Glikoģenēze, glikogenolīze un glikoneoģenēze ir procesi, ko organisms veic, lai uzturētu normālu glikozes vai cukura līmeni asinīs. Šos trīs procesus kontrolē noteiktu hormonu sekrēcija organismā. Šiem hormoniem ir nozīme dažādu enzīmu stimulēšanā darboties glikogēna veidošanā vai sadalīšanā, kā arī glikozes ražošanā. Uzzināsim vairāk par glikoģenēzes, glikogenolīzes un glikoneoģenēzes procesiem organismā.
Glikoģenēze
Glikoģenēze ir glikogēna veidošanās process no glikozes vai cukura līmeņa asinīs. Glikozi organisms izmanto enerģijas ražošanai. Šis process notiek, ja palielinās glikozes līmenis asinīs, piemēram, pēc ēšanas. Paaugstināts glikozes līmenis var izraisīt aizkuņģa dziedzera hormona insulīna izdalīšanos. Pēc tam šis hormons stimulē glikogēna sintāzes enzīmu, lai sāktu glikoģenēzes procesu. Šī procesa beigās glikoze glikogēna veidā tiks uzkrāta aknās un muskuļos.1. Glikoģenēzes funkcija
Glikoģenēzes process kalpo glikogēna veidošanai no glikozes, lai šīs molekulas varētu uzglabāt un izmantot vēlāk, kad organismā nav pieejama glikoze. Uzkrātais glikogēns nav tas pats, kas tauki, jo šo molekulu bieži izmanto starp ēdienreizēm, kad glikozes līmenis asinīs pazeminās. Šajā gadījumā organisms ņems glikogēna rezerves, lai glikogenolīzes procesā ražotu glikozi.2. Glikoģenēzes process
Glikoģenēzes process sākas, kad šūnā ir glikozes pārpalikums. Tālāk ir sniegts detalizēts šī procesa skaidrojums.- Pirmkārt, glikozes molekula mijiedarbojas ar enzīmu glikokināzi, kas glikozei pievieno fosfātu grupu.
- Pēc tam fosfātu grupa tiek pārnesta uz otru molekulas pusi, izmantojot enzīmu fosfoglukomutazi.
- Trešais enzīms, UDP-glikozes pirofosforilāze, ņem šo molekulu un rada glikozes uracil-difosfātu. Šajā glikozes formā kopā ar nukleīnskābi uracilu ir divas fosfātu grupas.
- Īpašs enzīms, glikogenīns, saista glikozes uracil-difosfātu ar glikozes UDP-difosfātu, veidojot īsas ķēdes.
- Kad aptuveni astoņas molekulārās ķēdes ir savienotas kopā, citi fermenti iesaistās, lai pabeigtu šo procesu.
- Pēc tam glikogēna sintāze pievieno ķēdi, un glikogēna sazarojošie enzīmi palīdz ķēdē izveidot zarus. Šis process veido blīvākas makromolekulas, lai enerģijas uzkrāšana organismā kļūtu efektīvāka.
Glikogenolīze
Glikogenolīze ir process, kurā glikogēna molekulas tiek sadalītas glikozē vai cukura līmenī. Būtībā glikogēns ir enerģija, kas uzkrāta garās ķēdes glikozes veidā. Glikogenolīzes process var notikt muskuļu un aknu šūnās, kad ķermenim nepieciešams vairāk enerģijas.1. Glikogenolīzes funkcija
Glikogenolīzes funkcija ir ražot enerģiju, kad ķermenis ir izsalcis un netiek uzņemts ēdiens. Glikogenolīze no glikogēna ražos glikozi, ko pēc tam izmanto enerģijas ražošanai. Šis process var arī uzturēt glikozes līmeni asinīs, kad esat izsalcis un organismā nenokļūst pārtika.2. Glikogenolīzes process
Glikogenolīzes procesu regulē hormoni organismā. Nervu signāliem var būt nozīme arī miocītos (muskuļu šūnās). Glikogenolīze var notikt, reaģējot uz dažādiem ķermeņa stāvokļiem, piemēram:- Kad cukura līmenis asinīs pazeminās (piemēram, tukšā dūšā)
- Kad organisms ražo hormonu adrenalīnu, saskaroties ar draudiem vai steidzamu stāvokli.
- Enzīms glikogēna fosforilāze pārtrauks saiti, kas savieno glikozi ar glikogēnu, aizstājot fosforilgrupu. Šajā posmā glikogēns ir sadalījis glikozi par glikozes-1-fosfātu.
- Pēc tam enzīms fosfoglukomutaze pārvērš glikozes-1-fosfātu par glikozes-6-fosfātu. Šī ir molekulas forma, ko šūnas izmanto, lai iegūtu adenozīna trifosfātu (ATP), enerģijas nesēju ķermeņa šūnās.
- Glikogēna sazarojošie enzīmi pārvieto visas glikozes molekulas uz citiem zariem, izņemot vienu, kas atrodas glikogēna savienojumos ar citiem zariem.
- Visbeidzot, enzīms alfa glikozidāze noņem pēdējo glikozes molekulu, kas savukārt noņem šīs glikozes molekulas zaru.
Glikoneoģenēze
Glikoneoģenēze ir jaunu glikozes molekulu sintēzes vai veidošanās process no avotiem, kas nav ogļhidrāti. Lielākā daļa šo procesu notiek aknās, un neliela daļa notiek nieru garozā un tievajās zarnās.1. Glikoneoģenēzes funkcija
Glikoneoģenēzes funkcija ir uzturēt veselīgu cukura līmeni asinīs, kad cilvēks nav ēdis vai ir izsalcis. Cukura līmenis ir jāuztur, lai šūnas tos varētu izmantot enerģijas molekulas ATP ražošanai. Kad pārtika nenokļūst organismā, cukura līmenis asinīs kļūst zems. Šajā laikā organismā nav lieko ogļhidrātu no pārtikas, kas var tikt sadalīti glikozē. Glikoneoģenēzes procesā organisms var izmantot citas molekulas, kas tiek sadalītas kā glikoze, piemēram, aminoskābes, laktāts, piruvāts un glicerīns.2. Glikoneoģenēzes process
Tālāk ir sniegts glikoneoģenēzes procesa sadalījums, kas notiek organismā.- Glikoneoģenēze sākas mitohondrijās vai aknu vai nieru citoplazmā. Pirmkārt, divas piruvāta molekulas tiek karboksilētas, veidojot oksaloacetātu. Šim nolūkam ir nepieciešama viena ATP (enerģijas) molekula.
- Pēc tam NADH oksaloacetātu reducē par malātu, lai to varētu transportēt no mitohondrijiem.
- Pēc atstāšanas no mitohondrijiem malāts tiek oksidēts atpakaļ par oksaloacetātu.
- Pēc tam oksaloacetāts, izmantojot PEPCK enzīmu, veido fosfoenolpiruvātu.
- Fosfenolpiruvāts tiek pārveidots par fruktozes-1,6-bisfosfātu un pēc tam par fruktozes-6-fosfātu. Šajā procesā tiek izmantots arī ATP, kas būtībā ir reversā glikolīze.
- Pēc tam fruktozes-6-fosfātu pārvērš glikozes-6-fosfātā, izmantojot enzīmu fosfoglikoizomerāzi.
- Pēc tam glikoze veidojas no glikozes-6-fosfāta šūnas endoplazmatiskajā retikulumā, izmantojot enzīmu glikozes-6-fosfatāzi. Lai izveidotu glikozi, fosfātu grupa tiek noņemta, un glikozes-6-fosfāts un ATP tiek pārveidoti par glikozi un ADP.