كتب main pillars

من النواتج  الرئيسية في البشر لعملية استحداث الغلوكوز هي اللاكتات و الجلسرين (الذي هو جزء من جزيء ثلاثي الجليسيرول) والألانين والغلوتامين.

إجمالا، هذه النواتج تشكل أكثر من 90% من إجمالي نسبة نواتج العملية. أما  الأحماض الأمينية والمكونات الوسطية الناتجة خلال دورة حمض الستريك  ، والتي تتحول إلى الأوكسالوأسيتيت، يمكن أن تعمل أيضا كركائز تساعد في تكوين الجلوكوز. أما في الحيوانات المجترات، فإن مادة البروبيونات هي الركيزة الرئيسية لإنتاج الغلوكوز. ولكن استهلاك هذه الركائز من الغذاء لا تؤدي  إلى زيادة عملية استحداث الغلوكوز.

بعدها يتم نقل اللاكتات مرة أخرى إلى الكبد حيث يتم تحويلها إلى البيروفات بواسطة  حلقة  كوري(دورة كوري) باستخدام  إنزيم محلل  اللاكتات. وبهذا يمكن استخدام البيروفيت لإنتاج الغلوكوز.

إن عملية  انتقال أو إزالة مجموعة الأمين (أي المكونة من النيتروجين) من  الأحماض الأمينية تسهل  من دخول هيكلها الكربوني إلى الدورة إما بشكل مباشر (أي على شكل  البيروفات أو الأوكسالأسيتات) أو بشكل غير مباشرعن طريق دورة حمض الستريك.

وإن اللاكتات الناتج عن حلقة كوري يساهم في زيادة الإنتاج الكلي من الغلوكوز خلال مدة الصيام. على وجه التحديد، بعد 12 و 20 و 40 ساعة من الصيام من قبل متطوعين بشريين، كانت مساهمة اللاكتات من  دورة كوري في إنتاج الغلوكوز هي  41٪، 71٪، و 92% على الترتيب.

وإن عملية "ما إذا كان يمكن تحويل الأحماض الدهنية ذات السلسلة المتسلسلة إلى جلوكوز في الحيوانات" كانت سؤالًا طويلًا في الكيمياء الحيوية. ومن المعروف أن الأحماض الدهنية ذات السلسلة الفردية يمكن أن تتأكسد لتنتج  مركب  propionyl-CoA، الذي ينتج فيما بعد مركب ا لـ succinyl-CoA، والذي يمكن تحويله إلى البيروفات لتدخل في تكوين الجلوكوز.

أما في النباتات، وخاصة الأشتال، يمكن استخدام دورة الغليوكسيلات لتحويل الأحماض الدهنية (الأسيتات) إلى مصدر الكربون الأساسي للكائن الحي. تنتج دورة glyoxylate أحماض كربوكسيلية رباعية الكربون يمكن أن تدخل عملية إنتاج الجلوكوز.

أما في عام 1995، حدد الباحثون دورة الغليكوسيلات في الديدان الخيطية. بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على أنزيمات الغليوكسيليت malate synthhase و lyase isocitrate في أنسجة الحيوانات. وقد تم التعرف على تشفير الجينات لانزيم سينثاز مالات في غيرها من الحيوانات المختلفة الخلايا metazoans  بما في ذلك المفصليات و نجم البحر، وحتى بعض الفقاريات.كما وجد أن الثدييات تشتمل على هذه الجينات أحادية النواة مثل (خلد الماء) والجرابيات (أبوسوم) ولكن ليسالثدييات المشيمية. تم العثور على جينات لاليز isucitrate فقط في الديدان الخيطية، والتي، من الواضح، أنها نشأت في نقل الجينات الأفقي من البكتيريا

لم يتم تأسيس وجود دورات الغليوكسيلات في البشر، ومن المعتقد على نطاق واسع أن الأحماض الدهنية لا يمكن تحويلها إلى الجلوكوز في البشر مباشرة. ومع ذلك، فقد تبين أن المركبات المكونة من أربعة عشر كربونة يتحول إلى الجلوكوز عندما تتوفر وتتواجد الأحماض الدهنية. على الرغم من هذه النتائج، فإنه من غير المحتمل أن ينتج مركب الأسيتيل مرافق الانزيم أ acetyl-CoA المشتق من أكسدة الأحماض الدهنية إنتاجية صافية من الجلوكوز عن طريق دورة حمض الستريك ولكن على أية حال، يمكن تحويل الأسيتيل مرافق الانزيم أ إلى البيروفات واللاكتات خلال مسار الكيتون. ببساطة، يستخدم حمض الأسيتيك (على شكل الأسيتيل مرافق الانزيم أ ) لإنتاج الجلوكوز جزئياً. يمكن لمجموعات الأسيتيل فقط أن تشكل جزءًا من جزيئات الجلوكوز (وليس ذرة الكربون الخامسة) وتتطلب ركائز إضافية (مثل البيروفات) لتشكيل بقية جزيء الجلوكوز. ولكن طريق الممر الدائري يؤدي من الأسيتيل مرافق الانزيم أ إلى البيروفيت، عبر الأسيتواسيتات والأسيتون والهيدروكسي أسيتون (الأسيتول) ومن ثم إما بروبيلين جليكول أو ميثيل جليوكسال.

المسار

استحداث الغلوكوز هو مسار يتكون من سلسلة من أحد عشر تفاعلاً محفز الانزيم. يبدأ المسار إما في الكبد أو الكلية، في الميتوكوندريا أو السيتوبلازم لهذه الخلايا، وهذا يعتمد على الركيزة المستخدمة. العديد من التفاعلات هي عكس الخطوات الموجودة في تحلل السكر( تحلل الجلوكوز).

يبدأ استحداث الغلوكوز في الميتوكوندريا مع تشكيل مركب الأوكسالوأسيتيت oxaloacetate بواسطة عملية إضافة مجموعة الكربوكسيل carboxylation من البيروفات. هذا التفاعل يتطلب أيضا جزيء واحد من الأدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP، ويتم تحفيزه بواسطة انزيم يدعى كربوكسيلاس بيروفات pyruvate carboxylase . و يتم تحفيز هذا الإنزيم من خلال التركيز العالي من مركب الأسيتيل مرافق الانزيم أ (الذي ينتج من عملية الأكسدة أكسدة الحمض الدهني في الكبد) ويتم تثبيطه بواسطة مستويات وتراكيز عالية من الأدينوسين ثنائي الفوسفات ADP و الجلوكوز.