Регуляция глюконеогенеза. 
Биохимия

Регуляция глюконеогенеза осуществляется в основном через реакции синтеза фосфоенолпирувата и глюкозо-6-фосфата.

Для первой реакции, катализируемой пируваткарбоксилазой, аллостерическим модулятором этого фермента является ацетилСоА, при отсутствии которого фермент почти полностью лишен активности. Когда в клетке накапливается митохондриальный ацетил-СоА, биосинтез глюкозы из пирувата усиливается, одновременно накопление ацетил-СоА замедляет окислительное декарбоксилирование пирувата, что также способствует превращению последнего в глюкозу.

Вторая реакция катализируется фруктозо-1,6-дифосфатазой, которая ингибируется АМР и активируется АТР. При низкой концентрации АМР и высоком уровне АТР происходит стимуляция глюконеогенеза. И наоборот, когда отношение концентрации АТР к АМР мало, в клетке происходит расщепление глюкозы. Таким образом, количество глюкозы в крови, оттекающей от печени, зависит в основном от двух взаимосвязанных процессов: гликолиза и глюконеогенеза, которые в свою очередь регулируются ключевыми ферментами.

Следует отметить, что между гликолизом, интенсивно протекающим в мышечной ткани при ее активной деятельности, и глюконеогенезом, особенно характерным для печени, существует тесная взаимосвязь. При максимальной активности мышц в результате усиления гликолиза образуется избыток лактата, диффундирующий в кровь, а в печени значительная его часть превращается в глюкозу (глюконеогенез). Такая глюкоза затем может быть использована как энергетический субстрат, необходимый для деятельности мышечной ткани.

Взаимосвязь между гликолизом в мышцах и глюконеогенезом в печени может быть представлена в виде схемы (рис. 16.1).

Рис. 16.1. Взаимосвязь гликолиза и глюконеогенеза.

Активность ферментов, регулирующих интенсивность процессов гликолиза и глюконеогенеза (углеводный обмен), адаптирована к пищевому и гормональному состоянию организма. Регуляция метаболизма глюкозы в печени связана с режимом питания. Направление метаболизма глюкозы меняется при смене периода пищеварения на состояние усвоения продуктов питания. При пищеварении глюкоза задерживается в печени и депонируется в виде гликогена — разветвленного полисахарида, мономерными звеньями в котором является глюкоза. Кроме того, глюкоза используется для синтеза жиров. В периоде усвоения направление процессов меняется на распад гликогена и глюконеогенез.

У человека на всех стадиях синтеза и распада углеводов регуляция углеводного обмена осуществляется при участии центральной нервной системы (ЦНС) и гормональной системы.

Например, установлено, что концентрация глюкозы в крови ниже 3,3…3,4 ммоль/л (60…70 мг/100 мл) приводит к рефлекторному возбуждению высших метаболических центров, расположенных в гипоталамусе. В регуляции углеводного обмена особая роль принадлежит высшему отделу ЦНС — коре большого мозга.

Наряду с ЦНС важное влияние на содержание глюкозы оказывают гормональные факторы, т. е. регуляция уровня глюкозы в крови осуществляется ЦНС через ряд эндокринных желез. Гормональная регуляция заключается в том, что инсулин тормозит синтез ферментов глюконеогенеза; катехоламины, глюкагон и адренокортикотропин, наоборот, стимулируют глюконеогенез.