Ce este gluconeogeneza? Reglarea procesului, enzimele

Unul dintre cele mai importante procese din organism este gluconeogeneza. Acesta este numele dat căii metabolice care duce la formarea glucozei din compuși care nu sunt glucide (în special piruvatul).

Care sunt caracteristicile sale? Cum este reglementat acest proces? Există multe nuanțe importante în ceea ce privește acest subiect, iar acum merită să le acordăm atenție.

Definiție

Așadar, gluconeogeneza este procesul de sinteză a glucozei din substanțe de origine necarbohidratică. Apare predominant în ficat, puțin mai puțin intens în cortexul renal și în mucoasa intestinală.

Procesul implică toate reacțiile reversibile de glicoliză cu căi de bypass specifice. În termeni simpli, nu reproduce în totalitate reacțiile de oxidare a glucozei. Ce se produce? Gluconeogeneza este un proces care poate avea loc în toate țesuturile. Singura excepție este o reacție de 6-fosfatază. Aceasta are loc numai în rinichi și în ficat.

Caracteristici generale

Gluconeogeneza este un proces care are loc în microorganisme, ciuperci, plante și animale. Este interesant faptul că reacțiile sale sunt aceleași în toate speciile și țesuturile.

Cei mai importanți precursori ai glucozei la animale sunt compușii cu trei atomi de carbon. glicerol, piruvat, lactat și aminoacizi.

Glucoza formată în timpul gluconeogenezei este transportată în sânge și de acolo în alte țesuturi. Ce urmează? După activitatea fizică la care a fost supus organismul, lactatul format în mușchii scheletici este trimis înapoi la ficat. Acolo este transformată în glucoză. Aceasta este fie trimisă înapoi în mușchi, fie transformată în glicogen.

Întregul ciclu descris este denumit ciclul Cori. Acesta este un set unic de procese biochimice enzimatice prin care lactatul este transportat de la mușchi la ficat și apoi transformat în glucoză.

Substraturi

Atunci când se discută despre specificul reglementării glicolizei și gluconeogenezei, trebuie menționat și acest subiect. Substratele sunt reactivi care formează mediul nutritiv. În cazul gluconeogenezei, acestea joacă un rol:

• Acid piruvic (PVA). Digestia carbohidraților și metabolismul aminoacizilor sunt imposibile fără ea.
• Glicerină. Are un puternic efect de deshidratare.
• Acid lactic. Este cel mai important participant la procesele metabolice de reglare.
• Aminoacizi. Ele reprezintă materialul de bază pentru fiecare organism viu, inclusiv pentru oameni.

Încorporarea acestor elemente în procesul de gluconeogeneză depinde de starea fiziologică a organismului.

Etapele procesului

Acestea sunt de fapt exact aceleași etape ca și glicoliza (oxidarea glucozei), dar în sens invers. Catalizate de aceleași enzime.

Patru reacții fac excepție: conversia piruvatului în oxaloacetat, a glucozei-6-fosfat în glucoză pură, a fructozei-1,6-difosfat în fructoză-6-fosfat și a oxaloacetatului în fosfoenolpiruvat.

Rețineți că ambele procese sunt reglementate reciproc. Adică, dacă celula este suficient de bine aprovizionată cu energie, glicoliza se va opri. Ce se întâmplă după aceea?? Este inițiată gluconeogeneza! La fel se întâmplă și în direcția opusă. Atunci când glicoliza este activată, gluconeogeneza se oprește în ficat și rinichi.

Regulamentul

Încă o nuanță importantă a subiectului. Ce se poate spune despre de spus despre reglarea gluconeogenezei? Dacă ar avea loc simultan cu glicoliza la o rată ridicată, rezultatul ar fi o creștere puternică a consumului de ATP și formarea de căldură.

Procesele sunt interconectate. Dacă, de exemplu, crește rata fluxului de glucoză prin glicoliză, cantitatea de piruvat care trece prin gluconeogeneză scade.

Ar trebui să vorbim separat despre glucoza-6-fosfat. Acest element, apropo, are un alt nume. Se mai numește și glucoză fosfolizată. În toate celulele, glicogenul este produs prin reacția hexokinazei și, în ficat, în timpul fosforolizei. Poate apărea și ca urmare a GNH (în intestinul subțire, mușchi) sau ca urmare a unificării monosacaridelor (ficat).

Cum se utilizează glucoza-6-fosfat? Glicogenul este sintetizat mai întâi. Apoi este oxidat de două ori, prima dată în condiții anaerobe sau aerobe, a doua oară în calea fosfatului de pentoză. După care este transformată direct în glucoză.

Rolul în organism

Funcția de gluconeogeneză trebuie explicată separat. După cum știm cu toții, corpul uman utilizează în mod activ rezervele de nutrienți în timpul foametei. Printre acestea se numără acizii grași și glicogenul. Aceste substanțe sunt descompuse în compuși necarbohidrați, cetoacizi și aminoacizi.

Cei mai mulți dintre acești compuși nu sunt eliminați din organism. Aceasta apare ca urmare a reutilizării. Sângele transportă aceste substanțe din alte țesuturi către ficat și apoi le utilizează în procesul de gluconeogeneză pentru a sintetiza glucoza. Și este o sursă cheie de energie.

Care este concluzia? Funcția gluconeogenezei este de a menține nivelurile normale de glucoză în organism în timpul perioadelor de exerciții fizice intense și al postului prelungit. Furnizarea constantă a acestei substanțe este esențială pentru eritrocite și pentru țesutul nervos. În cazul în care organismul rămâne fără rezerve de glucoză, gluconeogeneza ajută. Acest proces este principalul furnizor de substraturi energetice.

Alcoolul și gluconeogeneza

Combinația trebuie luată în considerare, deoarece subiectul este studiat din punct de vedere medical și biologic.

Dacă o persoană bea mult alcool, gluconeogeneza care are loc în ficat este încetinită considerabil. Rezultatul este o scădere a conținutului de glucoză din sânge. Această afecțiune se numește hipoglicemie.

Consumul de alcool pe stomacul gol sau după o activitate fizică intensă poate scădea nivelul de glucoză cu până la 30% din intervalul normal.

Bineînțeles, această afecțiune va avea un efect negativ asupra funcției cerebrale. Este foarte periculos, mai ales pentru zonele care controlează temperatura corpului. Hipoglicemia poate determina scăderea acestora cu 2°C sau mai mult. Dar dacă unei persoane aflate în această stare i se administrează o soluție de glucoză, temperatura revine rapid la normal.

Foamea

La aproximativ 6 ore după ce începe, gluconeogeneza este stimulată de glucagon (o polipeptidă cu o singură catenă, cu 29 de resturi de aminoacizi).

Dar procesul devine activ abia în a 32-a oră. Acesta este momentul în care cortizolul (un steroid catabolic) intră în acțiune. După aceea, proteinele musculare și alte țesuturi încep să se descompună. Aceștia sunt transformați în aminoacizi, care sunt precursori ai glucozei în procesul de gluconeogeneză.Este atrofie musculară. Pentru organism este o măsură forțată la care trebuie să meargă, astfel încât creierul să primească o anumită porțiune de glucoză necesară pentru funcționare. De aceea, este atât de important ca persoanele care se recuperează în urma unei intervenții chirurgicale sau a unei boli să primească o nutriție suplimentară bună. Dacă acest lucru nu se întâmplă, mușchii și țesuturile încep să se epuizeze.

Semnificația clinică

Mai sus s-au descris pe scurt reacțiile de gluconeogeneză și alte caracteristici ale procesului. În cele din urmă, semnificația clinică a gluconeogenezei.

În cazul în care se reduce utilizarea lactatului ca substrat, necesare pentru Dacă doriți să vorbiți despre importanța clinică a gluconeogenezei, aceasta va avea următoarele consecințe: pH-ul scăzut al sângelui și lactacidoza. Acest lucru se poate datora unui defect al enzimelor de gluconeogeneză.

Trebuie remarcat faptul că lactoacidoza pe termen scurt poate depăși și ea sănătos oameni. Acest lucru se întâmplă în condițiile unei munci musculare intense. Dar apoi această condiție este compensată rapid prin hiperventilația plămânilor și eliminarea dioxidului de carbon din organism.

Apropo, gluconeogeneza este, de asemenea, afectată de etanol. Catabolismul său este însoțit de o creștere a NADH, iar acest lucru afectează echilibrul în reacția lactat dehidrogenazei. Pur și simplu se deplasează spre formarea de lactat. De asemenea, reduce formarea de piruvat. Rezultatul este o încetinire a întregului proces de gluconeogeneză.