Glykogeneesi, glykogenolyysi ja glukoneogeneesi ovat prosesseja, joita keho suorittaa ylläpitääkseen normaaleja glukoosi- tai verensokeritasoja. Näitä kolmea prosessia säätelee tiettyjen kehon hormonien eritys. Näillä hormoneilla on rooli eri entsyymien stimuloimisessa toimimaan glykogeenin muodostuksessa tai hajotuksessa sekä glukoosin tuottamisessa. Opitaan lisää glykogeneesin, glykogenolyysin ja glukoneogeneesin prosesseista kehossa.
Glykogeneesi
Glykogeneesi on prosessi, jossa glukoosista tai verensokerista muodostuu glykogeenia. Keho käyttää glukoosia energian tuottamiseen. Tämä prosessi tapahtuu, kun veren glukoositaso nousee, esimerkiksi syömisen jälkeen. Lisääntynyt glukoositaso voi saada haiman erittämään insuliinihormonia. Tämä hormoni sitten stimuloi glykogeenisyntaasientsyymiä käynnistämään glykogeneesiprosessin. Tämän prosessin lopussa glukoosi glykogeenin muodossa varastoituu maksaan ja lihaksiin.1. Glykogeneesin toiminta
Glykogeneesiprosessin tarkoituksena on muodostaa glykogeenia glukoosista, jotta nämä molekyylit voidaan varastoida ja käyttää myöhemmin, kun elimistöllä ei ole glukoosia saatavilla. Varastoitu glykogeeni ei ole sama asia kuin rasva, koska tätä molekyyliä käytetään usein aterioiden välillä, kun verensokeritasot laskevat. Tässä tapauksessa elimistö ottaa glykogeenivarastoja glukoosin tuottamiseksi glykogenolyysiprosessin kautta.2. Glykogeneesin prosessi
Glykogeneesiprosessi alkaa, kun solussa on ylimäärä glukoosia. Seuraavassa on tämän prosessin yksityiskohtainen selitys.- Ensinnäkin glukoosimolekyyli on vuorovaikutuksessa glukokinaasin kanssa, joka lisää fosfaattiryhmän glukoosiin.
- Fosfaattiryhmä siirretään sitten molekyylin toiselle puolelle käyttämällä fosfoglukomutaasientsyymiä.
- Kolmas entsyymi, UDP-glukoosipyrofosforylaasi, ottaa tämän molekyylin ja muodostaa glukoosi-urasiili-difosfaattia. Tässä glukoosimuodossa on kaksi fosfaattiryhmää urasiilin ohella.
- Erityinen entsyymi, glykogeniini, sitoo glukoosi-urasiili-difosfaattia glukoosi-UDP-difosfaatin kanssa muodostaen lyhyitä ketjuja.
- Kun noin kahdeksan molekyyliketjua on sidottu yhteen, muut entsyymit osallistuvat tämän prosessin loppuunsaattamiseksi.
- Sen jälkeen glykogeenisyntaasi lisää ketjuun ja glykogeenin haarautumisentsyymit auttavat luomaan haaroja ketjuun. Tämä prosessi muodostaa tiheämpiä makromolekyylejä, jotta energian varastointi kehossa tehostuu.
Glykogenolyysi
Glykogenolyysi on prosessi, jossa glykogeenimolekyylit hajotetaan glukoosiksi tai verensokeriksi. Pohjimmiltaan glykogeeni on pitkäketjuisena glukoosina varastoitunutta energiaa. Glykogenolyysiprosessi voi tapahtua lihas- ja maksasoluissa, kun keho tarvitsee enemmän energiantuotantoa.1. Glykogenolyysin toiminta
Glykogenolyysin tehtävänä on tuottaa energiaa, kun elimistö on nälkäinen eikä ruoka saa. Glykogenolyysi tuottaa glykogeenista glukoosia, jota sitten käytetään energian tuottamiseen. Tämä prosessi voi myös ylläpitää glukoositasoa veressä, kun olet nälkäinen eikä ruokaa pääse kehoon.2. Glykogenolyysiprosessi
Glykogenolyysiprosessia säätelevät kehon hormonit. Hermosignaaleilla voi myös olla rooli myosyyteissä (lihassoluissa). Glykogenolyysi voi tapahtua vasteena erilaisiin kehon olosuhteisiin, kuten:- Kun verensokeritaso laskee (esim.
- Kun elimistö tuottaa adrenaliinihormonia, kun kohtaa uhkan tai kiireellisen tilanteen.
- Entsyymi glykogeenifosforylaasi katkaisee sidoksen, joka yhdistää glukoosin glykogeeniin korvaamalla fosforyyliryhmän. Tässä vaiheessa glykogeeni on pilkkonut glukoosin glukoosi-1-fosfaatiksi.
- Fosfoglukomutaasientsyymi muuttaa sitten glukoosi-1-fosfaatin glukoosi-6-fosfaatiksi. Tämä on molekyylin muoto, jota solut käyttävät tuottamaan adenosiinitrifosfaattia (ATP), energian kantajaa kehon soluissa.
- Glykogeenia haaraavat entsyymit siirtävät kaikki glukoosimolekyylit muihin haaroihin, lukuun ottamatta yhtä, joka on glykogeeniliitoksissa muihin haaroihin.
- Lopuksi entsyymi alfa-glukosidaasi poistaa viimeisen glukoosimolekyylin, joka puolestaan poistaa kyseisen glukoosimolekyylin haaran.
Glukoneogeneesi
Glukoneogeneesi on prosessi, jossa synteesi tai muodostuu uusia glukoosimolekyylejä muista lähteistä kuin hiilihydraateista. Suurin osa näistä prosesseista tapahtuu maksassa ja pieni osa munuaiskuoressa ja ohutsuolessa.1. Glukoneogeneesin toiminta
Glukoneogeneesin tehtävänä on ylläpitää terveitä verensokeritasoja, kun henkilö ei ole syönyt tai on nälkäinen. Sokeritasoja on ylläpidettävä, jotta solut voivat käyttää niitä energiamolekyylin ATP:n valmistamiseen. Kun ruokaa ei pääse kehoon, verensokeritaso laskee. Tällä hetkellä elimistöllä ei ole ylimääräisiä hiilihydraatteja ruoasta, joka voidaan hajottaa glukoosiksi. Glukoneogeneesin avulla elimistö voi käyttää muita glukoosina hajottavia molekyylejä, kuten aminohappoja, laktaattia, pyruvaattia ja glyserolia.2. Glukoneogeneesin prosessi
Seuraavassa on erittely kehossa tapahtuvasta glukoneogeneesiprosessista.- Glukoneogeneesi alkaa mitokondrioissa tai maksan tai munuaisten sytoplasmassa. Ensinnäkin kaksi pyruvaattimolekyyliä karboksyloidaan oksaloasetaatin muodostamiseksi. Tähän tarvitaan yksi ATP-molekyyli (energia).
- NADH pelkistää sitten oksaloasetaatin malaatiksi, jotta se voidaan kuljettaa ulos mitokondrioista.
- Mitokondrioista poistumisen jälkeen malaatti hapettuu takaisin oksaloasetaatiksi.
- Oksaloasetaatti muodostaa sitten fosfoenolipyruvaattia käyttämällä PEPCK-entsyymiä.
- Fosfenolipyruvaatti muuttuu fruktoosi-1,6-bisfosfaatiksi ja sitten fruktoosi-6-fosfaatiksi. ATP:tä käytetään myös tässä prosessissa, joka on olennaisesti käänteisglykolyysi.
- Fruktoosi-6-fosfaatti muunnetaan sitten glukoosi-6-fosfaatiksi käyttämällä entsyymiä fosfoglukoisomeraasi.
- Sitten glukoosi muodostuu glukoosi-6-fosfaatista solun endoplasmisessa retikulumissa glukoosi-6-fosfataasientsyymin kautta. Glukoosin muodostamiseksi fosfaattiryhmä poistetaan ja glukoosi-6-fosfaatti ja ATP muunnetaan glukoosiksi ja ADP:ksi.