2.1.3.3. Glukoneogenese / Glykogen

- Die Glukosekonzentration  im  Blut  wird  streng  reguliert  und  liegt  normal  (d.h.  zwischen Mahlzeiten)  bei  4.5  –  5.5  mM  (80  –  100  mg/dL). 

- Nach kohlehydratreicher  Mahlzeit  sind  6.5-7.2  mM  (115  –  130  mg/dL)  möglich. 

- Im  Hungerzustand  kann  Blutglukose  auf  3.3  –  3.9  mM  (60  –  70  mg/dL)  abfallen. 

Insulin —> senkt den Blutzuckerspiegel 

Glucagon —> erhöht den Blutzuckerspiegel 

Katecholamine  (Adrenalin/Noradrenalin)  und  Glucocorticoide  (Cortisol) —> anstieg des Blutzuckerspiegels

In  welchen  Organen? Leber,  Niere  

Wo in der Zelle? Mitochondrien,  Zytosol  und  ER       

Wann? Glukose-Bedarf  (Hirn,  Erythrozyten,  Herz,  Muskel)   

Ausgangsmaterial? Pyruvat,  glukogene  Aminosäuren  (Ala,  Asp,  Glu), Glycerin  (aus  Triglyceriden)

Welche Organe sind besonders Glucose abhängig? Hirn und Erythrozyten

Merke:    Aus  Fettsäuren  kann  keine Glukose  synthetisiert  werden! Pyruvatdehydrogenase-Reaktion  ist  irreversibel  —> Acetyl-CoA  aus Fettsäure-Abbau  kann  nicht  in  Pyruvat  umgewandelt  werden! 

Gluconeogenese ist die Bildung von D-Glucoseaus organischen Nicht-Kohlenhydratvorstufen wie Pyruvat, Oxalacetatund Dihydroxyacetonphosphat(das zweite Triosephosphat neben Glycerinaldehyd-3-phosphat). Der Stoffwechselweg ist universell bei allen Lebewesen anzutreffen. Alle Edukte stammen aus der Glykolyse.

Pyruvat —> Oxalacetat (Pyruvatcarboxylase) 

Oxalacetat —> Phosphoenolpyruvat (PEP-CK) 

Fructoses-1,6-Biphosphat —> Fructose-6-phosphat (Fructose-1,6-biphosphatase)

Glucose-6-phosphat —> Glucose (Glucose-6-phosphatase)

Es sind Transportmechansismen um Citrat oder auch Malat und Aspartat zu transportieren. Da die Glukoneogenese  aus  Pyruvat  im  Mitochondrion startet und die  Fortsetzung aber im Zytosol  stattfindet, muss das  Zwischenprodukt  Oxalacetat die  Mitochondrien  verlassen. Da aber Oxalacetat die Mitochondrienmembran nicht passieren kann, muss es einen Weg geben es ins Zytosol gelangen zu lassen. Dies geschieht dann meist über die konvertierung in Citrat, Aspartat oder Malat welche dann über einen Shuttle-Mechanismus über die Mitochondrienmembran gebracht werden können.

Gluconeogeneseschritte Skript Seite 

Die 4 “Umgehungsenzyme”: 

1. Pyruvat-carboxylase  (in Mitochondrien) —>Essentieller  Co-Faktor: Biotin  (Vitamin  H)  für Carboxylierung! 

2. PEP-CK  (Cytosol) 

3. F1,6-bisphosphatase (Cytosol) 

4. Glc-6-phosphatase  (im ER;  nur  in  Leber  und (weniger)  in  Nierenrinde, nicht  in  Fettgewebe  und Skelettmuskel)