Когда запас гликогена кончился, а сахар в крови нужен (мозгу и эритроцитам — постоянно), печень делает глюкозу заново — из лактата, аминокислот и глицерина. По сути это гликолиз наоборот.
В гликолизе 10 реакций ведут глюкозу к пирувату. В глюконеогенезе идём обратно — тратя ATP, из пирувата собираем глюкозу. 7 реакций обратимы (те же ферменты работают в обе стороны). А 3 необратимы — их нельзя «проехать назад», нужны отдельные ферменты-объезды.
Путь между глюкозой и пируватом — двухсторонняя дорога. От глюкозы к пирувату едешь гладко. Обратно — тоже почти везде гладко, но стоят 3 блокпоста (необратимые реакции). Их объезжают по отдельным «дорогам» — уникальным ферментам глюконеогенеза.
Чтобы «сварить» глюкозу, нужен источник пирувата и энергия. Углерод берут из трёх мест:
Побочный продукт анаэробного дыхания (эритроциты, работающая мышца). Лактатдегидрогеназа возвращает его в пируват — это замыкает цикл Кори.
Главная — аланин: фермент АЛТ снимает аминогруппу (нужен B6) → пируват. Глюкогенны все, ◆ мнемоникаТолько лейцин и лизин не годятся для глюкозы — «ленивые L» (Lazy Ls). Остальные 18 аминокислот глюкогенны..
При голоде липаза (HSL) режет жир на жирные кислоты и глицерин. Глицерин → ДГАФ и входит в путь. А сами жирные кислоты дают ATP (β-окисление) на всю стройку.
Самый хитрый объезд, в 3 хода:
1) Пируваткарбоксилаза (в митохондрии) добавляет углерод → оксалоацетат (4C). Нужны ◆ мнемоникаЛюбая карбоксилаза требует: A — ATP, B — биотин (витамин B7), C — CO₂ (углекислый газ). А ещё её разгоняет ацетил-КоА из β-окисления жиров..
2) Малатный челнок: оксалоацетат сам через мембрану не пройдёт → его превращают в малат, тот выходит в цитоплазму и превращается обратно в оксалоацетат.
3) PEPCK убирает углерод и ставит фосфат → фосфоенолпируват (ФЕП). Энергию берёт из GTP. Стресс-гормоны (глюкагон, адреналин, кортизол) наращивают этот фермент.
Вместо гликолизной ФФК-1 работает фруктозо-1,6-бисфосфатаза: снимает фосфат с 1-го углерода. Это скорость-лимитирующий шаг — он задаёт темп всему глюконеогенезу, поэтому жёстко регулируется.
Разгоняют: ATP (от β-окисления) и глюкагон. Тормозят: инсулин, АМФ и фруктозо-2,6-бисфосфат — тот самый, что в гликолизе делает ровно наоборот.
Ф6Ф изомеризуется в Г6Ф, но с фосфатом глюкоза в кровь не выйдет. Последний объезд — глюкозо-6-фосфатаза (в эндоплазматическом ретикулуме) снимает фосфат → свободная глюкоза уходит в кровь.
Тот же фермент нужен печени, чтобы отдавать глюкозу из гликогена. Его дефицит = болезнь Фон Гирке — поэтому она бьёт и по глюконеогенезу.
Глюконеогенез и гликолиз регулируются реципрокно: то, что включает один, выключает другой. Голод (глюкагон, кортизол, адреналин, много ATP от β-окисления) → глюконеогенез ▶. Сытость (инсулin, фруктозо-2,6-БФ) → гликолиз ▶, глюконеогенез ◀.
Печень перерабатывает алкоголь, накапливая много NADH. Избыток NADH разворачивает ключевые реакции назад: пируват → лактат, оксалоацетат → малат, ДГАФ → Г3Ф — то есть уводит субстраты от сборки глюкозы. Плюс высокий ATP тормозит β-окисление → жир копится в печени. Итог: гипогликемия натощак и жировая печень.
Прочитай вопрос и подумай сам. Потом открывай по шагу, будто рядом преподаватель и спрашивает «а почему?».
Человек постится третьи сутки. Гликоген в печени давно кончился, но сахар в крови держится почти нормальным. Мышцы при этом заметно «тают».
Карточки подстраиваются под тебя: «легко» отодвигает повтор дальше, «снова» возвращает скоро. Прогресс хранится в браузере.