يحتاج الدماغ إلى السكريات: تعمل الخلايا العصبية بشكل شبه حصري على الجلوكوز ، لذلك من الضروري ضمان استمرار إمداد هذا السكر. يستهلك الدماغ حوالي 120 جرامًا من الجلوكوز يوميًا ، بينما تبلغ الاحتياجات اليومية للكائن الحي حوالي 200 جرام.
يتم تخزين حوالي 100 جرام من الجلوكوز في الجسم في صورة جليكوجين في الكبد ، ويوجد 5-10 جرام أخرى في السوائل البيولوجية ، بينما يتم تخزين حوالي 200-300 جرام في العضلات ، دائمًا على شكل جليكوجين. لضمان استمرارية إمداد الجلوكوز بالأنسجة التي تحتاجه ، يتم استخدام استراتيجية تحول الجزيئات الأقل حركة إلى جلوكوز: استحداث السكر.
استحداث الجلوكوز هو عملية تخليق الجلوكوز بدءًا من السلائف غير الكربوهيدراتية:
- حمض اللاكتيك: ينتج عن تحلل السكر اللاهوائي
- الأحماض الأمينية *: ناتجة عن النظام الغذائي أو من تحلل البروتينات الهيكلية
- الجلسرين: يتم الحصول عليه من التحلل المائي للدهون الثلاثية
استحداث الجلوكوز ضروري لضمان الإمداد الكافي من الجلوكوز للأنسجة المستقلة عن الأنسولين (المخ وخلايا الدم الحمراء والعضلات أثناء ممارسة التمارين البدنية المكثفة).
يصبح تكوين الجلوكوز ، الذي يحدث في العديد من الأنسجة وخاصة في الكبد ، أمرًا ضروريًا أثناء الصيام ، عندما يتم استنفاد احتياطيات الجسم من الكربوهيدرات.
* من بين الأحماض الأمينية المختلفة لتوليد السكر (بما في ذلك أحماض الجلوتاميك والأسبارتيك ، ألانين ، سيستين ، جلايسين ، برولين ، سيرين ، ثريونين) ، يلعب الألانين المنطلق من العضلات الهيكلية دورًا سائدًا (انظر دورة الجلوكوز - ألانين).
يبدأ استحداث السكر من البيروفات وهو إلى حد كبير عكس تحلل السكر.
الدماغ:
- في ظل الظروف العادية ، فإنه يستخدم الجلوكوز فقط ؛
- في حالة الصيام المطول (2-3 أيام) يستغل بشكل متزايد الخصائص النشطة لأجسام الكيتون ؛
- عندما يكون لديك صيام فوري (بين الوجبات) ، بعد استنفاد احتياطيات الكربوهيدرات ، فإنه يستخدم الجلوكوز المشتق من الأحماض الأمينية التي تم الحصول عليها من التحلل المائي للبروتينات الهيكلية: تعمل إنزيمات البروتياز على تحلل البروتينات إلى أحماض أمينية والتي بدورها ، من خلال الفعل من إنزيمات الترانساميناسات ، إلى أحماض ألفا كيتو ، تستخدم بدورها لتحل محل الجلوكوز (انظر تدهور الأحماض الأمينية).
إن استحداث الجلوكوز هو المسؤولية الوحيدة للكبد (يحدث أيضًا بدرجة أقل في الكلى والأمعاء) ؛ هنا ، من خلال استحداث السكر ، يتم الحصول على الجلوكوز الذي سيتم نقله إلى الأنسجة المختلفة ، وصولاً إلى الدماغ.
تحدث سبعة من كل عشرة تفاعلات لتحلل السكر في الاتجاه المعاكس لتكوين السكر. إذا كان استحداث الجلوكوز هو عكس تحلل الجلوكوز بالضبط ، في كل مرحلة ، سيكون من الضروري توفير الطاقة. لذلك ، لا يمكن استغلال ثلاثة تفاعلات لتحلل السكر (لأسباب تتعلق بالطاقة) في تكوين الجلوكوز ؛ بدلاً من هذه التفاعلات الثلاثة ، يتم استغلال تفاعلات أخرى مع مختلف الركائز والمنتجات والإنزيمات.
يتم تحفيز التفاعل الذي يؤدي من الجلوكوز 6-فوسفات إلى الجلوكوز بواسطة a الفوسفاتيز بدلا من كيناز يتم أيضًا تحفيز الانتقال من الفركتوز 1،6-بيسفوسفات إلى الفركتوز 6-فوسفات بواسطة الفوسفاتيز بدلاً من كيناز.
التفاعل الثالث الذي يختلف عن تحلل السكر هو ذلك الذي يؤدي إلى تكوين الفوسفوينولبيريفات من البيروفات ؛ يحدث هذا من خلال بيروفات كربوكسيلاز، والذي يستخدم جزيء ثاني أكسيد الكربون لإطالة سلسلة الكربون ، وعن طريق فوسفوينول بيروفات كربوكسيكيناز (يتم توفير الطاقة لهذه العملية من خلال GTP).
لنفترض أنك تمارس الرياضة وتبتعد عن وجبات الطعام ، فأنت بحاجة إلى تنشيط التمثيل الغذائي للجلوكوز لإنتاج الطاقة. إذا كان مستوى الجلوكوز في الدم أقل من 5 ملي مولار ، فإن إشارة متطلبات الجلوكوز تتحقق: تقوم خلايا ألفا في البنكرياس بإفراز هرمون (وهو ثنائي ببتيد صغير) الجلوكاجون الذي يصل عن طريق الدم إلى خلايا الكبد (الكبد) ؛ هنا يتم تنشيط مسار تكوين الجلوكوز ويتم حظر تحلل السكر. سيتم إطلاق الجلوكوز المتشكل حديثًا في الدورة الدموية ونقله قبل كل شيء إلى خلايا الدم الحمراء والجهاز العصبي والأنسجة العضلية. أنظر أيضا: الكربوهيدرات ونقص السكر في الدم.
