Een van de belangrijke processen in het lichaam is gluconeogenese. Dit is de naam van de metabole route die ertoe leidt dat glucose wordt gevormd uit niet-koolhydraatverbindingen (met name pyruvaat).
Wat zijn de kenmerken? Hoe wordt dit proces gereguleerd? Er zijn veel belangrijke nuances met betrekking tot dit onderwerp, en nu is het de moeite waard om hier aandacht aan te besteden.
Definitie
Gluconeogenese is dus het proces van synthese van glucose uit stoffen die van oorsprong een niet-koolhydraatkarakter hebben. Het vindt voornamelijk plaats in de lever, iets minder intensief - in de nierschors en het darmslijmvlies.
Dit proces omvat alle omkeerbare glycolysereacties met specifieke bypasses. In eenvoudige bewoordingen herha alt hij de reacties van glucose-oxidatie niet volledig. Wat gebeurt er? Gluconeogenese is een proces dat in alle weefsels kan voorkomen. De enige uitzondering is de 6-fosfatasereactie. Het komt alleen voor in de nieren en de lever.
AlgemeenFuncties
Gluconeogenese is een proces dat plaatsvindt in micro-organismen, schimmels, planten en dieren. Interessant is dat de reacties hetzelfde zijn voor alle soorten en weefsels.
De belangrijkste voorlopers van glucose bij dieren zijn drie-koolstofverbindingen. Deze omvatten glycerol, pyruvaat, lactaat en aminozuren.
Glucose gevormd tijdens het proces van gluconeogenese wordt getransporteerd naar het bloed en van daaruit naar andere weefsels. Wat is het volgende? Na lichamelijke inspanning, waaraan het lichaam is blootgesteld, wordt het in de skeletspieren gevormde lactaat weer naar de lever gestuurd. Daar wordt het omgezet in glucose. Het komt op zijn beurt weer in de spieren of wordt omgezet in glycogeen.
De hele beschreven cyclus wordt de Corey-cyclus genoemd. Dit is een soort reeks enzymatische biochemische processen waarbij lactaat van de spieren naar de lever wordt getransporteerd en vervolgens wordt omgezet in glucose.
Substraten
Bij het bespreken van de specifieke kenmerken van de regulatie van glycolyse en gluconeogenese, moet dit onderwerp ook worden besproken. Substraten zijn reagentia die een voedingsbodem vormen. In het geval van gluconeogenese wordt hun rol gespeeld door:
- Pyruvinezuur (PVC). Zonder dit is de vertering van koolhydraten en het aminozuurmetabolisme onmogelijk.
- Glycerine. Het heeft een sterk dehydraterende eigenschap.
- Melkzuur. Het is de belangrijkste deelnemer aan regulerende metabolische processen.
- Aminozuren. Ze zijn het belangrijkste bouwmateriaal van elk levend organisme, inclusief het menselijke.
De opname van deze elementen in het proces van gluconeogenese hangt af van de fysiologische toestand van het lichaam.
Processtappen
Ze herhalen in feite de stadia van glycolyse (glucose-oxidatie) volledig, maar alleen in de tegenovergestelde richting. Katalyse wordt uitgevoerd door dezelfde enzymen.
Er zijn vier uitzonderingen: de omzetting van pyruvaat in oxaalacetaat, glucose-6-fosfaat in zuivere glucose, fructose-1, 6-difosfaat in fructose-6-fosfaat en oxaalacetaat in fosfo-enolpyruvaat.
Ik wil graag een voorbehoud maken dat beide processen wederzijds worden geregeld. Dat wil zeggen, als de cel voldoende van energie wordt voorzien, stopt de glycolyse. Wat gebeurt er daarna? Gluconeogenese begint! Hetzelfde geldt in de tegenovergestelde richting. Wanneer glycolyse wordt geactiveerd, stopt de gluconeogenese in de lever en de nieren.
Regelgeving
Nog een belangrijke nuance van het onderwerp dat wordt overwogen. Wat kan er gezegd worden over de regulatie van gluconeogenese? Als het tegelijk met de glycolyse in een hoog tempo zou plaatsvinden, zou het resultaat een enorme toename van het ATP-verbruik zijn en zou er warmte ontstaan.
Deze processen zijn met elkaar verbonden. Als bijvoorbeeld de glucosestroom door glycolyse toeneemt, neemt de hoeveelheid pyruvaat door gluconeogenese af.
Afzonderlijk moeten we het hebben over glucose-6-fosfaat. Dit element heeft trouwens een andere naam. Het wordt ook wel gefosforyleerde glucose genoemd. In alle cellen wordt deze stof gevormd tijdens de hexokinasereactie, en inlever - tijdens fosforolyse. Het kan ook verschijnen als gevolg van GNG (in de dunne darm, spieren) of als gevolg van de unificatie van monosachariden (lever).
Hoe wordt glucose-6-fosfaat gebruikt? Eerst wordt glycogeen gesynthetiseerd. Daarna wordt het twee keer geoxideerd: de eerste keer onder anaërobe of aerobe omstandigheden en de tweede keer in de pentosefosfaatroute. En daarna verandert het direct in glucose.
Rol in het lichaam
De functie van gluconeogenese moet apart worden besproken. Zoals iedereen weet, worden in het menselijk lichaam tijdens hongersnood de voedingsreserves actief gebruikt. Deze omvatten vetzuren en glycogeen. Deze stoffen worden afgebroken tot niet-koolhydraatverbindingen, ketozuren en aminozuren.
De meeste van deze verbindingen worden niet door het lichaam uitgescheiden. Er wordt gerecycleerd. Deze stoffen worden door het bloed van andere weefsels naar de lever getransporteerd en vervolgens gebruikt in het proces van gluconeogenese om glucose te synthetiseren. En ze is een belangrijke energiebron.
Wat is de conclusie? De functie van gluconeogenese is het handhaven van normale glucosespiegels in het lichaam tijdens intensieve inspanning en langdurig vasten. Een constante toevoer van deze stof is noodzakelijk voor erytrocyten en zenuwweefsel. Als de reserves van het lichaam plotseling zijn uitgeput, zal gluconeogenese helpen. Dit proces is immers de belangrijkste leverancier van energiesubstraten.
Alcohol en gluconeogenese
Deze combinatie moet aandacht krijgen, aangezien het onderwerp wordt bestudeerd vanuit een medische enbiologisch standpunt.
Als een persoon een grote hoeveelheid alcohol consumeert, wordt de gluconeogenese in de lever sterk vertraagd. Het resultaat is een daling van de bloedglucose. Deze aandoening wordt hypoglykemie genoemd.
Het drinken van alcohol op een lege maag of na zware lichamelijke inspanning kan een verlaging van de glucosespiegel tot 30% van de norm veroorzaken.
Natuurlijk zal deze aandoening de hersenfunctie negatief beïnvloeden. Het is erg gevaarlijk, vooral voor die gebieden die de lichaamstemperatuur onder controle houden. Door hypoglykemie kunnen ze inderdaad met 2 ° C of meer dalen, en dit is een zeer ernstige trend. Maar als een persoon in deze toestand een oplossing van glucose krijgt, zal de temperatuur snel weer normaal worden.
Vasten
Ongeveer 6 uur nadat het is begonnen, begint de gluconeogenese te worden gestimuleerd door glucagon (een polypeptide met een enkele keten dat uit 29 aminozuurresiduen bestaat).
Maar dit proces wordt pas op het 32e uur actief. Juist op dit moment is er cortisol (katabole steroïde) aan verbonden. Daarna beginnen spiereiwitten en andere weefsels af te breken. Ze worden omgezet in aminozuren, die voorlopers zijn van glucose in het proces van gluconeogenese. Dit is spieratrofie. Voor het lichaam is het een geforceerde maatregel die het moet nemen om de hersenen een bepaalde hoeveelheid glucose te laten ontvangen die nodig is om te kunnen functioneren. Daarom is het erg belangrijk dat zieke mensen die herstellen van operatiesen ziekte, goede aanvullende voeding kregen. Als dit niet het geval is, zullen de spieren en weefsels beginnen uit te putten.
Klinische betekenis
Hierboven hebben we kort gesproken over de reacties van gluconeogenese en andere kenmerken van dit proces. Ten slotte is het de moeite waard om de klinische betekenis te bespreken.
Als het gebruik van lactaat als substraat dat nodig is voor gluconeogenese afneemt, heeft dit gevolgen: een verlaging van de pH van het bloed en de daaropvolgende ontwikkeling van lactaatacidose. Dit kan gebeuren door een defect in de enzymen van gluconeogenese.
Opgemerkt moet worden dat lactaatacidose op korte termijn ook gezonde mensen kan overwinnen. Dit gebeurt onder de voorwaarde van intensief spierwerk. Maar dan wordt deze aandoening snel gecompenseerd door hyperventilatie van de longen en de verwijdering van kooldioxide uit het lichaam.
Trouwens, ethanol heeft ook invloed op de gluconeogenese. Het katabolisme ervan is beladen met een toename van de hoeveelheid NADH, en dit wordt weerspiegeld in de balans in de lactaatdehydrogenasereactie. Het verschuift gewoon naar de vorming van lactaat. Het vermindert ook de vorming van pyruvaat. Het resultaat is een vertraging van het hele proces van gluconeogenese.
