Fokus: Glukose



Die wichtigsten Energiesubstrate der Leber sind Fettsäuren . Galactose, die meistens aus Milch gewonnen wird, wird in der Leber in Glucose-1-phosphat umgewandelt und dieses wiederum zu Glucose-6-phosphat isomerisiert. Fruktose wandelt sich zu Fructose-1-phosphat um und tritt anschließend auf der Ebene von Triosisphosphat in den glykolytischen Weg ein.

Beide Zucker können auch Säure- oder Aminoderivate herstellen, die zur Bildung von Glycoproteinen verwendet werden.

Die Leber kann auch Zucker oder Zuckerderivate metabolisieren, die sich von den genannten unterscheiden (z. B. Sorbit). Die Leber bildet aus postprandialer Glukose Fette; Sie speichert sie nicht, sondern schickt sie zu diesem Zweck zum Fettgewebe oder zu Energiezwecken in andere Gewebe.

Aus ernährungsphysiologischer Sicht wird ein wichtiger Aspekt der postprandialen hepatischen Situation durch Zucker hervorgehoben: Sie werden absorbiert und durch die Verdauung von Kohlenhydraten gewonnen. Sie werden im Wesentlichen in Verbindungen von Energiereserven, Glykogen und Triglyceriden umgewandelt, die in interdigestiven Phasen verwendet werden können.

Dies verhindert auch einen Anstieg des Blutzuckerspiegels. Gewebe verwenden Glukose (nach Aufnahme von Kohlenhydraten ).

Für einige ist das Fettgewebe (oder Muskelgewebe) einer der Brennstoffe schlechthin. Der Verbrauch von Glukose durch periphere Gewebe führt zu einer allmählichen Abnahme des Blutzuckerspiegels in der Zeit nach der Geburt.

In der Folge passt sich der Leberstoffwechsel an, um Glukose in den Kreislauf zu leiten. In diesem Zusammenhang ist die Situation des Nervensystems besonders relevant, da es für das Funktionieren des Organismus und seine ausschließliche Abhängigkeit von Glukose (außer bei längerem Fasten) als zellulärer Energiequelle von Bedeutung ist.

Die Versorgung der Leber mit Glukose erfolgt hauptsächlich durch den Abbau von Glykogen ( Glykogenolyse ), wodurch Glukose-6-phosphat entsteht.

Wenn ein Ernährungsregime Glukosemangel aufweist, kann der menschliche Körper dies aus Nicht-Kohlenhydratmolekülen und Aminosäuren herstellen.

In der Leber werden die Stoffwechselwege von Kohlenhydraten realisiert, die Leber ist also für folgende Funktionen geeignet:

  1. Speichern Sie den Überschuss an Glukose als Glykogen, um in den interdigestiven Phasen dem restlichen Gewebe Glukose zuzuführen.
  2. Fructose und Galactose metabolisieren: um sie in Glucosederivate oder Glykolyse-Intermediate umzuwandeln.
  3. Glucose-Derivate für bestimmte Funktionen synthetisieren.
  4. Konvertieren Sie einen Teil der Glukose in Triglyceride, um sie in Form von Lipoproteinen an andere Gewebe zu senden.
  5. Glukose aus Nicht-Kohlenhydrat-Substraten (Gluconeogenese-Phänomen) in einer Fastensituation synthetisieren.
  6. Synthese von Aminosäuren aus glykolytischen Intermediaten und Krebszyklen.

Glukose, Fruktose und Galaktose gelangen durch die Darmresorption in die Leber. Glukose dringt dank Ad-hoc-Trägern in Leberzellen ein und wird durch Glukokinase, ein Enzym mit hohem KM, das durch Substrat und Insulin induzierbar ist, phosphoryliert. Sogar die "Träger" GLUT2 zeigen eine schlechte Affinität für Glukose. Auf diese Weise wird dieser Zucker nur dann in der Leber metabolisiert, wenn er in ausreichender Menge vorhanden ist.

Oder es passiert die Leber-Sinusoide, ohne metabolisiert zu werden, und endet direkt im systemischen Kreislauf durch die suprahepatische Vene, die von den anderen Geweben verwendet wird. Galactose und Fructose werden in der Leber durch spezifische KM-Kinasen mit niedrigem KM-Gehalt phosphoryliert, was ihre Metabolisierung in diesem Organ sicherstellt und nur im Überschuss in den systemischen Kreislauf übergeht. Hepatisches Glykogen ist die Reserve von Glukose, die während interdigestiver Phasen in das Blut freigesetzt werden kann.

Die Menge an Glykogen, die in der Leber gespeichert werden kann, ist variabel und beträgt nicht mehr als 200 g. Während in den meisten Geweben die Glykolyse stattfindet, um Glukose für pflanzliche Zwecke zu metabolisieren, wirkt der glykolytische Weg in der Leber (und im Fettgewebe) hauptsächlich die Synthese von Triglyceriden (Lipogenese). Auf diese Weise kanalisiert die Leber die überschüssige absorbierte Glukose, die nicht gespeichert werden kann.

Triglyceride können vollständig aus Glucose gebildet werden: Fettsäuren werden aus Acetyl-CoA erhalten, während Glycerinphosphat aus Triosephosphaten erhalten wird. Beide Triosephosphate wie Acetyl-CoA sind Produkte des glykolytischen Weges.

Dulcis in fundo, die reduzierende Kraft, die für die Synthese von Fettsäuren notwendig ist, wird durch den Betrieb des Pentosewegs erhalten.

Die Leberlipogenese ist ebenso wichtig wie diejenige, die im Fettgewebe produziert wird.

Der Hauptunterschied zwischen den beiden Geweben besteht darin, dass die hepatischen Triglyceride auf den Rest der Gewebe verteilt werden, während die Triglyceride des Fettgewebes in den Adipozyten gelagert werden.

Diese Verbindung kann für die Biosynthese von Polysacchariden (Mucopolysacchariden, Heparin usw.) verwendet werden, ist aber für hepatische Entgiftungsprozesse wichtig, bei denen endogene Substanzen (Hormone, Bilirubin) oder exogene (Medikamente, Gifte) mit dem glucuronischen Rest konjugiert werden UDP-Glucuronat bildet ungiftige und wasserlösliche Glucuronide, die im Urin ausgeschieden werden.

Der Pentosephosphatweg muss in Geweben mit intensiver Lipogenese (Leber- und Fettgewebe) sowie in solchen mit starker Proliferation wie der Darmschleimhaut signifikant funktionieren.

Glucose kann mit dem Endziel der Membranglycoproteine ​​andere Zucker und Derivate (Glucosamin, N-Acetylglucosamin usw.) produzieren.

Einige glykolytische Zwischenprodukte können für die Synthese von nichtessentiellen Aminosäuren verwendet werden. Beispielsweise wird Serin aus 3-Phosphoglycerat und Alanin aus Pyruvat gebildet.

Die Reservekapazität von Glykogen ist begrenzt. Daher muss Glukose bei längeren interdigestiven Bedingungen aus anderen nichtglukidischen Substanzen gebildet werden (Glukoneogenese). Die Leber kann Glukose aus Glycerin (gewonnen aus Fettgewebe nach Triglyceridhydrolyse), Laktat (das vom Muskelstoffwechsel und Erythrozyten stammt) und aus einigen Aminosäuren, insbesondere Alanin (das aus Muskelmasse stammt) herstellen.

Der Glukosestoffwechsel in peripheren Geweben weist die folgenden spezifischen Nuancen auf.

A - Fettgewebe : In Fettgewebe durchquert Glukose die Membran dank eines Transportmechanismus (GLUT4-Transporter) mit hoher Affinität und durch Insulin stimuliert; Daher verbraucht dieses Gewebe Glukose vor allem in der postprandialen Situation, dh wenn ausreichende Hormonspiegel vorhanden sind.

Wie in den anderen peripheren Geweben ist das phosphorylierende Enzym die extrem spezifische Hexokinase mit niedrigem KM, was die vollständige Glucose-Metabolisierung im Bereich ihrer physiologischen Konzentrationen erleichtert.

Das Hauptschicksal von Glukose in Adipozyten ist die Umwandlung in Triglyceride mit einem Stoffwechselweg, der dem der Leber ähnlich ist. Dieses Schicksal ist quantitativ wichtiger als die Energieproduktion.

B - Skelettmuskel : Im Skelettmuskel kreuzt Glukose die Membran dank eines Transportmechanismus ähnlich dem von Fettgewebe (Transporter GLUT4), der durch Insulin stimuliert wird und durch eine Hexokinase phosphoryliert wird.

Es gibt Glykogensynthese, keine Lipogenese. Muskelglykogen hat Reservefunktionen wie die Leberfunktion; In diesem Fall kann jedoch die aus dieser "Reserve" kommende Glukose nur von den Muskelzellen verwendet werden.

Dies liegt daran, dass das Produkt der Glykogenolyse Glucose-6-phosphat ist, da den Muskelzellen der Leber Glucose-6-Phosphatase fehlt und Glukose daher nicht in das Blut freigesetzt werden kann. Der Abbau von Glucose-6-phosphat im glykolytischen Weg kann in einem aeroben oder anaeroben Zustand in Abhängigkeit von der Intensität der Muskelaktivität auftreten .

Wenn sehr intensiv trainiert wird, ist der Bedarf an Sauerstoff zum Oxidieren von Kohlenhydraten hoch und der Blutfluss reicht möglicherweise nicht aus, um die erforderliche Sauerstoffmenge zu transportieren.

In dieser Situation funktioniert der anaerobe Weg, es entsteht Laktat, das in den Kreislauf gelangt, es kann anschließend durch Glukoneogenese in der Leber oder Niere in Glukose umgewandelt oder (insbesondere im Leber- und Herzmuskel) entsprechend den physiologischen Bedingungen des Individuums oxidiert werden .

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