Gluconeogenesis là quá trình sản xuất glucose trong cơ thể từ các nguồn không chứa carbohydrate như lactate và pyruvate. Đây không phải là quá trình phân hủy glucose và tạo năng lượng giống như glycolysis. Gluconeogenesis có thể coi là quá trình cân bằng ngược của glycolysis và mang tính tổng hợp.
So sánh giữa chế độ ăn uống bình thường và chế độ ăn kiêng Low Carb
Tất cả các tế bào trong cơ thể đều có thể sử dụng glucose và một số tế bào phụ thuộc vào nó. Trong chế độ ăn uống bình thường, cơ thể nhận được glucose từ thực phẩm trong khẩu phần ăn hàng ngày. Trong ví dụ, tinh bột, một loại carbohydrate chính trong ngũ cốc như bột mì và khoai tây, là một chuỗi dài của glucose. Đường tự nhiên từ các nguồn như các loại đường cũng có thể được tìm thấy nhiều trong khẩu phần ăn của hầu hết mọi người. Tuy nhiên, trong chế độ ăn kiêng không có carbohydrate, cơ thể có thể tạo glucose từ các nguồn khác. Mặc dù quá trình này sử dụng năng lượng dư thừa và ngược lại với cách cơ thể lấy năng lượng từ glucose, gluconeogenesis là quá trình cần thiết để chuyển hóa cơ thể và duy trì năng lượng cần thiết cho hoạt động của cơ thể.
Gluconeogenesis và gan của bạn
Gluconeogenesis chủ yếu diễn ra ở gan, nơi glucose được tạo ra từ axit amin (protein), glycerol (từ chất béo trung tính) và các chất trung gian chuyển hóa glucose như lactate và pyruvate.
Lactate được tạo ra từ sự phân hủy cơ và được chuyển đến gan qua dòng máu. Khi không ăn trong một thời gian dài, cơ thể bắt đầu sản xuất glucose thông qua gluconeogenesis. Quá trình này diễn ra như sau:
Ba bước trong Gluconeogenesis
- Bước đầu tiên là chuyển đổi pyruvate thành axit phosphoenolpyruvic (PEP). Việc này yêu cầu một số bước và sử dụng các enzym cụ thể. Ví dụ, pyruvate carboxylase, PEP carboxykinase và malate dehydrogenase đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi này. Pyruvate carboxylase chuyển pyruvate thành oxaloacetate. Oxaloacetate không thể đi qua màng tế bào, vì vậy nó phải được chuyển thành malate bằng malate dehydrogenase. Malate sau đó có thể đi qua màng tế bào vào tế bào chất, được chuyển thành oxaloacetate bằng một malate dehydrogenase khác. Cuối cùng, oxaloacetate được chuyển thành PEP thông qua PEP carboxykinase. Một số bước tiếp theo tương tự như quá trình phân hủy glycolysis, nhưng ngược lại.
- Bước thứ hai là chuyển đổi fructose-1,6-bP thành fructose-6-P bằng enzym fructose-1,6-phosphatase. Chuyển đổi fructose-6-P thành glucose-6-P sử dụng cùng một enzym như trong glycolysis, phosphoglucoisomerase.
- Bước cuối cùng là chuyển đổi glucose-6-P thành glucose bằng enzym glucose-6-phosphatase. Enzym này có mặt trong lưới nội chất.
Độ quan trọng của Glucose đối với cơ thể và não
Glucose là nguồn năng lượng chính cho cơ thể và não. Gluconeogenesis đảm bảo rằng trong trường hợp không có glucose từ glycolysis, một nguồn cung cấp quan trọng của glucose được duy trì khi carbohydrate bị thiếu. Bộ não một mình đã sử dụng 100g glucose mỗi ngày. Cơ thể có thể nhanh chóng sử dụng glucose để cung cấp năng lượng.
Nguồn:
Tham khảo chế độ ăn uống cho năng lượng, carbohydrate, chất xơ, chất béo, axit béo, cholesterol, protein, và axit amin (Macronutrients) (2005), Viện Y học, Thực phẩm và dinh dưỡng, Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
Ye In Kim, J. (2016). Gluconeogenesis. ChemWiki, UC Davis.