Glycolyse is de afbraak van glucose in pyruvaat, terwijl gluconeogenese het aanmaken van glucose uit pyruvaat-, lactaat- of Krebs-cyclusintermediairen is. Beide processen zijn essentiële componenten van het energiemetabolisme van het lichaam; en hoewel de twee reacties elkaar min of meer spiegelen, zijn ze op meerdere manieren anders.

Producten starten en beëindigen

Glycolyse begint met glucose en eindigt in pyruvaat, terwijl gluconeogenese begint met pyruvaat en eindigt in glucose. Als gevolg van de afbraak van glucose genereert glycolyse twee nieuwe moleculen van adenosinetrifosfaat (ATP) en twee nieuwe moleculen van nicotinamide-adenine-dinucleotide (NADH). Dit maakt energie uit glucose beschikbaar voor gebruik door de cel, en pyruvaat gaat door naar de mitochondriën om de Krebs-cyclus binnen te gaan, wat leidt tot nog meer energieproductie. Bij gluconeogenese verbruikt de cel in plaats daarvan ATP om glucose uit pyruvaat te regenereren, dus er is een netto verlies van energie uit de cel die gluconeogenese uitvoert. Glycolyse leidt daarentegen tot energiewinst.

Locatie

Een ander belangrijk verschil tussen gluconeogenese en glycolyse is waar de reacties plaatsvinden. In wezen zijn alle cellen van het lichaam in staat om glycolyse uit te voeren, wat de eerste stap is in het metabolisme van glucose dat via transporters in het celmembraan wordt opgenomen. Gluconeogenese vindt voornamelijk plaats in levercellen en in mindere mate in de nier, en het doel ervan is gewoonlijk het metabolisme van pyruvaat gegenereerd uit gedeamineerde aminozuren in plaats van pyruvaat resulterend uit eerdere glycolyse. Glycolyse en gluconeogenese komen niet gelijktijdig voor in dezelfde cel; dit zou een verspilling van middelen voor de cel zijn, omdat er geen energie zou worden gegenereerd als pyruvaat constant zou worden omgezet in en van glucose.

Doelstelling

Omdat het resulteert in verhoogde beschikbaarheid van energie voor de cel, glycolyse neemt toe wanneer de cel energie nodig heeft en vermindert wanneer energie gemakkelijk beschikbaar is. Dit wordt bereikt via feedbackmechanismen waarbij de regulerende enzymen betrokken zijn bij glycolyse. Gluconeogenese daarentegen wordt gewoonlijk uitgevoerd om glucose te produceren voor uitvoer naar cellen in de rest van het lichaam. Levercellen metaboliseren zelf niet de glucose uit gluconeogenese.

Hormonale regulatie

Tot slot beïnvloeden de alvleesklierhormonen die vrijkomen als reactie op voedselinname de glycolyse en gluconeogenese op een andere manier. Insuline, die door het lichaam wordt afgegeven als reactie op koolhydraten en sommige eiwitten, zorgt ervoor dat veel van de lichaamscellen de opname van glucose en de overdracht van regulerende enzymen die betrokken zijn bij glycolyse, verhogen. Insuline verlaagt de gluconeogenese in de lever. Glucagon, dat wordt gestimuleerd door eiwitten en een lage bloedsuikerspiegel, veroorzaakt verhoogde gluconeogenese en verminderde glycolyse in levercellen.