Глюконеогенез: введение, биомедицинское значение

Глюконеогенез - это синтез глюкозы и синтез гликогена из органических молекул, не относящихся к углеводам. Главными субстратами служат глюкогенные аминокислоты , лактат, аланин, глицерол и (у жвачных) пропионат . Глюкогенные аминокислоты сначала превращаются в пируват , альфа-кетоглутарат , фумарат или оксалоацетат . Основные субстраты глюконеогенеза: лактат (образуется при катаболизме глюкозы во всех тканях); (аминокислоты образуются при катаболизме белков мышечной ткани ); глицерин (продукт катаболизма триглицеридов жировой ткани). Во время ночного голодания только 25% глюкозы печеночного происхождения образуется путем глюконеогенеза. После пробуждения вклад гликогенолиза в общую продукцию глюкозы значительно снижается, и по мере удлинения периода голодания глюконеогенез все более преобладает над гликогенолизом. Глюконеогенез включает все механизмы и пути, обеспечивающие образование глюкозы и гликогена из неуглеводных компонентов. Происходит главным образом в печени и почках, поскольку именно в этих органах имеется полный набор необходимых ферментов.

Биомедицинское значение

Глюконеогенез обеспечивает потребности организма в глюкозе в тех случаях, когда диета содержит недостаточное количество углеводов. Постоянное поступление глюкозы в качестве источника энергии особенно необходимо для нервной системы и эритроцитов. При понижении концентрации глюкозы в крови ниже определенного критического уровня нарушается функционирование мозга; при тяжелой гипогликемии возникает коматозное состояние и может наступить летальный исход. Глюкоза необходима также для жировой ткани как источник глицерола, входящего в состав глицеридов; она играет, вероятно, существенную роль в поддержании эффективных концентраций интермедиатов цикла лимонной кислоты во многих тканях. Из этого следует, что даже в условиях, когда большая часть потребностей организма в калориях обеспечивается за счет жира, всегда сохраняется определенная потребность в глюкозе. Кроме того, глюкоза служит единственным видом топлива для работы скелетной мышцы в анаэробных условиях. Она является предшественником молочного сахара ( лактозы ) в молочных железах и активно потребляется плодом в период развития. Следует отметить также, что механизм глюконеогенеза используется для удаления из крови продуктов тканевого метаболизма, например лактата, образующегося в мышцах и эритроцитах, глицерола, непрерывно образующегося в жировой ткани. Пропионат - главная глюкогенная жирная кислота , образующаяся в процессе переваривания углеводов жвачными животными, является главным субстратом глюконеогенеза у этих животных.