Glükoneogenees tagab glükoos Alates püruvaat, laktaat ja glütserool kehas. Sel viisil tagab see glükoos organismi varustamine näljaperioodidel. Glükoneogeneesi häired võivad viima ohtlikuks hüpoglükeemia.
Mis on glükoneogenees?
Glükoneogeneesi reaktsioonid esinevad peamiselt maks ja lihased. Glükoneogeneesi ajal glükoos toodetakse taas valgu, süsivesikute ja rasvade ainevahetus. Glükoneogeneesi reaktsioonid toimuvad peamiselt maks ja lihastes. Seal kondenseeritakse sünteesitud glükoos seejärel glükogeeniks, ladustatavaks aineks, mis toimib energiavaruna närvirakkude kiireks energiavarustuseks, erütrotsüüdid ja lihased. Glükoneogenees võib toota 180 kuni 200 grammi uut glükoosi päevas. Glükoneogeneesi võib vaadelda kui glükolüüsi (glükoosi lagunemise) pöördumist püruvaat or laktaat, kuid energia põhjustel tuleb kolm reaktsioonietappi asendada möödareaktsioonidega. Glükolüüs toodab püruvaat (püroviinhape) või anaeroobsetes tingimustes laktaat (anioon piimhape). Lisaks moodustub püroviinhape ka aminohapped nende degradeerumise ajal. Teine substraat glükoosi lahustamiseks on glütserool, mis on saadud rasvade lagunemisest. See teisendatakse dihüdroksüatsetoon fosfaat, mis toimib glükoneogeneesi sünteesiahelas metaboliidina, et ehitada glükoosi.
Funktsioon ja roll
Tekib küsimus, miks peaks glükoosi taastama, kui see oli energia tootmiseks eelnevalt glükolüüsi teel lagundatud. Siiski tuleb meeles pidada, et närvirakud, ajuvõi erütrotsüüdid sõltuvad veenvalt glükoosist kui energiaallikast. Kui keha glükoosivarud ammenduvad ilma piisavalt kiiresti täiendamata, on tulemus ohtlik hüpoglükeemia, mis võib isegi saatuslikuks saada. Glükoneogeneesi abil normaalne veri glükoositaset saab hoida konstantsena isegi näljaperioodidel või energiat tarbivates hädaolukordades. Üks kolmandik äsja sünteesitud glükoosist salvestatakse glükogeenina maks ja kaks kolmandikku skeletilihastes. Pikaajalisel näljaperioodil väheneb glükoosinõudlus mõnevõrra seetõttu, et ketoonkehade kasutamine energia tootmiseks on kindlaks määratud teise ainevahetusrajana. Glükoneogeneesis mängib keskset rolli püroviinhape (püruvaat) või piimhape (laktaat), mis moodustub sellest anaeroobsetes tingimustes. Mõlemad ühendid on glükolüüsi käigus ka laguproduktid (suhkur lagunema). Lisaks moodustub püruvaat ka lagunemisel aminohapped. Teises punktis glütserool rasvade lagunemisest võib samuti muutuda glükoneogeneesi metaboliidiks, kaasates sellesse protsessi. Seega toodab glükoneogenees uuesti glükoosi süsivesikute, valkude ja rasvade ainevahetus. Organismi enda reguleerivad mehhanismid tagavad, et glükoneogenees ja glükolüüs ei kulgeks kõrvuti samal määral. Kui glükolüüs on võimendatud, on glükoneogenees mõnevõrra nõrgenenud. Glükoneogeneesi suurenenud faasis on glükolüüs omakorda drossel. Sel eesmärgil eksisteerivad organismis hormonaalsed reguleerivad mehhanismid. Näiteks kui palju süsivesikuid mida tarnitakse toidu kaudu, veri glükoositase tõuseb. Samal ajal toodetakse ka insuliin kõhunäärmes stimuleeritakse. Insuliin tagab rakkude glükoosivarustuse. Seal see jaotatakse kas energia tootmiseks või kui energiavajadus on madal, muundatakse see rasvhapped mida saab salvestada kui triglütseriidid (rasv) rasvkoes. Kui on alampakkumine süsivesikuid (nälg, äärmiselt süsivesikutevaene dieet või kõrge glükoositarbimine hädaolukordades), veri glükoositase esialgu langeb. See kutsub üles insuliinhormonaalne vaste, hormoon glükagoon. Glükagoon kutsub esile maksas ladestunud glükogeeni lagunemise glükoosiks. Kui need varud on ammendatud, suureneb glükoneogenees alates aminohapped hakkab glükoosi uuesti sünteesima, kui nälg kehas jätkub.
Haigused ja vaevused
Kui glükoneogenees on häiritud, võib keha seda kogeda hüpoglükeemia (madal Veresuhkur). Hüpoglükeemial võib olla palju põhjuseid. Seega hormonaalsed reguleerivad mehhanismid viima suurenenud glükoneogeneesini suurenenud glükoosivajaduse või vähendatud süsivesikute tarbimise korral. Insuliini hormonaalne vaste on hormoon glükagoon. Vere glükoositaseme langedes suureneb glükagooni produktsioon, mis seejärel kutsub esile suurenenud glükoneogeneesi. Esiteks lagundatakse maksas ja lihastes ladustatud glükogeen ja muundatakse glükoosiks. Kui kõik glükogeenivarud on ammendatud, siis glükogeenne amino happed muundatakse glükoosiks. Seega toimub lihaste lagunemine keha varustamiseks energiaga. Kui aga glükoneogeneesi on erinevatel põhjustel raske alustada, tekib hüpoglükeemia, mis rasketel juhtudel võib viima teadvusetuse ja isegi surmani. Näiteks võivad maksahaigused või teatud ravimid takistada glükoneogeneesi. Alkohol tarbimine pärsib ka glükoneogeneesi. Raske hüpoglükeemia on hädaolukord, mis nõuab kiiret meditsiinilist abi. Teine glükoneogeneesi soodustav hormoon on Kortisool. Kortisool on neerupealise koore glükokortikoid ja toimib a stress hormoon. Selle ülesanne on pakkuda kiiresti energiat stressirohketes füüsilistes olukordades. Selleks tuleb aktiveerida keha energiavarud. Kortisool stimuleerib amino muundumist happed skeletilihastes glükoneogeneesi osana glükoosiks. Kui neerupealise koor on üliaktiivne, näiteks kasvaja tõttu, tekib pidevalt liiga palju kortisooli. Seejärel kulgeb glükoneogenees täiskiirusel. Selles protsessis põhjustab glükoosi ületootmine lihaste lagunemist, nõrgeneb immuunsüsteemi ja truncal ülekaalulisus. Seda kliinilist pilti tuntakse kui Cushingsi sündroomi.
