Inligting

6.4: Glukoneogenese - Biologie

6.4: Glukoneogenese - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Die anaboliese eweknie van glikolise is glukoneogenese, wat meestal in die selle van die lewer en nier voorkom. In sewe van die elf reaksies van glukoneogenese (begin van piruvaat), word dieselfde ensieme as in glikolise gebruik, maar die reaksierigtings is omgekeer. Veral die (Delta)G-waardes van hierdie reaksies in die sel is tipies naby nul, wat beteken dat hul rigting geredelik beheer kan word deur die substraat- en produkkonsentrasies te verander.

Die drie gereguleerde ensieme van glikolise kataliseer almal reaksies waarvan die (Delta)G-waardes nie naby aan nul is nie, wat manipulasie van reaksierigting nie-triviaal maak. Gevolglik gebruik selle "werk-om"-reaksies wat deur vier verskillende ensieme gekataliseer word om glukoneogenese te bevoordeel, wanneer toepaslik.

Twee van die ensieme (piruvaatkarboksilase en PEP-karboksikinase -PEPCK) kataliseer reaksies wat piruvaatkinase omseil. F1,6BPase omseil PFK en G6Pase omseil heksokinase. Veral piruvaatkarboksilase en G6Pase word onderskeidelik in die mitochondria en endoplasmiese retikulum aangetref, terwyl die ander twee in die sitoplasma gevind word saam met al die ensieme van glikolise. As gevolg hiervan vind alle glikolise en meeste van glukoneogenese in die sitoplasma plaas. Die beheer van hierdie weë word dan van kritieke belang omdat selle oor die algemeen die mate waarin gepaarde anaboliese en kataboliese weë gelyktydig voorkom moet verminder, sodat hulle nie energie mors en geen tasbare produk behalwe hitte maak nie. Die meganismes om hierdie weë te beheer, werk op sommige maniere op teenoorgestelde maniere, genoem wederkerige regulering (sien hierbo).

Benewens wederkerige regulering, help ander meganismes om glukoneogenese te beheer. Eerstens word PEPCK grootliks op die vlak van sintese beheer. Ooruitdrukking van PEPCK (gestimuleer deur glukagon, glukokortikoïede en cAMP en geïnhibeer deur insulien) veroorsaak simptome van diabetes. Piruvaatkarboksilase word in die mitochondrion gesekwestreer en is sensitief vir asetiel-CoA, wat 'n allosteriese aktiveerder is. Asetiel-CoA konsentrasies neem toe soos die sitroensuur siklus aktiwiteit afneem. Glukose-6-fosfatase kom in lae konsentrasies in baie weefsels voor, maar word die volopste en belangrikste in die belangrikste glukoneogeniese organe aangetref – die lewer en nierkorteks.


Selglukosevervoer en glukosehantering tydens fetale en neonatale ontwikkeling

Glukose vervoerder 4

GLUT4 word hoofsaaklik uitgedruk in volwasse weefsels wat insulien-gestimuleerde glukose-vervoer vertoon, soos vetweefsel en skelets- en hartspiere. 49 Lae vlakke word ook in fetale rotbrein uitgedruk. 72 In vergelyking met die volwassene, word min GLUT4 uitgedruk in fetale spiere 47 en bruin vet, 73 en vlakke verhoog eers ver na geboorte. 43,45,73

Die volgorde van menslike GLUT4 is hoogs behoue, en 95% en 96% identiteit bestaan ​​tussen die volgordes van mens en rot of muis GLUT4. 74 GLUT4 bevat unieke volgordes in sy N- en C-terminale sitoplasmiese domeine wat sy kenmerkende membraanhandelvermoë rig. GLUT4, anders as ander fasilitatiewe GLUTs, is hoofsaaklik intrasellulêr gelokaliseer in die ongestimuleerde toestand en word akuut herverdeel na die plasmamembraan in reaksie op insulien en ander stimuli. 74,75

Glukose vervoer in insulien-sensitiewe weefsels het aansienlike aandag geniet as gevolg van die belangrikheid van hierdie proses in die handhawing van die hele liggaam glukose wegdoening in die volwassene. Die vervoerstap is tempobeperkend vir glukose-opname in vet en spiere onder die meeste toestande. 76,77 'n Sentrale rol vir GLUT4 in die hele liggaam metabolisme word sterk ondersteun deur 'n verskeidenheid van geneties gemanipuleerde muismodelle. Heterosigotiese GLUT4+/- muise wat verminderde GLUT4-proteïen in spier- en vetweefsel vertoon, is insulienweerstandig en ontwikkel later in hul lewe diabetes. 78,79


Regulering van hepatiese glukoneogenese deur vinnige kompartementering van mitochondriale adeniennukleotiede in die pasgebore konyn

1. In pasgebore konynlewer het die mitochondriale adeniennukleotiedpoel (ATP+ADP+AMP) grootte toegeneem van 6.4±0.4 tot 14.5±0.7 nmol/mg mitochondriale proteïen binne 2 uur na geboorte.

2. Glukoneogenese (van laktaat) in geïsoleerde hepatosiete het gestyg van 13.1 ± 1.9 by geboorte tot 42.3 ± 2.4 nmol glukose/min/10 7 selle by 2 uur.

3. Piruvaatkarboksilering in geïsoleerde mitochondria het parallel toegeneem van 42.8 ± 4.9 by geboorte tot 108.6 ± 8.2 nmol H 14 CO3 − /min/mg mitochondriale proteïen by 2 uur.

4. Die soortgelyke ontwikkelingstydverloop vir hierdie drie verskynsels het voorgestel dat die vinnige toename in glukoneogenese 'n gevolg kan wees van verhoogde beskikbaarheid van adeniennukleotiede vir die ATP-benodigde mitochondriale ensiem, piruvaatkarboksilase.

5. Manipulasie van die mitochondriale adeniennukleotiedpoelgrootte in vitro het voorspelbare veranderinge in die tempo van piruvaatkarboksilering tot gevolg gehad.

6. Ons het tot die gevolgtrekking gekom dat die postnatale toename in mitochondriale adeniennukleotiedinhoud piruvaatkarboksilering stimuleer, en sodoende 'n vinnige toename in die tempo van glukoneogenese veroorsaak.


Biosintetiese Weg van Glukoneogenese | Asemhaling

Begin van glukose en eindig met piruvaat, daar is tien reaksiestappe in glikolise. In die rigting van glukoneogenese word die meeste van die reaksiestappe in die omgekeerde volgorde van piruvaat na glukose deur die ensieme van die glikolitiese volgorde gekataliseer, en gaan dus voort deur die omkeer van die stappe wat in glikolise gebruik word.

Daar is egter drie onomkeerbare stappe in die glikolitiese pad wat nie in die rigting van glukoneogenese benut kan word nie, dit wil sê die omskakeling van piruvaat na glukose.

Soos dit gebeur, verskil die reaksies van glikolise en glukoneogenese in hierdie stappe wat deur heksokinase, fosfofruktokinase en piruvaatkinase gekataliseer word. Trouens, glukoneogenese vereis by hierdie punte langs die omgekeerde pad drie verskillende ensieme, wat termodinamies gunstig is in die rigting van sintese.

In ontkiemende oliesade kan die glikolitiese pad in die omgekeerde rigting werk met die vorming van heksosesuiker vanaf PEP.

Hierdie metaboliese proses om lipied in koolhidrate om te skakel is 'n noodsaaklike kenmerk in oliesaadplante, wat 'n groot deel van die energie in die vorm van vet eerder as as stysel stoor. Dit begin met die produksie van asetiel-KoA deur die vetsuuroksidasiereaksies. Hierdie asetiel-CoA betree dan 'n gemodifiseerde Krebs-siklus (d.w.s. glioksilaatsiklus) in mitochondria om oksaloasetaat te lewer.

Dus, die eerste stap in glukoneogenese is die omskakeling van oksaloasetaat in fosfoenolpiruvaat deur PEP karboksikinase volgens die reaksie:

Aangesien die direkte omkeer van die piruvaatkinase reaksie na die omskakeling van piruvaat na PEP nie kan plaasvind nie in die lig van die onomkeerbare aard daarvan, word so 'n alternatiewe reaksie gebruik. Inderdaad, PEP karboksikinase het 'n baie lae affiniteit vir CO2, vandaar dat die ensiem slegs biologies aktief is in die rigting van PEP-vorming.

Fosfoenolpiruvaat wat deur die bogenoemde alternatiewe reaksie uit piruvaat gegenereer word, word omgeskakel na fruktose-1,6-bisfosfaat deur ses ensiematiese reaksies van glikolise in die omgekeerde volgorde te volg, wat begin met enlace en eindig met FBP aldolase, wat almal omkeerbaar funksioneer in beide glikolise en glukoneogenese .

Die daaropvolgende agtste stap in glukoneogenese kan nie met die glikolitiese ensiem fosfofruktokinase werk nie omdat dit 'n onomkeerbare reaksie kataliseer:

Hierdie ensiem funksioneer nie in die omgekeerde rigting nie as gevolg van 'n ongunstige ΔG 0 . In glukoneogenese word hierdie stap deur 'n ander ensiem fruktose-1,6-bisfosfatase gekataliseer.

Dit is 'n allosteriese ensiem, wat geïnhibeer word deur negatiewe modulator amp en gestimuleer deur positiewe modulators 3-PGA en sitraat. In die volgende stap kan fruktose-6-fosfaat maklik omgeskakel word na glukose-6-fosfaat deur die ensiem glukose fosfaat-isomerase, wat in wese omkeerbaar is en funksioneer in beide glikolise en glukoneogenese.

Die laaste stap wat defosforilering van glukose-6-fosfaat behels om vrye glukose te regenereer, kan nie funksioneer deur die omkeer van heksokinase-ensiem nie, wat onomkeerbaar is. In plaas daarvan word dit veroorsaak deur die hidrolitiese ensiem, glukose-6-fosfatase wat eksergonies en onomkeerbaar is.

Inderdaad, die vraag of glukose degradasie in glikolise sal ondergaan of dit in glukoneogenese gesintetiseer sal word, hang natuurlik af van die behoefte van die plant in enige spesifieke stadium van sy lewensiklus. Aangesien beide die prosesse tot sitosol beperk is, moet 'n beheermeganisme aangewend word sodat die vloei van koolstof óf in die afdraande óf opdraande rigting werk.


Glukoneogenese vs glikolise - sleutelensieme

Glukoneogenese stappe

Die pad vir glukoneogenese gebruik baie, maar nie almal nie, die ensieme van glikolise.

Die reaksies wat algemeen is vir glikolise en glukoneogenese is die omkeerbare reaksies.

Twee van hierdie onomkeerbare stappe is die twee ATP-vereisende aktiveringsreaksies van glikolise wat deur glukokinase en fosfofruktokinase-1 gekataliseer word. Hulle word onderskeidelik deur glukose 6-fosfatase en fruktose 1,6-bisfosfatase omseil.

Die derde onomkeerbare stap van glikolise is die tweede ATP-genererende reaksie, wat deur piruvaatkinase gekataliseer word.

Die glukoneogenese-weg gebruik die reaksies wat deur piruvaatkarboksilase en fosfoenolpiruvaatkarboksikinase gekataliseer word om die onomkeerbare piruvaatkinase-reaksie van glikolise te omseil.

Video - Glukoneogenese - Biochemie


Vitamien A

Die bynier

Die belangrikheid van vitamien A-metabolisme in die bynier is lank reeds erken. Talle eksperimente het getoon dat A-tekort weerstand teen stres verminder, insulienverdraagsaamheid verlaag en glukogenese benadeel. Deur histologiese tegnieke kan die vitamien in hoë konsentrasie in die selle van die zona fasciculata gedemonstreer word, wat die belangrikheid daarvan vir glukokortikoïedsintese suggereer. Bynierafdelings toon dikwels massas 'lipochroom'-pigment in die selle van die zona reticularis. Dit is 'n karotenoïedpigment en kan 'n voorraad vitamien A-voorloper verteenwoordig. Die pigment word selde, indien ooit, in die medulla gesien, en die teenwoordigheid daarvan in die korteks verleen ondersteuning aan die siening dat dit deelneem aan steroïedsintese.

Cholesterol is die algemene voorloper vir die steroïedhormone wat in die selle van die bynierkorteks en in die interstisiële selle van die testis en ovarium gevorm word. Dit is deesdae 'n stof met swak reputasie, en voedsel wat bekend is dat dit cholesterol bevat, word vermy deur diegene wat bekommerd is oor die toestand van hul are. Sonder cholesterol sou ons egter in geen posisie wees om die lewe, vryheid of die strewe na geluk te geniet nie, veral nie die laaste nie. Dit is dus gelukkig dat baie selle van die liggaam in staat is om al die cholesterol wat ons benodig, uit eenvoudige voorlopers te sintetiseer. Die lewer is die hoofplek van sintese en bou die molekule op vanaf asetiel-koënsiem A. (CoA, sal onthou word, bevat pantoteensuur, een van die B-vitamiene.) Asetiel-CoA word deur middel van mevalonaat na die isoprenoïed omgeskakel. eenhede wat die basis van die cholesterolskelet vorm. Die reeks reaksies van asetaat na mevalonaat word nie deur A-tekort beïnvloed nie, maar die omskakeling van mevalonaat na cholesterol word in 'n ernstige A-tekort geïnhibeer.

Die meegaande diagram toon die struktuur van die cholesterolmolekule, die konvensies om na die ringe te verwys, en die verskillende posisies waar veranderinge in die molekule plaasvind om die verskillende steroïede te vorm. Diegene wat deur chemiese formules geïntimideer word, moet nie afgeskrik voel nie, aangesien die diagramme slegs bedoel is om die beskrywing van die verskillende stappe wat deur die ensieme en hul vitamienbevattende kofaktore gekataliseer word te vereenvoudig, wat die basiese cholesterolmolekule verander om die steroïedhormone te vorm (Fig. 7) ).

Fig. 7 . Die nommering van die koolstofatome in die cholesterolmolekule en die letters van die ringe. Die syketting word tussen koolstofatome 20 en 22 (pyl) verdeel voordat steroïedsintese begin. Spesifieke hidroksielases, wat verminderde NADP en suurstof benodig vir hul werking, kataliseer die byvoeging van hidroksielgroepe by posisies 11, 17 en 21 vir die produksie van die verskillende hormone. (In sikliese strukture verteenwoordig die hoek van 'n ring 'n koolstofatoom met soveel waterstof as wat nodig is om dit te versadig, tensy anders aangetoon.) Die biologiese aktiwiteit van baie hormone word bepaal deur hul stereochemiese konfigurasie. As 'n substituent geleë is, in verhouding tot die vlak van die ringstelsel, aan dieselfde kant van die cholesterolmolekule as die metielgroepe by C-10 en C-13 is dit in die beta- of cis-konfigurasie as aan die ander kant, in die alfa- of trans-konfigurasie. Laasgenoemde (a) word met 'n stippellyn in die diagramme aangedui. Gerieflikheidshalwe word die metielgroep by C-10 as bo die vlak van die ring beskou. In die steroïede is die C-13-metielgroep gewoonlik aan dieselfde kant as die C-10-metielgroep.

Die bynierkortikale hormone word oor die algemeen in glukokortikoïede en mineralokortikoïede verdeel, maar die onderskeid tussen die twee is eerder 'n kunsmatige een. Tydens stres het die glukokortikoïede merkbare effekte op mineraal- en watermetabolisme, wat in hierdie opsig die funksies van die mineralokortikoïede oorvleuel. Op 'n gewig vir gewig basis het die mineralokortikoïed aldosteroon enigiets van 25 % tot 100 % van die biologiese aktiwiteit van die glukokortikoïede, afhangend van die spesiebron van die monster. Aldosteroon sirkuleer egter teen 'n plasmavlak van slegs 0,03 mikrogram per 100 ml, terwyl kortisol op 'n vlak van 10 sirkuleer. μg/100ml., en kortikosteroon by ongeveer 1μg/100ml. Normaalweg is die glukokortikoïedaktiwiteit van aldosteroon dus weglaatbaar in vergelyking met dié van kortisol. Die hoeveelheid vitamien A wat benodig word vir glukokortikoïedsintese oorskry in alle waarskynlikheid dié vir mineralokortikoïedsintese met 'n faktor van 30 tot 300 keer. Dit kan die rede wees waarom aldosteroonsintese nie beïnvloed word tot die heel jongste stadiums van vitamien A-uitputting nie. Dit sal ook verduidelik waarom vitamien A nie histologies opgespoor is in die zona glomerulosa van die bynier, waar aldosteroon gesintetiseer word nie, en die hoeveelheid benodig te min is vir opsporing deur so 'n prosedure.

Daar is 'n voorstel dat aldosteroonsintese selfs in A-tekort kan styg, met die gevolglike verhoogde plasmanatriuminhoud en verlaagde plasmakalium. As dit so is, kan die kompenserende hipertrofie in die zona glomerulosa 'n poging verteenwoordig om glukosehomeostase te herstel, met plasmanatriumveranderinge wat ontstaan ​​as 'n ongewenste newe-effek van verhoogde aldosteroonsintese. Die waarskynlike roete van sintese van aldosteroon vanaf cholesterol word in diagrammatiese vorm in figuur 8 getoon. Dit is bekend dat die 11-oksikortikosteroïede 'n meer duidelike effek op koolhidrate het as dié sonder 'n suurstofatoom by C-11, soos deoksikortikosteroon. Die sterkste glukokortikoïede is dié wat by C-11 en C-17 suurstof bevat, naamlik kortisol en kortisoon. Aldosteroon, wat by C-11 suurstof bevat, het 'n redelike kragtige glukokortikoïedwerking wanneer dit in terapeutiese dosisse gegee word.

Fig. 8 . Gepostuleerde roete van sintese van die mineralokortikoïed aldosteroon, so genoem as gevolg van die teenwoordigheid van 'n aldehidiese groep by C-18. Progesteroon is die algemene voorloper van die adrenale glukokortikoïede en mineralokortikoïede. Die vorming daarvan vanaf pregnenoloon behels dehidrogenering van die 3-hidroksiegroep, en isomerisasie waarin die dubbelbinding van 5:6 na 4:5 (of Δ 5 na Δ 4 ) migreer.

Figure 9 en 10 toon die gepostuleerde roetes van sintese van die belangrikste glukokortikoïede in die mens, en in die meer algemeen gebruikte proefdiere. Die eerste stappe in die sintese van die glukokortikoïede vanaf cholesterol is dieselfde as vir aldosteroon, naamlik omskakeling na pregnenolon en dan progesteroon. Indien daar, om enige rede soos 'n gebrek aan die nodige ensieme vir verdere omskakeling, 'n ophoping van pregnenolon is, dan word verdere produksie van pregnenolon vanaf cholesterol geïnhibeer, deur 'n negatiewe terugvoermeganisme. Die stap van cholesterol tot pregnenoloon vereis nikotinamied as 'n kofaktor en is onder die beheer van ACTH.

Fig. 9 . Die sintese van kortisol en kortisoon, die belangrikste kortikosteroïede in die mens.

Fig. 10 . Sintese van kortikosteroon, wat in ewewig met 11-dehidrokortikosteroon bestaan. Dit is die belangrikste glukokortikoïede in die rot en konyn, waarin die 17 α-hidroksylerende ensiem ontbreek of teenwoordig teen 'n uiters lae konsentrasie.

By diere met A-tekort is daar hipoplasie van die byniere en merkbare vermindering van die totale hoeveelheid progesteroon wat deur die kliere ontwikkel word. Die omskakeling van pregnenolone na progesteroon benodig twee ensieme, β-hidroksistoïed dehidrogenase (E.C. 1.1.1.51) en isomerase (E.C. 5.3.3.1). Grangaud, Nicol en Delaunay (1958), in 'n reeks eksperimente wat beide uitgevoer is in vivo en in vitro het getoon dat vitamien A-aldehied (retinale) hierdie ensieme aktiveer. Vitamien A-suur (retinoïensuur) en vitamien A-alkohol (retinol) is ewe effektief om die ensiemaktiwiteit te versnel. Die werklike konsentrasie van 'n vitamien is 'n belangrike faktor in die sintese van steroïedhormoon. In hierdie spesifieke reaksie egter, Grangaud et al., gevind dat die konsentrasie binne redelik wye perke kan verskil, in duidelike kontras met die nou grense wat noodsaaklik is in geslagshormoonsintese (kyk infra). Hierdie waarneming impliseer dat 'n optimale konsentrasie vir estrogeen of androgeen sintese redelik ondoeltreffend vir progesteroon sintese kan wees.

β-hidroksistoïed dehidrogenase is teenwoordig in byna al die steroïed-produserende kliere van vertebrate en is blykbaar die tempo beperkende ensiem in steroïed sintese. Daarom speel vitamien A 'n sleutelrol in hormonale produksie. Dit kan gedemonstreer word in in vitro stelsels, waar getoon kan word dat die aktiwiteit van die ensiem onderdruk is in materiaal van A-tekorte manlike en vroulike rotte. Herstel van die ensiem tot volle aktiwiteit kan bereik word deur vitamien A aan die gebrekkige diere te gee 24 uur voor die weefsels geneem word vir ensiemstudies (Juneja, Murthy en Ganguly, 1966).

Levine, Glick en Nakane (1967) het 'n interessante reeks eksperimente in pasgebore rotte uitgevoer. Hulle het gevind dat daar 'n tydperk tussen die derde en die agtiende dag van die lewe is, waartydens die jong rotte nie op stres reageer het deur kortikosteroïede vry te stel nie. Die inspuiting van ACTH gedurende hierdie vyftien dae is nie opgevolg deur plasmasteroïedvrystelling nie, alhoewel dit duidelik getoon is dat die bynierinhoud van kortikosteroon so vroeg as die derde dag van die lewe begin styg en aanhou styg het. Dit blyk te wys dat daar 'n duidelike onderskeid is tussen die sintese en die vrystelling van byniersteroïede in die pasgebore rot. Die effektiewe stimulasie van byniere deur ACTH in hierdie eksperimente het parallelle uitputting van kortikosteroon en vitamien A veroorsaak, wat daarop dui dat die vermoë van die bynier om op ACTH te reageer deur hormoonsintese nou verwant is aan die vitamien A-konsentrasie in die klier.

In baie ligte A-uitputting blyk slegs die stap van deoksikortikosteroon tot kortikosteroon geïnhibeer te word. Verskeie skrywers het getoon dat in die erg uitgeputte rot, baie stappe in steroïedsintese geïnhibeer word, insluitend mevalonzuur tot cholesterol, cholesterol tot progesteroon, cholesterol tot deoksikortikosteroon en deoksikortikosteroon tot kortikosteroon. Op hierdie laat stadium, wat opgespoor kan word deur die onvermoë van ACTH-inspuitings om glukogenese te herstel, is dit moontlik dat die A-tekort onomkeerbare degenerasie van adrenokortikale selle veroorsaak het, en dit kan in werklikheid deur histologiese ondersoek bevestig word. Ernstige A-tekort kan beskou word as 'n chemiese adrenlektomie wat glukokortikoïedsintese betref.

Een van die belangrikste gevolge van A-tekort is die verminderde tempo van glikogeensintese in die lewer, dit is die enigste effek van A-tekort wat deur kortisoon na normaal herstel kan word. Glikogenese stop vroeg by die A-tekort dier, op dieselfde tyd as wat gewigstoename ophou. Geen ensimatiese defek in die lewer is gevind om dit te verantwoord nie. Die ensiemstelsels vir die sintese van glukose uit triose word nie aangetas nie, en daar is geen gebrek aan hoë-energie fosfaat nie. Asetaat, laktaat en gliserol word normaalweg in glikogeen opgeneem, en die vermoë om glukose in lewerglikogeen in te sluit is gelyk in beide normale en A-tekorte rotweefsel. Die inspuiting van kortisol of kortisoon in rotte wat gebrekkig is, herstel egter glikogeensintese van asetaat na normaal. Deoksikortikosteroon nie. Dit dui weer op 'n moontlike insluiting β-hidroksilasie in A-tekort.

Die biologiese effekte van die kortikosteroïede word in baie, indien nie alle gevalle nie, deur die aktivering van spesifieke ensieme bemiddel. Die hoeveelheid toename in ensiemkonsentrasie na steroïedtoediening dui daarop dat nuwe ensiemvoorrade geproduseer word as gevolg van depressie van die genoomeenheid wat vir hul sintese kodeer. Een van die meer interessante effekte van kortisoon in die normale dier is 'n afname in lewer vitamien A-reserwes, en 'n styging in die vlak van sirkulerende vitamien A-esters.


Glukoneogenese en energieverbruik na 'n hoë-proteïen, koolhidraatvrye dieet

Agtergrond: Daar is getoon dat hoëproteïendieet energieverbruik (EE) verhoog.

Doel: Die doel was om te bestudeer of 'n hoë-proteïen, koolhidraatvrye dieet (H-dieet) glukoneogenese verhoog en of dit die toename in EE kan verklaar.

Ontwerp: Tien gesonde mans met 'n gemiddelde (+/-SEM) liggaamsmassa-indeks (in kg/m(2)) van 23,0 +/- 0,8 en ouderdom van 23 +/- 1 jaar het 'n iso-energie H-dieet ontvang (H-toestand 30%, 0%, en 70% van energie van onderskeidelik proteïen, koolhidrate en vet) of 'n normale proteïen dieet (N-toestand 12%, 55% en 33% van energie van proteïen, koolhidrate en vet, onderskeidelik) vir 1,5 d volgens 'n ewekansige oorkruisontwerp, en EE is in 'n asemhalingskamer gemeet. Endogene glukose produksie (EGP) en fraksionele glukoneogenese is gemeet via infusie van [6,6-(2)H(2)]glukose en inname van (2)H(2)O absolute glukoneogenese is bereken deur fraksionele glukoneogenese met EGP te vermenigvuldig. Liggaamsglikogeenstore is verlaag aan die begin van die intervensie met 'n uitputtende glikogeenverlagende oefentoets.

Resultate: EGP was laer in die H-toestand as in die N-toestand (181 +/- 9 in vergelyking met 226 +/- 9 g/d P < 0,001), terwyl fraksionele glukoneogenese hoër was (0,95 +/- 0,04 in vergelyking met 0,64 +/- 0,03 P < 0,001) en absolute glukoneogenese was geneig om hoër te wees (171 +/- 10 in vergelyking met 145 +/- 10 g/d P = 0,06) in die H toestand as in die N toestand. EE (rustende metaboliese tempo) was groter in die H-toestand as in die N-toestand (8.46 +/- 0.23 in vergelyking met 8.12 +/- 0.31 MJ/d P < 0.05). Die toename in EE was 'n funksie van die toename in glukoneogenese (DeltaEE = 0.007 x Deltaglukoneogenese - 0.038 r = 0.70, R(2) = 0.49, P < 0.05). Die bydrae van Deltaglukoneogenese tot DeltaEE was 42% die energiekoste van glukoneogenese was 33% (95% KI: 16%, 50%).

Gevolgtrekkings: Twee-en-veertig persent van die toename in energieverbruik na die H-dieet is verklaar deur die toename in glukoneogenese. Die koste van glukoneogenese was 33% van die energie-inhoud van die vervaardigde glukose.


Glukoneogenese Weg

Glukoneogenese verskil van glikolise deur drie onomkeerbare reaksies wat deur drie verskillende ensieme bemiddel word.

Stap-1: Omskakeling van piruvaat in fosfoenolpiruvaat

Dit is die eerste reaksie wat 'n onomkeerbare reaksie van glikolise omseil, bemiddel deur piruvaat kinase. Die transformasie van piruvaat in fosfoenolpiruvaat sluit twee reekse stappe in:

Karboksilering van piruvaat in oksaloasetaat

Piruvaatkarboksilase bemiddel die transformasie van piruvaat na oksaloasetaat deur een koolstofdioksiedmolekule by te voeg. 'n Ensiem (piruvaatkarboksilase) is die eerste keer in 1960 ontdek deur 'n wetenskaplike genaamd Merton Uiter.

Piruvaatkarboksilase is 'n mitochondriale ensiem wat laat die piruvaat teenwoordig in die sitosol toe om die mitochondriale matriks binne te gaan via 'n assosiasie van MPC-1 en MPC-2 komplekse.

Die karboksilering van piruvaat in oksaloasetaat vereis 'n inset van 'n hoë energie ATP molekule en die teenwoordigheid van Mg 2+ en Mn 2+ ione. Pyruvaatkarboksilering lei tot die vorming van oksaloasetaat en een ADP.

Dekarboksilering van oksaloasetaat in fosfoenolpiruvaat

Die vervoer van oksaloasetaat vanaf mitochondria na sitosol behels geen draerkomplekse of vervoerders. Dit vind slegs plaas deur die vermindering van oksaloasetaat in malaat via mitochondriale malaat dehidrogenase.

Dan beweeg malaat verby die binneste mitochondriale membraan deur die malaat-aspartaat-pendeltuig en malaat-α-ketoglutaraat-vervoerder. In 'n sitosol heroksideer malaat in oksaloasetaat deur 'n ensiem (sitosoliese malaatdehidrogenase).

Fosfoenolpiruvaat karboksykinase verander oksaloasetaat in fosfoenolpiruvaat deur te verwyder koolstofdioksied. Dit is 'n isoënsiem teenwoordig in beide mitochondria en sitosol.

Die dekarboksilering van oksaloasetaat in fosfoenolpiruvaat benodig 'n hoë energie ATP molekule en die teenwoordigheid van Mg 2+ en Mn 2+ ione. Hierdie reaksie is omkeerbaar onder normale sellulêre toestande.

Stap-2: Defosforilering van fruktose 1, 6-bifosfaat in fruktose 6-fosfaat

Dit is 'n tweede reaksie wat 'n onomkeerbare reaksie van glikolise omseil, bemiddel deur die ensiem fosfofruktokinase. In glukoneogenese, fruktose 1, 6-fosfatase ensiem bemiddel die defosforilering van fruktose 1, 6-bifosfaat na fruktose 6-fosfaat en vereis Mg 2+ ione. 'n Ensiem (fruktose 1, 6-fosfatase) veroorsaak hidrolise van C-1 fosfaat in die fruktose 1,6-bifosfaatmolekule, sonder ATP vrystelling.

Stap-3: Defosforilering van glukose 6-fosfaat na glukose

Dit is 'n derde stap, wat 'n onomkeerbare reaksie van glikolise, wat deur 'n ensiem gekataliseer word, omseil heksokinase. Inteendeel, glukose 6-fosfatase bevorder hierdie reaksie in 'n glukoneogenese siklus en defosforileer glukose 6-fosfaat in glukose.

Glukose 6-fosfatase is 'n proteïenkompleks wat binne die membraan van die endoplasmiese retikulum woon. Dit bestaan ​​uit 'n aktiewe katalitiese werf en a transporter kompleks.

Die aktiewe katalitiese plek bemiddel die vrystelling van glukose in die lumen van die endoplasmiese retikulum (nie sitosol nie) deur die vervoerderkompleks "glukose 6-fosfaat translokase of T1”. Glukose 6-fosfatase is afhanklik van Mg 2+ ione wat kataliseer die laaste stap.

Die glukosemolekule wat na defosforilering van glukose 6-fosfaat gevorm word, word deur die glukose vervoerders van die sitoplasma in endoplasmiese retikulum.

Substrate

Al die tussenprodukte van die glikolise- en trikarboksielsuursiklus verskaf 'n substraat vir neoglukogenese. Dit sluit substrate soos gliserol, laktaat, glukogene aminosuur ens.

Gliserol

Dit is 'n produk wat gevorm word a.g.v trigliseried hidrolise in die vetweefsel en oorgedra na die lewer via bloed. Gliserol is 'n intermediêre substraat wat glukose uitsluitlik in die sitosol produseer. Dit gaan die siklus binne deur die twee opeenvolgende stappe:

Gliserolkinase is 'n ensiem wat in beide die lewer en nier wat die fosforilering van gliserol in gliserol 3-fosfaat onderneem deur ATP.

Dan vind oksidasie van gliserolfosfaat in dihidroksasetoonfosfaat plaas, aangesien die NAD verminder in NADH. Dihidroksiesetoon is 'n intermediêre van die glikolitiese pad.

Laktaat

Dit is 'n produk wat gevorm word as gevolg van anaërobiese glikolise in die skeletspiere en eritrosiete. Laktaat word via bloed van die spiere na die lewer oorgedra. Dit verander weer in piruvaat binne die lewer en onderneem later die produksie van glukose deur glukoneogenese.

Glukogene aminosure

Dit word verkry deur die hidrolise van weefselproteïene. Glukogene sure soos α-ketoglutaraat, Succinyl Co-A, fumaraat, oksaloasetaat en fumaraat is die enigste voorlopers wat glukose kan produseer. Daar is twee toegangspunte, nl piruvaat en oksaloasetaat, waardeur die glukogene aminosure die neoglukogenese siklus kan binnegaan.

Belangrikheid
  1. Die glukoneogenese siklus speel 'n deurslaggewende rol in bloedglukose homeostase tydens hongersnood.
  2. Die produk van neoglukogenese, dit wil sê glukose, voldoen aan die energie behoeftes van baie selle en weefsels soos RBC's, neurone, skeletspier, medulla van die nier, testes, embrioniese weefsel ens.
  3. Die Neoglukogenese siklus maak metaboliete skoon opgehoop in die bloed, soos laktaat (geproduseer uit spiere en RBC's) en gliserol (geproduseer uit vetweefsel).

Regulering van glukoneogenese

Die regulering van glukoneogenese sluit die volgende faktore in:

Asetiel CoA

Dit is 'n soort van wederkerige regulering, wat die transformasie van piruvaat na PEP reguleer. Asetiel Co-A versamel in die lewer as gevolg van oormatige lipolise in vetweefsel. Wanneer asetiel Co-A konsentrasie hoër is, inhibeer dit die glikolitiese ensiem fosfaat dehidrogenase aktiwiteit en stimuleer die piruvaatkarboksilase-aktiwiteit.

Dus, die hoë vlak van asetiel Co-A beïnvloed die glukoneogenese siklus. Dit kan die pad beide positief en negatief reguleer.

  • Positiewe regulering: Asetiel Co-A bevorder die ensiematiese aktiwiteit van die piruvaatkarboksilase, wat op sy beurt meer oksaloasetaat en eindproduk glukose produseer.
  • Negatiewe regulering: Asetiel Co-A inhibeer die ensiematiese aktiwiteit van piruvaatdehidrogenase, wat piruvaatkarboksilase omskakel na asetiel Co-A.

Glukagon

Dit is 'n soort hormonale regulering wat afgeskei word van die α-selle van pankreas-eilandjies wanneer die bloedglukosevlak in 'n liggaam begin daal.

Glukagon reguleer die omskakeling van fruktose 1, 6-bifosfaat na fruktose 6-fosfaat of bevoordeel die proses van glukoneogenese deur die volgende twee meganismes:

  • Glukagon bemiddel sikliese AMP wat die piruvaatkinase na 'n onaktiewe vorm kan omskakel, wat lei tot PEP-omskakeling na piruvaat. Laastens lei dit die siklus af vir die sintese van glukose.
  • Tweedens, glukagon verminder die konsentrasie van fruktose 2, 6-fosfaat wat die ensiematiese aktiwiteit van fosfofruktokinase inhibeer en fruktose 1,6-bifosfaat aktiveer om glukosesintese te bevorder.

Glukogene aminosure

Dit is 'n soort van substraatvlak regulering, wat die omskakeling van glukose 6-fosfaat in glukose reguleer. Substraat soos glukogenesuur beïnvloed die proses van neoglukogenese ten tye van verlaagde insulienvlak. Wanneer die konsentrasie van insulien afneem, metaboliseer die spierproteïen aminosure tydens glukoneogenese.


6.4 – Gaswisseling

Ventilasie – Die pompmeganisme wat lug doeltreffend in en uit die longe beweeg en sodoende die konsentrasiegradiënt vir diffusie behou.

Gas ruil – Die uitruil van gasse tussen 'n organisme en sy omgewing, insluitend die opname van suurstof en die vrystelling van koolstofdioksied in diere en plante.

Selrespirasie – Die beheerde vrystelling van energie in die vorm van ATP vanaf organiese verbindings in selle. Dit is 'n voortdurende proses in alle selle.

6.4.2 – Verduidelik die behoefte aan 'n ventilasiestelsel
Die ventilasiestelsel is nodig om a hoë konsentrasiegradiënt in die alveoli. Aangesien mense so 'n hoë vraag na suurstof het, moet dit by al hul selle afgelewer kan word om asemhaling te ondersteun.

Die longe is die respiratoriese oppervlaktes gebruik vir gaswisseling. Die werking van ventilasie bring lug in die longe af vir uitruiling. Daarsonder sou die longe nutteloos wees, aangesien geen lug hul oppervlak sou kon bereik nie.

Die konsentrasiegradiënt in die alveoli word gehandhaaf met behulp van lugvloei en bloed vloei. Suurstof (O2) gaan die longe binne, diffundeer oor en gaan die bloedstroom binne. Koolstofdioksied (CO2) verlaat die bloed. Die konsentrasie suurstof aan die een kant word hoog gehou, terwyl die konsentrasie koolstofdioksied laag bly.

6.4.3 – Beskryf die kenmerke van alveoli wat hulself by gaswisseling aanpas

Die alveoli het 'n groot totale oppervlakte, wat die hoeveelheid gas wat op enige gegewe tydstip versprei kan word, verhoog. Dit is die gevolg van hul sferiese vorm.

Hulle vorm 'n dun laag afgeplatte selle, wat noue assosiasie met die kapillêre moontlik maak en 'n korter afstand vir diffusie in die bloedstroom. Die wand van alveoli is net een sel dik.

Die alveoli word omring deur 'n digte kapillêre netwerk. Dit dra dan die suurstof in die bloed na die pulmonêre aar om na die hart geneem te word.

Hulle het 'n film van vog vir die oplossings van gasse. Die suurstof kan in die lipoproteïen-gebaseerde smeerfilm oplos.


6.4.4 – Teken en benoem 'n diagram van die ventilasiestelsel, insluitend tragea, longe, brongi, brongiole en alveoli

6.4.5 – Verduidelik die meganisme van ventilasie van die longe in terme van volume en druk veranderinge wat veroorsaak word deur die interne en eksterne interkostale spiere, die diafragma en buikspiere

Wanneer die borsholte vergroot, verander die druk, wat veroorsaak dat lug die longe binnedring om dit gelyk te maak. Die lug word dan teruggedruk wanneer die diafragma ontspan. Die diafragma is aan die basis van die borsbeen, die onderste dele van die ribbekas en die ruggraat.

Die longe word omring en beskerm deur die ribbekas. Die tussenribspiere is aan die ribbekas geheg. Die area binne word die genoem toraks, waar die longe is. Die binneste oppervlak van die toraks hou die pleurale membraan, wat pleurale vloeistof afskei. Hierdie vloeistof beskerm die longe teen wrywing wat veroorsaak word deur asemhaling.


Afdeling 6 4. Glukoneogenese Piruvaatoksidasie - PowerPoint PPT-aanbieding

Afdeling 6 4. Glukoneogenese Piruvaatoksidasie 10/25/05 Ander rolle van glikolise en sy tussenprodukte Vergelyking: anaërobiese aërobiese glikolise voordele ATP . &ndash PowerPoint PPT-aanbieding

PowerShow.com is 'n toonaangewende webwerf om aanbiedings/skyfievertonings te deel. Of jou aansoek besigheid, hoe-om, onderwys, medisyne, skool, kerk, verkope, bemarking, aanlyn opleiding of net vir die pret is, PowerShow.com is 'n wonderlike hulpbron. En, die beste van alles, die meeste van sy cool kenmerke is gratis en maklik om te gebruik.

Jy kan PowerShow.com gebruik om voorbeeld aanlyn PowerPoint ppt-aanbiedings te vind en af ​​te laai oor omtrent enige onderwerp wat jy jou kan voorstel sodat jy kan leer hoe om jou eie skyfies en aanbiedings gratis te verbeter. Of gebruik dit om hoëgehalte-hoe-om PowerPoint-ppt-aanbiedings te vind en af ​​te laai met geïllustreerde of geanimeerde skyfies wat jou sal leer hoe om iets nuuts te doen, ook gratis. Or use it to upload your own PowerPoint slides so you can share them with your teachers, class, students, bosses, employees, customers, potential investors or the world. Of gebruik dit om baie oulike foto-skyfievertonings te skep - met 2D- en 3D-oorgange, animasie en jou keuse van musiek - wat jy met jou Facebook-vriende of Google+-kringe kan deel. Dit is ook alles gratis!

Vir 'n klein fooi kan jy die bedryf se beste aanlyn privaatheid kry of jou aanbiedings en skyfievertonings in die openbaar bevorder met topranglys. But aside from that it's free. We'll even convert your presentations and slide shows into the universal Flash format with all their original multimedia glory, including animation, 2D and 3D transition effects, embedded music or other audio, or even video embedded in slides. Alles gratis. Die meeste van die aanbiedings en skyfievertonings op PowerShow.com is gratis om te sien, baie is selfs gratis om af te laai. (Jy kan kies of jy mense sal toelaat om jou oorspronklike PowerPoint-aanbiedings en foto-skyfievertonings af te laai teen 'n fooi of gratis of glad nie.) Kyk vandag na PowerShow.com - GRATIS. There is truly something for everyone!

presentations for free. Or use it to find and download high-quality how-to PowerPoint ppt presentations with illustrated or animated slides that will teach you how to do something new, also for free. Or use it to upload your own PowerPoint slides so you can share them with your teachers, class, students, bosses, employees, customers, potential investors or the world. Of gebruik dit om baie oulike foto-skyfievertonings te skep - met 2D- en 3D-oorgange, animasie en jou keuse van musiek - wat jy met jou Facebook-vriende of Google+-kringe kan deel. Dit is ook alles gratis!


Kyk die video: Izokrenuta učionica - Čulo vida (Oktober 2022).