glukoneogenesen

De glukoneogenesen sikrer den nye syntesen av glukose fra pyruvat, laktat og glyserin i kroppen. Dette sikrer organismens glukosetilførsel i sultetider. Forstyrrelser i glukoneogenese kan føre til farlig hypoglykemi.

Hva er glukoneogenese?

Under glukoneogenese genereres glukose igjen fra nedbrytningsproduktene til protein, karbohydrat og fettmetabolisme.

Reaksjonene på glukoneogenese skjer hovedsakelig i leveren og musklene. Der blir den syntetiserte glukosen kondensert til glukogen, et lagringsstoff som fungerer som et energilager for rask energiforsyning av nerveceller, erytrocytter og muskler. Gjennom glukoneogenese kan 180 til 200 gram glukose dannes nylig per dag.

Glukoneogenese kan sees på som omvendt glykolyse (nedbrytning av glukose) til pyruvat eller laktat, selv om tre reaksjonstrinn må erstattes av bypass-reaksjoner av energiske årsaker. Glykolyse produserer pyruvat (pyruvinsyre) eller, under anaerobe forhold, laktat (anion av melkesyre). Videre dannes pyruvinsyre også fra aminosyrer når de brytes ned. Et annet underlag for regenerering av glukose er glyserin, som kommer fra nedbrytning av fett. Det omdannes til dihydroksyacetonfosfat, som fungerer som en metabolitt i syntesekjeden for glukoneogenese for å bygge opp glukose.

Funksjon & oppgave

Spørsmålet oppstår hvorfor glukose bør bygges opp igjen hvis det tidligere ble brutt ned av glykolyse for å produsere energi. Det må imidlertid huskes at nervecellene, hjernen eller erytrocyttene er avhengige av glukose som energileverandør.

Hvis kroppens tilførsel av glukose blir brukt opp uten å bli etterfylt raskt nok, oppstår farlig hypoglykemi, som til og med kan være dødelig. Ved hjelp av glukoneogenese kan det normale blodsukkernivået holdes konstant selv i sultetider eller i energikrevende nødsituasjoner.

En tredjedel av den nylig syntetiserte glukosen lagres i leveren og to tredjedeler i skjelettmusklene som glukogen. I løpet av en lengre periode med sult synker behovet for glukose litt fordi den andre metabolske veien er bruken av ketonlegemer for å generere energi.

Den sentrale rollen i glukoneogenesen spilles av pyruvinsyre (pyruvat) eller melkesyren (laktat) dannet av den under anaerobe forhold. Begge forbindelsene er også nedbrytningsprodukter under glykolyse (nedbrytning av sukker).

I tillegg dannes pyruvat også når aminosyrer brytes ned. Andre steder kan glyserin fra nedbrytning av fett også omdannes til en metabolitt av glukoneogenese, og det blir integrert i denne prosessen. Under glukoneogenese produseres glukose igjen fra nedbrytningsproduktene i karbohydrat-, protein- og fettmetabolismen.

Kroppens egne reguleringsmekanismer sikrer at glukoneogenese og glykolyse ikke foregår parallelt. Ved økt glykolyse er glukoneogenesen noe svekket. I en fase med økt glukoneogenese reduseres glykolyse igjen.

Det er hormonelle reguleringsmekanismer i organismen for dette formålet. Hvis du for eksempel konsumerer mye karbohydrater gjennom mat, stiger blodsukkernivået. Samtidig stimuleres produksjonen av insulin i bukspyttkjertelen.

Insulin gir cellene glukose. Der brytes den ned for å produsere energi, eller hvis energibehovet er lavt, omdannes det til fettsyrer som kan lagres som triglyserider (fett) i fettvev.

Hvis det ikke er tilstrekkelig tilførsel av karbohydrater (sult, ekstremt lite karbohydratmat eller høyt glukoseforbruk i nødsituasjoner), synker blodsukkernivået først. Dette kaller hormonantagonisten til insulin, hormonet glukagon, på scenen. Glukagon får lagret glukogen i leveren til å bryte ned til glukose. Når disse forsyningene er brukt opp, starter den økte glukoneogenesen fra aminosyrer for den nye syntesen av glukose i kroppen hvis sultfasen vedvarer.

Sykdommer og plager

Hvis glukoneogenesen blir forstyrret, kan kroppen ha lavt blodsukker (hypoglykemi). Hypoglykemi kan ha mange årsaker. For eksempel fører hormonelle reguleringsmekanismer til økt glukoneogenese når det er et økt behov for glukose eller når tilførselen av karbohydrater er redusert.

Den hormonelle antagonisten til insulin er hormonet glukagon. Når blodsukkernivået synker, øker produksjonen av glukagon, noe som deretter forårsaker økt glukoneogenese. Først blir glukogen lagret i leveren og musklene nedbrutt og omdannet til glukose. Når alle glukogenreserver er brukt opp, omdannes glukogene aminosyrer til glukose. Muskelnedbrytning foregår for å forsyne kroppen med energi.

Imidlertid, hvis glukoneogenese er vanskelig å komme i gang av forskjellige årsaker, utvikles hypoglykemi, som i alvorlige tilfeller kan føre til bevisstløshet og til og med død.

For eksempel kan sykdommer i leveren eller visse medikamenter hindre glukoneogenese. Forbruket av alkohol hemmer også glukoneogenese. Alvorlig hypoglykemi er en nødsituasjon som krever rask legehjelp.

Et annet hormon som fremmer glukoneogenese er kortisol. Kortisol er et glukokortikoid som finnes i binyrebarken og fungerer som et stresshormon. Dens oppgave er å gi energi raskt i stressende fysiske situasjoner. For å gjøre dette, må de fysiske energireservene aktiveres. Kortisol stimulerer omdannelsen av aminosyrer i skjelettmusklene til glukose som en del av glukoneogenesen.

Hvis binyrebarken er overaktiv, for eksempel på grunn av en svulst, produseres det for mye kortisol. Glukoneogenese kjører deretter på full fart. Overproduksjon av glukose fører til muskelnedbrytning, en svekkelse av immunforsvaret og overvekt i bagasjerommet. Dette kliniske bildet er kjent som Cushings syndrom.