glukoneogenézy zaisťuje novú syntézu glukózy z pyruvátu, laktátu a glycerínu v tele. Tým sa zabezpečí hladina glukózy v organizme v čase hladu. Poruchy glukoneogenézy môžu viesť k nebezpečnej hypoglykémii.
Čo je to glukoneogenéza?
Počas glukoneogenézy sa z produktov rozkladu bielkovín, uhľohydrátov a tukov znovu vytvára glukóza.
Reakcie na glukoneogenézu prebiehajú hlavne v pečeni a svaloch. Syntetizovaná glukóza sa potom kondenzuje na glukogén, zásobnú látku, ktorá slúži ako zdroj energie na rýchle zásobovanie nervových buniek, erytrocytov a svalov energiou. Glukoneogenézou sa môže denne tvoriť 180 až 200 gramov glukózy.
Glukoneogenéza sa môže považovať za reverziu glykolýzy (rozklad glukózy) na pyruvát alebo laktát, aj keď tri energetické kroky sa musia z energetických dôvodov nahradiť obtokovými reakciami. Glykolýza produkuje pyruvát (kyselinu pyrohroznovú) alebo za anaeróbnych podmienok laktát (anión kyseliny mliečnej). Kyselina pyruvátová sa okrem toho vytvára z aminokyselín, keď sa štiepia. Ďalším substrátom na regeneráciu glukózy je glycerín pochádzajúci z odbúravania tukov. Premieňa sa na dihydroxyacetónfosfát, ktorý pôsobí ako metabolit v syntéznom reťazci glukoneogenézy a vytvára tak glukózu.
Funkcia a úloha
Vynára sa otázka, prečo by sa mala znovu vytvárať glukóza, ak bola predtým rozložená glykolýzou na výrobu energie. Malo by sa však poznamenať, že nervové bunky, mozog alebo erytrocyty sú závislé od glukózy ako dodávateľa energie.
Ak sa vyčerpajú zásoby glukózy v tele bez toho, aby sa doplnili dostatočne rýchlo, nastane nebezpečná hypoglykémia, ktorá môže byť dokonca smrteľná. Pomocou glukoneogenézy sa môže normálna hladina cukru v krvi udržiavať konštantná aj v časoch hladu alebo v núdzových situáciách, ktoré spotrebúvajú energiu.
Jedna tretina novo syntetizovanej glukózy je uložená v pečeni a dve tretiny v kostrových svaloch ako glukogén. Ak máte hlad po dlhšiu dobu, potreba glukózy mierne klesá, pretože druhou metabolickou cestou je použitie ketónových telies na výrobu energie.
Pri glukoneogenéze hrá ústrednú úlohu kyselina pyruvátová (pyruvát) alebo kyselina mliečna (laktát) z nej vytvorená za anaeróbnych podmienok. Obidve zlúčeniny sú tiež produktmi rozkladu počas glykolýzy (rozklad cukru).
Okrem toho sa pri rozklade aminokyselín vytvára aj pyruvát. Na inom mieste môže byť glycerín z rozkladu tukov premenený na metabolit glukoneogenézy a je začlenený do tohto procesu. Počas glukoneogenézy sa glukóza vyrába z produktov rozkladu metabolizmu uhľohydrátov, proteínov a tukov.
Vlastné regulačné mechanizmy tela zabezpečujú, že glukoneogenéza a glykolýza sa nevykonávajú súbežne. Pri zvýšenej glykolýze je glukoneogenéza trochu oslabená. Vo fáze zvýšenej glukoneogenézy je glykolýza opäť znížená.
Na tento účel existujú v organizme hormonálne regulačné mechanizmy. Napríklad, ak sa veľa sacharidov konzumuje prostredníctvom jedla, hladina cukru v krvi stúpa. Súčasne sa stimuluje produkcia inzulínu v pankrease.
Inzulín poskytuje bunkám glukózu. Tam sa buď rozloží na výrobu energie, alebo ak je energetická náročnosť nízka, premieňa sa na mastné kyseliny, ktoré sa môžu ukladať ako tukové tuky v tukových tkanivách.
Ak nie je dostatočný prísun uhľohydrátov (hlad, extrémne nízka hladina uhľohydrátov alebo vysoká spotreba glukózy v prípade núdze), hladina cukru v krvi najskôr klesne. Na scénu to nazýva hormónový antagonista inzulínu, hormón glukagón. Glukagón spôsobuje, že sa uložený glukogén v pečeni rozkladá na glukózu. Keď sa tieto zásoby vyčerpajú, zvýšená hladina glukoneogenézy z aminokyselín pre novú syntézu glukózy začína v tele, ak pretrváva fáza hladu.
Choroby a choroby
Ak je glukoneogenéza narušená, telo môže mať nízku hladinu cukru v krvi (hypoglykémia). Hypoglykémia môže mať mnoho príčin. Napríklad hormonálne regulačné mechanizmy vedú k zvýšenej glukoneogenézii, keď je zvýšená potreba glukózy alebo ak je znížený prísun uhľohydrátov.
Hormonálnym antagonistom inzulínu je hormón glukagón. Keď hladina cukru v krvi klesá, zvyšuje sa produkcia glukagónu, čo potom spôsobuje zvýšenú glukoneogenézu. Najskôr sa rozloží glukogén uložený v pečeni a svaloch a premení sa na glukózu. Keď sa vyčerpajú všetky zásoby glukogénu, premenia sa glukózové aminokyseliny na glukózu. Rozklad svalov sa uskutočňuje za účelom zásobovania tela energiou.
Ak je však z rôznych dôvodov ťažké začať glukoneogenézu, vyvíja sa hypoglykémia, ktorá môže v závažných prípadoch viesť k bezvedomiu alebo dokonca k smrti.
Napríklad ochorenie pečene alebo určité lieky môžu brániť glukoneogenéze. Konzumácia alkoholu tiež inhibuje glukoneogenézu. Ťažká hypoglykémia je núdzová situácia, ktorá si vyžaduje rýchlu lekársku pomoc.
Ďalším hormónom, ktorý podporuje glukoneogenézu, je kortizol. Kortizol je glukokortikoid nachádzajúci sa v kôre nadobličiek a pôsobí ako stresový hormón. Jeho úlohou je poskytovať energiu rýchlo v stresových fyzických situáciách. Na tento účel je potrebné aktivovať zásoby fyzickej energie. Kortizol stimuluje premenu aminokyselín v kostrových svaloch na glukózu ako súčasť glukoneogenézy.
Ak je kôra nadobličiek nadmerne aktívna, napríklad v dôsledku nádoru, neustále sa vyrába príliš veľa kortizolu. Glukoneogenéza potom pokračuje plnou rýchlosťou. Nadprodukcia glukózy vedie k rozpadu svalov, oslabeniu imunitného systému a obezite kmeňa. Tento klinický obraz je známy ako Cushingov syndróm.
