Glycogenesis, glycogenolysis, và gluconeogenesis là những quá trình mà cơ thể thực hiện để duy trì mức bình thường của glucose hoặc lượng đường trong máu. Ba quá trình này được kiểm soát bởi sự bài tiết của một số hormone trong cơ thể. Các hormone này đóng vai trò kích thích các enzym khác nhau hoạt động trong việc hình thành hoặc phân hủy glycogen, cũng như sản xuất glucose. Hãy cùng tìm hiểu thêm về các quá trình tạo glycogenesis, glycogenolysis và gluconeogenesis trong cơ thể.
Glycogenesis
Glycogenesis là quá trình hình thành glycogen từ glucose hoặc đường trong máu. Glucose được cơ thể sử dụng để sản xuất năng lượng. Quá trình này xảy ra khi có sự gia tăng nồng độ glucose trong máu, ví dụ như sau khi bạn ăn. Nồng độ glucose tăng lên có thể khiến tuyến tụy tiết ra hormone insulin. Hormone này sau đó kích thích enzym glycogen synthase để bắt đầu quá trình tạo glycogen. Kết thúc quá trình này, glucose ở dạng glycogen sẽ được lưu trữ trong gan và cơ.1. Chức năng của glycogenesis
Quá trình glycogenesis phục vụ để tạo thành glycogen từ glucose để các phân tử này có thể được lưu trữ và sử dụng sau này khi cơ thể không có sẵn glucose. Glycogen dự trữ không giống như chất béo vì phân tử này thường được sử dụng giữa các bữa ăn, khi lượng glucose trong máu giảm xuống. Trong trường hợp này, cơ thể sẽ lấy glycogen dự trữ để tạo ra glucose thông qua quá trình glycogenolysis.2. Quá trình glycogenesis
Quá trình glycogenesis bắt đầu khi tế bào bị dư thừa glucose. Sau đây là giải thích chi tiết về quá trình này.- Trước hết, phân tử glucose tương tác với enzym glucokinase, enzym này sẽ thêm một nhóm phosphat vào glucose.
- Nhóm phosphate sau đó được chuyển sang phía bên kia của phân tử bằng cách sử dụng enzyme phosphoglucomutase.
- Enzyme thứ ba, UDP-glucose pyrophosphorylase, lấy phân tử này và tạo ra glucose uracil-diphosphate. Dạng glucose này có hai nhóm photphat cùng với axit nucleic uracil.
- Một loại enzyme đặc biệt, glycogenin, liên kết glucose uracil-diphosphate với glucose UDP-diphosphate để tạo thành chuỗi ngắn.
- Sau khi khoảng tám chuỗi phân tử được liên kết với nhau, các enzym khác sẽ bước vào để hoàn thành quá trình này.
- Sau đó, glycogen synthase bổ sung vào chuỗi và các enzym phân nhánh glycogen giúp tạo ra các nhánh trong chuỗi. Quá trình này tạo thành các đại phân tử dày đặc hơn để việc lưu trữ năng lượng trong cơ thể trở nên hiệu quả hơn.
Glycogenolysis
Glycogenolysis là quá trình phá vỡ các phân tử glycogen thành glucose hoặc đường trong máu. Về cơ bản, glycogen là năng lượng được lưu trữ dưới dạng glucose chuỗi dài. Quá trình glycogenolysis có thể xảy ra trong tế bào cơ và gan khi cơ thể đòi hỏi sản xuất nhiều năng lượng hơn.1. Chức năng của glycogenolysis
Chức năng của glycogenolysis là tạo ra năng lượng khi cơ thể đói và không có thức ăn. Glycogenolysis sẽ tạo ra glucose từ glycogen, sau đó được sử dụng để sản xuất năng lượng. Quá trình này cũng có thể duy trì lượng glucose trong máu khi bạn đói và không có thức ăn nào đi vào cơ thể.2. Quá trình glycogenolysis
Quá trình glycogenolysis được điều chỉnh bởi các hormone trong cơ thể. Các tín hiệu thần kinh cũng có thể đóng một vai trò trong các tế bào cơ (tế bào cơ). Glycogenolysis có thể xảy ra để đáp ứng với các tình trạng cơ thể khác nhau, chẳng hạn như:- Khi lượng đường trong máu giảm (ví dụ như nhịn ăn)
- Khi cơ thể sản xuất hormone adrenaline khi đối mặt với một mối đe dọa hoặc tình trạng khẩn cấp.
- Enzyme glycogen phosphorylase sẽ phá vỡ liên kết kết nối glucose với glycogen bằng cách thay thế nhóm phosphoryl. Ở giai đoạn này, glycogen đã phân hủy glucose thành glucose-1-phosphate.
- Sau đó, enzyme phosphoglucomutase chuyển glucose-1-phosphate thành glucose-6-phosphate. Đây là dạng phân tử mà tế bào sử dụng để tạo ra adenosine triphosphate (ATP), chất mang năng lượng trong tế bào của cơ thể.
- Các enzym phân nhánh glycogen di chuyển tất cả các phân tử glucose đến các nhánh khác, ngoại trừ một phân tử nằm trong các điểm nối glycogen với các nhánh khác.
- Cuối cùng, enzym alpha glucosidase sẽ loại bỏ phân tử glucose cuối cùng, từ đó loại bỏ nhánh của phân tử glucose đó.
Gluconeogenesis
Gluconeogenesis là quá trình tổng hợp hoặc hình thành các phân tử glucose mới từ các nguồn khác ngoài carbohydrate. Hầu hết các quá trình này xảy ra ở gan và một tỷ lệ nhỏ xảy ra ở vỏ thận và ruột non.1. Chức năng của gluconeogenesis
Chức năng của gluconeogenesis là duy trì lượng đường trong máu khỏe mạnh khi một người chưa ăn hoặc đói. Mức đường cần được duy trì để chúng có thể được các tế bào sử dụng để tạo ra phân tử năng lượng ATP. Khi không có thức ăn vào cơ thể, lượng đường trong máu sẽ trở nên thấp. Lúc này, cơ thể không có lượng carbohydrate dư thừa từ thức ăn mà có thể bị phân hủy thành glucose. Với quá trình tạo gluconeogenesis, cơ thể có thể sử dụng các phân tử khác được phân hủy thành glucose, chẳng hạn như axit amin, lactate, pyruvate và glycerol.2. Quá trình tạo gluconeogenesis
Sau đây là sự cố về quá trình tạo gluconeogenesis xảy ra trong cơ thể.- Quá trình tạo glucone bắt đầu trong ti thể hoặc tế bào chất của gan hoặc thận. Đầu tiên, hai phân tử pyruvate được cacboxyl hóa để tạo thành oxaloacetate. Một phân tử ATP (năng lượng) là cần thiết cho việc này.
- Oxaloacetate sau đó được NADH khử thành malate để nó có thể được vận chuyển ra khỏi ty thể.
- Sau khi rời khỏi ty thể, malate bị oxy hóa trở lại thành oxaloacetate.
- Oxaloacetate sau đó tạo thành phosphoenolpyruvate bằng cách sử dụng enzyme PEPCK.
- Phosphoenolpyruvate được chuyển thành fructose-1,6-bisphosphate, và sau đó thành fructose-6-phosphate. ATP cũng được sử dụng trong quá trình này, về cơ bản là quá trình đường phân ngược.
- Fructose-6-phosphate sau đó được chuyển thành glucose-6-phosphate bằng cách sử dụng enzyme phosphoglucoisomerase.
- Glucose sau đó được hình thành từ glucose-6-phosphate trong lưới nội chất của tế bào thông qua enzyme glucose-6-phosphatase. Để tạo thành glucose, nhóm phosphate bị loại bỏ và glucose-6-phosphate và ATP được chuyển thành glucose và ADP.