ग्लूकोनियोजेनेसिस (Gluconeogenesis)

ग्लूकोनियोजेनेसिस लैक्टेट, ग्लिसरॉल और कुछ अमीनो एसिड जैसे गैर-कार्बोहाइड्रेट अग्रदूतों से ग्लूकोज का संश्लेषण है। यह शरीर को कार्बोहाइड्रेट की कमी होने पर, उपवास के दौरान, लंबे समय तक व्यायाम करने पर, या भुखमरी में ग्लूकोज का उत्पादन जारी रखने की अनुमति देता है, और इस प्रकार ग्लूकोज-निर्भर ऊतकों को ग्लूकोज की आपूर्ति करता है। यह मुख्य रूप से यकृत और कुछ हद तक गुर्दे द्वारा किया जाता है, यह ग्लाइकोलाइसिस को काफी हद तक उलट देता है लेकिन उस मार्ग के अपरिवर्तनीय चरणों को विशिष्ट एंजाइमों के साथ बायपास करता है।

Definition

ग्लूकोनियोजेनेसिस वह चयापचय मार्ग है जो गैर-कार्बोहाइड्रेट अग्रदूतों से ग्लूकोज का संश्लेषण करता है, जिसमें ग्लाइकोलाइसिस की अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं को बायपास करने के लिए एंजाइम पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज, फॉस्फोएनोलपाइरूवेट कार्बोक्सीकाइनेज, फ्रुक्टोज-1,6-बिसफॉस्फेटेस और ग्लूकोज-6-फॉस्फेटेस का उपयोग किया जाता है।

Scope

यह विषय ग्लूकोज संश्लेषण के सबस्ट्रेट्स, एंजाइमी चरणों और विनियमन, इसे करने वाले ऊतकों और ग्लाइकोलाइसिस के साथ इसके पारस्परिक संबंध को शामिल करता है। यह ग्लूकोज उत्पादन के जैव रसायन और शरीर विज्ञान से संबंधित है, न कि इसे बदलने वाले विकारों के नैदानिक प्रबंधन से।

Core questions

• कौन से अग्रदूत ग्लूकोज संश्लेषण को बढ़ावा देते हैं, और कहाँ से?
• यह मार्ग ग्लाइकोलाइसिस के अपरिवर्तनीय चरणों को कैसे बायपास करता है?
• ग्लूकोनियोजेनेसिस को ग्लाइकोलाइसिस के साथ पारस्परिक रूप से कैसे विनियमित किया जाता है?
• कौन से ऊतक ग्लूकोज का उत्पादन करते हैं, और किन परिस्थितियों में?

Key concepts

• गैर-कार्बोहाइड्रेट अग्रदूत (लैक्टेट, ग्लिसरॉल, ग्लूकोजेनिक अमीनो एसिड)
• पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज
• फॉस्फोएनोलपाइरूवेट कार्बोक्सीकाइनेज (PEPCK)
• फ्रुक्टोज-1,6-बिसफॉस्फेटेस
• ग्लूकोज-6-फॉस्फेटेस
• कोरी चक्र
• ग्लाइकोलाइसिस के साथ पारस्परिक विनियमन

Mechanisms

ग्लूकोनियोजेनेसिस लैक्टेट, ग्लिसरॉल और ग्लूकोजेनिक अमीनो एसिड जैसे अग्रदूतों को ग्लूकोज में परिवर्तित करता है, ग्लाइकोलाइटिक कार्बन कंकाल का विपरीत रूप से अनुसरण करता है लेकिन इसके तीन अपरिवर्तनीय चरणों को अलग-अलग प्रतिक्रियाओं से बदल देता है। पाइरूवेट को पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज और फॉस्फोएनोलपाइरूवेट कार्बोक्सीकाइनेज के माध्यम से फॉस्फोएनोलपाइरूवेट तक ले जाया जाता है; फ्रुक्टोज-1,6-बिसफॉस्फेटेस और ग्लूकोज-6-फॉस्फेटेस बाद के दो बायपास को उत्प्रेरित करते हैं। यह मार्ग साझा एलोस्टेरिक संकेतों और एंजाइम मात्रा के हार्मोनल नियंत्रण, विशेष रूप से PEPCK के ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन के माध्यम से ग्लाइकोलाइसिस के साथ पारस्परिक रूप से विनियमित होता है, ताकि यकृत उपवास के दौरान ग्लूकोज का संश्लेषण करे और भोजन करने पर इसे दबा दे। कोरी चक्र मांसपेशियों और यकृत को जोड़ता है, ग्लाइकोलाइसिस द्वारा उत्पादित लैक्टेट को वापस ग्लूकोज में पुनर्चक्रित करता है।

Clinical relevance

ग्लूकोनियोजेनेसिस उपवास के दौरान रक्त शर्करा को बनाए रखने के लिए केंद्रीय है और टाइप 2 मधुमेह में देखी जाने वाली अत्यधिक यकृत ग्लूकोज उत्पादन में एक प्रमुख योगदानकर्ता है। इसके विनियमन को समझना यह स्पष्ट करता है कि यकृत पूरे शरीर की आवश्यकता के अनुसार ग्लूकोज उत्पादन का मिलान कैसे करता है। यह प्रविष्टि शैक्षिक है और नैदानिक या उपचार संबंधी मार्गदर्शन प्रदान नहीं करती है।

History

मांसपेशियों और यकृत के बीच लैक्टेट के पुनर्चक्रण का वर्णन कार्ल और गर्टी कोरी ने किया था, जिससे कोरी चक्र को इसका नाम मिला और ग्लूकोनियोजेनेसिस को ग्लाइकोलाइसिस के एक प्रतिरूप के रूप में स्थापित किया गया। बाद के काम ने चार बायपास एंजाइमों की पहचान की और, बाद में, फॉस्फोएनोलपाइरूवेट कार्बोक्सीकाइनेज के हार्मोनल और ट्रांसक्रिप्शनल नियंत्रण की पहचान की, जो एक ग्लूकोनियोजेनिक एंजाइम की विनियमित अभिव्यक्ति के लिए एक मॉडल बन गया।

Key figures

• Carl Cori
• Gerty Cori
• Richard Hanson
• Robert Nordlie

Seminal works

• hanson-1997
• nordlie-1999

Frequently asked questions

शरीर ग्लूकोज बनाने के लिए ग्लाइकोलाइसिस को सीधे पीछे की ओर क्यों नहीं चला सकता?

तीन ग्लाइकोलाइटिक चरण अनिवार्य रूप से अपरिवर्तनीय होते हैं, इसलिए ग्लूकोनियोजेनेसिस उन्हें बायपास करने के लिए चार अलग-अलग एंजाइमों का उपयोग करता है; मार्ग का बाकी हिस्सा विपरीत दिशा में चलता है, लेकिन ये बायपास शुद्ध ग्लूकोज संश्लेषण को संभव बनाते हैं।

ग्लूकोनियोजेनेसिस कहाँ होता है?

मुख्य रूप से यकृत में, जो रक्त में ग्लूकोज छोड़ता है, और कुछ हद तक गुर्दे में, विशेष रूप से लंबे समय तक उपवास के दौरान।