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Gluconeogenesis

内分泌

关键词内分泌 临床研究术语 代谢途径

词汇介绍

拓展阅读

解析

Gluconeogenesis  英 /,glʊko,niə'dʒɛnəsɪs/

释    义   n. 糖质新生

例    句   The liver is the major site of gluconeogenesis from red blood cell–derived pyruvate and lactate and from amino acid precursors.肝脏是从红细胞衍生的丙酮酸盐和乳酸盐以及氨基酸前体中进行糖异生的主要位点。

概述

概述


糖异生(GNG)是一种代谢途径,可导致某些非碳水化合物碳底物产生葡萄糖。从蛋白质的分解来看,这些底物包括糖原氨基酸(尽管不是生酮氨基酸)。由于脂质分解(例如甘油三酸酯),它们包括甘油,奇数链脂肪酸,在代谢的其他步骤中,它们包括丙酮酸和乳酸。


反应过程


在哺乳动物中,糖异生被认为仅限于肝脏,肾脏,肠和肌肉,但最近的证据表明糖异生发生在大脑的星形胶质细胞中。这些器官使用有些不同的糖原异生前体,肝脏优先使用乳酸,甘油和生糖氨基酸(尤其是丙氨酸),而肾脏优先使用乳酸,谷氨酰胺和甘油。Cori循环中的乳酸在数量上是糖异生的底物最大来源,尤其是肾脏。肝脏同时使用糖原分解和糖异生来产生葡萄糖,而肾脏仅使用糖异生。饭后,肝脏转移到糖原合成,而肾脏增加糖异生,肠道主要使用谷氨酰胺和甘油。


丙酸酯是反刍动物肝脏中糖异生的主要底物,当葡萄糖需求增加时,反刍动物肝脏可能会更多地利用糖异生氨基酸(例如丙氨酸)。在犊牛和羔羊中,肝细胞利用乳酸进行糖异生的能力逐渐下降,在绵羊肾脏组织中,已观察到丙酸酯产生糖异生的比例很高。


病理机制


糖异生是由一系列十一种酶催化反应组成的途径。糖原异生始于线粒体,通过丙酮酸的羧化形成草酰乙酸。该反应还需要一分子的ATP,并被丙酮酸羧化酶催化。高水平的乙酰辅酶A(在肝脏中以β氧化产生)会刺激该酶,而高水平的ADP和葡萄糖则会抑制这种酶。使用NADH将草酰乙酸还原为苹果酸,这是将其从线粒体中运出所需的步骤。在胞浆中使用NAD +将苹果酸氧化为草酰乙酸,在此发生糖异生的其余步骤。草酰乙酸被脱羧,然后使用酶PEPCK 磷酸化形成磷酸烯醇丙酮酸。在此反应过程中,GTP分子被水解为GDP。反应的下一步与反向糖酵解相同。但是,果糖1,6-双磷酸酶使用一个水分子并释放一种磷酸盐将果糖1,6-双磷酸酯转化为果糖6-磷酸酯(在糖酵解中,磷酸果糖激酶1将F6P和ATP转化为F1,6BP和ADP)。这也是糖异生的限速步骤。6-磷酸葡萄糖是由果糖6-磷酸通过磷酸葡萄糖异构酶形成的(糖酵解中步骤2的相反过程)。6-磷酸葡萄糖可用于其他代谢途径或去磷酸化成游离葡萄糖。游离葡萄糖很容易扩散到细胞内外,而磷酸化形式(6-磷酸葡萄糖)则被锁定在细胞内,这是一种细胞内葡萄糖水平受细胞控制的机制。最终糖异生,葡萄糖的形成,发生在管腔中的内质网,其中葡萄糖-6-磷酸被水解葡萄糖-6-磷酸酶以产生葡萄糖和释放的无机磷酸盐。像之前的两个步骤一样,该步骤不是糖酵解的简单逆转,其中己糖激酶催化葡萄糖和ATP转化为G6P和ADP。葡萄糖通过位于内质网膜上的葡萄糖转运蛋白穿梭进入细胞质。

Insulin promotes sodium transport but suppresses gluconeogenesis via distinct cellular pathways in human and rat renal proximal tubules复制标题

胰岛素在人和大鼠肾近端小管中通过不同的细胞途径促进钠转运,但抑制糖异生。

发表时间:2019-09-05

影响指数:8.3

作者: Motonobu Nakamura

期刊:Kidney Int.

(PTs) are a major gluconeogenic organ, in which the level of glucose synthesis is comparable to that in the liver. Indeed, renal gluconeogenesis accounts for up to 25% of endogenous glucose production in the fasting state and up to 60% in the postprandial state. Experiments that have sought to measure renal glucose output have shown that insulin suppresses renal gluconeogenesis, and that insulin receptor knockout in PTs promotes hyperglycemia. These studies indicate that insulin might be a key regulator of PT gluconeogenesis. However, the mechanisms underlying the regulation of PT gluconeogenesis have yet to be sufficiently investigated. Furthermore, using wild-type and genetically modified mice, we previously showed that the insulin receptor substrate (IRS) 2/phosphoinositide 3 kinase (PI3K)-dependent pathway plays a key role in insulin stimulation of renal proximal sodium/bicarbonate transport. We have also used gene silencing techniques to confirm that the insulin-stimulated sodium transport in isolated PTs is mediated by this pathway. In addition, this stimulatory signal is preserved in metabolic syndrome and diabetes mellitus, indicating that it may contribute to the pathogenesis of hypertension and/or fluid retention. However, although the IRS2/PI3K pathway appears to play a key role in PTs, very little has been reported concerning the roles of Akt and mTORCs during insulin-stimulated PT sodium transport. Moreover, if and how this pathway is involved in the observed insulin-mediated suppression of gluconeogenesis in intact PTs is also largely unknown.

译文

(PTs)是一个主要的糖异生器官,其葡萄糖合成水平与肝脏相当。事实上,肾脏糖异生在空腹状态下占内源性葡萄糖生成的25%,在餐后状态下占60%。试图测量肾脏葡萄糖输出量的实验表明,胰岛素抑制肾脏糖异生,PTs中胰岛素受体敲除促进高血糖。这些研究表明胰岛素可能是PT糖异生的关键调节因子。然而,调节铂糖异生的机制尚未得到充分的研究。此外,利用野生型和转基因小鼠,我们先前发现胰岛素受体底物(IRS)2/磷酸肌醇3激酶(PI3K)依赖通路在胰岛素刺激肾近端钠/碳酸氢盐转运中起着关键作用。我们还利用基因沉默技术证实了胰岛素刺激的钠转运是通过这种途径介导的。此外,这种刺激信号在代谢综合征和糖尿病中被保留,表明它可能参与高血压和/或体液潴留的发病机制。然而,虽然IRS2/PI3K通路在PTs中起着关键作用,但是很少有报道Akt和mTORCs在胰岛素刺激的PT钠转运中的作用。此外,在完整的PTs中,这种途径是否和如何参与胰岛素介导的糖异生抑制也是一个很大的未知数。

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