Glycogenesis, glycogenolysis และ gluconeogenesis เป็นกระบวนการที่ร่างกายดำเนินการเพื่อรักษาระดับน้ำตาลในเลือดหรือน้ำตาลในเลือดให้เป็นปกติ กระบวนการทั้งสามนี้ควบคุมโดยการหลั่งฮอร์โมนบางชนิดในร่างกาย ฮอร์โมนเหล่านี้มีบทบาทในการกระตุ้นเอ็นไซม์ต่างๆ ให้ทำงานในการสร้างหรือสลายไกลโคเจน รวมทั้งผลิตกลูโคส มาเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการของไกลโคเจเนซิส ไกลโคเจโนไลซิส และกลูโคเจเนซิสในร่างกายกัน
ไกลโคเจเนซิส
Glycogenesis เป็นกระบวนการสร้างไกลโคเจนจากกลูโคสหรือน้ำตาลในเลือด ร่างกายใช้กลูโคสในการผลิตพลังงาน กระบวนการนี้เกิดขึ้นเมื่อระดับน้ำตาลในเลือดสูงขึ้น เช่น หลังจากที่คุณรับประทานอาหาร ระดับกลูโคสที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้ตับอ่อนหลั่งฮอร์โมนอินซูลินได้ ฮอร์โมนนี้กระตุ้นเอนไซม์ไกลโคเจนสังเคราะห์เพื่อเริ่มกระบวนการไกลโคเจเนซิส ในตอนท้ายของกระบวนการนี้ กลูโคสในรูปของไกลโคเจนจะถูกเก็บไว้ในตับและกล้ามเนื้อ1. หน้าที่ของไกลโคเจเนซิส
กระบวนการของไกลโคเจเนซิสทำหน้าที่สร้างไกลโคเจนจากกลูโคสเพื่อให้โมเลกุลเหล่านี้สามารถเก็บและนำไปใช้ในภายหลังเมื่อร่างกายไม่มีกลูโคส ไกลโคเจนที่เก็บไว้ไม่เหมือนกับไขมันเพราะโมเลกุลนี้มักถูกใช้ระหว่างมื้ออาหาร เมื่อระดับน้ำตาลในเลือดลดลง ในกรณีนี้ ร่างกายจะใช้สำรองไกลโคเจนเพื่อผลิตกลูโคสผ่านกระบวนการไกลโคเจโนไลซิส2. กระบวนการไกลโคเจเนซิส
กระบวนการของไกลโคเจเนซิสเริ่มต้นเมื่อเซลล์มีกลูโคสมากเกินไป ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายของกระบวนการนี้โดยละเอียด- อย่างแรกเลย โมเลกุลกลูโคสทำปฏิกิริยากับเอ็นไซม์กลูโคคิเนสซึ่งเพิ่มกลุ่มฟอสเฟตให้กับกลูโคส
- จากนั้นกลุ่มฟอสเฟตจะถูกถ่ายโอนไปยังอีกด้านหนึ่งของโมเลกุลโดยใช้เอนไซม์ฟอสโฟกลูโคมูเทส
- เอนไซม์ตัวที่สาม UDP-glucose pyrophosphorylase ใช้โมเลกุลนี้และสร้างกลูโคส uracil-diphosphate กลูโคสรูปแบบนี้มีฟอสเฟตสองกลุ่มพร้อมกับกรดนิวคลีอิกยูราซิล
- เอนไซม์พิเศษ ไกลโคเจนิน จับกลูโคส ยูราซิล-ไดฟอสเฟต กับกลูโคส ยูดีพี-ไดฟอสเฟต เพื่อสร้างสายสั้น
- หลังจากเชื่อมต่อสายโมเลกุลประมาณแปดสายเข้าด้วยกัน เอ็นไซม์อื่นๆ ก็เข้ามาทำให้กระบวนการนี้เสร็จสมบูรณ์
- หลังจากนั้นไกลโคเจนซินเทสจะเพิ่มเข้าไปในสายโซ่และเอ็นไซม์แยกกิ่งไกลโคเจนช่วยสร้างกิ่งก้านในสายโซ่ กระบวนการนี้สร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อให้การจัดเก็บพลังงานในร่างกายมีประสิทธิภาพมากขึ้น
Glycogenolysis
Glycogenolysis เป็นกระบวนการสลายโมเลกุลไกลโคเจนเป็นกลูโคสหรือน้ำตาลในเลือด โดยพื้นฐานแล้ว ไกลโคเจนคือพลังงานที่สะสมอยู่ในรูปของกลูโคสที่มีสายโซ่ยาว กระบวนการของ glycogenolysis สามารถเกิดขึ้นได้ในเซลล์กล้ามเนื้อและตับเมื่อร่างกายต้องการการผลิตพลังงานมากขึ้น1. หน้าที่ของไกลโคจีโนไลซิส
หน้าที่ของ glycogenolysis คือการผลิตพลังงานเมื่อร่างกายหิวและไม่มีการบริโภคอาหาร Glycogenolysis จะผลิตกลูโคสจากไกลโคเจนซึ่งใช้ในการผลิตพลังงาน กระบวนการนี้ยังสามารถรักษาระดับน้ำตาลในเลือดเมื่อคุณหิวและไม่มีอาหารเข้าสู่ร่างกาย2. กระบวนการไกลโคเจโนลิซิส
กระบวนการของ glycogenolysis ถูกควบคุมโดยฮอร์โมนในร่างกาย สัญญาณเส้นประสาทอาจมีบทบาทในเซลล์กล้ามเนื้อ (เซลล์กล้ามเนื้อ) Glycogenolysis สามารถเกิดขึ้นได้ในการตอบสนองต่อสภาพร่างกายต่างๆ เช่น:- เมื่อระดับน้ำตาลในเลือดลดลง (เช่น การอดอาหาร)
- เมื่อร่างกายผลิตฮอร์โมนอะดรีนาลีนเมื่อต้องเผชิญกับภัยคุกคามหรือความเร่งด่วน
- เอนไซม์ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสจะทำลายพันธะที่เชื่อมต่อกลูโคสกับไกลโคเจนโดยแทนที่กลุ่มฟอสโฟริล ในขั้นตอนนี้ ไกลโคเจนได้แยกกลูโคสออกเป็นกลูโคส-1-ฟอสเฟต
- เอนไซม์ฟอสโฟกลูโคมูเทสจะเปลี่ยนกลูโคส-1-ฟอสเฟตเป็นกลูโคส-6-ฟอสเฟต นี่คือรูปแบบของโมเลกุลที่เซลล์ใช้ทำอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) ซึ่งเป็นพาหะพลังงานในเซลล์ของร่างกาย
- เอนไซม์แยกไกลโคเจนจะย้ายโมเลกุลกลูโคสทั้งหมดไปยังกิ่งอื่น ยกเว้นหนึ่งที่อยู่ในรอยต่อของไกลโคเจนไปยังกิ่งอื่นๆ
- ในที่สุด เอ็นไซม์อัลฟากลูโคซิเดสจะกำจัดโมเลกุลกลูโคสตัวสุดท้าย ซึ่งจะกำจัดกิ่งก้านของโมเลกุลกลูโคสนั้นออกไป
การสร้างกลูโคส
Gluconeogenesis เป็นกระบวนการสังเคราะห์หรือสร้างโมเลกุลกลูโคสใหม่จากแหล่งอื่นที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรต กระบวนการเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในตับและส่วนน้อยเกิดขึ้นในเยื่อหุ้มสมองของไตและลำไส้เล็ก1. หน้าที่ของกลูโคนีเจเนซิส
การทำงานของ gluconeogenesis คือการรักษาระดับน้ำตาลในเลือดให้แข็งแรงเมื่อคนไม่ได้กินหรือหิว ต้องรักษาระดับน้ำตาลเพื่อให้เซลล์สามารถใช้เพื่อสร้างโมเลกุลพลังงาน ATP เมื่อไม่มีอาหารเข้าสู่ร่างกาย ระดับน้ำตาลในเลือดจะต่ำ ในเวลานี้ร่างกายไม่มีคาร์โบไฮเดรตส่วนเกินจากอาหารที่สามารถย่อยสลายเป็นน้ำตาลกลูโคสได้ ด้วยกระบวนการสร้างกลูโคนีเจเนซิส ร่างกายสามารถใช้โมเลกุลอื่นๆ มาย่อยสลายเป็นกลูโคสได้ เช่น กรดอะมิโน แลคเตท ไพรูเวต และกลีเซอรอล2. กระบวนการสร้างกลูโคนีเจเนซิส
ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดของกระบวนการของกลูโคนีเจเนซิสที่เกิดขึ้นในร่างกาย- Gluconeogenesis เริ่มต้นในไมโตคอนเดรียหรือไซโตพลาสซึมของตับหรือไต อย่างแรก โมเลกุลไพรูเวตสองโมเลกุลผ่านคาร์บอกซิเลชันเพื่อสร้างออกซาโลอะซีเตต จำเป็นต้องมีหนึ่งโมเลกุลของ ATP (พลังงาน) สำหรับสิ่งนี้
- ออกซาโลอะซิเตตจะถูกลดขนาดไปเป็นมาเลตโดย NADH เพื่อให้สามารถเคลื่อนย้ายออกจากไมโตคอนเดรียได้
- หลังจากออกจากไมโตคอนเดรีย มาเลตจะถูกออกซิไดซ์กลับไปเป็นออกซาโลอะซิเตต
- Oxaloacetate จะสร้าง phosphoenolpyruvate โดยใช้เอนไซม์ PEPCK
- ฟอสโฟอีนอลไพรูเวตจะถูกแปลงเป็นฟรุกโตส-1,6-บิสฟอสเฟต แล้วจึงเปลี่ยนเป็นฟรุกโตส-6-ฟอสเฟต เอทีพียังถูกใช้ในระหว่างกระบวนการนี้ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือรีเวิร์สไกลโคไลซิส
- ฟรุกโตส-6-ฟอสเฟตจะถูกแปลงเป็นกลูโคส-6-ฟอสเฟตโดยใช้เอนไซม์ฟอสโฟกลูโคไอโซเมอเรส
- กลูโคสจะเกิดขึ้นจากกลูโคส-6-ฟอสเฟตในเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมของเซลล์ผ่านทางเอ็นไซม์กลูโคส-6-ฟอสฟาเตส ในการสร้างกลูโคส กลุ่มฟอสเฟตจะถูกลบออก และกลูโคส-6-ฟอสเฟต และเอทีพีจะถูกแปลงเป็นกลูโคสและ ADP
