뇌에는 당이 필요합니다. 뉴런은 거의 전적으로 포도당에만 작용하므로 이 당의 지속적인 공급이 필요합니다. 뇌는 하루에 약 120g의 포도당을 소비하는 반면 전체 유기체의 일일 요구량은 약 200g입니다.
우리 몸에서 약 100g의 포도당이 간에서 글리코겐 형태로 저장되고, 또 다른 5-10g은 생물학적 체액에서 발견되는 반면, 약 200-300g은 항상 글리코겐 형태로 근육에 저장됩니다. 포도당을 필요로 하는 조직에 지속적으로 포도당을 공급하기 위해 덜 움직이는 분자를 포도당으로 전환하는 전략인 포도당 신생합성(gluconeogenesis)이 사용됩니다.
Gluconeogenesis는 비 탄수화물 전구체에서 시작하는 포도당 합성 과정입니다.
- 젖산: 혐기성 해당과정에 의해 생성
- 아미노산 *: 식이 또는 구조 단백질의 분해에서 유래
- 글리세롤: 중성지방을 가수분해하여 얻은 것
Gluconeogenesis는 인슐린 비의존 조직(강렬한 신체 활동 중 뇌, 적혈구 및 근육)에 포도당을 적절하게 공급하는 데 필수적입니다.
많은 조직, 특히 간에서 발생하는 글루코스 신생합성은 신체의 탄수화물 비축량이 고갈되는 단식 중에 필수적입니다.
* 다양한 포도당신생합성 아미노산(글루탐산, 아스파라긴산, 알라닌, 시스테인, 글리신, 프롤린, 세린, 트레오닌 포함) 중 골격근에서 방출되는 알라닌이 지배적인 역할을 합니다(글루코스-알라닌 회로 참조).
Gluconeogenesis는 pyruvate에서 시작되며 대부분 해당 과정의 반대입니다.
뇌:
- 정상적인 조건에서는 포도당만 사용합니다.
- 장기간의 단식(2-3일)의 경우 케톤체의 에너지 특성을 점점 더 많이 이용합니다.
- 즉시 단식을 할 때(식사 사이) 탄수화물 비축량을 소진한 후 구조 단백질의 가수분해에서 얻은 아미노산에서 파생된 포도당을 사용합니다. 프로테아제 효소는 단백질을 아미노산으로 분해한 다음 작용 트랜스아미나제 효소는 알파-케토산으로 변환되어 차례로 포도당을 대체하는 데 사용됩니다(아미노산 분해 참조).
글루코스 신생합성은 간의 유일한 책임입니다(신장 + 및 장에서도 덜 발생합니다); 여기에서 글루코스 신생합성을 통해 다양한 조직, 뇌까지 운반될 글루코스가 얻어집니다.
해당작용의 10개 반응 중 7개는 포도당신생합성과 반대 방향으로 발생합니다. 만약 포도당신생합성이 해당과정의 정확한 역이었다면, 각 단계에서 에너지를 공급할 필요가 있었을 것입니다.따라서 포도당신생합성에서 해당과정의 세 가지 반응을 이용할 수 없습니다(에너지 이유 때문에). 기질, 제품 및 효소.
포도당 6-인산에서 포도당으로 이어지는 반응은 포스파타제 키나제 대신; fructose 1,6-bisphosphate에서 fructose 6-phosphate로의 전환은 또한 kinase보다는 phosphatase에 의해 촉매됩니다.
해당과정과 다른 세 번째 반응은 피루브산에서 포스포에놀피리브산이 형성되는 반응입니다. 이것은 통해 발생합니다 피루브산 카르복실라제, 탄소 사슬을 연장하기 위해 이산화탄소 분자를 사용하고, 포스포에놀피루베이트 카르복시키나제 (이 프로세스의 에너지는 GTP에서 제공합니다).
운동 중이고 식사를 멀리한다고 가정하면 에너지를 생성하기 위해 포도당 대사를 활성화해야 합니다. 혈당이 5mM 미만이면 포도당 요구 신호가 실현됩니다. 췌장의 α 세포는 호르몬(작은 디펩티드)을 분비하여 혈액을 통해 간세포(간)에 도달합니다. 여기서 포도당신생합성 경로가 활성화되고 해당과정이 차단됩니다. 새로 형성된 포도당은 순환계로 방출되어 무엇보다도 적혈구, 신경계 및 근육 조직으로 전달됩니다. 참조: 탄수화물과 저혈당.
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