Glukoneogenez

Glukoneogenez vücutta piruvat, laktat ve gliserinden yeni glikoz sentezini sağlar. Bu, organizmanın açlık zamanlarında glikoz tedarikini sağlar. Glukoneogenezdeki rahatsızlıklar tehlikeli hipoglisemiye neden olabilir.

Glukoneogenez nedir?

Glukoneogenez sırasında protein, karbonhidrat ve yağ metabolizmasının parçalanma ürünlerinden tekrar glikoz üretilir.

Glukoneogeneze reaksiyonlar esas olarak karaciğer ve kaslarda gerçekleşir. Burada sentezlenen glikoz, sinir hücrelerinin, eritrositlerin ve kasların hızlı enerji beslemesi için bir enerji deposu görevi gören bir depolama maddesi olan glikojene yoğunlaştırılır. Glukoneogenez yoluyla, günde 180 ila 200 gram yeni glikoz oluşturulabilir.

Glukoneogenez, glikolizin (glikozun parçalanması) piruvata veya laktata tersi olarak görülebilir, ancak enerjik nedenlerden dolayı üç reaksiyon aşamasının baypas reaksiyonları ile değiştirilmesi gerekir. Glikoliz, piruvat (piruvik asit) veya anaerobik koşullar altında laktat (laktik asit anyonu) üretir. Ayrıca piruvik asit, parçalandıklarında amino asitlerden de oluşur. Glikoz rejenerasyonu için başka bir substrat, yağın parçalanmasından gelen gliserindir. Glikoz oluşturmak için glikoneojenezin sentez zincirinde bir metabolit görevi gören dihidroksiaseton fosfata dönüştürülür.

İşlev ve görev

Soru, daha önce enerji üretmek için glikoliz tarafından parçalanmışsa, glikozun neden yeniden inşa edilmesi gerektiği sorusudur. Bununla birlikte, sinir hücrelerinin, beynin veya eritrositlerin bir enerji tedarikçisi olarak glikoza bağımlı olduğu unutulmamalıdır.

Yeterince hızlı yenilenmeden vücudun glikoz kaynakları tükenirse, ölümcül bile olabilen tehlikeli hipoglisemi oluşur. Glukoneogenez yardımıyla, normal kan şekeri seviyesi açlık zamanlarında veya enerji tüketen acil durumlarda bile sabit tutulabilir.

Yeni sentezlenen glikozun üçte biri karaciğerde ve üçte ikisi iskelet kaslarında glukojen olarak depolanır. Daha uzun süre acıkırsanız, ikinci metabolik yol enerji üretmek için keton cisimciklerinin kullanılması olduğu için glikoz ihtiyacı biraz düşer.

Glukoneojenezdeki merkezi rol, pirüvik asit (piruvat) veya anaerobik koşullar altında ondan oluşan laktik asit (laktat) tarafından oynanır. Her iki bileşik de glikoliz (şekerin parçalanması) sırasında parçalanma ürünleridir.

Ek olarak, amino asitler parçalandığında piruvat oluşur. Başka yerlerde, yağ parçalanmasından elde edilen gliserin de bir glukoneogenez metabolitine dönüştürülebilir ve bu sürece dahil edilir. Glukoneogenez sırasında karbonhidrat, protein ve yağ metabolizmasının parçalanma ürünlerinden glikoz üretilir.

Vücudun kendi düzenleyici mekanizmaları, glikoneogenezin ve glikolizin aynı anda gerçekleşmemesini sağlar. Artan glikoliz ile glukoneogenez bir şekilde zayıflar. Artmış glukoneogenez fazında, glikoliz tekrar azaltılır.

Bu amaçla organizmada hormonal düzenleyici mekanizmalar vardır. Örneğin yemek yoluyla çok fazla karbonhidrat tüketilirse kan şekeri seviyesi yükselir. Aynı zamanda pankreasta insülin üretimi uyarılır.

İnsülin, hücrelere glikoz sağlar. Orada enerji üretmek için parçalanır ya da enerji ihtiyacı düşükse, yağ dokusunda trigliserit (yağ) olarak depolanabilen yağ asitlerine dönüştürülür.

Yetersiz karbonhidrat kaynağı varsa (açlık, aşırı düşük karbonhidratlı yiyecekler veya acil durumlarda yüksek glikoz tüketimi), ilk önce kan şekeri seviyesi düşer. Bu, olay yerinde insülinin hormonal antagonisti olan glukagon hormonunu çağırır. Glukagon, karaciğerde depolanan glikojenin glikoza dönüşmesine neden olur. Bu malzemeler tükendiğinde, açlık fazı devam ederse, vücutta yeni glikoz sentezi için amino asitlerden artan glikoneogenez başlar.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Glukoneogenez bozulursa, vücutta düşük kan şekeri (hipoglisemi) olabilir. Hipogliseminin birçok nedeni olabilir. Örneğin, hormonal düzenleyici mekanizmalar, artan glikoza ihtiyaç duyulduğunda veya azalan karbonhidrat arzı olduğunda artan glukoneogeneze yol açar.

İnsülinin hormonal antagonisti, glukagon hormonudur. Kan şekeri seviyesi düştüğünde, glukagon üretimi artar ve bu da glukoneojenezin artmasına neden olur. İlk önce karaciğerde ve kaslarda depolanan glikojen parçalanır ve glikoza dönüştürülür. Tüm glikojen rezervleri tükendiğinde, glukojenik amino asitler glikoza dönüştürülür. Vücuda enerji sağlamak için kas yıkımı gerçekleşir.

Bununla birlikte, glukoneogenezin çeşitli nedenlerle devam etmesi zorsa, hipoglisemi gelişir, bu da ağır vakalarda bilinç kaybına ve hatta ölüme yol açabilir.

Örneğin, karaciğer hastalıkları veya bazı ilaçlar glukoneogenezi engelleyebilir. Alkol tüketimi de glukoneogenezi inhibe eder. Şiddetli hipoglisemi, hızlı tıbbi müdahale gerektiren acil bir durumdur.

Glukoneogenezi destekleyen bir başka hormon kortizoldür. Kortizol, adrenal kortekste bulunan ve bir stres hormonu görevi gören bir glukokortikoiddir. Görevi, stresli fiziksel durumlarda hızlı bir şekilde enerji sağlamaktır. Bunu yapmak için fiziksel enerji rezervlerinin etkinleştirilmesi gerekir. Kortizol, iskelet kaslarındaki amino asitlerin glikoneojenezin bir parçası olarak glikoza dönüşümünü uyarır.

Adrenal korteks, örneğin bir tümör nedeniyle aşırı aktifse, sürekli olarak çok fazla kortizol üretilir. Glukoneogenez daha sonra tam hızda çalışır. Aşırı glikoz üretimi, kas yıkımına, bağışıklık sisteminin zayıflamasına ve gövde obezitesine yol açar. Bu klinik tablo Cushing sendromu olarak bilinir.