Uno dei processi significativi nel corpo è la gluconeogenesi. Questo è il nome della via metabolica che porta al fatto che il glucosio è formato da composti non carboidrati (piruvato in particolare).
Quali sono le sue caratteristiche? Come è regolato questo processo? Ci sono molte sfumature importanti riguardo a questo argomento, e ora vale la pena prestarci attenzione.
Definizione
Quindi, la gluconeogenesi è il processo di sintesi del glucosio da sostanze che hanno una natura di origine non carboidratica. Procede principalmente nel fegato, un po' meno intensamente - nella corteccia renale e nella mucosa intestinale.
Questo processo include tutte le reazioni di glicolisi reversibili con bypass specifici. In parole povere, non ripete completamente le reazioni di ossidazione del glucosio. Che succede? La gluconeogenesi è un processo che può verificarsi in tutti i tessuti. L'unica eccezione è la reazione della 6-fosfatasi. Si verifica solo nei reni e nel fegato.
GeneraleCaratteristiche
La gluconeogenesi è un processo che si verifica in microrganismi, funghi, piante e animali. È interessante notare che le sue reazioni sono le stesse per tutte le specie e tessuti.
I precursori più importanti del glucosio negli animali sono composti a tre atomi di carbonio. Questi includono glicerolo, piruvato, lattato e aminoacidi.
Il glucosio formatosi nel processo di gluconeogenesi viene trasportato nel sangue e da lì ad altri tessuti. Qual è il prossimo? Dopo lo sforzo fisico a cui è stato sottoposto il corpo, il lattato formatosi nei muscoli scheletrici viene nuovamente inviato al fegato. Lì viene convertito in glucosio. A sua volta, entra di nuovo nei muscoli o viene convertito in glicogeno.
L'intero ciclo descritto è chiamato ciclo di Corey. Questo è un tipo di insieme di processi biochimici enzimatici durante i quali il lattato viene trasportato dai muscoli al fegato e quindi convertito in glucosio.
Substrati
Quando si discutono le specifiche della regolazione della glicolisi e della gluconeogenesi, si dovrebbe anche toccare questo argomento. I substrati sono reagenti che formano un mezzo nutritivo. Nel caso della gluconeogenesi, il loro ruolo è svolto da:
- Acido piruvico (PVC). Senza di essa, la digestione dei carboidrati e il metabolismo degli aminoacidi sono impossibili.
- Glicerina. Ha una forte proprietà disidratante.
- Acido lattico. È il partecipante più importante nei processi metabolici regolatori.
- Aminoacidi. Sono il principale materiale da costruzione di qualsiasi organismo vivente, compreso quello umano.
L'inclusione di questi elementi nel processo di gluconeogenesi dipende dallo stato fisiologico del corpo.
Passaggi del processo
Essi, infatti, ripetono completamente le fasi della glicolisi (ossidazione del glucosio), ma solo in senso opposto. La catalisi viene effettuata dagli stessi enzimi.
Ci sono quattro eccezioni: la conversione del piruvato in ossalacetato, glucosio-6-fosfato in glucosio puro, fruttosio-1, 6-difosfato in fruttosio-6-fosfato e ossalacetato in fosfoenolpiruvato.
Vorrei prenotare che entrambi i processi siano regolati reciprocamente. Cioè, se la cellula è sufficientemente rifornita di energia, la glicolisi si interrompe. Cosa succede dopo? La gluconeogenesi entra in gioco! Lo stesso vale nella direzione opposta. Quando la glicolisi viene attivata, la gluconeogenesi nel fegato e nei reni si interrompe.
Regolamento
Un' altra importante sfumatura dell'argomento in esame. Cosa si può dire della regolazione della gluconeogenesi? Se accadesse contemporaneamente alla glicolisi ad alta velocità, il risultato sarebbe un enorme aumento del consumo di ATP e il calore comincerebbe a formarsi.
Questi processi sono interconnessi. Se, ad esempio, aumenta il flusso di glucosio attraverso la glicolisi, la quantità di piruvato attraverso la gluconeogenesi diminuisce.
Separatamente, dobbiamo parlare di glucosio-6-fosfato. Questo elemento, tra l' altro, ha un altro nome. Viene anche chiamato glucosio fosforilato. In tutte le cellule, questa sostanza si forma durante la reazione dell'esochinasi e infegato - durante la fosforolisi. Può anche apparire come risultato del GNG (nell'intestino tenue, nei muscoli) o come risultato dell'unificazione dei monosaccaridi (fegato).
Come viene utilizzato il glucosio-6-fosfato? In primo luogo, il glicogeno viene sintetizzato. Quindi viene ossidato due volte: la prima volta in condizioni anaerobiche o aerobiche e la seconda volta nella via del pentoso fosfato. E poi si trasforma direttamente in glucosio.
Ruolo nel corpo
La funzione della gluconeogenesi deve essere discussa separatamente. Come tutti sanno, nel corpo umano durante la fame vengono utilizzate attivamente le riserve di nutrienti. Questi includono acidi grassi e glicogeno. Queste sostanze sono scomposte in composti non carboidrati, chetoacidi e amminoacidi.
La maggior parte di questi composti non viene escreta dal corpo. Il riciclaggio è in corso. Queste sostanze vengono trasportate dal sangue da altri tessuti al fegato, e quindi utilizzate nel processo di gluconeogenesi per sintetizzare il glucosio. Ed è una fonte fondamentale di energia.
Qual è la conclusione? La funzione della gluconeogenesi è di mantenere normali livelli di glucosio nel corpo durante l'esercizio fisico intenso e il digiuno prolungato. Un apporto costante di questa sostanza è necessario per gli eritrociti e il tessuto nervoso. Se improvvisamente le riserve del corpo si esauriscono, la gluconeogenesi aiuterà. Dopotutto, questo processo è il principale fornitore di substrati energetici.
Alcool e gluconeogenesi
Questa combinazione deve essere prestata attenzione, poiché l'argomento è stato studiato da un medico epunto di vista biologico.
Se una persona consuma una grande quantità di alcol, la gluconeogenesi che si verifica nel fegato viene notevolmente rallentata. Il risultato è una diminuzione della glicemia. Questa condizione è chiamata ipoglicemia.
Bere alcol a stomaco vuoto, o dopo uno sforzo fisico intenso, può causare una diminuzione dei livelli di glucosio fino al 30% della norma.
Ovviamente, questa condizione influenzerà negativamente la funzione cerebrale. È molto pericoloso, soprattutto per quelle zone che tengono sotto controllo la temperatura corporea. Infatti, a causa dell'ipoglicemia, possono scendere di 2°C o più, e questa è una tendenza molto seria. Ma se a una persona in questo stato viene somministrata una soluzione di glucosio, la temperatura tornerà rapidamente alla normalità.
Digiuno
Approssimativamente 6 ore dopo l'inizio, la gluconeogenesi inizia a essere stimolata dal glucagone (un polipeptide a catena singola che contiene 29 amminoacidi residui).
Ma questo processo diventa attivo solo alla 32a ora. Proprio in questo momento, il cortisolo (steroide catabolico) è collegato ad esso. Successivamente, le proteine muscolari e altri tessuti iniziano a rompersi. Nel processo di gluconeogenesi, vengono convertiti in amminoacidi, precursori del glucosio, che è l'atrofia muscolare. Per il corpo, è una misura forzata che deve prendere affinché il cervello riceva una certa porzione di glucosio necessaria per funzionare. Ecco perché è molto importante che i malati si riprendano dalle operazionie malattia, ha ricevuto una buona nutrizione supplementare. In caso contrario, i muscoli e i tessuti inizieranno a esaurirsi.
Significato clinico
Sopra, abbiamo brevemente parlato delle reazioni della gluconeogenesi e di altre caratteristiche di questo processo. Infine, vale la pena discutere il significato clinico.
Se diminuisce l'uso del lattato come substrato necessario per la gluconeogenesi, ci saranno delle conseguenze: una diminuzione del pH sanguigno e il successivo sviluppo di acidosi lattica. Ciò può accadere a causa di un difetto negli enzimi della gluconeogenesi.
Va notato che l'acidosi lattica a breve termine può anche sopraffare le persone sane. Ciò accade in condizioni di lavoro muscolare intenso. Ma poi questa condizione viene rapidamente compensata dall'iperventilazione dei polmoni e dalla rimozione dell'anidride carbonica dal corpo.
A proposito, l'etanolo influisce anche sulla gluconeogenesi. Il suo catabolismo è irto di un aumento della quantità di NADH e questo si riflette nell'equilibrio nella reazione della lattato deidrogenasi. Si sposta semplicemente verso la formazione di lattato. Riduce anche la formazione di piruvato. Il risultato è un rallentamento dell'intero processo di gluconeogenesi.
