Creierul are nevoie de zaharuri: neuronii funcționează aproape exclusiv pe glucoză, deci este necesar să se asigure un aport continuu de zahăr. Creierul consumă aproximativ 120 g de glucoză pe zi, în timp ce necesarul zilnic al întregului organism se ridică la aproximativ 200 g.
În corpul nostru sunt stocate aproximativ 100 g de glucoză sub formă de glicogen în ficat, alte 5-10 g se găsesc în fluidele biologice, în timp ce aproximativ 200-300 g sunt stocate în mușchi, întotdeauna sub formă de glicogen. Pentru a asigura continuitatea alimentării cu glucoză a țesuturilor care au nevoie de ea, se folosește o strategie care transformă moleculele mai puțin mobile în glucoză: gluconeogeneza.
Gluconeogeneza este procesul de sinteză a glucozei pornind de la precursori non-carbohidrați:
- acid lactic: produs prin glicoliză anaerobă
- aminoacizi *: care provin din dietă sau din degradarea proteinelor structurale
- glicerol: obținut din hidroliza trigliceridelor
Gluconeogeneza este esențială pentru a asigura o cantitate adecvată de glucoză către țesuturile independente de insulină (creier, globule roșii și mușchi în timpul exercițiilor fizice intense).
Gluconeogeneza, care are loc în multe țesuturi și în special în ficat, devine esențială în timpul postului, când rezervele de carbohidrați ale organismului sunt epuizate.
* Dintre diferiții aminoacizi gluconeogenetici (inclusiv acizi glutamici și aspartici, alanină, cisteină, glicină, prolină, serină, treonină), alanina eliberată din mușchiul scheletic joacă un rol predominant (vezi ciclul glucoză-alanină).
Gluconeogeneza începe de la piruvat și este în mare parte inversul glicolizei.
Creierul:
- în condiții normale, folosește numai glucoză;
- în cazul postului prelungit (2-3 zile) exploatează din ce în ce mai mult proprietățile energetice ale corpurilor cetonice;
- când ai un post imediat (între mese), după ce ai epuizat rezervele de carbohidrați, folosește glucoza derivată din aminoacizii obținuți din hidroliza proteinelor structurale: enzimele protează degradează proteinele în aminoacizi care apoi, prin acțiune ale enzimelor transaminaze, sunt transformate în alfa-cetoacizi, la rândul lor folosite pentru a înlocui glucoza (vezi degradarea aminoacizilor).
Gluconeogeneza este singura responsabilitate a ficatului (apare și într-o măsură mai mică în rinichi + și în intestin); aici, prin gluconeogeneză, se obține glucoză care va fi transportată către diferitele țesuturi, până la creier.
Șapte din zece reacții ale glicolizei apar în direcția opusă gluconeogenezei; dacă gluconeogeneza ar fi inversul exact al glicolizei, în fiecare etapă, ar fi necesar să se furnizeze energie. Prin urmare, trei reacții ale glicolizei nu pot fi exploatate (din motive energetice) în gluconeogeneză; în loc de aceste trei reacții, alte reacții sunt exploatate cu diferite substraturi, produse și enzime.
Reacția care duce de la glucoză 6-fosfat la glucoză este catalizată de a fosfatază în locul unei kinaze; trecerea de la fructoză 1,6-bisfosfat la fructoză 6-fosfat este, de asemenea, catalizată de o fosfatază mai degrabă decât de o kinază.
A treia reacție care diferă de glicoliză este cea care duce la formarea fosfoenolpirivatului din piruvat; acest lucru se întâmplă prin piruvat carboxilaza, care folosește o moleculă de dioxid de carbon pentru a prelungi lanțul de carbon și prin intermediul fosfoenolpiruvat carboxicinaza (energia pentru acest proces este furnizată de GTP).
Să presupunem că vă exersați și că sunteți departe de mese, trebuie să activați metabolismul glucozei pentru a produce energie. Dacă glucoza din sânge este mai mică de 5 mM, atunci se realizează semnalul necesar de glucoză: celulele α ale pancreasului eliberează un hormon (este o mică dipeptidă) glucagonul care, prin sânge, ajunge la hepatocite (ficat); aici se activează calea gluconeogenetică și se blochează glicoliza. Glucoza nou formată va fi eliberată în circulație și transportată mai ales către celulele roșii din sânge, sistemul nervos și țesutul muscular. Vezi și: carbohidrați și hipoglicemie.
.jpg)
