گلوکونئوژنز
گلوکونئوژنز سنتز گلوکز از پیشسازهای غیرکربوهیدراتی مانند لاکتات، گلیسرول و برخی اسیدهای آمینه است. این فرآیند به بدن اجازه میدهد تا در زمان کمبود کربوهیدرات غذایی، در طول روزهداری، ورزش طولانیمدت یا گرسنگی، به تولید گلوکز ادامه دهد و بدین ترتیب بافتهای وابسته به گلوکز را تأمین کند. این فرآیند عمدتاً توسط کبد و تا حدی کمتر توسط کلیه انجام میشود و تا حد زیادی گلیکولیز را معکوس میکند، اما مراحل برگشتناپذیر آن مسیر را با آنزیمهای متمایز دور میزند.
Definition
گلوکونئوژنز مسیر متابولیکی است که گلوکز را از پیشسازهای غیرکربوهیدراتی سنتز میکند و از آنزیمهای پیروات کربوکسیلاز، فسفوانولپیروات کربوکسیکیناز، فروکتوز-۱،۶-بیسفسفاتاز و گلوکز-۶-فسفاتاز برای دور زدن واکنشهای برگشتناپذیر گلیکولیز استفاده میکند.
Scope
این موضوع به بسترهای (سوبستراها)، مراحل آنزیمی و تنظیم سنتز گلوکز، بافتهایی که آن را انجام میدهند و رابطه متقابل آن با گلیکولیز میپردازد. این مبحث به بیوشیمی و فیزیولوژی تولید گلوکز میپردازد تا مدیریت بالینی اختلالاتی که آن را تغییر میدهند.
Core questions
- کدام پیشسازها سنتز گلوکز را تغذیه میکنند و از کجا؟
- این مسیر چگونه مراحل برگشتناپذیر گلیکولیز را دور میزند؟
- گلوکونئوژنز چگونه به صورت متقابل با گلیکولیز تنظیم میشود؟
- کدام بافتها گلوکز تولید میکنند و تحت چه شرایطی؟
Key concepts
- پیشسازهای غیرکربوهیدراتی (لاکتات، گلیسرول، اسیدهای آمینه گلوکوژنیک)
- پیروات کربوکسیلاز
- فسفوانولپیروات کربوکسیکیناز (PEPCK)
- فروکتوز-۱،۶-بیسفسفاتاز
- گلوکز-۶-فسفاتاز
- چرخه کوری
- تنظیم متقابل با گلیکولیز
Mechanisms
گلوکونئوژنز پیشسازهایی مانند لاکتات، گلیسرول و اسیدهای آمینه گلوکوژنیک را به گلوکز تبدیل میکند، که اسکلت کربنی گلیکولیتیک را به صورت معکوس دنبال میکند اما سه مرحله برگشتناپذیر آن را با واکنشهای جداگانه جایگزین میکند. پیروات از طریق پیروات کربوکسیلاز و فسفوانولپیروات کربوکسیکیناز به فسفوانولپیروات منتقل میشود؛ فروکتوز-۱،۶-بیسفسفاتاز و گلوکز-۶-فسفاتاز دو دور زدن بعدی را کاتالیز میکنند. این مسیر به صورت متقابل با گلیکولیز از طریق سیگنالهای آلوستریک مشترک و از طریق کنترل هورمونی مقادیر آنزیمها، به ویژه تنظیم رونویسی PEPCK، تنظیم میشود، به طوری که کبد در زمان روزهداری گلوکز سنتز میکند و در زمان تغذیه آن را سرکوب میکند. چرخه کوری ماهیچه و کبد را به هم پیوند میدهد و لاکتات تولید شده توسط گلیکولیز را دوباره به گلوکز بازیافت میکند.
Clinical relevance
گلوکونئوژنز برای حفظ گلوکز خون در طول روزهداری حیاتی است و سهم عمدهای در تولید بیش از حد گلوکز کبدی که در دیابت نوع ۲ مشاهده میشود، دارد. درک تنظیم آن روشن میکند که چگونه کبد تولید گلوکز را با نیاز کل بدن مطابقت میدهد. این مدخل آموزشی است و راهنمایی تشخیصی یا درمانی ارائه نمیدهد.
History
بازیافت لاکتات بین ماهیچه و کبد توسط کارل و گرتی کوری توصیف شد که نام چرخه کوری را به آن داد و گلوکونئوژنز را به عنوان همتای گلیکولیز تثبیت کرد. کارهای بعدی چهار آنزیم دور زننده و سپس کنترل هورمونی و رونویسی فسفوانولپیروات کربوکسیکیناز را شناسایی کردند که به مدلی برای بیان تنظیمشده یک آنزیم گلوکونئوژنیک تبدیل شد.
Key figures
- Carl Cori
- Gerty Cori
- Richard Hanson
- Robert Nordlie
Related topics
Seminal works
- hanson-1997
- nordlie-1999
Frequently asked questions
- چرا بدن نمیتواند به سادگی گلیکولیز را به صورت معکوس برای ساخت گلوکز انجام دهد؟
- سه مرحله گلیکولیتیک اساساً برگشتناپذیر هستند، بنابراین گلوکونئوژنز از چهار آنزیم مختلف برای دور زدن آنها استفاده میکند؛ بقیه مسیر به صورت معکوس انجام میشود، اما این دور زدنها سنتز خالص گلوکز را ممکن میسازند.
- گلوکونئوژنز در کجا اتفاق میافتد؟
- عمدتاً در کبد، که گلوکز را به خون آزاد میکند، و به میزان کمتری در کلیه، به ویژه در طول روزهداری طولانیمدت.