Glukoneogeneza to proces syntezy glukozy z niewęglowodanowych źródeł — aminokwasów, glicerolu i mleczanu. Proces ten przebiega głównie w hepatocytach, a w mniejszym stopniu w komórkach nerek i jelit. Glukoneogeneza odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu stałego poziomu glukozy we krwi, w sytuacjach deficytu zewnętrznych źródeł glukozy, takich jak przyswajane węglowodany.
Główne etapy glukoneogenezy obejmują:
1. Przekształcenie substratów w pośrednie metabolity — substraty glukoneogenezy (aminokwasy, glicerol, mleczan) są przekształcane w pośrednie metabolity szlaku, takie jak pirogronian, szczawiooctan i fosfoenolopirogronian.
2. Przekształcenie pośrednich metabolitów w glukozę — metabolity pośrednie są przekształcane w glukozę w szlaku kilku reakcji enzymatycznych. Proces rozpoczyna się od karboksylacji pirogronianu do szczawiooctanu przez karboksylazę pirogronianową w mitochondrium. Następnie szczawiooctan jest przekształcany do fosfoenolopirogronianu przez karboksykinazę fosfoenolopirogronianową. Fosfoenolopirogronian jest przekształcany w 2-fosfoglicerynian przez enolazę i dalej w 3-fosfoglicerynian przez fosfogliceromutazę. 3-fosfoglicerynian jest fosforylowany do 1,3-bisfosfoglicerynian przez kinazę fosfoglicerynianową, co prowadzi do zużycia 1 cząsteczki ATP. Następnie 1,3-bisfosfoglicerynian ulega redukcji i defosforylacji do aldehydu 3-fosfoglicerynowego. Izomeraza triozofosforanowa przekształca powstały aldehyd w fosfodihydroksyaceton a aldolaza konwertuje powstały aldehyd i aceton w jedną cząsteczkę fruktozo-1,6-bisfosforanu. Następnie fruktozo-1,6-bisfosfataza przeprowadza defosforylację fruktozo-1,6-bisfosforanu do fruktozo-6-fosforanu, który jest następnie izomeryzowany do glukozo-6-fosforanu przez izomerazę fosfoglukozy. Ostatnim etapem jest defosforylacja glukozo-6-fosforanu do glukozy przez glukozo-6-fosfatazę - ta reakcja zachodzi na retikulum endoplazmatycznym. Poza pierwszą i ostatnią reakcją wszystkie etapy glukoneogenezy mają miejsce w cytoplazmie komórkowej.
Przebieg glukoneogenezy jest złożonym procesem, który wymaga działania wielu enzymów i zależy od dostępności substratów oraz regulacji hormonalnej. Jest to istotny proces metaboliczny, który pozwala organizmowi na wytwarzanie glukozy w sytuacjach, gdy zewnętrzne źródła glukozy są ograniczone, takich jak głodzenie lub intensywny wysiłek fizyczny.
Glukoneogeneza jest szczególnie ważna w okresach głodzenia lub długotrwałego wysiłku fizycznego, kiedy organizm potrzebuje dodatkowej ilości glukozy jako źródła energii. Dzięki glukoneogenezie organizm jest w stanie utrzymać odpowiedni poziom glukozy we krwi, aby móc dostarczać energię do mózgu, układu nerwowego i innych narządów, które są zależne od glukozy jako głównego paliwa. Warto zauważyć, że glukoneogeneza i glikoliza (proces poniekąd odwrotny do glukoneogenezy) są ściśle powiązane i regulowane w taki sposób, aby organizm mógł utrzymać homeostatyczne stężenie glukozy. Gdy poziom glukozy we krwi jest wysoki, produkcja glukozy przez glukoneogenezę jest hamowana, a glikoliza przeważa. Natomiast w sytuacji niedoboru glukozy, glukoneogeneza zostaje aktywowana, a glikoliza zostaje stłumiona.
Glukoneogeneza Wasze opinie