Глюконеогенез

Глюконеогенез – синтез углеводов из неуглеводных предшественников (гликогенных аминокислот, глицерола, лактата, пропионовой кислоты). Глюконеогенез протекает в цитозоле клеток печени и почек,хотя некоторые предшественники образуются в митохондриях. Глюконеогенез необходим для синтеза глюкозы, которая является источником энергии, особенно для нервной ткани и эритроцитов. При голодании более 1 суток, за счет глюконеогенеза поддерживается базальный уровень глюкозы в крови и обеспечивается промежуточными продуктами ЦТК. При интенсивной физической работе синтез глюкозы происходит из лактата и глицерола, при голодании – из глицерола, образующегося при распаде жирови аминокислот, поступающих при катаболизме белков мышц.

Большинство стадий глюконеогенеза представляет собой обращение реакций гликолиза. Только три реакции гликолиза (гексокиназная, фосфофруктокиназная и пируваткиназная) необратимы, поэтому в процессе глюконеогенеза на трех этапах используются другие ферменты.

При интенсивной мышечной работе образуется лактат, который током крови поступает в печень. В цитозоле под действием лактатдегидрогеназы лактат окисляется в пируват, который поступает в митохондрии.

 

Синтез фосфоенолпирувата из пирувата происходит в несколько этапов. Вначале пируват при участии пируваткарбоксилазы, СО₂ и АТФ карбоксилируется с образованием ЩУК.

 

 

Для транспорта из митохондрий в цитозоль ЩУК восстанавливается в малат с участием фермента НАД-зависимой малатдегидрогеназы.

 

 

В цитозоле происходит обратный процесс окисления малата в ЩУК под действием цитозольной малатдегидрогеназы с коферментом НАД⁺.

 

Затем ЩУК в результате декарбоксилирования и фосфорилирования под влиянием фермента фосфоенолпируваткарбоксикиназы превращается в фосфоенолпируват. Донором фосфатного остатка служит ГТФ.

 

 

Фосфоенолпируват в результате ряда обратимых реакций гликолиза превращается во фруктозо-1,6-бисфосфат. Превращение фруктозо-1,6-бисфосфата во фруктозо-6-фосфат катализируется специфической фосфатазой – фруктозо-1,6-бисфосфатазой.

В последующей обратимой стадии биосинтеза глюкозы фруктозо-6-фосфат превращается в глюкозо-6-фосфат, который дефосфорилируется под влиянием фермента глюкозо-6-фосфатазы.

В организме существует взаимосвязь гликолиза и глюконеогенеза. Основным субстратом для глюконеогенза является лактат, образованный активной скелетной мышцей. Плазматическая мембрана обладает высокой проницаемостью для лактата. Поступив в кровь, лактат переносится в печень, где в цитозоле окисляется в пируват. Пируват затем превращается в глюкозу по пути глюконеогенеза. Глюкоза поступает далее в кровь и поглощается скелетными мышцами. Эти превращения составляют цикл Кори.