Глюконеогенез (Биологическая обратимость)

Биологическая обратимость достигается с помощью четырех ферментов, принимающих участие только в глюконеогенезе: пируваткарбоксилазы, фосфоэнолпируваткарбоксикиназы; фруктозо-дифосфатазы и глюкозо6фосфатазы. Реакции, катализируемые этими ферментами, — ключевые регуляторные этапы глюконеогенеза, и протекают они в печени, почках и эпителии кишечника, но не в мышцах или в сердце. С количественной стороны наиболее важным местом глюконеогенеза в таких физиологических условиях, как голодание или физическая нагрузка, и при таких патологических состояниях, как диабет, является печень. Почки приобретают значение в качестве органа глюконеогенеза только при очень длительном голодании.

Постоянная регуляция глюконеогенеза зависит от присутствия субстратов, активности ферментов и гормональной среды. В состоянии натощак (после ночного голодания) и при кратковременном голодании снижение уровня инсулина в сыворотке способствует увеличению распада белка и мобилизации аминокислот, что обеспечивает снабжение процесса большим количеством предшественников глюкозы. В этих условиях мобилизуются и жирные кислоты, служащие главным субстратом окисления в печени. Вследствие этого повышается внутрипеченочный уровень ацетил-СоА, что приводит к активации ключевого фермента глюконеогенеза пируваткарбоксилазы, которая аллостерически активируется ацетил-СоА. «Чистым» результатом является увеличение как уровня субстратов, так и активности ферментов, необходимых для глюконеогенеза. Однако по мере продолжения голодания в течение длительных периодов ограничивающим скорость процессом становится доступность субстрата-предшественника, так как высвобождение аланина периферическими тканями существенно уменьшается.

В отличие от голодания при большом количестве углеводов (например, в состоянии сытости) интенсивность глюконеогенеза снижается. Мобилизуется меньше жира прежде всего из-за того, что повышенная секреция инсулина, вызванная углеводами, тормозит высвобождение жирных кислот из депо. В результате образуется меньшее количество ацетил-СоА и активность пируваткарбоксилазы снижается. Кроме того, в меньшей степени мобилизуются аминокислоты. В силу этих изменений поглощение печенью и превращение в глюкозу предшественников глюконеогенеза, особенно аланина, угнетается.

Регуляторные воздействия таких гормонов, как глюкокортикоиды и глюкагон, на глюконеогенез реализуются также на этапах превращения пирувата в фосфоенолпируват.
При этом глюкокортикоиды влияют на глюконеогенез еще в силу своего катаболического действия на тканевые белки, что увеличивает количество аминокислот-предшественников.

«Эндокринология и метаболизм», Ф.Фелиг, Д.Бакстер