Гліколіз та глюконеогенез доповнюють один одного

Оскільки синтез та окислення глюкози є вкрай важливими для існування клітини (гліколіз) та всього організму (глюконеогенез), то регуляція цих процесів відповідає запитам органів та тканин за різних умов існування.

Оскільки гліколітичне окиснення глюкози

• є способом отримання енергії в аеробних і анаеробних умовах, то воно безперервно відбувається у всіх клітинах і, звичайно, повинно і буде активовано при посиленні роботи клітини, наприклад, скорочення міоциту, рух нейтрофілів;
• служить джереломгліцеролу таацетил-SКоА, що використовуються для синтезу жирів у гепатоцитах і адипоцитах, то таке окислення активується принадлишку глюкози в цих клітинах.

Глюконеогенез, як утворення глюкози в печінці з невуглеводних джерел, необхідний:

• при гіпоглікемії під час м'язового навантаження - синтез глюкози з молочної кислоти, що надходить з працюючих м'язів, і з гліцеролу, що утворюється при мобілізації жирів;
• при гіпоглікемії прикороткому голодуванні (до 24 годин) - синтез переважно з молочної кислоти, що безперервно надходить у печінку з еритроцитів,
• при гіпоглікемії при тривалому голодуванні - в основному синтез з амінокислот, що утворюються при катаболізмі білків, а також з молочної кислоти і гліцерину.

Таким чином,глюконеогенез, що йде в печінці, забезпечує глюкозою всі інші клітини та органи (еритроцити, нервова тканина, м'язи та ін), в яких активні процеси, що вимагають глюкозу. Надходження глюкози в ці клітини також необхідно, щоб підтримати концентрацію оксалоацетату та забезпечити згоряння в ЦТК ацетил-SКоА, одержуваного з жирних кислот або кетонових тіл.

Загалом можна виділити дваспособу регуляції гліколізу та глюконеогенезу: гормональна за участю гормонів та метаболічна, тобто. за допомогою проміжних чи кінцевих продуктів обміну глюкози.

Існують три основні ділянки, на яких відбувається регулювання цих процесів:

• перша реакція гліколізу,
• третя реакція гліколізу та оборотна їй,
• десята реакція гліколізу та оборотні їй.

Регуляція глюконеогенезу

Гормональна активація глюконеогенезу здійснюється глюкокортикоїдами, які збільшують синтезпіруваткарбоксилази,фосфоенолпіруват-карбоксикінази,фруктозо-1,6-дифосфатази. Глюкагон стимулює ті ж ферменти через аденілатциклазний механізм шляхом фосфорилювання.

Енергія для глюконеогенезу надходить від -окислення жирних кислот. Кінцевий продукт цього окислення, ацетил-SКоА алостерично стимулює активність першого ферменту глюконеогенезу -піруваткарбоксилази. Крім цього, фруктозо-1,6-дифосфатаза стимулюється за участю АТФ.

Гормональні та метаболічні фактори, що регулюють гліколіз та глюконеогенез

Регуляція гліколізу

Гормональне регулювання

У печінці гліколіз стимулюється інсуліном, що підвищує кількість ключових ферментів гліколізу (гексокінази,фосфофруктокінази,піруваткінази ).

У печінці активністьглюкокінази, крім інсуліну, регулюється іншими гормонами:

• активацію викликає андрогени,
• пригнічують її активність глюкокортикоїди та естрогени.

В інших тканинах активністьгексокіназ

• підвищується тиреоїдними гормонами,
• знижується – глюкокортикоїдами та соматотропіном.

Метаболічне регулювання

Гексокіназа непечінкових клітин інгібується продуктом власної реакції - глюкозо-6-фосфатом.

Фосфофруктокіназа :

• активується АМФ та власним субстратом (фруктозо-6-фосфат),
• інгібується – АТФ, лимонною кислотою, жирними кислотами.

Піруваткиназа активується фруктозо-1,6-дифосфатом (пряма позитивна регуляція).

Молекули АМФ, що стимулюють гліколіз, утворюються в аденілаткіназній реакції, що активується з появою надлишку АДФ. Особливо яскраво значення такої регуляції проявляється при м'язовій роботі:

---