Glikoneogenez
Glikoneogenez, laktat, gliserol ve belirli amino asitler gibi karbonhidrat olmayan öncüllerden glikoz sentezidir. Bu süreç, diyetle alınan karbonhidratların az olduğu durumlarda, açlık, uzun süreli egzersiz veya açlıktan kaynaklanan durumlarda vücudun glikoz üretmeye devam etmesini sağlamakta ve böylece glikoza bağımlı dokulara glikoz tedarik edilmesine olanak tanımaktadır. Başlıca karaciğer ve daha az ölçüde böbrek tarafından gerçekleştirilen bu yolak, glikolizi büyük ölçüde tersine çevirmekte ancak o yolağın geri döndürülemez adımlarını farklı enzimlerle atlamaktadır.
Tanım
Glikoneogenez, glikozun karbonhidrat olmayan öncüllerden sentezlendiği metabolik bir yoldur; bu süreçte pirüvat karboksilaz, fosfoenolpirüvat karboksikinaz, fruktoz-1,6-bisfosfataz ve glikoz-6-fosfataz enzimleri kullanılarak glikolizin geri döndürülemez reaksiyonları atlanmaktadır.
Kapsam
Bu konu, glikoz sentezinin substratlarını, enzimatik adımlarını ve düzenlenmesini, bu süreci gerçekleştiren dokuları ve glikoliz ile karşılıklı ilişkisini kapsamaktadır. Bu metin, glikoz üretiminin biyokimyasını ve fizyolojisini ele almakta olup, bu süreci değiştiren bozuklukların klinik yönetimini işlememektedir.
Temel sorular
- Hangi öncüller glikoz sentezini beslemektedir ve nereden gelmektedirler?
- Bu yolak, glikolizin geri döndürülemez adımlarını nasıl atlamaktadır?
- Glikoneogenez, glikoliz ile karşılıklı olarak nasıl düzenlenmektedir?
- Hangi dokular glikoz üretmektedir ve hangi koşullar altında?
Anahtar kavramlar
- Karbonhidrat olmayan öncüller (laktat, gliserol, glukojenik amino asitler)
- Pirüvat karboksilaz
- Fosfoenolpirüvat karboksikinaz (PEPCK)
- Fruktoz-1,6-bisfosfataz
- Glikoz-6-fosfataz
- Cori döngüsü
- Glikoliz ile karşılıklı düzenleme
Mekanizmalar
Glikoneogenez, laktat, gliserol ve glukojenik amino asitler gibi öncülleri glikoza dönüştürmekte; glikolitik karbon iskeletini tersine takip etmekle birlikte, üç geri döndürülemez adımını ayrı reaksiyonlarla değiştirmektedir. Pirüvat, pirüvat karboksilaz ve fosfoenolpirüvat karboksikinaz aracılığıyla fosfoenolpirüvata taşınmakta; fruktoz-1,6-bisfosfataz ve glikoz-6-fosfataz ise sonraki iki atlama reaksiyonunu katalize etmektedir. Bu yolak, paylaşılan allosterik sinyaller ve enzim miktarlarının hormonal kontrolü, özellikle de PEPCK'nin transkripsiyonel düzenlenmesi yoluyla glikoliz ile karşılıklı olarak düzenlenmektedir; böylece karaciğer açlık durumunda glikoz sentezlemekte ve beslenme durumunda bu sentezi baskılamaktadır. Cori döngüsü, kas ve karaciğeri birbirine bağlayarak, glikoliz tarafından üretilen laktatı tekrar glikoza dönüştürmektedir.
Klinik önem
Glikoneogenez, açlık sırasında kan glikozunu sürdürmede merkezi bir rol oynamakta ve tip 2 diyabette görülen aşırı hepatik glikoz çıkışına önemli bir katkıda bulunmaktadır. Düzenlenmesinin anlaşılması, karaciğerin glikoz üretimini tüm vücudun ihtiyacına nasıl uyarladığını açıklığa kavuşturmaktadır. Bu madde eğitsel nitelikte olup, tanı veya tedavi rehberliği sağlamamaktadır.
Tarihçe
Kas ve karaciğer arasındaki laktat geri dönüşümü Carl ve Gerty Cori tarafından tanımlanmış, Cori döngüsüne adını vermiş ve glikoneogenezi glikolizin bir karşılığı olarak kabul ettirmiştir. Sonraki çalışmalar dört atlama enzimini ve daha sonra, bir glukoneojenik enzimin düzenlenmiş ifadesi için bir model haline gelen fosfoenolpirüvat karboksikinazın hormonal ve transkripsiyonel kontrolünü tanımlamıştır.
Öne çıkan isimler
- Carl Cori
- Gerty Cori
- Richard Hanson
- Robert Nordlie
İlgili konular
Temel eserler
- hanson-1997
- nordlie-1999
Sıkça sorulan sorular
- Vücut neden glikoz üretmek için glikolizi basitçe tersine çalıştıramamaktadır?
- Üç glikolitik adım esasen geri döndürülemez niteliktedir, bu nedenle glikoneogenez bunları atlamak için dört farklı enzim kullanmaktadır; yolağın geri kalanı tersine çalışsa da, bu atlamalar net glikoz sentezini mümkün kılmaktadır.
- Glikoneogenez nerede gerçekleşmektedir?
- Başlıca karaciğerde, kan dolaşımına glikoz salgılayarak, ve daha az ölçüde böbrekte, özellikle uzun süreli açlık sırasında gerçekleşmektedir.