Օրգանիզմի նշանակալի գործընթացներից մեկը գլյուկոնեոգենեզն է: Սա այն նյութափոխանակության ուղու անունն է, որը հանգեցնում է նրան, որ գլյուկոզան ձևավորվում է ոչ ածխաջրային միացություններից (մասնավորապես՝ պիրուվատից):
Որո՞նք են դրա առանձնահատկությունները: Ինչպե՞ս է կարգավորվում այս գործընթացը: Այս թեմայի հետ կապված շատ կարևոր նրբերանգներ կան, և այժմ արժե ուշադրություն դարձնել դրանց վրա։
Սահմանում
Այսպիսով, գլյուկոնեոգենեզը ծագման ոչ ածխաջրային բնույթ ունեցող նյութերից գլյուկոզայի սինթեզի գործընթացն է: Այն առաջանում է հիմնականում լյարդում, մի փոքր ավելի քիչ ինտենսիվ՝ երիկամների կեղևում և աղիների լորձաթաղանթում։
Այս գործընթացը ներառում է բոլոր հետադարձելի գլիկոլիզի ռեակցիաները հատուկ շրջանցումներով: Պարզ ասած, նա ամբողջությամբ չի կրկնում գլյուկոզայի օքսիդացման ռեակցիաները։ Ինչ է կատարվում? Գլյուկոնեոգենեզը գործընթաց է, որը կարող է առաջանալ բոլոր հյուսվածքներում: Միակ բացառությունը 6-ֆոսֆատազային ռեակցիան է: Այն հանդիպում է միայն երիկամներում և լյարդում։
ԳեներալՀատկություններ
Գլյուկոնեոգենեզը գործընթաց է, որը տեղի է ունենում միկրոօրգանիզմների, սնկերի, բույսերի և կենդանիների մոտ: Հետաքրքիր է, որ նրա ռեակցիաները նույնն են բոլոր տեսակների և հյուսվածքների համար:
Կենդանիների մեջ գլյուկոզայի ամենակարևոր պրեկուրսորները երեք ածխածնային միացություններ են: Դրանք ներառում են գլիցերին, պիրուվատ, լակտատ և ամինաթթուներ:
Գլյուկոնեոգենեզի ընթացքում ձևավորված գլյուկոզան տեղափոխվում է արյուն, իսկ այնտեղից՝ այլ հյուսվածքներ։ Ի՞նչ է հաջորդը: Ֆիզիկական ծանրաբեռնվածությունից հետո, որին ենթարկվել է օրգանիզմը, կմախքի մկաններում գոյացած լակտատը կրկին ուղարկվում է լյարդ։ Այնտեղ այն վերածվում է գլյուկոզայի։ Այն իր հերթին նորից մտնում է մկանները կամ վերածվում գլիկոգենի։
Նկարագրված ամբողջ ցիկլը կոչվում է Քորի ցիկլ: Սա ֆերմենտային կենսաքիմիական պրոցեսների մի տեսակ է, որի ընթացքում լակտատը մկաններից տեղափոխվում է լյարդ, այնուհետև վերածվում գլյուկոզայի:
Սուբստրատներ
Գլիկոլիզի և գլյուկոնեոգենեզի կարգավորման առանձնահատկությունները քննարկելիս պետք է անդրադառնալ նաև այս թեմային։ Ենթաշերտերը ռեակտիվներ են, որոնք կազմում են սննդարար միջավայր: Գլյուկոնեոգենեզի դեպքում նրանց դերը խաղում են՝
- Պիրուվիկ թթու (PVC): Առանց դրա ածխաջրերի մարսումն ու ամինաթթուների նյութափոխանակությունն անհնար է։
- Գլիցերին. Այն ունի ուժեղ ջրազրկող հատկություն։
- Կաթնաթթու. Այն կարգավորող նյութափոխանակության գործընթացների ամենակարևոր մասնակիցն է։
- Ամինաթթուներ. Դրանք ցանկացած կենդանի օրգանիզմի, այդ թվում՝ մարդու, հիմնական շինանյութն են։
Այս տարրերի ընդգրկումը գլյուկոնեոգենեզի գործընթացում կախված է մարմնի ֆիզիոլոգիական վիճակից:
Գործընթաց քայլեր
Նրանք, փաստորեն, ամբողջությամբ կրկնում են գլիկոլիզի փուլերը (գլյուկոզայի օքսիդացում), բայց միայն հակառակ ուղղությամբ։ Կատալիզն իրականացվում է նույն ֆերմենտների միջոցով։
Կա չորս բացառություն՝ պիրուվատի փոխարկումը օքսալացետատի, գլյուկոզա-6-ֆոսֆատի՝ մաքուր գլյուկոզայի, ֆրուկտոզա-1, 6-դիֆոսֆատը՝ ֆրուկտոզա-6-ֆոսֆատի և օքսալացետատի փոխակերպումը ֆոսֆոլի։py
Կցանկանայի վերապահում անել, որ երկու գործընթացներն էլ փոխադարձաբար կարգավորվում են։ Այսինքն, եթե բջիջը բավարար չափով ապահովված է էներգիայով, ապա գլիկոլիզը դադարում է։ Ի՞նչ է լինում դրանից հետո։ Գլյուկոնեոգենեզը սկսվում է: Նույնը ճիշտ է հակառակ ուղղությամբ։ Երբ գլիկոլիզը ակտիվանում է, գլյուկոնեոգենեզը լյարդում և երիկամներում դադարում է։
Կանոնակարգ
Քննարկվող թեմայի ևս մեկ կարևոր նրբերանգ. Ի՞նչ կարելի է ասել գլյուկոնեոգենեզի կարգավորման մասին։ Եթե դա տեղի ունենար մեծ արագությամբ գլիկոլիզի հետ միաժամանակ, ապա արդյունքը կլիներ ATP սպառման հսկայական աճ, և ջերմությունը կսկսի ձևավորվել:
Այս գործընթացները փոխկապակցված են: Եթե, օրինակ, գլիկոլիզի միջոցով գլյուկոզայի հոսքը մեծանում է, ապա գլյուկոնեոգենեզի միջոցով պիրուվատի քանակությունը նվազում է։
Առանձին-առանձին, մենք պետք է խոսենք գլյուկոզա-6-ֆոսֆատի մասին: Այս տարրը, ի դեպ, այլ անուն ունի. Այն նաև կոչվում է ֆոսֆորիլացված գլյուկոզա: Բոլոր բջիջներում այս նյութը ձևավորվում է հեքսոկինազի ռեակցիայի ժամանակ, իսկ ներսլյարդ - ֆոսֆորոլիզի ժամանակ: Այն կարող է առաջանալ նաև ԳՆԳ-ի (բարակ աղիքներում, մկաններում) կամ մոնոսաքարիդների (լյարդ) միավորման արդյունքում։
Ինչպե՞ս է օգտագործվում գլյուկոզա-6-ֆոսֆատը: Նախ, գլիկոգենը սինթեզվում է: Այնուհետև այն օքսիդացվում է երկու անգամ՝ առաջին անգամ անաէրոբ կամ աերոբ պայմաններում, իսկ երկրորդ անգամ՝ պենտոզաֆոսֆատային ճանապարհով։ Եվ դրանից հետո այն ուղղակիորեն վերածվում է գլյուկոզայի։
Դերը մարմնում
Գլյուկոնեոգենեզի գործառույթը պետք է առանձին քննարկվի: Ինչպես բոլորը գիտեն, մարդու մարմնում սովի ժամանակ ակտիվորեն օգտագործվում են սննդանյութերի պաշարները: Դրանք ներառում են ճարպաթթուներ և գլիկոգեն: Այս նյութերը տրոհվում են ոչ ածխաջրային միացությունների՝ կետո թթուների և ամինաթթուների։
Այս միացությունների մեծ մասը չի արտազատվում օրգանիզմից: Վերամշակումն ընթացքի մեջ է։ Այս նյութերը արյան միջոցով տեղափոխվում են այլ հյուսվածքներից լյարդ, այնուհետև օգտագործվում են գլյուկոնեոգենեզի գործընթացում՝ գլյուկոզա սինթեզելու համար։ Եվ նա էներգիայի հիմնական աղբյուրն է:
Ո՞րն է եզրակացությունը: Գլյուկոնեոգենեզի գործառույթը ինտենսիվ վարժությունների և երկարատև ծոմապահության ժամանակ մարմնում գլյուկոզայի նորմալ մակարդակի պահպանումն է: Այս նյութի մշտական մատակարարումն անհրաժեշտ է էրիթրոցիտների և նյարդային հյուսվածքի համար։ Եթե հանկարծ մարմնի պաշարները սպառվեն, ապա գլյուկոնեոգենեզը կօգնի: Ի վերջո, այս գործընթացը էներգիայի սուբստրատների հիմնական մատակարարն է։
Ալկոհոլ և գլյուկոնեոգենեզ
Այս համադրությանը պետք է ուշադրություն դարձնել, քանի որ թեման ուսումնասիրվում է բժշկական ևկենսաբանական տեսակետ.
Եթե մարդը մեծ քանակությամբ ալկոհոլ է օգտագործում, ապա լյարդում առաջացող գլյուկոնեոգենեզը զգալիորեն դանդաղում է: Արդյունքը արյան գլյուկոզի նվազումն է։ Այս վիճակը կոչվում է հիպոգլիկեմիա:
Ալկոհոլ խմելը դատարկ ստամոքսին կամ ծանր ֆիզիկական ծանրաբեռնվածությունից հետո կարող է հանգեցնել գլյուկոզայի մակարդակի նվազմանը նորմայի մինչև 30%-ով։
Իհարկե, այս վիճակը բացասաբար կանդրադառնա ուղեղի աշխատանքի վրա։ Դա շատ վտանգավոր է հատկապես այն հատվածների համար, որոնք հսկողության տակ են պահում մարմնի ջերմաստիճանը։ Իրոք, հիպոգլիկեմիայի պատճառով դրանք կարող են իջնել 2 ° C-ով կամ ավելի, և սա շատ լուրջ միտում է: Բայց եթե այս վիճակում գտնվող մարդուն տրվի գլյուկոզայի լուծույթ, ապա ջերմաստիճանը արագ կվերադառնա նորմալ։
Պասք
Գլյուկոնեոգենեզը սկսվելուց մոտ 6 ժամ հետո սկսում է խթանվել գլյուկագոնով (մեկ շղթայական պոլիպեպտիդ, որը բաղկացած է 29 ամինաթթուների մնացորդներից):
Բայց այս գործընթացն ակտիվանում է միայն 32-րդ ժամին։ Հենց այս պահին դրան միացված է կորտիզոլը (կատաբոլիկ ստերոիդ)։ Դրանից հետո մկանային սպիտակուցներն ու այլ հյուսվածքները սկսում են քայքայվել։ Դրանք վերածվում են ամինաթթուների, որոնք գլյուկոնեոգենեզի գործընթացում հանդիսանում են գլյուկոզայի պրեկուրսորներ։Սա մկանային ատրոֆիա է։ Մարմնի համար դա հարկադիր միջոց է, որը պետք է ձեռնարկի, որպեսզի ուղեղը ստանա գլյուկոզայի որոշակի բաժին, որն անհրաժեշտ է աշխատանքի համար: Այդ իսկ պատճառով շատ կարևոր է վիրահատություններից հետո ապաքինվող հիվանդներըև հիվանդություն, ստացել է լավ լրացուցիչ սնուցում: Եթե դա այդպես չէ, ապա մկաններն ու հյուսվածքները կսկսեն թուլանալ։
Կլինիկական նշանակություն
Վերևում մենք հակիրճ խոսեցինք գլյուկոնեոգենեզի ռեակցիաների և այս գործընթացի այլ առանձնահատկությունների մասին: Վերջապես, արժե քննարկել կլինիկական նշանակությունը:
Եթե լակտատի օգտագործումը որպես գլյուկոնեոգենեզի համար անհրաժեշտ սուբստրատ նվազի, կլինեն հետևանքներ՝ արյան pH-ի նվազում և հետագայում կաթնաթթվի զարգացում։ Դա կարող է տեղի ունենալ գլյուկոնեոգենեզի ֆերմենտների թերության պատճառով:
Հարկ է նշել, որ կարճատև կաթնաթթվային հիվանդությունը կարող է հաղթահարել նաև առողջ մարդկանց։ Դա տեղի է ունենում ինտենսիվ մկանային աշխատանքի պայմաններում։ Բայց հետո այս վիճակը արագորեն փոխհատուցվում է թոքերի հիպերվենթիլացիայով և մարմնից ածխաթթու գազի հեռացմամբ։
Ի դեպ, էթանոլը նույնպես ազդում է գլյուկոնեոգենեզի վրա։ Դրա կատաբոլիզմը հղի է NADH-ի քանակի ավելացմամբ, և դա արտացոլվում է լակտատդեհիդրոգենազի ռեակցիայի հավասարակշռության մեջ: Այն պարզապես տեղափոխվում է դեպի լակտատի ձևավորում: Այն նաև նվազեցնում է պիրուվատի ձևավորումը: Արդյունքը գլյուկոնեոգենեզի ամբողջ գործընթացի դանդաղումն է։
