Vienas iš svarbiausių procesų organizme yra gliukoneogenezė. Tai yra medžiagų apykaitos kelio, vedančio į tai, kad gliukozė susidaro iš ne angliavandenių junginių (ypač piruvato), pavadinimas.
Kokios jo savybės? Kaip šis procesas reguliuojamas? Yra daug svarbių niuansų, susijusių su šia tema, ir dabar verta į juos atkreipti dėmesį.
Apibrėžimas
Taigi, gliukoneogenezė yra gliukozės sintezės iš medžiagų, kurios yra ne angliavandenių kilmės, procesas. Jis daugiausia vyksta kepenyse, šiek tiek mažiau intensyviai - inkstų žievėje ir žarnyno gleivinėje.
Šis procesas apima visas grįžtamas glikolizės reakcijas su tam tikrais aplinkkeliais. Paprastais žodžiais tariant, jis visiškai nepakartoja gliukozės oksidacijos reakcijų. Kas atsitinka? Gliukoneogenezė yra procesas, kuris gali vykti visuose audiniuose. Vienintelė išimtis yra 6-fosfatazės reakcija. Jis atsiranda tik inkstuose ir kepenyse.
BendraFunkcijos
Gliukoneogenezė yra mikroorganizmuose, grybuose, augaluose ir gyvūnuose vykstantis procesas. Įdomu tai, kad jo reakcijos yra vienodos visoms rūšims ir audiniams.
Svarbiausi gliukozės pirmtakai gyvūnams yra trijų anglies junginiai. Tai glicerolis, piruvatas, laktatas ir aminorūgštys.
Gliukozė, susidariusi gliukoneogenezės procese, pernešama į kraują, o iš ten į kitus audinius. Kas toliau? Po fizinio krūvio, kurį patyrė kūnas, griaučių raumenyse susidaręs laktatas vėl siunčiamas į kepenis. Ten jis paverčiamas gliukoze. Savo ruožtu jis vėl patenka į raumenis arba paverčiamas glikogenu.
Visas aprašytas ciklas vadinamas Corey ciklu. Tai tam tikras fermentinių biocheminių procesų rinkinys, kurio metu laktatas pernešamas iš raumenų į kepenis ir paverčiamas gliukoze.
Substratai
Aptariant glikolizės ir gliukoneogenezės reguliavimo specifiką, reikėtų paliesti ir šią temą. Substratai yra reagentai, kurie sudaro maistinę terpę. Gliukoneogenezės atveju jų vaidmenį atlieka:
- Piruvo rūgštis (PVC). Be jo neįmanomas angliavandenių virškinimas ir aminorūgščių apykaita.
- Glicerinas. Jis turi stiprią sausinimo savybę.
- Pieno rūgštis. Tai svarbiausias reguliuojančių medžiagų apykaitos procesų dalyvis.
- Amino rūgštys. Jie yra pagrindinė bet kurio gyvo organizmo, įskaitant žmogaus, statybinė medžiaga.
Šių elementų įtraukimas į gliukoneogenezės procesą priklauso nuo fiziologinės organizmo būklės.
Apdorojimo žingsniai
Jie iš tikrųjų visiškai pakartoja glikolizės (gliukozės oksidacijos) etapus, bet tik priešinga kryptimi. Katalizę atlieka tie patys fermentai.
Yra keturios išimtys – piruvatas paverčiamas oksaloacetatu, gliukozės-6-fosfatas paverčiamas gryna gliukoze, fruktozė-1,6-difosfatas į fruktozę-6-fosfatą ir oksaloacetatas paverčiamas fosfoenolpiruvatu.
Norėčiau padaryti išlygą, kad abu procesai yra reguliuojami abipusiai. Tai yra, jei ląstelė yra pakankamai aprūpinta energija, glikolizė sustoja. Kas bus po to? Gliukoneogenezė prasideda! Tas pats galioja ir priešinga kryptimi. Kai suaktyvinama glikolizė, gliukoneogenezė kepenyse ir inkstuose sustoja.
Reglamentas
Kitas svarbus nagrinėjamos temos niuansas. Ką galima pasakyti apie gliukoneogenezės reguliavimą? Jei tai įvyktų tuo pačiu metu, kai vyksta glikolizė dideliu greičiu, labai padidėtų ATP suvartojimas ir pradėtų formuotis šiluma.
Šie procesai yra tarpusavyje susiję. Jei, pavyzdžiui, gliukozės srautas glikolizės metu padidėja, tai piruvato kiekis gliukoneogenezės metu mažėja.
Atskirai turime kalbėti apie gliukozės-6-fosfatą. Šis elementas, beje, turi kitą pavadinimą. Jis taip pat vadinamas fosforilinta gliukoze. Visose ląstelėse ši medžiaga susidaro vykstant heksokinazės reakcijai, okepenys – fosforolizės metu. Jis taip pat gali atsirasti dėl GNG (plonojoje žarnoje, raumenyse) arba dėl monosacharidų susijungimo (kepenyse).
Kaip naudojamas gliukozės-6-fosfatas? Pirma, sintetinamas glikogenas. Tada jis oksiduojamas du kartus: pirmą kartą anaerobinėmis arba aerobinėmis sąlygomis, o antrą kartą – pentozės fosfato keliu. Ir po to ji virsta tiesiai į gliukozę.
Vaidmuo kūne
Gliukoneogenezės funkciją reikia aptarti atskirai. Kaip visi žino, bado metu žmogaus organizme aktyviai naudojamos maistinių medžiagų atsargos. Tai apima riebalų rūgštis ir glikogeną. Šios medžiagos suskaidomos į ne angliavandenių junginius, keto rūgštis ir aminorūgštis.
Dauguma šių junginių iš organizmo nepasišalina. Vyksta perdirbimas. Šios medžiagos krauju pernešamos iš kitų audinių į kepenis, o vėliau naudojamos gliukoneogenezės procese gliukozei sintetinti. Ir ji yra pagrindinis energijos š altinis.
Kokia išvada? Gliukoneogenezės funkcija yra palaikyti normalų gliukozės kiekį organizme intensyvaus fizinio krūvio ir ilgalaikio badavimo metu. Nuolatinis šios medžiagos tiekimas būtinas eritrocitams ir nerviniam audiniui. Jei staiga išsenka organizmo atsargos, tai padės gliukoneogenezė. Juk šis procesas yra pagrindinis energijos substratų tiekėjas.
Alkoholis ir gliukoneogenezė
Šiam deriniui reikia skirti dėmesio, nes tema nagrinėjama iš medicinos irbiologiniu požiūriu.
Jei žmogus vartoja daug alkoholio, kepenyse vykstanti gliukoneogenezė labai sulėtėja. Rezultatas yra gliukozės kiekio kraujyje sumažėjimas. Ši būklė vadinama hipoglikemija.
Alkoholio gėrimas tuščiu skrandžiu arba po didelio fizinio krūvio gali sukelti gliukozės kiekio sumažėjimą iki 30 % normos.
Žinoma, ši būklė neigiamai paveiks smegenų veiklą. Tai labai pavojinga, ypač toms vietoms, kuriose kontroliuojama kūno temperatūra. Iš tiesų, dėl hipoglikemijos jie gali nukristi 2 °C ar daugiau, ir tai yra labai rimta tendencija. Bet jei tokios būklės žmogui bus duodamas gliukozės tirpalas, temperatūra greitai sunormalės.
Pasninkas
Maždaug po 6 valandų nuo jos pradžios gliukoneogenezę pradeda skatinti gliukagonas (vienos grandinės polipeptidas, kurį sudaro 29 aminorūgščių liekanos).
Tačiau šis procesas suaktyvėja tik 32 valandą. Kaip tik šiuo metu kortizolis (katabolinis steroidas) yra prijungtas prie jo. Po to pradeda irti raumenų b altymai ir kiti audiniai. Gliukoneogenezės procese jie paverčiami aminorūgštimis, kurios yra gliukozės pirmtakai. Tai raumenų atrofija. Organizmui tai yra priverstinė priemonė, kurią jis turi imtis, kad smegenys gautų tam tikrą funkcionavimui reikalingos gliukozės dalį. Todėl labai svarbu, kad sergantys žmonės sveiktų po operacijųir liga, gavo gerą papildomą mitybą. Jei taip nėra, raumenys ir audiniai pradės nykti.
Klinikinė reikšmė
Aukščiau trumpai kalbėjome apie gliukoneogenezės reakcijas ir kitas šio proceso ypatybes. Galiausiai verta aptarti klinikinę reikšmę.
Jei sumažės laktato, kaip gliukoneogenezei būtino substrato, naudojimas, bus pasekmės: sumažės kraujo pH ir vėliau išsivystys laktatacidozė. Taip gali nutikti dėl gliukoneogenezės fermentų defekto.
Pažymėtina, kad trumpalaikė laktatacidozė gali įveikti ir sveikus žmones. Tai atsitinka esant intensyviam raumenų darbui. Tačiau šią būklę greitai kompensuoja plaučių hiperventiliacija ir anglies dioksido pašalinimas iš organizmo.
Beje, etanolis taip pat veikia gliukoneogenezę. Jo katabolizmas yra kupinas NADH kiekio padidėjimo, o tai atsispindi laktato dehidrogenazės reakcijos pusiausvyroje. Jis tiesiog pereina į laktato susidarymą. Tai taip pat sumažina piruvato susidarymą. Dėl to sulėtėja visas gliukoneogenezės procesas.
