Glikogenezė, glikogenolizė ir gliukoneogenezė yra procesai, kuriuos organizmas atlieka, kad palaikytų normalų gliukozės ar cukraus kiekį kraujyje. Šiuos tris procesus kontroliuoja tam tikrų hormonų sekrecija organizme. Šie hormonai vaidina svarbų vaidmenį skatinant įvairius fermentus, kad jie susidarytų arba skaidytų glikogeną, taip pat gamina gliukozę. Sužinokime daugiau apie glikogenezės, glikogenolizės ir gliukoneogenezės procesus organizme.
Glikogenezė
Glikogenezė yra glikogeno susidarymo iš gliukozės arba cukraus kiekis kraujyje procesas. Gliukozę organizmas naudoja energijai gaminti. Šis procesas vyksta, kai padidėja gliukozės kiekis kraujyje, pavyzdžiui, pavalgius. Padidėjęs gliukozės kiekis gali paskatinti kasą išskirti hormoną insuliną. Tada šis hormonas stimuliuoja fermentą glikogeno sintazę, kad būtų pradėtas glikogenezės procesas. Šio proceso pabaigoje gliukozė glikogeno pavidalu bus saugoma kepenyse ir raumenyse.1. Glikogenezės funkcija
Glikogenezės proceso metu iš gliukozės susidaro glikogenas, kad šios molekulės galėtų būti laikomos ir panaudotos vėliau, kai organizmas neturi gliukozės. Sukauptas glikogenas nėra tas pats, kas riebalai, nes ši molekulė dažnai naudojama tarp valgymų, kai sumažėja gliukozės kiekis kraujyje. Tokiu atveju organizmas paims glikogeno atsargas gliukozei gaminti glikogenolizės proceso metu.2. Glikogenezės procesas
Glikogenezės procesas prasideda, kai ląstelėje yra gliukozės perteklius. Toliau pateikiamas išsamus šio proceso paaiškinimas.- Visų pirma, gliukozės molekulė sąveikauja su fermentu gliukokinaze, kuri į gliukozę prideda fosfato grupę.
- Tada fosfato grupė perkeliama į kitą molekulės pusę, naudojant fermentą fosfogliukomutazę.
- Trečiasis fermentas, UDP-gliukozės pirofosforilazė, paima šią molekulę ir sukuria gliukozės uracilo difosfatą. Ši gliukozės forma turi dvi fosfato grupes kartu su nukleorūgštimi uracilu.
- Specialus fermentas glikogeninas suriša gliukozės uracilo difosfatą su gliukozės UDP-difosfatu, sudarydamas trumpas grandines.
- Po to, kai maždaug aštuonios molekulinės grandinės yra sujungtos, kiti fermentai įsijungia, kad užbaigtų šį procesą.
- Po to glikogeno sintazė pridedama prie grandinės, o glikogeną šakojantys fermentai padeda grandinėje sukurti šakas. Šio proceso metu susidaro tankesnės makromolekulės, todėl energijos kaupimas organizme tampa efektyvesnis.
Glikogenolizė
Glikogenolizė yra glikogeno molekulių skaidymo į gliukozę arba cukraus kiekį kraujyje procesas. Iš esmės glikogenas yra energija, saugoma ilgos grandinės gliukozės pavidalu. Glikogenolizės procesas gali vykti raumenų ir kepenų ląstelėse, kai organizmui reikia daugiau energijos.1. Glikogenolizės funkcija
Glikogenolizės funkcija yra gaminti energiją, kai kūnas yra alkanas ir nevalgoma. Glikogenolizė iš glikogeno gamins gliukozę, kuri vėliau naudojama energijai gaminti. Šis procesas taip pat gali palaikyti gliukozės kiekį kraujyje, kai esate alkanas ir į organizmą nepatenka maisto.2. Glikogenolizės procesas
Glikogenolizės procesą reguliuoja hormonai organizme. Nerviniai signalai taip pat gali turėti įtakos miocitams (raumenų ląstelėse). Glikogenolizė gali vykti reaguojant į įvairias kūno sąlygas, tokias kaip:- Kai sumažėja cukraus kiekis kraujyje (pvz., nevalgius)
- Kai organizmas gamina hormoną adrenaliną, kai susiduriama su grėsme ar skubos būsena.
- Fermentas glikogeno fosforilazė suardo ryšį, jungiantį gliukozę su glikogenu, pakeisdamas fosforilo grupę. Šiame etape glikogenas suskaidė gliukozę į gliukozės-1-fosfatą.
- Tada fermentas fosfogliukomutazė paverčia gliukozės-1-fosfatą į gliukozės-6-fosfatą. Tai yra molekulės forma, kurią ląstelės naudoja adenozino trifosfatui (ATP), energijos nešikliui kūno ląstelėse gaminti.
- Glikogeną išsišakoję fermentai perkelia visas gliukozės molekules į kitas šakas, išskyrus tą, kuri yra glikogeno jungtyse su kitomis šakomis.
- Galiausiai fermentas alfa gliukozidazė pašalina paskutinę gliukozės molekulę, kuri savo ruožtu pašalina tos gliukozės molekulės šaką.
Gliukoneogenezė
Gliukoneogenezė yra naujų gliukozės molekulių sintezės arba susidarymo procesas iš kitų šaltinių nei angliavandeniai. Dauguma šių procesų vyksta kepenyse, o nedidelė dalis – inkstų žievėje ir plonojoje žarnoje.1. Gliukoneogenezės funkcija
Gliukoneogenezės funkcija yra palaikyti sveiką cukraus kiekį kraujyje, kai žmogus nevalgo arba yra alkanas. Cukraus lygis turi būti palaikomas, kad ląstelės galėtų jį panaudoti energijos molekulei ATP gaminti. Kai maistas nepatenka į organizmą, sumažėja cukraus kiekis kraujyje. Šiuo metu organizmas neturi perteklinio angliavandenių iš maisto, kuris gali būti suskaidytas į gliukozę. Gliukoneogenezės procese organizmas gali panaudoti kitas molekules, kurios turi būti suskaidytos kaip gliukozė, pavyzdžiui, aminorūgštys, laktatas, piruvatas ir glicerolis.2. Gliukoneogenezės procesas
Toliau pateikiamas gliukoneogenezės proceso, kuris vyksta organizme, suskaidymas.- Gliukoneogenezė prasideda mitochondrijose arba kepenų ar inkstų citoplazmoje. Pirma, dvi piruvato molekulės karboksilinamos, kad susidarytų oksaloacetatas. Tam reikia vienos ATP (energijos) molekulės.
- Tada oksaloacetatą NADH redukuoja į malatą, kad jį būtų galima išnešti iš mitochondrijų.
- Išėjęs iš mitochondrijų, malatas vėl oksiduojamas į oksaloacetatą.
- Tada oksaloacetatas, naudodamas PEPCK fermentą, sudaro fosfenolpiruvatą.
- Fosfenolpiruvatas paverčiamas fruktozės-1,6-bisfosfatu, o po to - fruktozės-6-fosfatu. ATP taip pat naudojamas šiame procese, kuris iš esmės yra atvirkštinė glikolizė.
- Tada fruktozė-6-fosfatas paverčiamas gliukozės-6-fosfatu, naudojant fermentą fosfogliukoizomerazę.
- Tada gliukozė susidaro iš gliukozės-6-fosfato ląstelės endoplazminiame tinkle per fermentą gliukozės-6-fosfatazę. Kad susidarytų gliukozė, pašalinama fosfatų grupė, o gliukozės-6-fosfatas ir ATP paverčiami gliukoze ir ADP.