Glukoneogeneza osigurava ponovnu sintezu glukoza iz piruvat, laktat i glicerol u tijelu. Na taj način osigurava glukoza opskrba organizma tijekom razdoblja gladovanja. Poremećaji u glukoneogenezi mogu dovesti na opasne hipoglikemija.
Što je glukoneogeneza?
Reakcije glukoneogeneze javljaju se uglavnom u jetra i mišiće. Tijekom glukoneogeneze, glukoza se ponovno proizvodi iz produkata razgradnje bjelančevina, ugljikohidrata i metabolizam masti. Reakcije za glukoneogenezu odvijaju se uglavnom u jetra i u mišićima. Tamo se sintetizirana glukoza kondenzira u glukogen, skladišnu tvar koja služi kao skladište energije za brzu opskrbu živčanim stanicama, eritrociti i mišiće. Glukoneogeneza može proizvesti 180 do 200 grama nove glukoze dnevno. Glukoneogeneza se može promatrati kao preokret glikolize (razgradnje glukoze) na piruvat or laktat, ali tri reakcijska koraka iz energetskih razloga moraju biti zamijenjena bypass reakcijama. Glikoliza proizvodi piruvat (piruvična kiselina) ili, u anaerobnim uvjetima, laktat (anion od mliječna kiselina). Nadalje, piruvična kiselina također nastaje iz aminokiseline tijekom njihove degradacije. Drugi supstrat za rekonstituciju glukoze je glicerol, koji se dobiva razgradnjom masti. Pretvara se u dihidroksiaceton fosfat, koji djeluje kao metabolit u lancu sinteze glukoneogeneze za izgradnju glukoze.
Funkcija i uloga
Postavlja se pitanje zašto bi se glukoza trebala obnoviti kad se prethodno razgradila glikolizom za proizvodnju energije. Međutim, moramo imati na umu da živčane stanice, mozak, ili eritrociti uvjerljivo ovise o glukozi kao izvoru energije. Ako se tjelesne rezerve glukoze istroše, a ne napune dovoljno brzo, rezultat je opasan hipoglikemija, što čak može biti i kobno. Uz pomoć glukoneogeneze, normalno krv Razina glukoze može se održavati konstantnom čak i tijekom razdoblja gladi ili u hitnim situacijama koje troše energiju. Trećina novosintetizirane glukoze pohranjuje se kao glukogen u jetra i dvije trećine u koštanim mišićima. Tijekom duljeg razdoblja gladovanja, potražnja za glukozom donekle se smanjuje jer je korištenje ketonskih tijela za proizvodnju energije uspostavljeno kao drugi metabolički put. Centralnu ulogu u glukoneogenezi igra piruvična kiselina (piruvat) ili mliječna kiselina (laktat) nastao iz njega u anaerobnim uvjetima. Oba spoja su također produkti razgradnje tijekom glikolize (šećer slom). Uz to, piruvat se također stvara tijekom razgradnje aminokiseline. U drugom trenutku, glicerol iz razgradnje masti također se može pretvoriti u metabolit glukoneogeneze, ugrađujući se u ovaj proces. Dakle, glukoneogeneza ponovno proizvodi glukozu iz produkata razgradnje ugljikohidrata, proteina i metabolizam masti. Vlastiti regulatorni mehanizmi tijela osiguravaju da se glukoneogeneza i glikoliza ne podudaraju u istoj mjeri. Kada se pojača glikoliza, glukoneogeneza je donekle oslabljena. U fazi povećane glukoneogeneze, glikoliza se pak smanjuje. U tu svrhu u organizmu postoje hormonalni regulatorni mehanizmi. Na primjer, ako puno ugljikohidrati opskrbljuju hranom, krv razina glukoze raste. Istodobno, proizvodnja insulin u gušterači se stimulira. Insulin osigurava dotok glukoze u stanice. Tamo se ili raščlanjuje za proizvodnju energije ili se, ako su energetske potrebe niske, pretvara u masnih kiselina koji se mogu pohraniti kao trigliceridi (masnoća) u masnom tkivu. Kad dođe do nedovoljne ponude ugljikohidrati (glad, izuzetno nisko-ugljikohidrat dijeta ili velika potrošnja glukoze u hitnim slučajevima), krv razina glukoze u početku opada. Ovo poziva na insulinhormonski je kolega, hormon glukagon. glukagon inducira razgradnju pohranjenog glukogena u jetri do glukoze. Kad se te zalihe iscrpe, pojačana glukoneogeneza od aminokiseline počinje ponovno sintetizirati glukozu ako se gladovanje nastavi u tijelu.
Bolesti i tegobe
Kad je glukoneogeneza poremećena, tijelo može doživjeti hipoglikemija (nisko šećer u krvi). Hipoglikemija može imati mnogo uzroka. Dakle, hormonski regulatorni mehanizmi dovesti na povećanu glukoneogenezu u slučaju povećane potrebe za glukozom ili smanjenog unosa ugljikohidrata. Hormonski pandan inzulinu je hormon glukagon. Kad razina glukoze u krvi opadne, povećava se proizvodnja glukagona, što potom potiče povećanu glukoneogenezu. Prvo se glukogen uskladišten u jetri i mišićima razgrađuje i pretvara u glukozu. Kada se potroše sve rezerve glukogena, glukogeni amino kiseline pretvaraju se u glukozu. Dakle, dolazi do raspada mišića kako bi se tijelo opskrbilo energijom. Međutim, ako je glukoneogenezu teško započeti iz različitih razloga, razvija se hipoglikemija, koja u težim slučajevima može dovesti do besvijesti pa i smrti. Na primjer, bolesti jetre ili određeni lijekovi mogu ometati glukoneogenezu. Alkohol konzumacija također inhibira glukoneogenezu. Teška hipoglikemija hitan je slučaj koji zahtijeva brzu medicinsku pomoć. Još jedan hormon koji potiče glukoneogenezu je Kortizol. Kortizol je glukokortikoid kore nadbubrežne žlijezde i djeluje kao stres hormon. Njegova je funkcija brzo osiguravanje energije tijekom stresnih fizičkih situacija. Da biste to učinili, moraju se aktivirati energetske rezerve tijela. Kortizol potiče pretvorbu amino kiseline u koštanim mišićima u glukozu kao dio glukoneogeneze. Ako je kora nadbubrežne žlijezde preaktivna, na primjer zbog tumora, stalno se stvara previše kortizola. Glukoneogeneza tada radi punom brzinom. U tom procesu prekomjerna proizvodnja glukoze dovodi do razgradnje mišića i slabljenja imunološki sustav i trunkalni gojaznost. Ova klinička slika poznata je kao Cushingsov sindrom.
