Glukoneogeneza

Metabolizm glikogenu

Fizjologia

Instytut Ochrony Zdrowia

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Pile

2008/09

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza

Narządy (głównie mózg, rdzeń nerki, soczewka, rogówka, jądro,
pracujący mięsień, krwinki czerwone) wymagają stałego dopływu
glukozy, substratu energetycznego.

Gdy stężenie glukozy we krwi maleje, uruchomiona zostaje

glikogenoliza

, rozpad glikogenu wątrobowego, jego zapas

wystarcza na 10-18 godzin.

Wyczerpanie tego zapasu uruchamia biosyntezę glukozy z
substratów nie będących cukrami, jak np. mleczan, pirogronian,
glicerol, szkielety węglowe niektórych aminokwasów.

Proces ten to

glukoneogeneza.

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza nie jest prostym odwróceniem glikolizy, która

charakteryzuje się nieodwracalnością 3 spośród 10 reakcji.

7 reakcji odwracalnych przebiega w kierunku przeciwnym niż w
glikolizie, ale przy udziale tych samych enzymów.

Reakcje nieodwracalne katalizowane sa przez kinazy, nie zachodzą w
glukoneogenezie.

Miejsce glukoneogenezy to wątroba, tu powstaje 90% glukozy, kora
nerki syntetyzuje tylko 10 %. Tylko w tych narządach występują
potrzebne enzymy

.

Mięśnie

są

wielkim

konsumentem

glukozy,

a

nie

producentem. Zachodzi w nich glikoliza, bo zawierają enzymy
glikolizy, a nie glukoneogenezy.

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza

Karboksylacja
pirogronianu

Dekarboksylacja
szczawiooctanu

Glukoneogeneza

Defosforylacja fruktozo-
1,6-bis-fosforanu

Defosforylacja glukozo-
6-fosfo-ranu

Glukoneogeneza

Bilans glukoneogenezy

Powstanie cząsteczki glukozy z 2 cząsteczek pirogronianu
wiąże się z rozpadem sześciu wiązań bogatych w energię.
Rozpadają się 4 cząsteczki ATP i 2 GTP. Zużywają się 2
cząsteczki NADH + 2H

+

:

Wolna glukoza, w odróżnieniu od jej estrów fosforanowych, może
opuszczać komórkę, przenikać do krwi i docierać do odległych
narządów.

Glukoneogeneza

Metabolizm glikogenu

1. Biosynteza glikogenu –

glikoneogeneza

2. Rozkład glikogenu -

glikogenoliza

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza

Biosynteza glikogenu – glikoneogeneza

- zachodzi w cytosolu,
- wymaga energii:

- w postaci ATP do fosforylacji glukozy,
- w postaci UDP do wytwarzania UDP-glukozy.

- do zainicjowania wymagany jest starter – krótki łańcuch
oligosacharydowy
złożony z reszt glukozy połączonych wiązaniem -1,4-

glikozydowym

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza

Rozkład glikogenu -

glikogenoliza

• Skracanie łańcucha

• Usuwanie rozgałęzień

• Przemiana glukozo-1-gosforanu – izomeryzacja do glukozo-

6-fosforanu; powstały w wątrobie zostaje przekształcony do
glukozy, która może przenikać do krwi i zasilać inne
narządy w substrat energetyczny,
powstały w mięśniach szkieletowych (brak glukozo-6-
fosfatazy) nie może opuszczać komórki, włącza się do
glikolizy lub do glikogenogenezy.

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza

Regulacja biosyntezy i rozkładu glikogenu

1. W wątrobie glikogenogeneza nasila się w okresach sytości,

a

glikogenoliza

w okresie głodu

2. W mięśniach szkieletowych glikogenogeneza nasila się

podczas

spoczynku,

a glikogenoliza podczas wysiłku

3. Inaczej: glikogenogeneza jest pobudzona w sytuacji, gdy

zawartość

ATP

w komórce i dostępność glukozy są duże, natomiast
glikogenoliza nasila się, gdy poziom ATP i dostępność
glukozy są małe.

4. Metabolizm glikogenu jest kontrolowany hormonalnie:

• insulina

pobudza glikogenogenezę,

• adrenalina i glukagon

pobudzają glikogenolizę.