Η γλυκογένεση, η γλυκογονόλυση και η γλυκονεογένεση είναι διεργασίες που εκτελεί το σώμα για να διατηρήσει φυσιολογικά επίπεδα γλυκόζης ή σακχάρου στο αίμα. Αυτές οι τρεις διαδικασίες ελέγχονται από την έκκριση ορισμένων ορμονών στο σώμα. Αυτές οι ορμόνες παίζουν ρόλο στη διέγερση διαφόρων ενζύμων να εργαστούν στο σχηματισμό ή τη διάσπαση του γλυκογόνου, καθώς και στην παραγωγή γλυκόζης. Ας μάθουμε περισσότερα για τις διαδικασίες γλυκογένεσης, γλυκογονόλυσης και γλυκονεογένεσης στο σώμα.
Γλυκογένεση
Η γλυκογένεση είναι η διαδικασία σχηματισμού γλυκογόνου από τη γλυκόζη ή το σάκχαρο του αίματος. Η γλυκόζη χρησιμοποιείται από το σώμα για την παραγωγή ενέργειας. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει όταν υπάρχει αύξηση των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα, για παράδειγμα μετά το φαγητό. Τα αυξημένα επίπεδα γλυκόζης μπορεί να αναγκάσουν το πάγκρεας να εκκρίνει την ορμόνη ινσουλίνη. Αυτή η ορμόνη στη συνέχεια διεγείρει το ένζυμο γλυκογόνο συνθάση για να ξεκινήσει η διαδικασία της γλυκογένεσης. Στο τέλος αυτής της διαδικασίας, η γλυκόζη με τη μορφή γλυκογόνου θα αποθηκευτεί στο ήπαρ και στους μύες.1. Λειτουργία γλυκογένεσης
Η διαδικασία της γλυκογένεσης χρησιμεύει στο σχηματισμό γλυκογόνου από τη γλυκόζη, έτσι ώστε αυτά τα μόρια να μπορούν να αποθηκευτούν και να χρησιμοποιηθούν αργότερα όταν το σώμα δεν έχει διαθέσιμη γλυκόζη. Το αποθηκευμένο γλυκογόνο δεν είναι το ίδιο με το λίπος γιατί αυτό το μόριο χρησιμοποιείται συχνά μεταξύ των γευμάτων, όταν πέφτουν τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα. Σε αυτή την περίπτωση, το σώμα θα λάβει αποθέματα γλυκογόνου για να παράγει γλυκόζη μέσω της διαδικασίας της γλυκογονόλυσης.2. Η διαδικασία της γλυκογένεσης
Η διαδικασία της γλυκογένεσης ξεκινά όταν το κύτταρο έχει περίσσεια γλυκόζης. Ακολουθεί μια λεπτομερής εξήγηση αυτής της διαδικασίας.- Πρώτα απ 'όλα, το μόριο της γλυκόζης αλληλεπιδρά με το ένζυμο γλυκοκινάση που προσθέτει μια φωσφορική ομάδα στη γλυκόζη.
- Η ομάδα φωσφορικών στη συνέχεια μεταφέρεται στην άλλη πλευρά του μορίου χρησιμοποιώντας το ένζυμο φωσφογλυκομουτάση.
- Ένα τρίτο ένζυμο, η UDP-πυροφωσφορυλάση της γλυκόζης, παίρνει αυτό το μόριο και δημιουργεί τη διφωσφορική ουρακίλη γλυκόζη. Αυτή η μορφή γλυκόζης έχει δύο φωσφορικές ομάδες μαζί με το νουκλεϊκό οξύ ουρακίλη.
- Ένα ειδικό ένζυμο, η γλυκογενίνη, δεσμεύει τη γλυκόζη ουρακίλη-διφωσφορική με τη γλυκόζη UDP-διφωσφορική για να σχηματίσει μικρές αλυσίδες.
- Αφού ενωθούν περίπου οκτώ μοριακές αλυσίδες μεταξύ τους, άλλα ένζυμα παρεμβαίνουν για να ολοκληρώσουν αυτή τη διαδικασία.
- Μετά από αυτό, η συνθάση γλυκογόνου προστίθεται στην αλυσίδα και τα ένζυμα διακλάδωσης γλυκογόνου βοηθούν στη δημιουργία κλάδων στην αλυσίδα. Αυτή η διαδικασία σχηματίζει πυκνότερα μακρομόρια, έτσι ώστε η αποθήκευση ενέργειας στο σώμα να γίνεται πιο αποτελεσματική.
Γλυκογονόλυση
Η γλυκογονόλυση είναι η διαδικασία διάσπασης των μορίων γλυκογόνου σε γλυκόζη ή σάκχαρο στο αίμα. Βασικά, το γλυκογόνο είναι ενέργεια που αποθηκεύεται με τη μορφή γλυκόζης μακράς αλυσίδας. Η διαδικασία της γλυκογονόλυσης μπορεί να συμβεί σε μυϊκά και ηπατικά κύτταρα όταν το σώμα απαιτεί περισσότερη παραγωγή ενέργειας.1. Λειτουργία γλυκογονόλυσης
Η λειτουργία της γλυκογονόλυσης είναι να παράγει ενέργεια όταν το σώμα πεινάει και δεν υπάρχει πρόσληψη τροφής. Η γλυκογονόλυση θα παράγει γλυκόζη από γλυκογόνο το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας. Αυτή η διαδικασία μπορεί επίσης να διατηρήσει τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα όταν πεινάτε και δεν εισέρχεται τροφή στο σώμα.2. Διαδικασία γλυκογονόλυσης
Η διαδικασία της γλυκογονόλυσης ρυθμίζεται από ορμόνες στο σώμα. Τα νευρικά σήματα μπορεί επίσης να παίζουν ρόλο στα μυοκύτταρα (μυϊκά κύτταρα). Η γλυκογονόλυση μπορεί να συμβεί ως απόκριση σε διάφορες καταστάσεις του σώματος, όπως:- Όταν πέφτουν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα (π.χ. νηστεία)
- Όταν το σώμα παράγει την ορμόνη αδρεναλίνη όταν αντιμετωπίζει μια απειλή ή κατάσταση επείγοντος.
- Το ένζυμο γλυκογόνο φωσφορυλάση θα σπάσει τον δεσμό που συνδέει τη γλυκόζη με το γλυκογόνο αντικαθιστώντας την ομάδα φωσφορυλίου. Σε αυτό το στάδιο, το γλυκογόνο έχει διασπάσει τη γλυκόζη σε γλυκόζη-1-φωσφορική.
- Το ένζυμο φωσφογλυκομουτάση στη συνέχεια μετατρέπει τη γλυκόζη-1-φωσφορική σε γλυκόζη-6-φωσφορική. Αυτή είναι η μορφή του μορίου που χρησιμοποιούν τα κύτταρα για να κάνουν την τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP), τον ενεργειακό φορέα στα κύτταρα του σώματος.
- Τα ένζυμα διακλάδωσης γλυκογόνου μετακινούν όλα τα μόρια γλυκόζης σε άλλους κλάδους, εκτός από ένα που βρίσκεται σε συνδέσεις γλυκογόνου με άλλους κλάδους.
- Τέλος, το ένζυμο άλφα γλυκοσιδάση αφαιρεί το τελευταίο μόριο γλυκόζης, το οποίο με τη σειρά του αφαιρεί τον κλάδο αυτού του μορίου γλυκόζης.
Γλυκονεογένεση
Η γλυκονεογένεση είναι η διαδικασία σύνθεσης ή σχηματισμού νέων μορίων γλυκόζης από πηγές διαφορετικές από τους υδατάνθρακες. Οι περισσότερες από αυτές τις διεργασίες συμβαίνουν στο ήπαρ και ένα μικρό ποσοστό εμφανίζονται στον νεφρικό φλοιό και στο λεπτό έντερο.1. Η λειτουργία της γλυκονεογένεσης
Η λειτουργία της γλυκονεογένεσης είναι να διατηρεί υγιή επίπεδα σακχάρου στο αίμα όταν ένα άτομο δεν έχει φάει ή είναι πεινασμένο. Τα επίπεδα σακχάρου πρέπει να διατηρηθούν έτσι ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τα κύτταρα για την παραγωγή του ενεργειακού μορίου ATP. Όταν δεν εισέρχεται τροφή στο σώμα, τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα γίνονται χαμηλά. Αυτή τη στιγμή, το σώμα δεν έχει υπερβολικούς υδατάνθρακες από τα τρόφιμα που μπορούν να διασπαστούν σε γλυκόζη. Με τη διαδικασία της γλυκονεογένεσης, το σώμα μπορεί να χρησιμοποιήσει άλλα μόρια για διάσπαση ως γλυκόζη, όπως αμινοξέα, γαλακτικό, πυροσταφυλικό και γλυκερόλη.2. Η διαδικασία της γλυκονεογένεσης
Ακολουθεί μια ανάλυση της διαδικασίας γλυκονεογένεσης που συμβαίνει στο σώμα.- Η γλυκονεογένεση ξεκινά στα μιτοχόνδρια ή στο κυτταρόπλασμα του ήπατος ή των νεφρών. Πρώτον, δύο μόρια πυροσταφυλικού άλατος καρβοξυλιώνονται για να σχηματίσουν οξαλοξικό. Για αυτό απαιτείται ένα μόριο ATP (ενέργεια).
- Το οξαλοξικό στη συνέχεια ανάγεται σε μηλικό με NADH έτσι ώστε να μπορεί να μεταφερθεί έξω από τα μιτοχόνδρια.
- Μετά την έξοδο από τα μιτοχόνδρια, το μηλικό οξειδώνεται ξανά σε οξαλοξικό.
- Στη συνέχεια, το οξαλοξικό σχηματίζει φωσφοενολοπυρουβικό χρησιμοποιώντας το ένζυμο PEPCK.
- Η φωσφοενολοπυροσταφυλική μετατρέπεται σε 1,6-διφωσφορική φρουκτόζη και στη συνέχεια σε 6-φωσφορική φρουκτόζη. Το ATP χρησιμοποιείται επίσης κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η οποία είναι ουσιαστικά η αντίστροφη γλυκόλυση.
- Η φρουκτόζη-6-φωσφορική στη συνέχεια μετατρέπεται σε 6-φωσφορική γλυκόζη χρησιμοποιώντας το ένζυμο φωσφογλυκοϊσομεράση.
- Στη συνέχεια, η γλυκόζη σχηματίζεται από τη γλυκόζη-6-φωσφορική στο ενδοπλασματικό δίκτυο του κυττάρου μέσω του ενζύμου γλυκόζη-6-φωσφατάση. Για να σχηματιστεί γλυκόζη, η φωσφορική ομάδα αφαιρείται και η 6-φωσφορική γλυκόζη και το ATP μετατρέπονται σε γλυκόζη και ADP.