Γλυκονογένεση

ο Γλυκονογένεση διασφαλίζει τη νέα σύνθεση γλυκόζης από πυροσταφυλικό, γαλακτικό και γλυκερίνη στο σώμα. Αυτό εξασφαλίζει την παροχή γλυκόζης του οργανισμού σε περιόδους πείνας. Οι διαταραχές στη γλυκονεογένεση μπορούν να οδηγήσουν σε επικίνδυνη υπογλυκαιμία.

Τι είναι η γλυκονογένεση;

Κατά τη διάρκεια της γλυκονεογένεσης, η γλυκόζη παράγεται ξανά από τα προϊόντα διάσπασης της πρωτεΐνης, των υδατανθράκων και του μεταβολισμού του λίπους.

Οι αντιδράσεις στη γλυκονεογένεση λαμβάνουν χώρα κυρίως στο ήπαρ και στους μύες. Εκεί η συνθετική γλυκόζη συμπυκνώνεται στη συνέχεια σε γλυκογόνο, μια ουσία αποθήκευσης που χρησιμεύει ως ενεργειακή αποθήκη για την ταχεία παροχή ενέργειας των νευρικών κυττάρων, των ερυθροκυττάρων και των μυών. Μέσω της γλυκονεογένεσης, 180 έως 200 γραμμάρια γλυκόζης μπορούν να σχηματιστούν νέα την ημέρα.

Η γλυκονογένεση μπορεί να θεωρηθεί ως το αντίστροφο της γλυκόλυσης (διάσπαση της γλυκόζης) σε πυροσταφυλικό ή γαλακτικό, αν και τρία στάδια αντίδρασης πρέπει να αντικατασταθούν από αντιδράσεις παράκαμψης για ενεργειακούς λόγους. Η γλυκόλυση παράγει πυροσταφυλικό (πυρουβικό οξύ) ή, υπό αναερόβιες συνθήκες, γαλακτικό (ανιόν γαλακτικού οξέος). Επιπλέον, το πυρουβικό οξύ σχηματίζεται επίσης από αμινοξέα όταν διασπώνται. Ένα άλλο υπόστρωμα για την αναγέννηση της γλυκόζης είναι η γλυκερίνη, η οποία προέρχεται από τη διάσπαση του λίπους. Μετατρέπεται σε φωσφορική διυδροξυακετόνη, η οποία δρα ως μεταβολίτης στην αλυσίδα σύνθεσης της γλυκονεογένεσης για τη δημιουργία γλυκόζης.

Λειτουργία & εργασία

Ανακύπτει το ερώτημα γιατί η γλυκόζη πρέπει να συσσωρευτεί ξανά εάν προηγουμένως διασπάστηκε με γλυκόλυση για παραγωγή ενέργειας. Πρέπει να σημειωθεί, ωστόσο, ότι τα νευρικά κύτταρα, ο εγκέφαλος ή τα ερυθροκύτταρα εξαρτώνται από τη γλυκόζη ως προμηθευτής ενέργειας.

Εάν οι προμήθειες γλυκόζης του σώματος εξαντληθούν χωρίς να αναπτυχθούν αρκετά γρήγορα, εμφανίζεται επικίνδυνη υπογλυκαιμία, η οποία μπορεί ακόμη και να αποβεί μοιραία. Με τη βοήθεια της γλυκονογένεσης, το φυσιολογικό επίπεδο σακχάρου στο αίμα μπορεί να διατηρηθεί σταθερό ακόμη και σε περιόδους πείνας ή σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης που καταναλώνουν ενέργεια.

Το ένα τρίτο της πρόσφατα συντεθειμένης γλυκόζης αποθηκεύεται ως γλυκογόνο στο ήπαρ και τα δύο τρίτα στους σκελετικούς μύες. Εάν πεινάτε για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, η ανάγκη για γλυκόζη μειώνεται ελαφρώς επειδή η δεύτερη οδός μεταβολισμού είναι η χρήση κετονικών σωμάτων για την παραγωγή ενέργειας.

Ο κεντρικός ρόλος στη γλυκονεογένεση παίζεται από το πυροσταφυλικό οξύ (πυροσταφυλικό) ή το γαλακτικό οξύ (γαλακτικό) που σχηματίζεται από αυτό υπό αναερόβιες συνθήκες. Και οι δύο ενώσεις είναι επίσης προϊόντα διάσπασης κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης (διάσπαση του σακχάρου).

Επιπλέον, το πυροσταφυλικό σχηματίζεται επίσης όταν διασπώνται τα αμινοξέα. Αλλού, η γλυκερίνη από τη διάσπαση του λίπους μπορεί επίσης να μετατραπεί σε μεταβολίτη της γλυκονεογένεσης και ενσωματώνεται σε αυτήν τη διαδικασία. Κατά τη διάρκεια της γλυκονεογένεσης, η γλυκόζη παράγεται ξανά από τα προϊόντα διάσπασης του μεταβολισμού υδατανθράκων, πρωτεϊνών και λιπών.

Οι ρυθμιστικοί μηχανισμοί του οργανισμού διασφαλίζουν ότι η γλυκονεογένεση και η γλυκόλυση δεν πραγματοποιούνται ταυτόχρονα. Με αυξημένη γλυκόλυση, η γλυκονεογένεση εξασθενεί κάπως. Σε μια φάση αυξημένης γλυκονεογένεσης, η γλυκόλυση μειώνεται και πάλι.

Για το σκοπό αυτό, υπάρχουν ορμονικοί ρυθμιστικοί μηχανισμοί στον οργανισμό. Για παράδειγμα, εάν πολλοί υδατάνθρακες καταναλώνονται μέσω τροφής, το επίπεδο σακχάρου στο αίμα αυξάνεται. Ταυτόχρονα, διεγείρεται η παραγωγή ινσουλίνης στο πάγκρεας.

Η ινσουλίνη παρέχει στα κύτταρα γλυκόζη. Εκεί είτε διασπάται για να παράγει ενέργεια είτε, εάν η ενεργειακή απαίτηση είναι χαμηλή, μετατρέπεται σε λιπαρά οξέα που μπορούν να αποθηκευτούν ως τριγλυκερίδια (λίπος) στον λιπώδη ιστό.

Εάν υπάρχει ανεπαρκής παροχή υδατανθράκων (πείνα, τροφή εξαιρετικά χαμηλών υδατανθράκων ή υψηλή κατανάλωση γλυκόζης σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης), το επίπεδο σακχάρου στο αίμα μειώνεται πρώτα. Αυτό αποκαλεί τον ορμονικό ανταγωνιστή της ινσουλίνης, την ορμόνη γλυκαγόνη, στη σκηνή. Το γλυκαγόνο προκαλεί τη διάσπαση του αποθηκευμένου γλυκογόνου στο ήπαρ σε γλυκόζη. Όταν εξαντληθούν αυτές οι προμήθειες, η αυξημένη γλυκονεογένεση από αμινοξέα για τη νέα σύνθεση γλυκόζης ξεκινά στο σώμα εάν η φάση της πείνας παραμένει.

Ασθένειες και παθήσεις

Εάν διαταραχθεί η γλυκονεογένεση, το σώμα μπορεί να έχει χαμηλό σάκχαρο στο αίμα (υπογλυκαιμία). Η υπογλυκαιμία μπορεί να έχει πολλές αιτίες. Για παράδειγμα, οι ορμονικοί ρυθμιστικοί μηχανισμοί οδηγούν σε αυξημένη γλυκονεογένεση όταν υπάρχει αυξημένη ανάγκη για γλυκόζη ή όταν μειώνεται η παροχή υδατανθράκων.

Ο ορμονικός ανταγωνιστής της ινσουλίνης είναι η ορμόνη γλυκαγόνη. Όταν μειώνεται το επίπεδο σακχάρου στο αίμα, αυξάνεται η παραγωγή γλυκαγόνης, η οποία στη συνέχεια προκαλεί αυξημένη γλυκονογένεση. Πρώτον, το γλυκογόνο που αποθηκεύεται στο ήπαρ και στους μύες διασπάται και μετατρέπεται σε γλυκόζη. Όταν εξαντληθούν όλα τα αποθέματα γλυκογόνου, τα γλυκογόνα αμινοξέα μετατρέπονται σε γλυκόζη. Η μυϊκή διάσπαση λαμβάνει χώρα προκειμένου να τροφοδοτήσει το σώμα με ενέργεια.

Ωστόσο, εάν η γλυκονεογένεση είναι δύσκολη για διάφορους λόγους, αναπτύσσεται υπογλυκαιμία, η οποία σε σοβαρές περιπτώσεις μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια αισθήσεων και ακόμη και θάνατο.

Για παράδειγμα, οι ηπατικές ασθένειες ή ορισμένα φάρμακα μπορούν να εμποδίσουν τη γλυκονογένεση. Η κατανάλωση αλκοόλ αναστέλλει επίσης τη γλυκονεογένεση. Η σοβαρή υπογλυκαιμία είναι μια κατάσταση έκτακτης ανάγκης που απαιτεί ταχεία ιατρική βοήθεια.

Μια άλλη ορμόνη που προάγει τη γλυκονεογένεση είναι η κορτιζόλη. Η κορτιζόλη είναι ένα γλυκοκορτικοειδές που βρίσκεται στον επινεφρικό φλοιό και δρα ως ορμόνη του στρες. Ο στόχος του είναι να παρέχει ενέργεια γρήγορα σε αγχωτικές φυσικές καταστάσεις. Για να γίνει αυτό, τα φυσικά αποθέματα ενέργειας πρέπει να ενεργοποιηθούν. Η κορτιζόλη διεγείρει τη μετατροπή των αμινοξέων στους σκελετικούς μύες σε γλυκόζη ως μέρος της γλυκονεογένεσης.

Εάν ο φλοιός των επινεφριδίων είναι υπερδραστικός, για παράδειγμα λόγω ενός όγκου, παράγεται συνεχώς πολύ κορτιζόλη. Στη συνέχεια, η γλυκονογένεση λειτουργεί με πλήρη ταχύτητα. Η υπερπαραγωγή γλυκόζης οδηγεί σε μυϊκή διάσπαση, εξασθένιση του ανοσοποιητικού συστήματος και παχυσαρκία του κορμού. Αυτή η κλινική εικόνα είναι γνωστή ως σύνδρομο Cushing.