Overzicht van glycolyse

Glycolyse, een enzymatische cascade in tien stappen, begint met de fosforylering van glucose. Door een reeks herschikkingen wordt de glucose omgezet in fructose-6-fosfaat, vervolgens in fructose-1,6-bisfosfaat en uiteindelijk gesplitst in twee triosefosfaten. In de tweede helft worden deze triosefosfaten omgezet in pyruvaat, wat een netto opbrengst oplevert van twee ATP-moleculen en twee NADH per glucosemolecuul. Eén glucose levert dus twee pyruvaatmoleculen en twee ATP op.

• Opmerking:glycogenese (de opslag van glucose als glycogeen) verschilt van glycolyse, waarbij glucose wordt omgezet in energie.

Overzicht van gluconeogenese

Gluconeogenese kan starten vanuit verschillende substraten, met name lactaat en andere niet-koolhydraatvoorlopers. De eerste toegewijde reactie is de omkeerbare omzetting van pyruvaat in fosfoenolpyruvaat (PEP), een tussenproduct dat ook bij de glycolyse wordt aangetroffen, maar in de tegenovergestelde richting wordt geproduceerd. In wezen weerspiegelt gluconeogenese de omgekeerde glycolyse, waarbij dezelfde tussenproducten worden gebruikt, maar in tegengestelde volgorde.

Drie belangrijke enzymen geven gluconeogenese zijn specifieke richting:pyruvaatcarboxylase en PEP-carboxykinase (die pyruvaat omzetten in PEP), fructose-1,6-bisfosfatase (verwijdering van een fosfaat uit fructose-1,6-bisfosfaat) en glucose-6-fosfatase (defosforylering van glucose-6-fosfaat tot vrije glucose).

Pyruvaat kan worden gegenereerd uit aminozuren (vooral ketogene) en uit vetzuuroxidatie. Bijgevolg kunnen diëten die rijk zijn aan eiwitten of vetten substraten leveren voor de glucosesynthese in de lever.

Overeenkomsten tussen glycolyse en gluconeogenese

Glucose dient als substraat bij de glycolyse en als product van de gluconeogenese. Beide routes opereren in het cytosol, verbruiken ATP en water en delen verschillende tussenliggende metabolieten.

Andere gedeelde tussenproducten zijn onder meer pyruvaat, fosfoenolpyruvaat en triosefosfaten. Het uit meerdere stappen bestaande karakter van deze routes maakt nauwkeurige regulatie door het lichaam mogelijk, waarbij de activiteit fluctueert afhankelijk van de voedings- en fysieke activiteitsstatus.

Verschillen tussen glycolyse en gluconeogenese

Het fundamentele onderscheid ligt in hun richting:glycolyse breekt glucose af om energie te onttrekken (katabolisch), terwijl gluconeogenese glucose opbouwt uit niet-koolhydraatvoorlopers (anabolisch).

Hoewel glycolyse alomtegenwoordig voorkomt in het cytoplasma van alle cellen, blijft de gluconeogenese grotendeels beperkt tot de lever- en nierweefsels, waar het de bloedsuikerspiegel tijdens het vasten op peil houdt.

Het begrijpen van deze routes is essentieel om te kunnen begrijpen hoe het lichaam de energieproductie en glucosehomeostase in evenwicht houdt.