Glukoneogenese sikrer re-syntese av glukose fra pyruvat, laktat og glyserol i kroppen. På denne måten sikrer det glukose tilførsel av organismen i perioder med sult. Forstyrrelser i glukoneogenese kan føre til farlig hypoglykemi.
Hva er glukoneogenese?
Glukoneogenese reaksjoner forekommer hovedsakelig i leveren og muskler. Under glukoneogenese, glukose produseres igjen fra nedbrytningsproduktene av protein, karbohydrat og fett metabolisme. Reaksjonene for glukoneogenese finner sted hovedsakelig i leveren og i musklene. Der blir den syntetiserte glukosen deretter kondensert til glukogen, et lagringsstoff som fungerer som et energilager for rask tilførsel av energi til nerveceller, erytrocytter og muskler. Glukoneogenese kan produsere 180 til 200 gram ny glukose per dag. Glukoneogenese kan sees på som en reversering av glykolyse (nedbrytning av glukose) til pyruvat or laktat, men tre reaksjonstrinn må erstattes av bypassreaksjoner av energigrunner. Glykolyse produserer pyruvat (pyruvinsyre) eller under anaerobe forhold, laktat (anion av melkesyre). Videre dannes også pyruvinsyre fra aminosyrer under deres nedbrytning. Et annet substrat for rekonstituering av glukose er glyserol, som er avledet fra fettnedbrytning. Det er konvertert til dihydroxyacetone fosfat, som fungerer som en metabolitt i syntesekjeden av glukoneogenese for å bygge glukose.
Funksjon og rolle
Spørsmålet oppstår hvorfor glukose bør bygges opp når det tidligere ble brutt ned av glykolyse for energiproduksjon. Det må imidlertid huskes at nerveceller, den hjerneeller erytrocytter er overbevisende avhengig av glukose som energikilde. Hvis kroppens glukosereserver tømmes uten å etterfylles raskt nok, er resultatet farlig hypoglykemi, som til og med kan være dødelig. Ved hjelp av glukoneogenese, normal blod glukosenivået kan holdes konstant selv i sultperioder eller i energikrevende nødsituasjoner. En tredjedel av den nylig syntetiserte glukosen lagres som glukogen i leveren og to tredjedeler i skjelettmuskulaturen. I løpet av en lengre periode med sult reduseres etterspørselen etter glukose noe fordi bruken av ketonlegemer for energiproduksjon er etablert som en annen metabolsk vei. Den sentrale rollen i glukoneogenese spilles av pyruvinsyre (pyruvat) eller melkesyre (laktat) dannet fra det under anaerobe forhold. Begge forbindelsene er også nedbrytingsprodukter under glykolyse (sukker sammenbrudd). I tillegg dannes pyruvat også under nedbrytingen av aminosyrer. På et annet tidspunkt, glyserol fra fettnedbrytning kan også omdannes til en metabolitt av glukoneogenese, og blir innlemmet i denne prosessen. Dermed produserer glukoneogenese glukose igjen fra nedbrytningsproduktene av karbohydrat, protein og fett metabolisme. Kroppens egne reguleringsmekanismer sørger for at glukoneogenese og glykolyse ikke løper side om side i samme grad. Når glykolyse forbedres, reduseres glukoneogenesen noe. I en fase med økt glukoneogenese blir glykolyse i sin tur strupet. Hormonelle reguleringsmekanismer eksisterer i organismen for dette formålet. For eksempel hvis mye av karbohydrater leveres gjennom mat, blod glukosenivået stiger. Samtidig er produksjonen av insulin i bukspyttkjertelen stimuleres. Insulin sørger for at glukose tilføres celler. Der blir den enten brutt ned for å produsere energi, eller, hvis energibehovet er lavt, omgjort til fettsyrer som kan lagres som triglyserider (fett) i fettvev. Når det er et underforsyning av karbohydrater (sult, et ekstremt lite karbohydrat kosthold eller høyt glukoseforbruk i nødsituasjoner), blod glukosenivået synker først. Dette kaller på insuliner hormonell motpart, hormonet glukagon. glukagon induserer nedbrytning av lagret glukogen i leveren til glukose. Når disse butikkene er oppbrukt, øker glukoneogenesen fra aminosyrer begynner å syntetisere glukose hvis sult fortsetter i kroppen.
Sykdommer og plager
Når glukoneogenese forstyrres, kan kroppen oppleve hypoglykemi (lav blodsukker). Hypoglykemi kan ha mange årsaker. Hormonelle reguleringsmekanismer føre til økt glukoneogenese ved økt glukosebehov eller redusert karbohydratinntak. Det hormonelle motstykket til insulin er hormonet glukagon. Når blodsukkernivået faller, øker glukagonproduksjonen, noe som ber om økt glukoneogenese. Først brytes glukogen lagret i leveren og musklene ned og omdannes til glukose. Når alle glukogenreserver er utarmet, glukogen amino syrer omdannes til glukose. Dermed skjer muskelnedbrytning for å forsyne kroppen med energi. Imidlertid, hvis glukoneogenese er vanskelig å starte av forskjellige årsaker, utvikler hypoglykemi, som i alvorlige tilfeller kan føre til bevisstløshet og til og med døden. For eksempel kan leversykdommer eller visse medisiner hindre glukoneogenese. Alkohol forbruk hemmer også glukoneogenese. Alvorlig hypoglykemi er en nødsituasjon som krever rask medisinsk hjelp. Et annet glukoneogenesefremmende hormon er kortisol. kortisol er et glukokortikoid i binyrebarken og fungerer som en stresset hormon. Dens funksjon er å raskt gi energi under stressende fysiske situasjoner. For å gjøre dette må kroppens energireserver aktiveres. kortisol stimulerer omdannelsen av amino syrer i skjelettmuskulaturen til glukose som en del av glukoneogenese. Hvis binyrebarken er overaktiv, for eksempel på grunn av en svulst, produseres det for mye kortisol konstant. Glukoneogenese kjører da i full fart. I denne prosessen fører overproduksjon av glukose til muskelnedbrytning, svekkelse av immunsystem og truncal fedme. Dette kliniske bildet er kjent som Cushings syndrom.
