Глюконеогенез. Пентозофосфатный путь. Клиническая биохимия
Материал подготовлен резидентом КазНМУ им. С.Д. Асфендиярова Енцовым Д.В.
В постабсорбтивном периоде уровень глюкозы в крови поддерживается за счет ее поступления из печени (гликогенолиз). Однако к 6-10 часу голодания запасы гликогена в печени значительно сокращаются, а через 24 часа полного голодания практически полностью исчерпываются. В этом случае гепатоциты осуществляют синтез глюкозы de novo - глюконеогенез, т.е. синтез глюкозы из веществ неуглеводной природы. Основная функция ГНГ - поддержание уровня глюкозы крови в период длительного голодания или интенсивной нагрузки. Наиболее интенсивен ГНГ в печени, корковом веществе почек, слизистой кишечника. За счет ГНГ может образовываться до 100 г глюкозы в сутки. Это особенно актуально для ткани мозга (ЖК не проникают через ГЭБ), нуждающейся в глюкозе. Высокой потребностью в глюкозе обладают эритроциты, клетки сетчатки, мозгового слоя надпочечников.
Первичными субстратами ГНГ являются лактат (продукт анаэробного гликолиза, используется в ГНГ постоянно), аминокислоты (образуются в результате протеолиза мышечных белков, поэтому включаются в ГНГ при физической нагрузке, голодании, лихорадке), глицерин (высвобождается при гидролизе жиров в жировой ткани, включается в ГНГ при физической нагрузке и голодании). Лактат и аимнокислоты включаются в ГНГ через преобразование в пируват и далее в оксалоацетат, фосфоенолпируват. Глицерин трансформируется в дигидроксиацетонфосфат. Необходимо помнить о том, что превращение пирувата в ацетил-КоА (в цикле Кребса) необратимо, поэтому из ацетил-КоА и жирных кислот организм синтезировать глюкозу не может.
После того как при голодании истощается запас гликогена, главным источником пирувата для ГНГ становятся аминокислоты, прежде всего аланин (глюкогенная аминокислота, составляющая до 30% от всех аминокислот, поступающих из мышц в печень). Протеолиз мышечных белков дает много аланина, поскольку в результате метаболизма многих аминокислот и цикла Кребса накапливается оксалоацетат, превращающийся в пируват, который, в свою очередь, превращается в аланин, а аминогруппа «достается» ему от других аминокислот. Аланин впоступает в печень, где превращается в глюкозу, транспортируемую обратно в мышцы. Глюкозо-аланиновый цикл не приводит к увеличению количества глюкозы в мышцах, но решает проблемы транспорта аминного азота из мышц в печень и предотвращает лактат-ацидоз.
При голодании для производства энергии мышцы используют в основном жирные кислоты и кетоновые тела, т.е. они располагают достаточным количеством ацетил-КоА и для его получения им не нужно окисления пирувата. Высокий уровень ацетил-КоА приводит к инактивации пируватдегидрогеназы, благодаря этому пируват, образующийся из аминокислот, используется для синтеза аланина, транспортируемого в печень.
