Glükoneogenees tagab püruvaadist, laktaadist ja glütseriinist uue glükoosi sünteesi kehas. See tagab organismi glükoosivarustuse nälja ajal. Glükoneogeneesi häired võivad põhjustada ohtlikku hüpoglükeemiat.
Mis on glükoneogenees?
Glükoneogeneesi käigus tekib glükoos taas valkude, süsivesikute ja rasvade metabolismi lagunemissaadustest.
Reaktsioonid glükoneogeneesile toimuvad peamiselt maksas ja lihastes. Seal kondenseeritakse sünteesitud glükoos glükogeeniks - säilitusaineks, mis toimib energiavaruna närvirakkude, erütrotsüütide ja lihaste kiireks varustamiseks. Glükoneogeneesi kaudu saab päevas moodustada 180 kuni 200 grammi glükoosi.
Glükoneogeneesi võib vaadelda kui glükolüüsi (glükoosi lagunemine) vastupidist muutust püruvaadiks või laktaadiks, ehkki energeetilistel põhjustel tuleb kolm reaktsiooni etappi asendada möödavoolureaktsioonidega. Glükolüüsi tulemusel saadakse püruvaat (püruviinhape) või anaeroobsetes tingimustes laktaat (piimhappe anioon). Lisaks moodustatakse püruviinhape ka nende lagunemisel aminohapetest. Veel üks substraat glükoosi regenereerimiseks on glütseriin, mis saadakse rasvade lagunemisel. See muundatakse dihüdroksüatsetoonfosfaadiks, mis toimib glükoneogeneesi sünteesi ahelas metaboliidina glükoosi moodustamiseks.
Funktsioon ja ülesanne
Tekib küsimus, miks tuleks glükoos uuesti üles ehitada, kui see oli energia tootmiseks varem glükolüüsi teel lagundatud. Siiski tuleb märkida, et närvirakud, aju või erütrotsüüdid sõltuvad energia tarnijast glükoosist.
Kui keha glükoosivarud kuluvad ära ilma piisavalt kiiresti täiendamata, tekib ohtlik hüpoglükeemia, mis võib isegi lõppeda surmaga. Glükoneogeneesi abil saab normaalset veresuhkru taset hoida konstantsena isegi nälja ajal või energiat tarbivates hädaolukordades.
Kolmandik äsja sünteesitud glükoosist talletub maksas glükogeenina ja kaks kolmandikku skeletilihastes. Kui olete pikema aja jooksul näljane, väheneb glükoosivajadus pisut, kuna teine ainevahetusrada on ketoonkehade kasutamine energia tootmiseks.
Glükoneogeneesis mängib keskset rolli püruviinhape (püruvaat) või sellest moodustunud piimhape (laktaat) anaeroobsetes tingimustes. Mõlemad ühendid on ka glükolüüsi (suhkru lagunemise) lagunemissaadused.
Lisaks moodustub aminohapete lagundamisel püruvaat. Mujal võib rasvade lagunemisel tekkiv glütserool muundada ka glükoneogeneesi metaboliitiks ja see osaleb selles protsessis. Seega toodetakse glükoneogeneesi käigus glükoosi taas süsivesikute, valkude ja rasvade metabolismi lagunemissaadustest.
Keha enda reguleerimismehhanismid tagavad, et glükoneogenees ja glükolüüs ei toimu samal ajal. Suurenenud glükolüüsi korral on glükoneogenees mõnevõrra nõrgenenud. Suurenenud glükoneogeneesi faasis väheneb glükolüüs taas.
Sellel organismil on hormonaalsed regulatsioonimehhanismid. Näiteks kui toidu kaudu tarbitakse palju süsivesikuid, tõuseb veresuhkru tase. Samal ajal stimuleeritakse kõhunäärmes insuliini tootmist.
Insuliin tagab rakkude glükoosivarustuse. Seal see kas jaotatakse energia saamiseks või kui energiavajadus on madal, muundatakse see rasvhapeteks, mida saab rasvkoes hoida triglütseriididena (rasvana).
Kui süsivesikute pakkumine on ebapiisav (nälg, eriti madala süsivesikute sisaldusega toit või hädaolukorras suur glükoositarbimine), langeb esmalt veresuhkru tase. See kutsub sündmuskohal esile insuliini hormonaalset antagonisti, hormooni glükagooni. Glükagoon põhjustab maksas ladustatud glükogeeni lagunemist glükoosiks. Kui need varud on ära kasutatud, algab kehas näljafaasi püsimise ajal aminohapetest suurenenud glükoneogenees glükoosi uueks sünteesiks.
Haigused ja tervisehäired
Kui glükoneogenees on häiritud, võib kehas olla madal veresuhkur (hüpoglükeemia). Hüpoglükeemial võib olla palju põhjuseid. Näiteks põhjustavad hormonaalsed regulatoorsed mehhanismid suurenenud glükoneogeneesi, kui on suurem glükoosivajadus või kui süsivesikute pakkumine on vähenenud.
Insuliini hormonaalseks antagonistiks on hormoon glükagoon. Kui veresuhkru tase langeb, suureneb glükagooni tootmine, mis põhjustab seejärel suurenenud glükoneogeneesi. Esiteks lagundatakse maksas ja lihastes ladustatud glükogeen ja muundatakse see glükoosiks. Kui kõik glükogeenivarud on ära kasutatud, muundatakse glükogeensed aminohapped glükoosiks. Keha energiaga varustamiseks toimub lihaste lagunemine.
Kui glükoneogeneesi on erinevatel põhjustel raske saavutada, areneb hüpoglükeemia, mis rasketel juhtudel võib põhjustada teadvuse kaotuse ja isegi surma.
Näiteks maksahaigused või teatud ravimid võivad glükoneogeneesi takistada. Alkoholi tarbimine pärsib ka glükoneogeneesi. Raske hüpoglükeemia on hädaolukord, mis nõuab kiiret arstiabi.
Veel üks hormoon, mis soodustab glükoneogeneesi, on kortisool. Kortisool on neerupealiste koores leitav glükokortikoid ja toimib stressihormoonina. Selle ülesanne on kiiresti energiat pakkuda stressi tekitavates füüsilistes olukordades. Selleks tuleb aktiveerida füüsikalised energiavarud. Kortisool stimuleerib glükoneogeneesi osana skeletilihaste aminohapete muundamist glükoosiks.
Kui neerupealise koor on üliaktiivne, näiteks kasvaja tõttu, toodetakse pidevalt liiga palju kortisooli. Seejärel kulgeb glükoneogenees täiskiirusel. Glükoosi ületootmine viib lihaste lagunemiseni, immuunsussüsteemi nõrgenemiseni ja pagasiruumi rasvumiseni. Seda kliinilist pilti tuntakse kui Cushingi sündroomi.
