Glikogeneza, glikogenoliza in glukoneogeneza so procesi, ki jih telo izvaja za vzdrževanje normalne ravni glukoze ali krvnega sladkorja. Te tri procese nadzira izločanje določenih hormonov v telesu. Ti hormoni imajo vlogo pri spodbujanju različnih encimov, da delujejo pri tvorbi ali razgradnji glikogena, pa tudi pri proizvodnji glukoze. Spoznajmo več o procesih glikogeneze, glikogenolize in glukoneogeneze v telesu.
Glikogeneza
Glikogeneza je proces tvorbe glikogena iz glukoze ali krvnega sladkorja. Glukozo telo uporablja za proizvodnjo energije. Ta proces se pojavi, ko pride do zvišanja ravni glukoze v krvi, na primer po jedi. Povečana raven glukoze lahko povzroči, da trebušna slinavka izloča hormon inzulin. Ta hormon nato stimulira encim glikogen sintazo, da začne proces glikogeneze. Na koncu tega procesa se glukoza v obliki glikogena shrani v jetrih in mišicah.1. Funkcija glikogeneze
Proces glikogeneze služi tvorbi glikogena iz glukoze, tako da se te molekule lahko shranijo in uporabijo pozneje, ko telo nima na voljo glukoze. Shranjeni glikogen ni enak maščobi, ker se ta molekula pogosto uporablja med obroki, ko se raven glukoze v krvi zniža. V tem primeru bo telo vzelo rezerve glikogena za proizvodnjo glukoze skozi proces glikogenolize.2. Proces glikogeneze
Proces glikogeneze se začne, ko ima celica presežek glukoze. V nadaljevanju je podrobna razlaga tega postopka.- Najprej je molekula glukoze v interakciji z encimom glukokinazo, ki dodaja fosfatno skupino glukozi.
- Fosfatna skupina se nato prenese na drugo stran molekule z uporabo encima fosfoglukomutaze.
- Tretji encim, UDP-glukoza pirofosforilaza, vzame to molekulo in ustvari glukozni uracil-difosfat. Ta oblika glukoze ima dve fosfatni skupini skupaj z uracilom nukleinske kisline.
- Poseben encim, glikogenin, veže glukozo uracil-difosfat z glukoznim UDP-difosfatom in tvori kratke verige.
- Ko se približno osem molekularnih verig poveže skupaj, se za dokončanje tega procesa vključijo drugi encimi.
- Po tem se verigi doda glikogen sintaza in encimi z razvejanjem glikogena pomagajo ustvariti veje v verigi. Ta proces tvori gostejše makromolekule, tako da postane shranjevanje energije v telesu učinkovitejše.
Glikogenoliza
Glikogenoliza je proces razgradnje molekul glikogena v glukozo ali krvni sladkor. V bistvu je glikogen energija, shranjena v obliki dolgoverižne glukoze. Proces glikogenolize se lahko pojavi v mišičnih in jetrnih celicah, ko telo potrebuje večjo proizvodnjo energije.1. Funkcija glikogenolize
Naloga glikogenolize je proizvodnja energije, ko je telo lačno in ni vnosa hrane. Glikogenoliza bo proizvedla glukozo iz glikogena, ki se nato uporablja za proizvodnjo energije. Ta proces lahko vzdržuje tudi raven glukoze v krvi, ko ste lačni in v telo ne pride hrana.2. Proces glikogenolize
Proces glikogenolize uravnavajo hormoni v telesu. Živčni signali lahko igrajo tudi vlogo pri miocitih (mišičnih celicah). Glikogenoliza se lahko pojavi kot odziv na različna telesna stanja, kot so:- Ko se raven sladkorja v krvi zniža (npr.
- Ko telo proizvaja hormon adrenalin, ko se sooča z grožnjo ali nujnim stanjem.
- Encim glikogen fosforilaza bo prekinil vez, ki povezuje glukozo z glikogenom, tako da nadomesti fosforilno skupino. Na tej stopnji glikogen razgradi glukozo v glukozo-1-fosfat.
- Encim fosfoglukomutaza nato pretvori glukozo-1-fosfat v glukozo-6-fosfat. To je oblika molekule, ki jo celice uporabljajo za izdelavo adenozin trifosfata (ATP), nosilca energije v telesnih celicah.
- Encimi z razvejanjem glikogena premaknejo vse molekule glukoze v druge veje, razen tiste, ki je na glikogenskih stičiščih v druge veje.
- Končno encim alfa glukozidaza odstrani zadnjo molekulo glukoze, ta pa odstrani vejo te molekule glukoze.
Glukoneogeneza
Glukoneogeneza je proces sinteze ali tvorbe novih molekul glukoze iz virov, ki niso ogljikovi hidrati. Večina teh procesov se pojavi v jetrih, majhen delež pa v ledvični skorji in tankem črevesu.1. Funkcija glukoneogeneze
Naloga glukoneogeneze je vzdrževanje zdrave ravni sladkorja v krvi, ko oseba ni jedla ali je lačna. Raven sladkorja je treba vzdrževati, tako da jih lahko celice uporabijo za izdelavo energijske molekule ATP. Ko hrana ne pride v telo, se raven sladkorja v krvi zniža. V tem času telo nima odvečnih ogljikovih hidratov iz hrane, ki bi se lahko razgradili v glukozo. S procesom glukoneogeneze lahko telo uporabi druge molekule, ki se razgradijo kot glukoza, kot so aminokisline, laktat, piruvat in glicerol.2. Proces glukoneogeneze
Sledi razčlenitev procesa glukoneogeneze, ki se pojavi v telesu.- Glukoneogeneza se začne v mitohondrijih ali citoplazmi jeter ali ledvic. Najprej sta dve molekuli piruvata karboksilirani v oksaloacetat. Za to je potrebna ena molekula ATP (energije).
- Oksaloacetat se nato z NADH reducira v malat, tako da se lahko prenese iz mitohondrijev.
- Po izstopu iz mitohondrijev se malat oksidira nazaj v oksaloacetat.
- Oksaloacetat nato tvori fosfoenolpiruvat z uporabo encima PEPCK.
- Fosfoenolpiruvat se pretvori v fruktozo-1,6-bisfosfat in nato v fruktozo-6-fosfat. ATP se uporablja tudi med tem procesom, ki je v bistvu reverzna glikoliza.
- Fruktoza-6-fosfat se nato pretvori v glukozo-6-fosfat z uporabo encima fosfoglukoizomeraze.
- Glukoza se nato tvori iz glukoza-6-fosfata v endoplazmatskem retikulumu celice preko encima glukoza-6-fosfataze. Za tvorbo glukoze se fosfatna skupina odstrani, glukoza-6-fosfat in ATP pa se pretvorita v glukozo in ADP.