledwo sięgają na jeden dzień. To bez rozważania diety lub intensywnych ćwiczeń. Z tego powodu, poprzez glukoneogenezę, ciało jest dostarczane z glukozą utworzoną z innych prekursorów lub substratów niekarbohydratowych.

Może ci służyć: jaka jest teoria zespołu?

Również ta trasa interweniuje w homeostazie glukozy. Glukoza utworzona tą drogą, oprócz tego, że jest źródłem energii, jest podłożem innych reakcji anabolicznych.

Przykładem tego jest przypadek biomolekułów biosyntezy. Wśród nich glucoconjugados, glikolipidy, glikoproteiny i aminoazúces i inne heteropolisacharydy.

Etapy (reakcje) glukoneogenezy

Schemat trasy glukoneogeneis. Źródło: Wikimedia Commons

Syntetyczna trasa

Glukoneogeneza jest przeprowadzana w cytosolu lub cytoplazmie komórek, głównie wątroby i w mniejszym stopniu w cytoplazmie komórek kory nerkowej.

Jego syntetyczna droga stanowi znaczną część reakcji glikolizy (kataboliczna droga glukozy), ale w przeciwnym kierunku.

Należy jednak podkreślić, że 3 reakcje glikolizy, które termodynamicznie są nieodwracalne, będą w glukoneogenezie katalizowanym przez określone enzymy iniejne od tych zaangażowanych w glikolizę, co umożliwia reakcje w reakcjach odwrotnych.

W szczególności te reakcje glikolityczne katalizowane przez heksochinazę lub glikuchinazę, fosfofrukcję i kinazę pirogronianową.

Przegląd kluczowych etapów glukoneogenezy katalizowanej przez specyficzne enzymy, konieczna jest konwersja pirogronianu w fosfoenolpirogu.

Pierwszy ma miejsce w matrycy mitochondrialnej z konwersją pirogronianu w szczawiooketanie, katalizowana przez pirogronian karboksylazy.

Z kolei, aby można było uczestniczyć szczawiooctan, należy go Malo dla złej dehydrogenazy mitochondrialnej. Enzym ten jest transportowany przez mitochondria do cytosolu, gdzie jest ponownie przekształcany w szczawiooctan przez złą dehydrogenazę, która występuje w cytoplazmie komórkowej.

Akcja fosfoenolpirogronianu akcja

Poprzez działanie enzymu karboksiwinazy fosfoenolopirogronianowej (PEPCK), szczawiooctan przekształca się w fosfoenolpirogan. Odpowiednie reakcje podsumowano poniżej:

Pirogronian + co₂ + H₂O + ATP => Oxalooctate + ADP + P_Siema + 2h⁺

Oxalooctate + GTP Fosfoenolpirogronian + co₂ + PKB

Wszystkie te zdarzenia umożliwiają transformację pirogronianu do fosfoenolopyrogronianu bez interwencji pirogronianu kinazy, który jest specyficzny dla szlaku glikolitycznego.

Jednak fosfoenolpirogronian jest przekształcany w fruktozę-1,6-bishosforan przez działanie enzymów glikolitycznych, które katalizują te reakcje odwracalnie.

Może ci służyć: alkohol podstawowy: struktura, właściwości, nomenklatura, przykłady

Akcja enzymu owocowego

Kolejna reakcja, która dostarcza działanie fosfofutochinazy na ścieżce glikolitycznej. Enzym fruktozy-1,6-bisfosforan katalizuje tę reakcję na trasie glukoneogennej, która jest hydrolityczna i podsumowano poniżej:

Fruktoza-1,6-bishosforan + h₂ALBO => Fruktoza-6-fosforan + p_Siema

Jest to jeden z punktów regulacji glukoneogenezy, ponieważ ten enzym wymaga MG²⁺ Dla Twojej aktywności. Fruktoza-6-fosforan cierpi reakcja izomeryzacji katalizowana przez enzym fosfoglukoizomerazy, który przekształca go w glukozę-6-fosforan.

Działanie enzymu glukozy-6-fosfatazy

Wreszcie trzecia z tych reakcji to konwersja glukozy-6-fosforanu w glukozę.

Daje to działanie glukozy-6-fosfatazy, która katalizuje reakcję hydrolizy i zastępuje nieodwracalne działanie heksochinazy lub glikouchinazy w szlaku glukolitycznym.

Glukoza-6-fosforan + h₂ALBO => Glukoza + p_Siema

Ten enzym glukozy-6-fosfatazy jest powiązany z retikulum endoplazmatycznym komórek wątroby. Potrzebujesz także MG Cofactor²⁺ Aby wykonać swoją funkcję katalityczną.

Jego lokalizacja gwarantuje funkcję wątroby jako syntezatora glukozy, aby zaspokoić potrzeby innych narządów.

Prekursory glukoneogenne

Gdy w organizmie nie ma wystarczającej ilości tlenu, tak jak może się zdarzyć w mięśniach i erytrocytach w przypadku przedłużonego wysiłku, zachodzi fermentacja glukozy; Oznacza to, że glukoza nie jest całkowicie utleniona w warunkach beztlenowych i dlatego występuje mleczan.

Ten sam produkt może pójść do krwi i stamtąd dotrzeć do wątroby. Tam będzie działał jako podłoże glukoneogenne, ponieważ kiedy wejdzie do cyklu Cori, mleczan stanie się pirogronianem. Ta transformacja jest spowodowana działaniem dehydrogenazy mleczanowej enzymu.

Mleczan

Mleczan jest ważnym glukoneogennym podłożem ludzkiego ciała, a po wyczerpaniu rezerwy glikogenu, konwersja mleczanu glukozy pomaga uzupełnić magazyn glikogenu w mięśniach i wątrobie.

Pirogronian

Z drugiej strony, poprzez reakcje tworzące tak zwany cykl glukozy-alaniny, występuje transaminacja pirogronianu.

Może ci służyć: Secbutil: Struktura, cechy, nomenklatura, szkolenie

Występuje to w dodatkowych tkankach wątrobowych, tworząc transformację pirogronianu w alaninę, co stanowi inny z ważnych substratów glukoneogennych.

W ekstremalnych przedłużonych warunkach postu lub innych zmianach metabolicznych katabolizm białkowy będzie, jako ostatnia opcja, źródłem glikogennych aminokwasów. Będą tworzyć pośredniki cyklu Krebsa i generują szczawiooctan.

Glicerol i inni

Glicerol jest jedynym glukoneogennym substratem ważnym z metabolizmu lipidów.

Jest uwalniany podczas hydrolizy triacyloglicerydów, które są przechowywane w tkance tłuszczowej. Są one przekształcane poprzez kolejne reakcje fosforylacji i odwodornienie na fosforan dihydroksyaceton, które podążają glukoneogenną drogą do wytworzenia glukozy.

Z drugiej strony niewiele tłuszczowych kwasów łańcuchowych jest glukoneogennych.

Regulacja glukoneogenezy

Jedna z pierwszych kontroli glukoneogenezy jest wykonywana przez spożycie pokarmu o niskiej zawartości węglowodanów, które powodują normalny poziom glukozy we krwi.

Przeciwnie, jeśli spożycie węglowodanów jest niskie, droga glukoneogenezy będzie ważna, aby spełnić wymagania glukozy organizmu.

Istnieją inne czynniki związane z wzajemną regulacją między glikolizą a glukoneogenezą: poziomy ATP. Gdy wysoka glikoliza jest hamowana, podczas gdy glukoneogeneza jest aktywowana.

Wręcz przeciwnie do poziomów AMP: jeśli są wysokie, glikoliza jest aktywowana, ale glukoneogeneza jest hamowana.

W reakcjach katalizowanych przez specyficzne enzymy w glukoneogenezie są pewne punkty kontrolne. Który? Stężenie enzymatycznych substratów i kofaktorów, takich jak Mg²⁺, oraz istnienie aktywatorów, takich jak przypadek fosfofrucerachinazy.

Fosfofrucerachinaza jest aktywowana przez AMP i wpływ insuliny, glukagonu, a nawet niektórych hormonów trzustkowych glukokortykoidów.

Bibliografia

1. Mathews, Holde i Ahern. (2002). Biochemia (3. wyd.).  Madryt: Pearson
2. Wikibooks (2018). Zasady biochemii/ glukoneogenezy i glikogenezy. Zaczerpnięte z: w.Wikibooks.org
3. Shashikant Ray. (2017). Regulacja glukoneogenezy, pomiary i zaburzenia. Zaczerpnięte z: Researchgate.internet
4. Glukoneogeneza [PDF]. Zaczerpnięte z: IMED.Stanford.Edu
5. Wykład 3-glikoliza i glikoneogeneza [PDF]. Zaczerpnięte z: chem.UWEC.Edu
6. Glukoneogeneza [PDF]. Zaczerpnięte z: chemii.Creighton.Edu