Ағзадағы маңызды процестердің бірі – глюконеогенез. Бұл глюкозаның көмірсусыз қосылыстардан (әсіресе пируват) түзілуіне әкелетін метаболикалық жолдың атауы.
Оның мүмкіндіктері қандай? Бұл процесс қалай реттеледі? Бұл тақырыпқа қатысты көптеген маңызды нюанстар бар, енді оларға назар аударған жөн.
Анықтама
Сонымен, глюконеогенез дегеніміз көмірсутектік емес табиғаты бар заттардан глюкозаның синтезделу процесі. Ол негізінен бауырда, аз қарқынды түрде – бүйрек қыртысында және ішектің шырышты қабатында өтеді.
Бұл процесс белгілі бір айналып өтулері бар барлық қайтымды гликолиз реакцияларын қамтиды. Қарапайым тілмен айтқанда, ол глюкозаның тотығу реакцияларын толығымен қайталамайды. Не болады? Глюконеогенез барлық ұлпаларда болуы мүмкін процесс. Жалғыз ерекшелік - 6-фосфатаза реакциясы. Ол тек бүйрек пен бауырда болады.
ЖалпыМүмкіндіктер
Глюконеогенез – микроорганизмдерде, саңырауқұлақтарда, өсімдіктерде және жануарларда болатын процесс. Бір қызығы, оның реакциялары барлық түрлер мен ұлпалар үшін бірдей.
Жануарлардағы глюкозаның ең маңызды прекурсорлары үш көміртекті қосылыстар болып табылады. Оларға глицерин, пируват, лактат және амин қышқылдары жатады.
Глюконеогенез процесінде түзілген глюкоза қанға, одан басқа ұлпаларға тасымалданады. Ары қарай не? Денеге ұшыраған физикалық жүктемеден кейін қаңқа бұлшықеттерінде пайда болған лактат қайтадан бауырға жіберіледі. Онда ол глюкозаға айналады. Ол, өз кезегінде, қайтадан бұлшықетке енеді немесе гликогенге айналады.
Сипатталған бүкіл цикл Кори циклі деп аталады. Бұл лактат бұлшықеттерден бауырға тасымалданатын, содан кейін глюкозаға айналатын ферментативті биохимиялық процестердің бір түрі.
Субстраттар
Гликолиз бен глюконеогенездің реттелу ерекшеліктерін талқылағанда бұл тақырыпқа да тоқталған жөн. Субстраттар - қоректік ортаны құрайтын реагенттер. Глюконеогенез жағдайында олардың рөлін мыналар атқарады:
- Пирув қышқылы (ПВХ). Онсыз көмірсулардың қорытылуы және аминқышқылдарының алмасуы мүмкін емес.
- Глицерин. Оның күшті құрғататын қасиеті бар.
- Сүт қышқылы. Ол реттеуші метаболикалық процестердің ең маңызды қатысушысы.
- Аминқышқылдары. Олар кез келген тірі ағзаның, соның ішінде адамның негізгі құрылыс материалы болып табылады.
Бұл элементтердің глюконеогенез процесіне қосылуы организмнің физиологиялық жағдайына байланысты.
Процесс қадамдары
Олар, шын мәнінде, гликолиз (глюкозаның тотығуы) кезеңдерін толығымен қайталайды, бірақ тек қарама-қарсы бағытта. Катализді бірдей ферменттер жүзеге асырады.
Төрт ерекшелік бар - пируваттың оксалоацетатқа, глюкоза-6-фосфаттың таза глюкозаға, фруктоза-1, 6-дифосфаттың фруктоза-6-фосфатқа және оксалоацетаттың фосфоэнолға айналуы.ruvate.
Екі процестің де өзара реттелетінін ескерткім келеді. Яғни, жасуша энергиямен жеткілікті түрде қамтамасыз етілсе, онда гликолиз тоқтайды. Осыдан кейін не болады? Глюконеогенез басталады! Қарама-қарсы бағытта да солай. Гликолиз белсендірілгенде бауыр мен бүйректегі глюконеогенез тоқтайды.
Ереже
Қарастырылып отырған тақырыптың тағы бір маңызды нюансы. Глюконеогенездің реттелуі туралы не айтуға болады? Егер бұл жоғары жылдамдықпен гликолизбен бір мезгілде орын алса, нәтижесінде АТФ тұтынуы орасан артып, жылу қалыптаса бастайды.
Бұл процестер өзара байланысты. Егер, мысалы, глюкозаның гликолиз арқылы өтуі жоғарыласа, онда глюконеогенез арқылы пируваттың мөлшері азаяды.
Глюкоза-6-фосфат туралы бөлек айту керек. Айтпақшы, бұл элементтің басқа атауы бар. Оны фосфорланған глюкоза деп те атайды. Барлық жасушаларда бұл зат гексокиназа реакциясы кезінде түзіледі, ал вбауыр – фосфоролиз кезінде. Сондай-ақ ол GNG нәтижесінде (іш ішекте, бұлшықеттерде) немесе моносахаридтердің (бауырда) бірігуі нәтижесінде пайда болуы мүмкін.
Глюкоза-6-фосфат қалай қолданылады? Біріншіден, гликоген синтезделеді. Содан кейін ол екі рет тотығады: бірінші рет анаэробты немесе аэробты жағдайда, ал екінші рет пентозофосфатты жолда. Содан кейін ол тікелей глюкозаға айналады.
Ағзадағы рөлі
Глюконеогенез функциясын бөлек талқылау керек. Барлығына белгілі, аштық кезінде адам ағзасында қоректік заттардың қорлары белсенді түрде пайдаланылады. Оларға май қышқылдары мен гликоген жатады. Бұл заттар көмірсусыз қосылыстарға, кетоқышқылдарға және аминқышқылдарына ыдырайды.
Бұл қосылыстардың көпшілігі ағзадан шығарылмайды. Қайта өңдеу жүріп жатыр. Бұл заттар қан арқылы басқа ұлпалардан бауырға тасымалданады, содан кейін глюкозаны синтездеу үшін глюконеогенез процесінде қолданылады. Және ол энергияның негізгі көзі.
Қорытынды қандай? Глюконеогенездің қызметі қарқынды жаттығулар мен ұзақ аштық кезінде ағзадағы глюкозаның қалыпты деңгейін сақтау болып табылады. Бұл заттың тұрақты жеткізілімі эритроциттер мен жүйке тіндері үшін қажет. Егер кенеттен дененің қоры таусылып кетсе, онда глюконеогенез көмектеседі. Өйткені, бұл процесс энергия субстраттарының негізгі жеткізушісі болып табылады.
Алкоголь және глюконеогенез
Бұл комбинацияға назар аудару керек, өйткені тақырып медициналық жәнебиологиялық көзқарас.
Егер адам алкогольді көп мөлшерде тұтынса, онда бауырда пайда болатын глюконеогенез айтарлықтай баяулайды. Нәтижесінде қандағы глюкозаның төмендеуі байқалады. Бұл жағдай гипогликемия деп аталады.
Аш қарынға немесе ауыр физикалық күш салудан кейін алкогольді ішу глюкоза деңгейінің нормадан 30%-ға дейін төмендеуіне әкелуі мүмкін.
Әрине, бұл жағдай ми қызметіне кері әсер етеді. Бұл өте қауіпті, әсіресе дене температурасын бақылауда ұстайтын аймақтар үшін. Шынында да, гипогликемияға байланысты олар 2 ° C немесе одан да көп төмендеуі мүмкін және бұл өте маңызды үрдіс. Бірақ мұндай күйдегі адамға глюкоза ерітіндісі берілсе, температура тез қалыпқа келеді.
Ораза
Ол басталғаннан кейін шамамен 6 сағаттан кейін глюконеогенез глюкагонмен (бір тізбекті полипептид, яғни 29 амин қышқылының қалдығы) ынталандырыла бастайды.
Бірақ бұл процесс тек 32-сағатта белсенді болады. Дәл осы сәтте оған кортизол (катаболикалық стероид) қосылады. Осыдан кейін бұлшықет ақуыздары мен басқа тіндер ыдырай бастайды. Олар глюконеогенез процесінде глюкозаның прекурсорлары болып табылатын аминқышқылдарына айналады. Бұл бұлшықет атрофиясы. Ағза үшін бұл мидың жұмыс істеуі үшін қажетті глюкозаның белгілі бір бөлігін алуы үшін мәжбүрлі шара. Сондықтан науқастардың операциядан айығуы өте маңыздыжәне ауру, жақсы қосымша тамақтану алды. Бұлай болмаса, бұлшықеттер мен тіндер сарқыла бастайды.
Клиникалық маңыздылығы
Жоғарыда біз глюконеогенез реакциялары және осы процестің басқа да ерекшеліктері туралы қысқаша айттық. Ақырында, клиникалық маңыздылығын талқылаған жөн.
Лактатты глюконеогенезге қажетті субстрат ретінде пайдалану төмендесе, салдары болады: қанның рН төмендеуі және кейіннен сүт ацидозының дамуы. Бұл глюконеогенез ферменттеріндегі ақауға байланысты болуы мүмкін.
Айта кету керек, қысқа мерзімді лактоацидоз сау адамдарды да жеңе алады. Бұл қарқынды бұлшықет жұмысы жағдайында болады. Бірақ кейін бұл жағдай өкпенің гипервентиляциясы және денеден көмірқышқыл газын шығару арқылы тез өтеледі.
Айтпақшы, этанол да глюконеогенезге әсер етеді. Оның катаболизмі NADH мөлшерінің жоғарылауымен байланысты және бұл лактатдегидрогеназа реакциясындағы тепе-теңдікте көрінеді. Ол жай ғана лактат түзілу жағына ауысады. Сондай-ақ пируваттың түзілуін азайтады. Нәтиже – глюконеогенездің бүкіл процесінің баяулауы.
