یکی از فرآیندهای مهم در بدن گلوکونئوژنز است. این نام مسیر متابولیکی است که منجر به این واقعیت می شود که گلوکز از ترکیبات غیر کربوهیدراتی (به ویژه پیرووات) تشکیل می شود.
ویژگی های آن چیست؟ این روند چگونه تنظیم می شود؟ نکات مهم بسیاری در رابطه با این موضوع وجود دارد و اکنون ارزش توجه به آنها را دارد.
تعریف
بنابراین، گلوکونئوژنز فرآیند سنتز گلوکز از موادی است که منشأ غیر کربوهیدراتی دارند. عمدتاً در کبد، با شدت کمتری - در قشر کلیه و مخاط روده ادامه می یابد.
این فرآیند شامل تمام واکنش های گلیکولیز برگشت پذیر با بای پس های خاص است. به عبارت ساده، او واکنش های اکسیداسیون گلوکز را به طور کامل تکرار نمی کند. چه اتفاقی می افتد؟ گلوکونئوژنز فرآیندی است که می تواند در تمام بافت ها رخ دهد. تنها استثنا واکنش 6-فسفاتاز است. این فقط در کلیه ها و کبد رخ می دهد.
ژنرالویژگی های
گلوکونئوژنز فرآیندی است که در میکروارگانیسم ها، قارچ ها، گیاهان و حیوانات رخ می دهد. جالب اینجاست که واکنش های آن برای همه گونه ها و بافت ها یکسان است.
مهمترین پیش سازهای گلوکز در حیوانات ترکیبات سه کربنه هستند. اینها عبارتند از گلیسرول، پیروات، لاکتات و اسیدهای آمینه.
گلوکز تشکیل شده در فرآیند گلوکونئوژنز به داخل خون و از آنجا به بافت های دیگر منتقل می شود. بعدش چی؟ پس از فعالیت بدنی که بدن در معرض آن قرار گرفت، لاکتات تشکیل شده در عضلات اسکلتی دوباره به کبد فرستاده می شود. در آنجا به گلوکز تبدیل می شود. به نوبه خود دوباره وارد ماهیچه ها می شود یا به گلیکوژن تبدیل می شود.
کل چرخه توصیف شده، چرخه کوری نامیده می شود. این نوعی از فرآیندهای بیوشیمیایی آنزیمی است که طی آن لاکتات از ماهیچه‌ها به کبد منتقل می‌شود و سپس به گلوکز تبدیل می‌شود.
زیرلایه
هنگام بحث در مورد ویژگی های تنظیم گلیکولیز و گلوکونئوژنز، این موضوع نیز باید مورد توجه قرار گیرد. بسترها معرف هایی هستند که یک محیط غذایی را تشکیل می دهند. در مورد گلوکونئوژنز، نقش آنها توسط:
ایفا می شود
- پیروویک اسید (PVC). بدون آن، هضم کربوهیدرات و متابولیسم اسیدهای آمینه غیرممکن است.
- گلیسیرین. خاصیت کم‌آبی قوی دارد.
- اسید لاکتیک. این مهم ترین شرکت کننده در فرآیندهای متابولیک تنظیمی است.
- اسیدهای آمینه. آنها ماده اصلی ساختمان هر موجود زنده از جمله موجودات انسانی هستند.
گنجاندن این عناصر در فرآیند گلوکونئوژنز بستگی به وضعیت فیزیولوژیکی بدن دارد.
مراحل فرآیند
در واقع مراحل گلیکولیز (اکسیداسیون گلوکز) را کاملاً تکرار می کنند، اما فقط در جهت مخالف. کاتالیز توسط همان آنزیم ها انجام می شود.
چهار استثنا وجود دارد - تبدیل پیروات به اگزالواستات، گلوکز-6-فسفات به گلوکز خالص، فروکتوز-1، 6-دی فسفات به فروکتوز-6-فسفات، و اگزالواستات به فسفاتفوئنول.py
من می خواهم این را رزرو کنم که هر دو فرآیند متقابلاً تنظیم می شوند. یعنی اگر سلول به اندازه کافی انرژی تامین شود، گلیکولیز متوقف می شود. بعد از آن چه اتفاقی می افتد؟ گلوکونئوژنز شروع می شود! در جهت مخالف هم همینطور است. هنگامی که گلیکولیز فعال می شود، گلوکونئوژنز در کبد و کلیه متوقف می شود.
مقررات
یک نکته مهم دیگر از موضوع مورد بررسی. در مورد تنظیم گلوکونئوژنز چه می توان گفت؟ اگر همزمان با گلیکولیز با سرعت بالا اتفاق بیفتد، نتیجه آن افزایش شدید مصرف ATP خواهد بود و گرما شروع به تشکیل می‌کند.
این فرآیندها به هم مرتبط هستند. برای مثال، اگر جریان گلوکز از طریق گلیکولیز افزایش یابد، مقدار پیرووات از طریق گلوکونئوژنز کاهش می یابد.
به طور جداگانه، باید در مورد گلوکز-6-فسفات صحبت کنیم. این عنصر، به هر حال، نام دیگری دارد. به آن گلوکز فسفریله نیز می گویند. در تمام سلول ها، این ماده در طی واکنش هگزوکیناز تشکیل می شود و درکبد - در طول فسفرولیز. همچنین می تواند در نتیجه GNG (در روده کوچک، ماهیچه ها) یا در نتیجه یکسان شدن مونوساکاریدها (کبد) ظاهر شود.
گلوکز-6-فسفات چگونه استفاده می شود؟ ابتدا گلیکوژن سنتز می شود. سپس دو بار اکسید می شود: بار اول در شرایط بی هوازی یا هوازی و بار دوم در مسیر پنتوز فسفات. و بعد از آن مستقیماً به گلوکز تبدیل می شود.
نقش در بدن
عملکرد گلوکونئوژنز باید به طور جداگانه مورد بحث قرار گیرد. همانطور که همه می دانند، در بدن انسان در هنگام گرسنگی، ذخایر مواد مغذی به طور فعال استفاده می شود. اینها شامل اسیدهای چرب و گلیکوژن است. این مواد به ترکیبات غیر کربوهیدراتی، اسیدهای کتو و اسیدهای آمینه تجزیه می شوند.
بیشتر این ترکیبات از بدن دفع نمی شوند. بازیافت در حال انجام است. این مواد توسط خون از بافت های دیگر به کبد منتقل می شوند و سپس در فرآیند گلوکونئوژنز برای سنتز گلوکز استفاده می شوند. و او منبع کلیدی انرژی است.
نتیجه گیری چیست؟ عملکرد گلوکونئوژنز حفظ سطح طبیعی گلوکز در بدن در طول ورزش شدید و روزه داری طولانی مدت است. تامین مداوم این ماده برای گلبول های قرمز و بافت عصبی ضروری است. اگر به طور ناگهانی ذخایر بدن تخلیه شود، گلوکونئوژنز کمک خواهد کرد. به هر حال، این فرآیند تامین کننده اصلی بسترهای انرژی است.
الکل و گلوکونئوژنز
این ترکیب باید مورد توجه قرار گیرد، زیرا موضوع از نظر پزشکی ودیدگاه بیولوژیکی.
اگر فردی مقدار زیادی الکل مصرف کند، گلوکونئوژنز در کبد بسیار کند می شود. نتیجه کاهش گلوکز خون است. این وضعیت هیپوگلیسمی نامیده می شود.
نوشیدن الکل با معده خالی یا پس از فعالیت بدنی سنگین می تواند باعث کاهش سطح گلوکز تا 30 درصد از حد معمول شود.
البته این وضعیت بر عملکرد مغز تأثیر منفی می گذارد. این بسیار خطرناک است، به خصوص برای مناطقی که دمای بدن را تحت کنترل نگه می دارند. در واقع، به دلیل هیپوگلیسمی، آنها می توانند 2 درجه سانتیگراد یا بیشتر کاهش پیدا کنند، و این یک روند بسیار جدی است. اما اگر به فردی در این حالت محلول گلوکز داده شود، دما به سرعت به حالت عادی باز می گردد.
روزه
تقریباً 6 ساعت پس از شروع، گلوکونئوژنز توسط گلوکاگون (یک پلی پپتید تک زنجیره ای که دارای 29 اسید آمینه است) تحریک می شود.
اما این فرآیند فقط در ساعت 32 فعال می شود. درست در این لحظه، کورتیزول (استروئید کاتابولیک) به آن متصل می شود. پس از آن، پروتئین های عضلانی و سایر بافت ها شروع به تجزیه می کنند. آنها به اسیدهای آمینه تبدیل می شوند که پیش سازهای گلوکز در فرآیند گلوکونئوژنز هستند. این آتروفی عضلانی است. برای بدن، این اقدام اجباری است که باید انجام دهد تا مغز بخش معینی از گلوکز لازم برای عملکرد را دریافت کند. به همین دلیل است که افراد بیمار در حال بهبودی پس از عمل بسیار مهم استو بیماری، تغذیه مکمل خوبی دریافت کرد. اگر اینطور نباشد، ماهیچه‌ها و بافت‌ها شروع به تحلیل خواهند کرد.
اهمیت بالینی
در بالا، به طور خلاصه در مورد واکنش های گلوکونئوژنز و سایر ویژگی های این فرآیند صحبت کردیم. در نهایت، ارزش بحث در مورد اهمیت بالینی را دارد.
اگر استفاده از لاکتات به عنوان سوبسترای لازم برای گلوکونئوژنز کاهش یابد، پیامدهایی به دنبال خواهد داشت: کاهش pH خون و متعاقب آن ایجاد اسیدوز لاکتیک. این می تواند به دلیل نقص در آنزیم های گلوکونئوژنز اتفاق بیفتد.
لازم به ذکر است که اسیدوز لاکتیک کوتاه مدت می تواند بر افراد سالم نیز غلبه کند. این در شرایط کار شدید عضلانی اتفاق می افتد. اما سپس این وضعیت به سرعت با تهویه بیش از حد ریه ها و حذف دی اکسید کربن از بدن جبران می شود.
به هر حال، اتانول همچنین بر گلوکونئوژنز تأثیر می گذارد. کاتابولیسم آن مملو از افزایش مقدار NADH است و این در تعادل در واکنش لاکتات دهیدروژناز منعکس می شود. به سادگی به سمت تشکیل لاکتات تغییر می کند. همچنین تشکیل پیرووات را کاهش می دهد. نتیجه کاهش سرعت کل فرآیند گلوکونئوژنز است.
