Цикл глюкозы - Glucose cycle

Цикл глюкозы (также известный как бесполезный цикл печени) происходит в основном в печени и представляет собой динамический баланс между глюкозой и глюкозо-6-фосфатом . Это важно для поддержания постоянной концентрации глюкозы в кровотоке .

Функция

Цикл глюкозы необходим для одной из функций печени; гомеостаз глюкозы в крови. Когда уровень глюкозы в крови слишком высок, глюкоза может откладываться в печени в виде гликогена . Когда уровень слишком низкий, гликоген может катаболизироваться, и глюкоза может снова попасть в кровоток.

Катаболический процесс происходит на невосстанавливающем конце гликогена. Фосфатная группа разрывает связь между C 1 глюкозного кольца и O, который соединяет его со следующим (фосфолиз). Таким образом, отделяется одна единица глюкозы. Гликоген (с n-единицами глюкозы) преобразуется в G-1-P ( группа PO ₄ теперь присоединяется к C1, где раньше O) и гликоген (с n-1 глюкозными единицами) ферментом гликогенфосфорилазой. Затем G-1-P превращается в G-6-P ферментом фосфоглюкомутазой. Молекула воды гидролизует G-6-P до глюкозы, фермент - глюкозо-6-фосфатаза.

Клеточная специфичность

Когда глюкоза попадает в клетку, она быстро превращается в глюкозо-6-фосфат гексокиназой или глюкокиназой . Цикл глюкозы может происходить в клетках печени из-за специфического для печени фермента глюкозо-6-фосфатазы , который катализирует дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата обратно в глюкозу.

Глюкозо-6-фосфат является продуктом гликогенолиза или глюконеогенеза , целью которого является повышение уровня свободной глюкозы в крови из-за того, что организм находится в катаболическом состоянии. Другие клетки, такие как клетки мышц и мозга, не содержат глюкозо-6-фосфатазу. В результате любой глюкозо-6-фосфат, продуцируемый в этих клетках, участвует в клеточных метаболических путях, в первую очередь пентозофосфатном пути или гликолизе.

Регулирование цикла глюкозы

Поток через цикл глюкозы регулируется несколькими гормонами, включая инсулин и глюкагон, а также аллостерической регуляцией как гексокиназы, так и глюкозо-6-фосфатазы.

Заболевания, связанные с циклом глюкозы

Дефицит глюкозо-6-фосфатазы, которая нарушает цикл глюкозы в печени, может привести к болезни фон Гирке .