Glukogenese

Den gluconeogenese , også kaldet glukoneogenese er syntesen af glucose fra ikke-kulhydrat forbindelser. Man kan tro, at det er det modsatte af glykolyse , men de biokemiske veje, der er taget, skønt de har fælles punkter, er ikke identiske (ja, trinene med glukoneogenese omgår de irreversible trin, der findes i glykolyse ).

Hjælpeprogram

Glukogenese er en anabolsk metabolisk vej, der sker kontinuerligt med mere eller mindre intensitet afhængigt af fødeindtagelse for at holde blodsukkeret konstant, især når der er et fald i kulhydratindtag . Det er derfor, hun er meget aktiv i faste . En syntese af glukose observeres i leveren fra glycerol som følge af hydrolyse af lipidreserverne i fedtvæv eller endog fra aminosyrer, der skyldes hydrolyse af proteiner (hovedsagelig muskel).

Så snart glykogenlagrene er opbrugt, hvilket sker efter en fastedag , er kilderne til glukose ved glukoneogenese hovedsageligt aminosyrer (45%) og i mindre grad lactat (30%) og glycerol (25). %).

Denne operation udføres af leveren . Den gør det muligt at tilføre glucose permanent, til de såkaldte kulhydrat-afhængige celler , såsom røde blodlegemer , som ikke direkte kan anvende lipider eller proteiner for at producere energi - er fri for mitokondrier , kun mælkesyregæring gør det muligt at sikre produktionen af ATP i disse celler.

To andre organer end leveren er i stand til at udføre glukoneogenese: nyren og tarmen. Renal gluconeogenese bliver særlig vigtig under faste, da den aktiveres af den metaboliske acidose, der er forbundet med denne metaboliske situation. Tarmgluconeogenesen ville også blive aktiveret i løbet af hurtigt. I fodret tilstand ville tarmglukoneogenese udgøre et vigtigt signal til regulering af energimetabolisme. Den glukose, den producerer, vil blive detekteret af portalvenes nervesystem, som sender et signal til de vigtigste områder af hjernen, der styrer energihomeostase.

Gluconeogenesis.png

Biosyntetiske veje

Der er flere forløbere for syntesen af glucose , såsom visse aminosyrer , lactat , glycerol , pyruvat . Af metabolitter i Krebs-cyklussen kan også omdannes til mellemprodukter af gluconeogenese.

Fra lactat

Under mælkesyrefermentering ( anaerob glycolyse ) omdannes glukose til lactat (fra pyruvat produceret ved glykolyse ) i musklerne under fysisk anstrengelse. Lactatet transporteres derefter via den blodet til leveren , eller det kan omdannes tilbage til pyruvat. Denne reaktion katalyseret af lactatdehydrogenase forekommer i hyaloplasma og mitokondrier i leverceller. Pyruvat metaboliseres derefter til glucose . Denne cyklus kaldes også Cori-cyklussen .

( Laktat + NAD + ← → pyruvat + NADH + H + .) X2 2 pyruvat + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + H + + 6 H 2 O→ glukose + 4 ADP + 2 BNP + 6 P i + 2 NAD + 2 laktat + 4 ATP + 2 GTP + 6 H2O → Glukose + 4 ADP + 2 GTP + 6 P i

Fra pyruvat

Omdannelsen af pyruvat til glucose er den centrale vej og bruger delvist de samme metaboliske veje som glykolyse - men i den anden retning.

Det styres af hyperglykæmiske hormoner ( glukagon ), der blandt andet virker på hepatocytter .

Tre af trinene i glykolyse er ikke reversible, og glukoneogenese tager derefter afledninger. Det er et spørgsmål om at omgå disse tre faser (kræver enten en ATP eller en NADP + H + ).

Vi beskæftiger os kun her med forskellene med omvendt glykolyse.

Pyruvat → phosphoenolpyruvat (PEP) →…

I de andre faser følger gluconeogenese mønsteret af glykolyse .

… → fruktose-1,6-bisphosphat → fruktose-6-phosphat →…

Denne reaktion katalyseres af fructose-1,6-bisphosphatase , som hydrolyseres den gruppe phosphat af atomer n o  1. Dette enzym er reguleret så allosterisk  :

… → glukose-6-fosfat → glukose

Endelig fjerner glucose-6-phosphatase phosphatgruppen fra glucose-6-phosphat (G6P) for at give glucose . Dette enzym er strengt lokaliseret i det endoplasmatiske retikulum i cellen , og G6P skal derfor først importeres til denne organel af G6P-translokasen.

2 pyruvat + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2 H + + 6 H 2 O→ glucose + 4 ADP + 2 BNP + 6 P i + 2 NAD + , .DELTA.G ° ' = -38  kJ · mol -1

Fra glycerol

Det forekommer hovedsageligt i leveren fra glycerol, for eksempel fra komplet hydrolyse af triglycerider . Den bruger følgende rute:

Derfra slutter stien sig til glukoneogenese fra pyruvat, det vil sige:

Balance
Forbrug Produktion
  • 2 glycerol
  • 2 ATP
  • 2 NAD +
  • 2 H 2 O
  • 1 glukose
  • 2 ADP
  • 2 (NADH, H + )
  • 2 P i

Det tager to glycerol (3 carbonforbindelser) at syntetisere glucose.

Fra aminosyrer

Forbrug af aminosyrer finder sted, når det er absolut nødvendigt. Aminosyrer kommer hovedsagelig fra muskel proteiner . De kan omdannes til mellemprodukter i glykolyse og kan derfor føre til dannelse af glukose .

Medicin

Kun visse organer kan udføre glukoneogenese: lever , nyrer og tarm . Nogle undersøgelser af drøvtyggere og amning hos mennesker viser, at brystkirtlerne også kan give noget af syntesen af ​​glukose i fastetider . Syntesen af galactose (bestanddel af lactose med glucose) kan udføres fra glucose eller fra glycerol ifølge en proces kaldet hexoneogenese.

Se også

Relaterede artikler

Eksternt link

(en) Den kemiske logik bag glukoneogenese

Referencer

  1. Deshusses Epelly Florence, afhandling, Universitetet i Genève, 2000.