گلوکونئوژنز

گلوکونئوژنز (Gluconeogenesis) مسیری متابولیک است که کربوهیدرات‌ها را از پیش‌سازهای غیر کربوهیدراتی ساده (مانندپیروات، لاکتات، گلیسرول و اگزالواستات) در موجودات زنده می‌سازد.

این مسیر یکی از راهکارهایی است که بدن انسان و برخی جانوران جهت جلوگیری از افت سطح گلوکز خون در کنار گلیکوژنولیز انجام می‌دهند.

پیش سازها

در انسان پیش سازهای اصلی گلوکونئوژنیک لاکتات ، گلیسرول (که بخشی از مولکول تریسیلیل گلیسرول است) ، آلانین و گلوتامین است. در کل ، آنها بیش از 90٪ کل گلوکونوژنز را تشکیل می دهند.

سایر اسیدهای آمینه گلوکوژنیک و همچنین تمام واسطه های چرخه اسید سیتریک ،

از طریق تبدیل به اگزالو استات ، همچنین می توانند به عنوان بسترهای مربوط به گلوکونوژنز عمل کنند.

در نشخوارکنندگان ، پروپیونات بستر اصلی گلوکونوژنیک است. پروپيونات در انسان ، از اکسيد β و اسيدهاي چرب و شاخه دار بوجود مي آيد.

لاکتات با استفاده از آنزیم لاکتات دهیدروژناز به چرخه کوری تبدیل شده و به کبد منتقل می شود. پیروات ، اولین بستر تعیین شده مسیر گلوکونوژنیک ، می تواند برای تولید گلوکز استفاده شود.

انتقال اسیدهای آمینه

باعث ورود مستقیم کربن به چرخه به صورت مستقیم (به عنوان پیروات یا اگزالو استات) یا غیر مستقیم از طریق چرخه اسید سیتریک می شود. سهم چرخه لاکتات Cori در تولید گلوکز در مدت زمان ناشتا افزایش می یابد.

پس از 12 ، 20 و 40 ساعت روزه گرفتن توسط داوطلبان ، سهم لاکتات چرخه Cori در گلوکونئوژنز به ترتیب 41٪ ، 71٪ و 92٪ بود.

وجود چرخه گلیوکسیلات در انسان ثابت نشده است ،

و به طور گسترده ای تصور می شود که اسیدهای چرب را نمی توان به طور مستقیم به گلوکز در انسان تبدیل کرد.

با این حال ، کربن 14 هنگامی که در اسیدهای چرب تأمین می شود ، به گلوکز ختم می شود.

اما بعید به نظر می رسد که 2-کربن استیل-CoA حاصل از اکسیداسیون اسیدهای چرب باعث تولید خالص گلوکز از طریق چرخه اسید سیتریک شود .

استیل-CoA را می توان از طریق سدیم به پیروات و لاکتات تبدیل کرد. مسیر کتوژنیک به عبارت ساده ، از اسید استیک (به شکل استیل CoA) برای تولید جزئی گلوکز استفاده می کند.

گروه های استیل می توانند بخشی از مولکول های گلوکز(نه اتم کربن 5) را تشکیل دهند

برای تشکیل بقیه مولکول گلوکز به بسترهای اضافی (مانند پیروات) نیاز دارند.

محل انجام گلوکونئوژنیک

اعتقاد بر این است که در پستانداران ، گلوکونئوژنز محدود به کبد ، کلیه ، روده ، و ماهیچه ها است ، اما شواهد اخیر حاکی از وجود گلوکونئوژنز در آستروسیت های مغز است. این اندام ها از پیش سازهای گلوکونوژن کمی متفاوت استفاده می کنند. کبد به طور ترجیحی از اسیدهای آمینه لاکتات ، گلیسرول و گلوکوژنیک (بخصوص آلانین) استفاده می کند در حالی که کلیه از لاکتات ، گلوتامین و گلیسرول استفاده می کند. لاکتات از چرخه Cori بزرگترین منبع برای گلوکونئوژنز، به ویژه برای کلیه است.

کبد از گلیکوژنولیز و گلوکونئوژنز برای تولید گلوکز استفاده می کند ، در حالی که کلیه فقط از گلوکونئوژنز استفاده می کند.کبد پس از غذا ، سنتز گلیکوژن را تغییر می دهد ، در حالی که کلیه گلوکونئوژنز را افزایش می دهد. روده بیشتر از گلوتامین و گلیسرول استفاده می کند.