Глюконеогенезата

Най- Глюконеогенезата осигурява новия синтез на глюкоза от пируват, лактат и глицерин в организма. Това осигурява снабдяването на организма с глюкоза в моменти на глад. Нарушенията в глюконеогенезата могат да доведат до опасна хипогликемия.

Какво представлява глюконеогенезата?

По време на глюконеогенезата глюкозата се генерира отново от продуктите на разграждането на протеиновия, въглехидратния и мастния метаболизъм.

Реакциите на глюконеогенезата се осъществяват главно в черния дроб и мускулите. Там синтезираната глюкоза се кондензира в глюкоген, съхраняващо вещество, което служи като енергиен склад за бързото снабдяване с енергия на нервните клетки, еритроцитите и мускулите. Чрез глюконеогенеза на ден могат да бъдат новообразувани от 180 до 200 грама глюкоза.

Глюконеогенезата може да се разглежда като обратната страна на гликолизата (разграждане на глюкозата) до пируват или лактат, въпреки че три енергийни стъпки трябва да бъдат заменени с байпасни реакции по енергийни причини. При гликолизата се получава пируват (пирувинова киселина) или при анаеробни условия лактат (анион на млечна киселина). Освен това пировиновата киселина също се образува от аминокиселини, когато те се разграждат. Друг субстрат за регенерация на глюкоза е глицеринът, който идва от разграждането на мазнините. Той се превръща в дихидроксиацетон фосфат, който действа като метаболит в синтетичната верига на глюконеогенезата, за да натрупа глюкоза.

Функция и задача

Възниква въпросът защо глюкозата трябва да се натрупва отново, ако преди това е била разградена чрез гликолиза, за да произведе енергия. Трябва да се отбележи обаче, че нервните клетки, мозъкът или еритроцитите зависят от глюкозата като доставчик на енергия.

Ако запасите от глюкоза в организма се изразходват, без да се попълват достатъчно бързо, възниква опасна хипогликемия, която дори може да бъде фатална. С помощта на глюконеогенезата нормалното ниво на кръвна захар може да се поддържа постоянно дори в периоди на глад или при спешни енергийни ситуации.

Една трета от ново синтезираната глюкоза се съхранява като глюкоген в черния дроб и две трети в скелетните мускули. Ако сте гладни за по-дълъг период от време, нуждата от глюкоза спада леко, защото вторият метаболитен път е използването на кетонови тела за генериране на енергия.

Централната роля в глюконеогенезата играе пирувиновата киселина (пируват) или млечната киселина (лактат), образувана от нея при анаеробни условия. И двете съединения също са продукти на разграждането по време на гликолиза (разграждане на захар).

В допълнение, пируватът се образува и при разграждането на аминокиселините. На други места, глицеринът от разграждането на мазнините също може да се превърне в метаболит на глюконеогенезата и той е включен в този процес. По време на глюконеогенезата глюкозата се произвежда от продуктите на разграждането на въглехидратния, протеиновия и мастния метаболизъм.

Собствените регулаторни механизми на организма гарантират, че глюконеогенезата и гликолизата не протичат паралелно. При повишена гликолиза глюконеогенезата донякъде отслабва. Във фаза на повишена глюконеогенеза гликолизата отново се намалява.

За тази цел в организма има хормонални регулаторни механизми. Например, ако много въглехидрати се консумират чрез храна, нивото на кръвната захар се увеличава. В същото време се стимулира производството на инсулин в панкреаса.

Инсулинът осигурява на клетките глюкоза. Там той или се разгражда, за да генерира енергия, или ако енергийната потребност е ниска, се превръща в мастни киселини, които могат да се съхраняват като триглицериди (мазнини) в мастната тъкан.

Ако има недостиг на въглехидрати (глад, изключително нисковъглехидратна храна или висока консумация на глюкоза при спешни случаи), нивото на кръвната захар първо спада. Това извиква на сцената хормоналния антагонист на инсулина, хормона глюкагон. Глюкагонът причинява съхранявания глюкоген в черния дроб да се разгради до глюкоза. Когато тези консумативи се изразходват, повишената глюконеогенеза от аминокиселини за новия синтез на глюкоза започва в тялото, ако фазата на глад продължава.

Болести и неразположения

Ако глюконеогенезата е нарушена, тялото може да има ниска кръвна захар (хипогликемия). Хипогликемията може да има много причини. Например, хормоналните регулаторни механизми водят до повишена глюконеогенеза, когато има повишена нужда от глюкоза или когато се намали предлагането на въглехидрати.

Хормоналният антагонист на инсулина е хормонът глюкагон. Когато нивото на кръвната захар спадне, производството на глюкагон се увеличава, което след това причинява повишена глюконеогенеза. Първо, глюкогенът, съхраняван в черния дроб и мускулите, се разгражда и превръща в глюкоза. Когато всички запаси от глюкоген се изразходват, глюкогенните аминокиселини се превръщат в глюкоза. Разграждането на мускулите се извършва, за да се снабди тялото с енергия.

Ако обаче глюконеогенезата е трудна за преминаване по различни причини, се развива хипогликемия, която в тежки случаи може да доведе до безсъзнание и дори смърт.

Например чернодробните заболявания или някои лекарства могат да възпрепятстват глюконеогенезата. Консумацията на алкохол също инхибира глюконеогенезата. Тежката хипогликемия е спешност, която изисква бърза медицинска помощ.

Друг хормон, който насърчава глюконеогенезата, е кортизолът. Кортизолът е глюкокортикоид, намиращ се в кората на надбъбречната жлеза и действа като хормон на стреса. Задачата му е да осигурява енергия бързо в стресови физически ситуации. За целта трябва да се активират запасите на физическа енергия. Кортизолът стимулира превръщането на аминокиселини в скелетните мускули в глюкоза като част от глюконеогенезата.

Ако надбъбречната кора е свръхактивна, например поради тумор, непрекъснато се произвежда твърде много кортизол. След това глюконеогенезата протича с пълна скорост. Свръхпроизводството на глюкоза води до разпадане на мускулите, отслабване на имунната система и затлъстяване на багажника. Тази клинична картина е известна като синдром на Кушинг.