Hjernen har brug for sukker: neuroner arbejder næsten udelukkende på glukose, så det er nødvendigt at sikre en kontinuerlig forsyning af dette sukker. Hjernen forbruger cirka 120 g glukose om dagen, mens det daglige behov for hele organismen udgør omkring 200 g.
I vores krop lagres omkring 100 g glucose i form af glykogen i leveren, yderligere 5-10 g findes i biologiske væsker, mens omkring 200-300 g lagres i musklen, altid i form af glykogen. For at sikre kontinuiteten af glukoseforsyning til de væv, der har brug for det, bruges en strategi, der konverterer de mindre mobile molekyler til glukose: glukoneogenese.
Gluconeogenese er processen med syntese af glukose ud fra ikke-kulhydratprækursorer:
- mælkesyre: fremstillet ved anaerob glykolyse
- aminosyrer *: stammer fra kosten eller fra nedbrydning af strukturelle proteiner
- glycerol: opnået ved hydrolyse af triglycerider
Glukoneogenese er afgørende for at sikre en tilstrækkelig tilførsel af glukose til insulinuafhængige væv (hjerne, røde blodlegemer og muskler under intens fysisk træning).
Glukoneogenese, der finder sted i mange væv og især i leveren, bliver afgørende under fasten, når kroppens kulhydratreserver er opbrugt.
* Af de forskellige glukoneogenetiske aminosyrer (herunder glutaminsyrer og asparaginsyrer, alanin, cystein, glycin, prolin, serin, threonin) spiller alanin frigivet fra skeletmuskulatur en dominerende rolle (se glucose-alanin-cyklus).
Gluconeogenese starter fra pyruvat og er stort set det modsatte af glykolyse.
Hjernen:
- under normale forhold bruger den kun glukose;
- i tilfælde af langvarig faste (2-3 dage) udnytter den i stigende grad ketonlegemernes energiske egenskaber;
- når du har en umiddelbar faste (mellem måltiderne), efter at have udtømt kulhydratreserverne, bruger den glukosen, der stammer fra aminosyrerne opnået ved hydrolyse af strukturelle proteiner: proteaseenzymerne nedbryder proteinerne til aminosyrer, som derefter ved virkningen af enzymer transaminaser, transformeres til alfa-ketosyrer, der igen bruges til at erstatte glukose (se nedbrydning af aminosyrer).
Gluconeogenese er leverens eneansvar (den forekommer også i mindre grad i nyrerne + og i tarmen); her opnås glukose, der transporteres til de forskellige væv op til hjernen gennem glukoneogenese.
Syv ud af ti glykolysereaktioner sker i den modsatte retning af gluconeogenese; hvis glukoneogenese var den nøjagtige inverse af glykolyse, på hvert trin, ville det være nødvendigt at levere energi. Derfor kan tre glykolysereaktioner ikke udnyttes (af energimæssige årsager) i glukoneogenese; i stedet for disse tre reaktioner udnyttes andre reaktioner med forskellige substrater, produkter og enzymer.
Reaktionen, der fører fra glucose 6-phosphat til glucose, katalyseres af a phosphatase i stedet for en kinase; Overgangen fra fructose 1,6-bisphosphat til fructose 6-phosphat katalyseres også af en phosphatase frem for en kinase.
Den tredje reaktion, der adskiller sig fra glykolyse, er den, der fører til dannelse af phosphoenolpyrivat fra pyruvat; dette sker gennem pyruvatcarboxylase, der bruger et kuldioxidmolekyle til at forlænge kulstofkæden, og ved hjælp af phosphoenolpyruvat carboxykinase (energien til denne proces leveres af GTP).
Antag, at du træner og er væk fra måltiderne, du skal aktivere glukosemetabolismen for at producere energi. Hvis blodsukkeret er mindre end 5 mM, realiseres glukosebehovssignalet: a -cellerne i bugspytkirtlen frigiver et hormon (det er et lille dipeptid) glukagon, som gennem blodet når hepatocytterne (leveren); her aktiveres den glukoneogenetiske vej, og glykolyse blokeres. Den nydannede glukose frigives til cirkulationen og overføres især til røde blodlegemer, nervesystem og muskelvæv. Se også: kulhydrater og hypoglykæmi.
.jpg)