ग्लुकोनियोजेनेसिस

मस्तिष्क को शर्करा की आवश्यकता होती है: न्यूरॉन्स लगभग विशेष रूप से ग्लूकोज पर काम करते हैं, इसलिए इस चीनी की निरंतर आपूर्ति सुनिश्चित करना आवश्यक है। मस्तिष्क प्रतिदिन लगभग 120 ग्राम ग्लूकोज की खपत करता है, जबकि पूरे जीव की दैनिक आवश्यकता लगभग 200 ग्राम होती है।

हमारे शरीर में लगभग 100 ग्राम ग्लूकोज यकृत में ग्लाइकोजन के रूप में जमा होता है, अन्य 5-10 ग्राम जैविक तरल पदार्थों में पाया जाता है, जबकि लगभग 200-300 ग्राम मांसपेशियों में जमा होता है, हमेशा ग्लाइकोजन के रूप में। आवश्यक ऊतकों को ग्लूकोज की आपूर्ति की निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए, एक रणनीति का उपयोग किया जाता है जो कम मोबाइल अणुओं को ग्लूकोज में परिवर्तित करता है: ग्लूकोनोजेनेसिस।

ग्लूकोनोजेनेसिस गैर-कार्बोहाइड्रेट अग्रदूतों से शुरू होने वाले ग्लूकोज के संश्लेषण की प्रक्रिया है:

• लैक्टिक एसिड: एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस द्वारा निर्मित
• अमीनो एसिड *: आहार से या संरचनात्मक प्रोटीन के क्षरण से व्युत्पन्न
• ग्लिसरॉल: ट्राइग्लिसराइड्स के हाइड्रोलिसिस से प्राप्त

ग्लूकोनोजेनेसिस इंसुलिन-स्वतंत्र ऊतकों (गहन शारीरिक व्यायाम के दौरान मस्तिष्क, लाल रक्त कोशिकाओं और मांसपेशियों) को ग्लूकोज की पर्याप्त आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।

ग्लूकोनोजेनेसिस, जो कई ऊतकों में और विशेष रूप से यकृत में होता है, उपवास के दौरान आवश्यक हो जाता है, जब शरीर के कार्बोहाइड्रेट भंडार समाप्त हो जाते हैं।

* विभिन्न ग्लूकोनोजेनेटिक अमीनो एसिड (ग्लूटामिक और एसपारटिक एसिड, ऐलेनिन, सिस्टीन, ग्लाइसिन, प्रोलाइन, सेरीन, थ्रेओनीन सहित) में से, कंकाल की मांसपेशी से निकलने वाला ऐलेनिन एक प्रमुख भूमिका निभाता है (ग्लूकोज-अलैनिन चक्र देखें)।

ग्लूकोनोजेनेसिस पाइरूवेट से शुरू होता है और मोटे तौर पर ग्लाइकोलाइसिस के विपरीत होता है।

दिमाग:

• सामान्य परिस्थितियों में, यह केवल ग्लूकोज का उपयोग करता है;
• लंबे समय तक उपवास (2-3 दिन) के मामले में यह कीटोन निकायों के ऊर्जावान गुणों का तेजी से दोहन करता है;
• जब आप तत्काल उपवास (भोजन के बीच) करते हैं, तो कार्बोहाइड्रेट भंडार समाप्त होने के बाद, यह संरचनात्मक प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस से प्राप्त अमीनो एसिड से प्राप्त ग्लूकोज का उपयोग करता है: प्रोटीज एंजाइम प्रोटीन को अमीनो एसिड में नीचा दिखाते हैं, जो तब क्रिया द्वारा एंजाइम ट्रांसएमिनेस, अल्फा-कीटो एसिड में बदल जाते हैं, बदले में ग्लूकोज को बदलने के लिए उपयोग किया जाता है (एमिनो एसिड डिग्रेडेशन देखें)।

ग्लूकोनोजेनेसिस यकृत की एकमात्र जिम्मेदारी है (यह गुर्दे + और आंत में भी कुछ हद तक होता है); यहां, ग्लूकोनेोजेनेसिस के माध्यम से, ग्लूकोज प्राप्त किया जाता है जिसे मस्तिष्क तक विभिन्न ऊतकों तक पहुंचाया जाएगा।

ग्लाइकोलाइसिस की दस में से सात प्रतिक्रियाएं ग्लूकोनोजेनेसिस के विपरीत दिशा में होती हैं; यदि ग्लूकोनोजेनेसिस ग्लाइकोलाइसिस का सटीक उलटा होता है, तो प्रत्येक चरण में, ऊर्जा की आपूर्ति करना आवश्यक होगा। इसलिए, ग्लूकोनोजेनेसिस में ग्लाइकोलाइसिस की तीन प्रतिक्रियाओं का शोषण (ऊर्जा कारणों से) नहीं किया जा सकता है; इन तीन प्रतिक्रियाओं के बजाय, अन्य प्रतिक्रियाओं का अलग-अलग के साथ शोषण किया जाता है सब्सट्रेट, उत्पाद और एंजाइम।
ग्लूकोज 6-फॉस्फेट से ग्लूकोज की ओर जाने वाली प्रतिक्रिया a . द्वारा उत्प्रेरित होती है फॉस्फेट एक काइनेज के बजाय; फ्रुक्टोज 1,6-बिस्फोस्फेट से फ्रुक्टोज 6-फॉस्फेट में संक्रमण भी एक किनेज के बजाय फॉस्फेट द्वारा उत्प्रेरित होता है।
तीसरी प्रतिक्रिया जो ग्लाइकोलाइसिस से भिन्न होती है, वह है जो पाइरूवेट से फ़ॉस्फ़ोएनोलपाइरिवेट के निर्माण की ओर ले जाती है; यह के माध्यम से होता है पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज, जो कार्बन श्रृंखला को लंबा करने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड अणु का उपयोग करता है, और के माध्यम से फ़ॉस्फ़ोएनोलपाइरूवेट कार्बोक्सीकाइनेज़ (इस प्रक्रिया के लिए ऊर्जा GTP द्वारा प्रदान की जाती है)।

मान लीजिए कि आप व्यायाम कर रहे हैं और भोजन से दूर हैं, तो आपको ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए ग्लूकोज चयापचय को सक्रिय करने की आवश्यकता है। यदि रक्त ग्लूकोज 5 मिमी से कम है, तो ग्लूकोज आवश्यकता संकेत का एहसास होता है: अग्न्याशय की α कोशिकाएं एक हार्मोन (यह एक छोटा डाइपेप्टाइड है) ग्लूकागन छोड़ती हैं, जो रक्त के माध्यम से हेपेटोसाइट्स (यकृत) तक पहुंचता है; यहां ग्लूकोनोजेनेटिक मार्ग सक्रिय होता है और ग्लाइकोलाइसिस अवरुद्ध हो जाता है। नवगठित ग्लूकोज को परिसंचरण में छोड़ा जाएगा और सबसे ऊपर लाल रक्त कोशिकाओं, तंत्रिका तंत्र और मांसपेशियों के ऊतकों तक पहुंचाया जाएगा। यह भी देखें: कार्बोहाइड्रेट और हाइपोग्लाइसीमिया।