A glükoneogenezis biztosítja a glükóz új szintézisét a piruvátból, a laktátból és a glicerinből a szervezetben. Ez biztosítja a szervezet glükózellátását éhség idején. A glükoneogenezis zavarai veszélyes hypoglykaemiahoz vezethetnek.
Mi a glükoneogenezis?
A glükoneogenezis során a fehérje, a szénhidrát és a zsír anyagcseréjének bomlástermékeiből ismét glükóz képződik.
A glükoneogenezisre adott reakciók főként a májban és az izmokban zajlanak. A szintetizált glükózt ezután glükogénné kondenzálják, amely tároló anyag, amely energiatárolóként szolgál az idegsejtek, eritrociták és izmok gyors energiaellátásához. A glükoneogenezis révén naponta 180-200 gramm glükóz képződik.
A glükoneogenezis úgy tekinthető, mint a glikolízis (glükóz lebontása) piruváttá vagy laktáttá fordított változata, bár energetikai okokból három reakció lépést kell megkerülni bypass reakciókkal. A glikolízis piruvátot (piruvsavat) vagy anaerob körülmények között laktátot (tejsav aniont) eredményez. Ezenkívül a piruvsav az aminosavakból is képződik, amikor ezek lebontásra kerülnek. A glükóz regenerációjának másik szubsztrátja a glicerin, amely a zsír lebontásából származik. Dihidroxi-aceton-foszfáttá alakul, amely metabolitként működik a glükoneogenezis szintézisláncában glükóz felépítése céljából.
Funkció és feladat
Felmerül a kérdés, hogy miért kellene újra felépíteni a glükózt, ha azt előzőleg glikolízissel bontották le energia előállításához. Emlékeztetni kell azonban arra, hogy az idegsejtek, az agy vagy a vörösvértestek energiaszállítóként függnek a glükóztól.
Ha a szervezet glükózkészlete kimerül, anélkül, hogy elég gyorsan feltöltődne, veszélyes hypoglykaemia alakul ki, amely akár halálos is lehet. A glükoneogenezis segítségével a normál vércukorszint állandóan is fenntartható éhezés vagy energiaigényes vészhelyzetek esetén.
Az újonnan szintetizált glükóz egyharmadát a máj tárolja, kétharmadát a vázizmok glükogén formájában tárolják. Ha hosszabb ideig éhes, akkor a glükózszükséglet kissé csökken, mivel a második metabolikus út a ketontestek energiafelhasználása.
A glükoneogenezisben a központi szerepet a piruvsav (piruvát) vagy az abból képződött tejsav (laktát) játszik anaerob körülmények között. Mindkét vegyület bomlásterméke a glikolízis során (a cukor lebomlása) is.
Ezenkívül piruvát képződik az aminosavak lebontásakor is. Másutt a zsírbomlásból származó glicerin átalakulhat a glükoneogenezis metabolitjává is, és beépíthető ebbe a folyamatba. A glükoneogenezis során a glükózt a szénhidrát, fehérje és zsír anyagcseréjének bomlástermékeiből állítják elő.
A test saját szabályozási mechanizmusai biztosítják, hogy a glükoneogenezis és a glikolízis ne történjen párhuzamosan. A fokozott glikolízissel a glükoneogenezis kissé gyengül. A fokozott glükoneogenezis szakaszában a glikolízis ismét csökken.
Erre a célra vannak hormonális szabályozó mechanizmusok a szervezetben. Például, ha sok szénhidrátot fogyasztanak étellel, akkor a vércukorszint emelkedik. Ugyanakkor serkenti az inzulin termelését a hasnyálmirigyben.
Az inzulin a sejteket glükózzal látja el. Ott vagy lebontják, hogy energiát termeljenek, vagy ha alacsony az energiaigény, akkor zsírsavakká alakulnak, amelyek trigliceridekként (zsírként) tárolhatók a zsírszövetben.
Ha nincs elegendő szénhidrát-ellátás (éhség, rendkívül alacsony szénhidráttartalmú ételek vagy vészhelyzetben magas a glükózfogyasztás), először csökken a vércukorszint. Ez a helyszínen az inzulin hormon antagonistáját, a glukagon hormont hívja. A glukagon a májban tárolt glükogént glükózra bontja le. Ezeknek a készleteknek a felhasználásával a glükóz új szintéziséhez szükséges aminosavakból származó fokozott glükoneogenezis kezdődik a testben, ha az éhíros fázis továbbra is fennáll.
Betegségek és betegségek
Ha a glükoneogenezis megszakad, a test alacsony vércukorszintje lehet (hipoglikémia). A hipoglikémiának számos oka lehet. Például a hormonális szabályozó mechanizmusok fokozott glükoneogenezist eredményeznek, ha fokozott szükség van a glükózra, vagy ha csökkent a szénhidrát-ellátás.
Az inzulin hormonális antagonistája a glukagon hormon. Amikor a vércukorszint csökken, növekszik a glukagon termelése, ami fokozott glükoneogenezist okoz. Mindenekelőtt a májban és az izmokban tárolt glükogént bontják le és glükózzá alakítják. Az összes glükogén tartalék kimerülésekor a glükogén aminosavak glükózzá alakulnak. Az izmok lebontása annak érdekében történik, hogy a test energiát biztosítson.
Ha azonban a glükoneogenezis különböző okok miatt nehéz elindulni, hypoglykaemia alakul ki, amely súlyos esetekben eszméletvesztést és akár halált is okozhat.
Például a májbetegségek vagy bizonyos gyógyszerek akadályozhatják a glükoneogenezist. Az alkoholfogyasztás szintén gátolja a glükoneogenezist. A súlyos hipoglikémia olyan sürgősségi helyzet, amelyhez gyors orvosi ellátás szükséges.
Egy másik hormon, amely elősegíti a glükoneogenezist, a kortizol. A kortizol egy mellékvesekéregben található glükokortikoid, amely stresszhormonként működik. Feladata, hogy gyorsan energiát nyújtson stresszes fizikai helyzetekben. Ehhez aktiválni kell a fizikai energiatartalékokat. A kortizol a glükoneogenezis részeként serkenti a vázizmok aminosavainak átalakulását glükózmá.
Ha a mellékvesekéreg túl aktív, például egy daganat miatt, folyamatosan túl sok kortizolt termel. A glükoneogenezis ezután teljes sebességgel fut. A glükóz túltermelése izomromláshoz, az immunrendszer gyengüléséhez és a törzs elhízásához vezet. Ezt a klinikai képet Cushing-szindrómának nevezik.
