Otak memerlukan gula: neuron berfungsi hampir secara eksklusif pada glukosa, jadi perlu memastikan bekalan gula ini berterusan. Otak mengambil kira-kira 120 g glukosa sehari, sementara keperluan harian keseluruhan organisma berjumlah kira-kira 200 g.
Di dalam badan kita kira-kira 100 g glukosa disimpan dalam bentuk glikogen di hati, 5-10 g lagi terdapat dalam cecair biologi, sementara sekitar 200-300 g disimpan di dalam otot, selalu dalam bentuk glikogen. Untuk memastikan kelangsungan bekalan glukosa ke tisu yang memerlukannya, strategi digunakan untuk mengubah molekul yang kurang bergerak menjadi glukosa: glukoneogenesis.
Gluconeogenesis adalah proses sintesis glukosa bermula dari prekursor bukan karbohidrat:
- asid laktik: dihasilkan oleh glikolisis anaerob
- asid amino *: berasal dari diet atau penurunan protein struktur
- gliserol: diperoleh daripada hidrolisis trigliserida
Glukoneogenesis sangat penting untuk memastikan bekalan glukosa yang mencukupi ke tisu bebas insulin (otak, sel darah merah dan otot semasa latihan fizikal yang sengit).
Glukoneogenesis, yang berlaku di banyak tisu dan khususnya di hati, menjadi penting semasa berpuasa, ketika simpanan karbohidrat tubuh habis.
* Dari pelbagai asid amino glukoneogenetik (termasuk asid glutamat dan aspartik, alanin, sistein, glisin, prolin, serine, threonine), alanin yang dilepaskan dari otot rangka memainkan peranan utama (lihat kitaran glukosa-alanin).
Glukoneogenesis bermula dari piruvat dan sebahagian besarnya adalah sebaliknya dari glikolisis.
Otak:
- dalam keadaan normal, hanya menggunakan glukosa;
- sekiranya berpuasa berpanjangan (2-3 hari) ia semakin mengeksploitasi sifat bertenaga badan keton;
- apabila anda berpuasa segera (antara waktu makan), setelah habis simpanan karbohidrat, ia menggunakan glukosa yang berasal dari asid amino yang diperoleh dari hidrolisis protein struktur: enzim protease menurunkan protein menjadi asid amino yang kemudian, oleh tindakan transaminase enzim, diubah menjadi asid alpha-keto, seterusnya digunakan untuk menggantikan glukosa (lihat degradasi asid amino).
Glukoneogenesis adalah tanggungjawab tunggal hati (ia juga berlaku pada tahap yang lebih rendah di buah pinggang + dan di usus); di sini, melalui glukoneogenesis, glukosa diperoleh yang akan diangkut ke pelbagai tisu, hingga ke otak.
Tujuh daripada sepuluh reaksi glikolisis berlaku pada arah yang berlawanan dengan glukoneogenesis; jika glukoneogenesis adalah glikolisis terbalik yang tepat, pada setiap peringkat, diperlukan untuk membekalkan tenaga. Oleh itu, tiga reaksi glikolisis tidak dapat dieksploitasi (atas sebab tenaga) dalam glukoneogenesis; bukannya ketiga reaksi ini, reaksi lain dieksploitasi dengan berlainan substrat, produk dan enzim.
Tindak balas yang membawa dari glukosa 6-fosfat menjadi glukosa dikatalisis oleh a fosfatase bukannya kinase; peralihan dari fruktosa 1,6-bifosfat ke fruktosa 6-fosfat juga dikatalisis oleh fosfatase dan bukannya kinase.
Reaksi ketiga yang berbeza dari glikolisis adalah reaksi yang membawa kepada pembentukan fosfoenolpyrivat dari piruvat; ini berlaku melalui karboksilase piruvat, yang menggunakan molekul karbon dioksida untuk memanjangkan rantai karbon, dan dengan menggunakan phosphoenolpyruvate carboxykinase (tenaga untuk proses ini disediakan oleh GTP).
Katakan anda bersenam dan tidak makan, anda perlu mengaktifkan metabolisme glukosa untuk menghasilkan tenaga. Sekiranya glukosa darah kurang dari 5 mM maka isyarat keperluan glukosa dapat dicapai: sel α pankreas melepaskan hormon (itu adalah dipeptida kecil) glukagon yang, melalui darah, mencapai hepatosit (hati); di sini laluan glukoneogenetik diaktifkan dan glikolisis disekat. Glukosa yang baru terbentuk akan dilancarkan ke dalam peredaran darah dan disampaikan terutama kepada sel darah merah, sistem saraf dan tisu otot. Lihat juga: karbohidrat dan hipoglikemia.
.jpg)
