reglering
Glc-koncentrationer i vävnader och kroppsvätskor stabiliseras av många olika mekanismer, varav många involverar verkan av specifika hormoner. Övergripande homeostas upprätthålls genom att styra flödet av Glc till eller från glykogenbutiker, balansera glykolys mot glukoneogenes och främja proteinkatabolism i tider av behov.,
hormonreglering: bland de många hormonerna med viss effekt på vissa vävnader eller metaboliska sekvenser sticker några ut på grund av deras dominerande och övergripande åtgärder på Glc-disposition. Insulin främjar upptag och oxidation av Glc genom vävnader och gynnar lagring, särskilt i postprandialfasen. Glukagon som svar på låg Glc-koncentration i blodet ökar GLC-frisättningen från lagring och syntes från prekursorer. Adrenalin (epinefrin) mobiliserar butiker och accelererar utnyttjandet.,
Insulin produceras i betacellerna i pankreasönsceller och frigörs i en zinkberoende process tillsammans med dess följeslagare amylin. Hastigheten för produktion och övergång till cirkulation är relaterad till Glc-avkännande mekanismer i betacellen. ATP-generering från Glc och cytosolisk kalciumkoncentration tros vara kritisk för Glc-avkänning. Ett zinkinnehållande enzym, insulin (EC3. 4. 24. 56), inaktiverar insulin irreversibelt i många vävnader (Ding et al., 1992). Insulinaktiviteten hämmas av höga koncentrationer av både amylin och insulin (Mukherjee et al., 2000)., Insulin binder till specifika insulinreceptorer i muskler, adipocyter och några andra insulinkänsliga vävnader och utlöser med receptorkinas-aktiviteten en signalkaskad. Den krominnehållande peptidkromodulin binder till den insulinaktiverade insulinreceptorn och optimerar dess receptorkinasaktivitet (Vincent, 2000). Som svar på den insulininitierade signalkaskaden flyttas GLUT4 (SLC2A4) till plasmamembranet och ökar Glc-upptaget i insulinstimulerade celler flera gånger., En annan viktig insulin effekt är ökad transkription av hepatiskt hexokinas 4 (glukokinas), vilket ökar tillgängligheten av glukos 6-fosfat, föregångaren till glykolys och glykogensyntes. Glykolys främjas ytterligare genom ökade koncentrationer av den regulatoriska metaboliten fruktos 2,6-bisfosfat (på grund av induktion av 6-fosfofrukto-2-Kinas, EC2. 7. 1. 105, och lägre uttryck av fruktos-2,6-bisfosfat-2-fosfatas, EC3.1.3.46). Samtidigt blockeras glukoneogenesen av den hämmande effekten av insulin på fosfoenolpyruvatkarboxykinas (EC4. 1. 1.,32) och fruktos 2,6-bisfosfat på fruktos 1,6-bisfosfatas (EC3.1.3.11). Insulin främjar glykogenes genom att öka tillgängligheten av glukos 6-fosfatprekursor och minska fosforyleringen av enzymer av glykogenmetabolism.
de metaboliska funktionerna hos insulinkompanionen amylin, som tenderar att vara i motsats till insulinverkan, börjar bara förstås. De innefattar främjande av glykogennedbrytning och hämning av glykogensyntes., År av överdriven amylinsekretion kan vara ansvarig för betacellens nedgång i fetma och insulinresistens. Amylin kan främja deponering av amyloidplakor (Hayden och Tyagi, 2001) och inducera betacellapoptos (Saafi et al., 2001).
glukagon produceras och utsöndras av alfacellerna i bukspottkörteln som svar på låg Glc-koncentration. Glukagon främjar frisättningen av glukos 1-fosfat från glykogen. Adrenalin och mindre potent noradrenalin stimulerar nedbrytningen av glykogen., Dessa katekolaminer motverkar också de hämmande effekterna av icke-glukosbränslen på glykolys.
aptit och mättnad: låg blod Glc koncentration inducerar känslan av hunger. Enligt den långvariga glukostatiska teorin, hjärnan, specifika områden som paraventrikulära och supraoptiska delar av hypotalamusen, integrerar ingång från perifera och centrala Glc-responsiva sensorer och genererar aptitkänsla (Briski, 2000).,
Amylin, å andra sidan, utsöndras som svar på utfodring och ökad blod Glc-koncentration och verkar på histamin H1-receptorer med en signifikant mättnadsinducerande och anorektisk effekt (Mollet et al., 2001). En mättnadsinducerande effekt av insulin har också rapporterats, men kan vara svag eller medierad genom andra effektorer (såsom amylin).
Postprandial metabolism: tillströmningen av nyabsorberad Glc och andra näringsämnen förändrar balansen mellan hormonella och metaboliska aktiviteter., Såsom beskrivits ovan ökar utsöndringen av insulin (och Amylin) och glukagonhastigheten minskar som svar på den högre Glc-koncentrationen i blodet. Glukoneogenesen är effektivt avstängd och glykolys är påslagen. Glc-utnyttjande sker i stället för fettoxidation. När högt kolhydratintag kombineras med alltför stort totalt energiintag, deponeras fett (både från kost och från fettvävnadsomsättning) företrädesvis och kolhydratet används som det nära exklusiva energibränslet., Faktum är att frisättningen av fett från fettvävnad saktas av den ökade effekten av insulin. Detta är en påminnelse om att både timing och kvantitet kolhydratintag.
avsättningen av glykogen i lever och muskler ökar, men med en avsevärd tidsfördröjning. Rekonstituering av utarmade glykogenbutiker kommer sannolikt att ta 1-2 dagar (Shearer et al., 2000). Kolhydratbelastning i en eller flera dagar kan öka glykogenbutikerna med en tredjedel eller mer (Tarnopolsky et al., 2001)., Repleting glykogenbutiker genom kolhydratmatning på kvällen före elektiv kirurgi istället för fastande verkar förbättra resultatet och minska sjukhusvistelser (Nygren et al., 2001).
övning: en explosion av ansträngning, som i en kort sprint, beskattar muskelens förmåga att generera ATP för sammandragning. Glykolytisk nedbrytning av Glc till laktat är ett ineffektivt sätt att använda bränsle, eftersom det genererar endast två ATP per glukosmolekyl. Fördelarna är att glykolys är snabb, eftersom endast 11 reaktioner behövs och att den fungerar anaerobt (dvs kräver inte syre)., Det resulterande laktatet rör sig från muskelcellen till cirkulation via monokarboxylat transportör 1 (MCT1, SLC16A1). På grund av protons cotransport kommer ökad försurning av muskelcellerna att främja laktatexport. Laktat används i levern för glukoneogenes och den resulterande Glc återvände till muskler för en annan potentiell runda genom denna laktat-glukos (Cori) cykel.
en annan av de många anpassningarna till muskelbelastning är den ökade aktiviteten hos GLUT4, vilket främjar Glc-tillströmning från cirkulationen.,
fasta och svält: när vävnadsnivåerna av Glc-nedgång och nya leveranser från mat inte kommer, börjar levern och njurarna släppa Glc i omlopp. Denna Glc kommer ursprungligen från glykogenbutiker och från användningen av Glc-metaboliter (laktat, pyruvat och andra) för glukoneogenes, senare från vävnadsprotein.