glukoneogenes

De glukoneogenes säkerställer den nya syntesen av glukos från pyruvat, laktat och glycerin i kroppen. Detta säkerställer organismens glukosförsörjning under hunger. Störningar i glukoneogenes kan leda till farlig hypoglykemi.

Vad är glukoneogenes?

Under glukoneogenesen genereras glukos igen från nedbrytningsprodukterna av protein, kolhydrat och fettmetabolism.

Reaktionerna på glukoneogenes sker huvudsakligen i levern och musklerna. Där kondenseras sedan den syntetiserade glukosen till glukogen, en lagringssubstans som fungerar som en energilager för snabb energiförsörjning av nervceller, erytrocyter och muskler. Genom glukoneogenes kan 180 till 200 gram glukos nybildas per dag.

Glukoneogenes kan ses som motsatsen till glykolys (nedbrytning av glukos) till pyruvat eller laktat, även om tre reaktionssteg måste ersättas av bypass-reaktioner av energisaker. Glykolys ger pyruvat (pyruvinsyra) eller, under anaeroba förhållanden, laktat (anjon av mjölksyra). Dessutom bildas pyruvinsyra också av aminosyror när de bryts ned. Ett annat substrat för regenerering av glukos är glycerin, som kommer från nedbrytningen av fett. Det omvandlas till dihydroxiacetonfosfat, som fungerar som en metabolit i synteskedjan av glukoneogenes för att bygga upp glukos.

Funktion & uppgift

Frågan uppstår varför glukos bör byggas upp igen om det tidigare delades upp genom glykolys för att generera energi. Det bör emellertid noteras att nervcellerna, hjärnan eller erytrocyterna är beroende av glukos som energileverantör.

Om kroppens tillförsel av glukos används utan att fyllas på tillräckligt snabbt uppstår farlig hypoglykemi, som till och med kan vara dödlig. Med hjälp av glukoneogenes kan den normala blodsockernivån hållas konstant även i tider av hunger eller i energikrävande nödsituationer.

En tredjedel av den nyligen syntetiserade glukosen lagras som glukogen i levern och två tredjedelar i skelettmusklerna. Om du är hungrig under en längre tid sjunker behovet av glukos något eftersom den andra metaboliska vägen är användningen av ketonkroppar för att generera energi.

Den centrala rollen i glukoneogenesen spelas av pyruvinsyra (pyruvat) eller mjölksyran (laktat) som bildas av den under anaeroba förhållanden. Båda föreningarna är också nedbrytningsprodukter under glykolys (nedbrytning av socker).

Dessutom bildas pyruvat också när aminosyror bryts ned. På andra ställen kan glycerin från fettnedbrytning också omvandlas till en metabolit av glukoneogenes, och det integreras i denna process. Under glukoneogenesen produceras glukos igen från nedbrytningsprodukterna i kolhydrat-, protein- och fettmetabolismen.

Kroppens egna regleringsmekanismer säkerställer att glukoneogenes och glykolys inte sker samtidigt. Med ökad glykolys är glukoneogenesen något försvagad. I en fas med ökad glukoneogenes reduceras glykolysen igen.

För detta ändamål finns det hormonella regleringsmekanismer i organismen. Om du till exempel får mycket kolhydrater genom mat, stiger blodsockernivån. Samtidigt stimuleras produktionen av insulin i bukspottkörteln.

Insulin ger cellerna glukos. Där bryts det ned för att generera energi eller om energibehovet är lågt omvandlas det till fettsyror som kan lagras som triglycerider (fett) i fettvävnad.

Om det inte finns tillräckligt med kolhydrater (hunger, extremt lågkolhydratmat eller hög glukosförbrukning i nödsituationer) sjunker blodsockernivån först. Detta kallar den hormonella antagonisten av insulin, hormonet glukagon, på scenen. Glukagon får lagrat glukogen i levern att bryta ner till glukos. När dessa tillförsel är förbrukade börjar den ökade glukoneogenesen från aminosyror för den nya syntesen av glukos i kroppen om hungerfasen kvarstår.

Sjukdomar och sjukdomar

Om glukoneogenesen störs kan kroppen ha lågt blodsocker (hypoglykemi). Hypoglykemi kan ha många orsaker. Till exempel leder hormonella regleringsmekanismer till ökad glukoneogenes när det finns ett ökat behov av glukos eller när tillgången på kolhydrater minskas.

Den hormonella antagonisten mot insulin är hormonet glukagon. När blodsockernivån sjunker ökar produktionen av glukagon, vilket orsakar ökad glukoneogenes. Först bryts glukogenet i lever och muskler ned och omvandlas till glukos. När alla glukogenreserver är förbrukade omvandlas glukogena aminosyror till glukos. Muskelnedbrytning sker för att förse kroppen med energi.

Men om glukoneogenes är svårt att komma igång av olika skäl, utvecklas hypoglykemi, vilket i svåra fall kan leda till medvetslöshet och till och med dödsfall.

Till exempel kan leversjukdomar eller vissa läkemedel hindra glukoneogenes. Konsumtionen av alkohol hämmar också glukoneogenes. Svår hypoglykemi är en nödsituation som kräver snabb läkare.

Ett annat hormon som främjar glukoneogenes är kortisol. Kortisol är en glukokortikoid som finns i binjurebarken och fungerar som ett stresshormon. Dess uppgift är att snabbt tillhandahålla energi i stressande fysiska situationer. För att göra detta måste de fysiska energireserverna aktiveras. Kortisol stimulerar omvandlingen av aminosyror i skelettmusklerna till glukos som en del av glukoneogenesen.

Om binjurebarken är överaktiv, till exempel på grund av en tumör, produceras alltför mycket kortisol. Glukoneogenesen körs sedan i full hastighet. Överproduktionen av glukos leder till nedbrytning av muskler, en försvagning av immunsystemet och fett från bagagerum. Den kliniska bilden kallas Cushings syndrom.