Det glukoneogenese sikrer den nye syntese af glukose fra pyruvat, laktat og glycerin i kroppen. Dette sikrer organismens glukosetilførsel i sultetider. Forstyrrelser i glukoneogenese kan føre til farlig hypoglykæmi.
Hvad er glukoneogenese?
Under glukoneogenese dannes glukose igen fra nedbrydningsprodukterne af protein, kulhydrat og fedtstofskifte.
Reaktionerne på glukoneogenese finder hovedsageligt sted i leveren og musklerne. Derefter kondenseres den syntetiserede glukose til glukogen, et opbevaringsstof, der tjener som en energilager til hurtig energiforsyning af nerveceller, erytrocytter og muskler. Gennem glukoneogenese kan 180 til 200 gram glukose dannes nyligt om dagen.
Gluconeogenese kan ses som omvendt glycolyse (nedbrydning af glukose) til pyruvat eller laktat, skønt tre reaktionstrin skal erstattes af bypass-reaktioner af energiske årsager. Glykolyse producerer pyruvat (pyruvinsyre) eller under anaerobe forhold laktat (anion af mælkesyre). Desuden dannes pyruvinsyre også af aminosyrer, når de nedbrydes. Et andet underlag til regenerering af glukose er glycerin, der kommer fra nedbrydningen af fedt. Det omdannes til dihydroxyacetonphosphat, der fungerer som en metabolit i syntesekæden af glukoneogenese for at opbygge glukose.
Funktion & opgave
Spørgsmålet opstår, hvorfor glukose skulle opbygges igen, hvis det tidligere blev nedbrudt af glykolyse for at generere energi. Det skal dog bemærkes, at nervecellerne, hjernen eller erytrocytterne er afhængige af glukose som energileverandør.
Hvis kroppens forsyninger med glukose er opbrugt uden at blive genopfyldt hurtigt nok, forekommer farlig hypoglykæmi, som endda kan være dødelig. Ved hjælp af glukoneogenese kan det normale blodsukkerniveau holdes konstant, selv i sultetider eller i energikrævende nødsituationer.
En tredjedel af den nyligt syntetiserede glukose opbevares som glukogen i leveren og to tredjedele i knoglemusklerne. Hvis du er sulten i en længere periode, falder behovet for glukose lidt, fordi den anden metaboliske vej er brugen af ketonlegemer til at generere energi.
Den centrale rolle i glukoneogenesen spilles af pyruvinsyre (pyruvat) eller mælkesyren (laktat), der dannes derfra under anaerobe forhold. Begge forbindelser er også nedbrydningsprodukter under glykolyse (nedbrydning af sukker).
Derudover dannes pyruvat også, når aminosyrer nedbrydes. Andre steder kan glycerol fra nedbrydning af fedt også omdannes til en metabolit af glukoneogenese, og det er inkorporeret i denne proces. Under glukoneogenese produceres glukose igen fra nedbrydningsprodukterne i kulhydrat-, protein- og fedtstofskiftet.
Kroppens egne reguleringsmekanismer sikrer, at glukoneogenese og glykolyse ikke finder sted på samme tid. Ved forøget glycolyse er glukoneogenese noget svækket. I en fase med forøget glukoneogenese reduceres glycolyse igen.
Til dette formål er der hormonelle reguleringsmekanismer i organismen. For eksempel, hvis en masse kulhydrater forbruges gennem mad, stiger blodsukkeret. Samtidig stimuleres produktionen af insulin i bugspytkirtlen.
Insulin forsyner cellerne med glukose. Der nedbrydes det enten for at generere energi, eller hvis energibehovet er lavt, omdannes det til fedtsyrer, der kan opbevares som triglycerider (fedt) i fedtvæv.
Hvis der ikke er tilstrækkelig tilførsel af kulhydrater (sult, ekstremt lavt kulhydrat mad eller højt glukoseforbrug i nødsituationer), falder blodsukkerniveauet først. Dette kalder den hormonelle antagonist af insulin, hormonet glukagon, på scenen. Glucagon får lagret glukogen i leveren til at nedbrydes til glukose. Når disse forsyninger er opbrugt, starter den øgede glukoneogenese fra aminosyrer til den nye syntese af glukose i kroppen, hvis sultfasen fortsætter.
Sygdomme og lidelser
Hvis glukoneogenesen forstyrres, kan kroppen have lavt blodsukker (hypoglykæmi). Hypoglykæmi kan have mange årsager. For eksempel fører hormonelle reguleringsmekanismer til øget glukoneogenese, når der er et øget behov for glukose, eller når forsyningen af kulhydrater er reduceret.
Den hormonelle antagonist af insulin er hormonet glukagon. Når blodsukkerniveauet falder, stiger produktionen af glukagon, hvilket derefter medfører øget glukoneogenese. Først nedbrydes glukogenet i leveren og musklerne og omdannes til glukose. Når alle glukogenreserver er opbrugt, omdannes glukogene aminosyrer til glukose. Muskelnedbrydning finder sted for at forsyne kroppen med energi.
Men hvis glukoneogenese er vanskelig at komme i gang af forskellige årsager, udvikles hypoglykæmi, som i alvorlige tilfælde kan føre til bevidstløshed og endda død.
F.eks. Kan leversygdomme eller visse lægemidler hindre glukoneogenese. Forbruget af alkohol hæmmer også glukoneogenese. Svær hypoglykæmi er en nødsituation, der kræver hurtig lægehjælp.
Et andet hormon, der fremmer glukoneogenese, er cortisol. Cortisol er et glukokortikoid, der findes i binyrebarken og fungerer som et stresshormon. Dens opgave er at levere energi hurtigt i stressede fysiske situationer. For at gøre dette skal de fysiske energireserver aktiveres. Cortisol stimulerer omdannelsen af aminosyrer i skeletmusklerne til glukose som en del af glukoneogenesen.
Hvis binyrebarken er overaktiv, for eksempel på grund af en tumor, produceres der konstant for meget cortisol. Gluconeogenese kører derefter på fuld hastighed. Overproduktion af glukose fører til muskelnedbrydning, en svækkelse af immunsystemet og bagagerumsvægt. Dette kliniske billede er kendt som Cushings syndrom.
