Путь глюконеогенеза кажется мне совершенно бессмысленным. Я не понимаю, зачем организму тратить энергию на создание молекулы, которую затем можно снова метаболизировать с меньшими затратами энергии? Путь, кажется, служит только пустой тратой энергии?
Может ли кто-нибудь объяснить, почему у нас есть глюконеогенез и когда он используется?
Глюконеогенез — это не обращение гликолиза вспять, а образование глюкозы из неуглеводных предшественников (таких как жирные кислоты с нечетной цепью и белки). Причина, почему у нас есть этот процесс, заключается в том, что некоторые органы и ткани могут использовать только глюкозу в качестве источника энергии. К ним относятся головной мозг (хотя здесь могут использоваться и кетоновые тела), эритроциты, яички и мозговое вещество почек.
Обычно глюкоза для снабжения этих тканей поступает непосредственно из углеводов в пище или запасных углеводов, таких как гликоген или крахмал, но когда они недоступны, у организма есть другой способ обойти эту проблему и избежать голодания этих тканей. См., например , здесь и здесь .
Прежде чем обсуждать глюконеогенез, необходимо прояснить следующее:
и, если рассматривать млекопитающих:
потому что эти два последних никогда не бывают одинаковыми,
или в других организмах:
МЛЕКОПИТАЮЩИЕ
Глюконеогенез осуществляется почти исключительно печенью , которая способна обеспечить НАДН и АТФ для этого процесса за счет своего окислительного метаболизма. (Почка также обладает небольшой способностью к глюконеогенезу, но причина этого – другой вопрос). Тканями, потребляющими глюкозу, являются преимущественно эритроциты , мозговая и нервная ткани и мышцы , в зависимости от обстоятельств.
Постабсорбционная «рециркуляция лактата» в покое
Эритроциты не имеют митохондрий, поэтому могут дышать только за счет анаэробного гликолиза, восстанавливая пируват до лактата (чтобы регенерировать НАД + ). Лактат попадает в кровь, поглощается печенью и окисляется до пирувата. Глюконеогенез превращает пируват в глюкозу, которая возвращается в кровоток, восстанавливая тот, который используется эритроцитами. (Здесь мозг также использует глюкозу, но об этом я расскажу ниже.)
«Переработка лактата» в упражнениях
Мышцы обладают определенной аэробной способностью в зависимости от типа. Однако при энергичных упражнениях скелетная мышца становится анаэробной и получает АТФ для мышечного сокращения за счет аэробного гликолиза, снова производя лактат. Гликолиз печени перерабатывает этот лактат для поддержания уровня глюкозы в крови, как и в предыдущем разделе. (Эта общая координация между тканями часто называется в учебниках «циклом Кори». Однако это название может ввести в заблуждение, поскольку это не химический цикл, такой как цикл трикарбоновых кислот или цикл мочевины.)
Голод
При голодании чистый запас энергии упадет. Однако единственной тканью, которая должна быть снабжена глюкозой, является мозг (хотя он может получать часть своих энергетических потребностей из других источников). Печеньглюконеогенез обеспечивает это, но субстраты, отличные от лактата, необходимы для восстановления глюкозы, потерянной при чистом потреблении после истощения запасов гликогена в печени. Основные предшественники глюконеогенеза представляют собой подмножество аминокислот, образующихся в результате распада белка (так называемые глюкогенные аминокислоты), которые питаются на разных участках пути. Глицерин, образующийся в результате распада триглицеридов, также может быть использован, но сами жирные кислоты не могут быть использованы, поскольку они превращаются в ацетил-КоА, который конденсируется с оксалоацетатом для подачи в цикл трикарбоновых кислот и не образует чистого углеродного скелета, который можно было бы использовать для гликолиза.
РАСТЕНИЯ
Я не биохимик растений, поэтому буду рад, если меня поправят, но я понимаю, что глюконеогенез важен после прорастания семян для производства гексоз для использования в полисахаридах клеточной стенки во время роста. Семена содержат запасы жира, который при прорастании окисляется до ацетил-КоА, который переходит в цикл трикарбоновых кислот. Однако растения (и некоторые бактерии) способны преобразовывать его в пируват с помощью пути, которого нет у млекопитающих, — глиоксилатного цикла ( http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22383/ ). Таким образом, в растениях произведенная глюкоза используется не для получения энергии путем окисления, а в качестве предшественника биосинтеза.
БАКТЕРИИ
Глюконеогенез присутствует у некоторых бактерий, где предположительно возник этот путь (а не у млекопитающих). Поэтому интересно рассмотреть его роль там. Опять же, я не бактериолог, но глиоксилатный цикл также присутствует у бактерий, и вполне вероятно, что одной из функций глюконеогенеза будет обеспечение роста на жирных кислотах, а образующаяся глюкоза необходима для синтеза полисахаридов клеточной стенки.
Глюконеогенез происходит во время длительного голодания или ночного голодания, в основном в печени и почках, чтобы обеспечить глюкозой мозг и эритроциты. Поскольку мозг и эритроциты нуждаются в постоянной глюкозе для своей деятельности, этот процесс очень удобен. Этапы глюконеогенеза отличаются от этапов гликолиза, но не обратны ему. Вы можете получить более подробную информацию 1 и 2 .
АлисаД
Крис
АлисаД
Крис
Крис