Einer der wichtigsten Prozesse im Körper ist die Gluconeogenese. So wird der Stoffwechselweg bezeichnet, der dazu führt, dass Glukose aus Nicht-Kohlenhydrat-Verbindungen (insbesondere Pyruvat) gebildet wird.
Was sind seine Funktionen? Wie wird dieser Prozess geregelt? Es gibt viele wichtige Nuancen zu diesem Thema, und jetzt lohnt es sich, darauf zu achten.
Definition
Die Gluconeogenese ist also der Prozess der Synthese von Glukose aus Substanzen, die nicht aus Kohlenhydraten stammen. Sie verläuft hauptsächlich in der Leber, etwas weniger intensiv - in der Nierenrinde und der Darmschleimhaut.
Dieser Prozess umfasst alle reversiblen Glykolysereaktionen mit spezifischen Umgehungen. Vereinfacht gesagt wiederholt er die Reaktionen der Glukoseoxidation nicht vollständig. Was geschieht? Die Glukoneogenese ist ein Prozess, der in allen Geweben ablaufen kann. Einzige Ausnahme ist die 6-Phosphatase-Reaktion. Es kommt nur in den Nieren und der Leber vor.
AllgemeinFunktionen
Glukoneogenese ist ein Prozess, der in Mikroorganismen, Pilzen, Pflanzen und Tieren stattfindet. Interessanterweise sind seine Reaktionen für alle Arten und Gewebe gleich.
Die wichtigsten Vorstufen von Glukose bei Tieren sind Drei-Kohlenstoff-Verbindungen. Dazu gehören Glycerin, Pyruvat, Laktat und Aminosäuren.
Die bei der Glukoneogenese gebildete Glukose wird ins Blut und von dort in andere Gewebe transportiert. Was weiter? Nach körperlicher Anstrengung, der der Körper ausgesetzt war, wird das in der Skelettmuskulatur gebildete Laktat wieder zur Leber geleitet. Dort wird es in Glukose umgewandelt. Es gelangt wiederum in die Muskulatur oder wird in Glykogen umgewandelt.
Der gesamte beschriebene Zyklus wird Corey-Zyklus genannt. Dies ist eine Art enzymatischer biochemischer Prozesse, bei denen Laktat von den Muskeln zur Leber transportiert und dort in Glukose umgewandelt wird.
Substrate
Bei der Diskussion der Besonderheiten der Regulation der Glykolyse und Gluconeogenese sollte auch dieses Thema angesprochen werden. Substrate sind Reagenzien, die ein Nährmedium bilden. Bei der Glukoneogenese spielen ihre Rolle:
- Brenztraubensäure (PVC). Ohne sie sind die Kohlenhydratverdauung und der Aminosäurestoffwechsel nicht möglich.
- Glycerin. Es hat eine stark entwässernde Eigenschaft.
- Milchsäure. Es ist der wichtigste Teilnehmer an regulierenden Stoffwechselvorgängen.
- Aminosäuren. Sie sind das Hauptbaumaterial jedes lebenden Organismus, einschließlich des menschlichen.
Die Einbeziehung dieser Elemente in den Prozess der Gluconeogenese hängt vom physiologischen Zustand des Körpers ab.
Prozessschritte
Sie wiederholen tatsächlich die Stadien der Glykolyse (Glukoseoxidation) vollständig, aber nur in der entgegengesetzten Richtung. Die Katalyse wird von denselben Enzymen durchgeführt.
Es gibt vier Ausnahmen - die Umwandlung von Pyruvat in Oxalacetat, Glucose-6-phosphat in reine Glucose, Fructose-1,6-diphosphat in Fructose-6-phosphat und Oxalacetat in Phosphoenolpyruvat.
Ich möchte anmerken, dass beide Prozesse wechselseitig geregelt sind. Das heißt, wenn die Zelle ausreichend mit Energie versorgt wird, stoppt die Glykolyse. Was passiert danach? Die Gluconeogenese setzt ein! Das Gleiche gilt in umgekehrter Richtung. Wenn die Glykolyse aktiviert wird, stoppt die Glukoneogenese in Leber und Nieren.
Verordnung
Eine weitere wichtige Nuance des betrachteten Themas. Was lässt sich über die Regulation der Gluconeogenese sagen? Wenn dies gleichzeitig mit der Glykolyse mit hoher Geschwindigkeit geschehen würde, wäre das Ergebnis ein enormer Anstieg des ATP-Verbrauchs und es würde sich Wärme bilden.
Diese Prozesse sind miteinander verbunden. Wenn zum Beispiel der Glukosefluss durch die Glykolyse zunimmt, dann nimmt die Menge an Pyruvat durch die Gluconeogenese ab.
Unabhängig davon müssen wir über Glucose-6-Phosphat sprechen. Dieses Element hat übrigens einen anderen Namen. Es wird auch phosphorylierte Glukose genannt. In allen Zellen wird diese Substanz während der Hexokinase-Reaktion gebildet und inLeber - während der Phosphorolyse. Es kann auch als Ergebnis von GNG (im Dünndarm, Muskeln) oder als Ergebnis der Vereinigung von Monosacchariden (Leber) auftreten.
Wie wird Glucose-6-Phosphat verwendet? Zunächst wird Glykogen synthetisiert. Dann wird es zweimal oxidiert: das erste Mal unter anaeroben oder aeroben Bedingungen und das zweite Mal im Pentosephosphatweg. Und danach verwandelt es sich direkt in Glukose.
Rolle im Körper
Die Funktion der Gluconeogenese muss separat diskutiert werden. Wie jeder weiß, werden im menschlichen Körper während des Hungerns Nährstoffreserven aktiv genutzt. Dazu gehören Fettsäuren und Glykogen. Diese Substanzen werden in Nicht-Kohlenhydrat-Verbindungen, Ketosäuren und Aminosäuren zerlegt.
Die meisten dieser Verbindungen werden nicht aus dem Körper ausgeschieden. Recycling ist im Gange. Diese Substanzen werden vom Blut aus anderen Geweben zur Leber transportiert und dann im Prozess der Glukoneogenese zur Synthese von Glukose verwendet. Und sie ist eine wichtige Energiequelle.
Was ist die Schlussfolgerung? Die Funktion der Glukoneogenese besteht darin, während intensiver körperlicher Betätigung und längerem Fasten einen normalen Glukosespiegel im Körper aufrechtzuerh alten. Eine ständige Zufuhr dieser Substanz ist für Erythrozyten und Nervengewebe notwendig. Wenn die körpereigenen Reserven plötzlich aufgebraucht sind, hilft die Glukoneogenese. Immerhin ist dieser Prozess der Hauptlieferant von Energiesubstraten.
Alkohol und Glukoneogenese
Auf diese Kombination muss geachtet werden, da das Thema medizinisch und medizinisch bearbeitet wirdbiologischer Sicht.
Wenn eine Person eine große Menge Alkohol konsumiert, wird die in der Leber stattfindende Glukoneogenese stark verlangsamt. Die Folge ist eine Abnahme des Blutzuckers. Dieser Zustand wird Hypoglykämie genannt.
Das Trinken von Alkohol auf nüchternen Magen oder nach schwerer körperlicher Anstrengung kann zu einem Rückgang des Blutzuckerspiegels um bis zu 30 % des Normwertes führen.
Natürlich wirkt sich dieser Zustand negativ auf die Gehirnfunktion aus. Es ist sehr gefährlich, besonders für die Bereiche, die die Körpertemperatur unter Kontrolle h alten. Tatsächlich können sie aufgrund von Hypoglykämie um 2 ° C oder mehr fallen, und dies ist ein sehr ernster Trend. Aber wenn einer Person in diesem Zustand eine Glukoselösung verabreicht wird, wird die Temperatur schnell wieder normal.
Fasten
Ungefähr 6 Stunden nach Beginn beginnt die Glukoneogenese durch Glucagon (ein einkettiges Polypeptid mit 29 Aminosäureresten) stimuliert zu werden.
Aber dieser Prozess wird erst in der 32. Stunde aktiv. Gerade in diesem Moment ist Cortisol (katabolisches Steroid) damit verbunden. Danach beginnen Muskelproteine und andere Gewebe zu zerfallen. Sie werden im Prozess der Glukoneogenese in Aminosäuren umgewandelt, die Vorläufer von Glukose sind, das ist Muskelatrophie. Für den Körper ist es eine Zwangsmaßnahme, die er ergreifen muss, damit das Gehirn eine bestimmte Portion Glukose erhält, die für die Funktion notwendig ist. Deshalb ist es sehr wichtig, dass sich kranke Menschen von Operationen erholenund Krankheit, erhielten eine gute Ergänzungsnahrung. Wenn dies nicht der Fall ist, beginnen Muskeln und Gewebe zu erschöpfen.
Klinische Bedeutung
Oben haben wir kurz über die Reaktionen der Gluconeogenese und andere Merkmale dieses Prozesses gesprochen. Schließlich lohnt es sich, die klinische Bedeutung zu diskutieren.
Wenn die Verwendung von Laktat als Substrat, das für die Glukoneogenese notwendig ist, abnimmt, hat dies Konsequenzen: eine Abnahme des Blut-pH-Werts und die nachfolgende Entwicklung einer Laktatazidose. Dies kann aufgrund eines Defekts in den Enzymen der Gluconeogenese passieren.
Zu beachten ist, dass eine kurzfristige Laktatazidose auch Gesunde überwinden kann. Dies geschieht unter der Bedingung intensiver Muskelarbeit. Dieser Zustand wird dann aber schnell durch Hyperventilation der Lunge und die Entfernung von Kohlendioxid aus dem Körper kompensiert.
Ethanol beeinflusst übrigens auch die Glukoneogenese. Sein Katabolismus ist mit einer Erhöhung der NADH-Menge behaftet, was sich im Gleichgewicht der Laktatdehydrogenase-Reaktion widerspiegelt. Es verschiebt sich einfach in Richtung Laktatbildung. Es reduziert auch die Bildung von Pyruvat. Das Ergebnis ist eine Verlangsamung des gesamten Prozesses der Gluconeogenese.
