Transport i wykrywanie glukozy w utrzymaniu homeostazy glukozy i harmonii metabolicznej ad 7

Dodatkowo, glukoza pobrana do mięśnia może zostać przekształcona w alaninę, która służy (a) jako główny substrat glukoneogenny stanowiący cykl glukoza-alanina; i (b) jako transporter azotu wytworzony przez rozpad białka z powrotem do wątroby w celu wydalenia w postaci mocznika (65, 66). Te i inne eksportowane metabolity pochodzące z glukozy służą jako sygnały dla innych narządów i mogą przekazywać informacje odzwierciedlające stan komórkowy ich tkanki pochodzenia. Ryc. 3 Cykle substratów jako sygnały pochodne glukozy. Węgiel wchodzący w tkankę mięśniową i tłuszczową jako glukoza może być całkowicie utleniony i pozostawić tkankę jako CO2 i H2O. Jednakże znaczna część węgla, który wchodzi do tych tkanek jako glukoza, jest zawracana do wątroby w postaci różnych prekursorów glukoneogennych. Te prekursory glukoneogenne stanowią sygnały odzwierciedlające wewnątrzkomórkowe środowisko w tkance mięśniowej i tłuszczowej, które jest określane przez fizjologiczny stan organizmu. Aminokwasy pochodzące z rozpadu białek, które występują głównie w mięśniach, dostarczają azotu i węgla do produkcji alaniny i glutaminy w mięśniach i tkance tłuszczowej. Złożone mechanizmy komórkowe, które determinują podział metabolitów glukozy w komórce w kierunku całkowitego utlenienia w porównaniu do konwersji do potencjalnych metabolitów anabolicznych lub nadających się do recyklingu szkieletów węglowych, można częściowo określić przez regulację kompleksu enzymu dehydrogenazy pirogronianowej (67). Dehydrogenaza pirogronianowa działa jako strażnik pirogronianu wchodzącego w cykl TCA jako acetylo-CoA. Jest on precyzyjnie regulowany przez specyficzną rodzinę kinaz, a także specyficzne fosfatazy oprócz kompleksowej regulacji allosterycznej przez dodatkowe metabolity (68. 71). Zatem potencjalne glukoneogeniczne szkieletowe półprodukty szkieletowe węgla, takie jak mleczan lub alanina uwalniane z tkanki, odzwierciedlają wewnątrzkomórkowe środowisko tkanki pochodzenia i dlatego mogą być również uważane za sygnały komunikujące status komórkowy tkanki pochodzenia. Na przykład, podczas intensywnych ćwiczeń, wytwarzanie mleczanu w wyniku niedotlenienia domięśniowego może służyć jako sygnał do zwiększenia endogennej produkcji glukozy. Zwiększone wytwarzanie mleczanu przez mięśnie zapewniłoby substrat glukoneogenny dla wątroby i mogłoby również zmienić stan redoks wątroby, regulując w ten sposób poziomy białka Sirt1 i Sirt1-PGC1. działania na glukoneogenezę (ryc. 1). Zwiększony poziom mleczanu w podwzgórzu może również wpływać na produkcję glukozy w wątrobie przez szlaki nerwowe (39). Ponadto kwasica towarzysząca wytwarzaniu mleczanu w wyniku wysiłku została uznana za bodziec do zwiększenia glukoneogenezy nerek (72, 73). W związku z tym metabolity pochodzące z glukozy uwalniane z tkanek, w których pobrana jest glukoza, mogą działać jako sygnały w odległych narządach (ryc. 3). Rola adipocytów w zintegrowanej homeostazie paliwowej Insulinooporność całego ciała wywołana przez specyficzny dla tkanki tłuszczowej knut GLUT4 (74) podkreśla, w jaki sposób adipocyt wpływa na układową homeostazę glukozy, jako bezpośredni skutek ograniczania przepływu glukozy do adipocytów. Adipocyty są coraz częściej rozpoznawane jako źródła krążących hormonów, cytokin i substratów, które mogą wpływać na układową równowagę energetyczną i homeostazę glukozy (Ryc. 4) (75). Kilka dobrze zbadanych hormonów to leptyna, adiponektyna i rezystyna (76. 82). Ponieważ sekrecja tych hormonów zmienia się w stanach oporności na insulinę, a GLUT4 jest obniżony w tkance tłuszczowej u ludzi opornych na insulinę i gryzoni (3), badano potencjalną rolę transportu glukozy w regulacji ekspresji lub wydzielania adipokin, chociaż badania te są niejednoznaczne (83, 84). Rycina 4Tipocyt jako czujnik glukozy. Fizjologiczna regulacja w dół GLUT4 w stanie na czczo, patologiczna zmiana w stanie insulinooporności lub genetyczne nokauty powodują zmniejszenie strumienia glukozy. Zmniejszony strumień glukozy jest wykrywany przez adipocyt, co powoduje zwiększone wydzielanie RBP4. Dodatkowo, zmniejszony strumień glukozy może ograniczać zdolność do generowania 3-fosforanu glicerolu poprzez glikolizę. Adipocyt staje się zależny od glicerologenezy wytwarzania glicerolo-3-fosforanu, co może ograniczać do ponownej estryfikacji kwasów tłuszczowych i przyczyniać się do zwiększonego uwalniania kwasów tłuszczowych. G3P, 3-fosforan glicerolu; PEP, fosfoenopirogronian. GLUT4 jest fizjologicznie obniżony specyficznie w tkance tłuszczowej w warunkach na czczo i jest gwałtownie regulowany w górę po ponownym podaniu (85). Pozorny paradoks, że GLUT4 jest normalnie obniżany w poszczeniu, ale jest również zmniejszony w otyłości (stan nadmiaru żywienia) prowadzi nas do pytania: Czy adipocyty wyczuwają sygnał, który powoduje obniżenie GLUT4 w stanach zarówno wyczerpania substancji odżywczych, jak i przewlekłego nadmiaru. W jaki sposób odczuwa się zmniejszony strumień glukozy i jak ten sygnał jest przekazywany reszcie ciała. U myszy AG4KO brak zmian w poziomach surowicy w klasie
[patrz też: ciasto z truskawkami moje wypieki, trening pod sztuki walki, mleko w proszku dla dzieci ]
[więcej w: masaż leczniczy kręgosłupa, koszt rezonansu magnetycznego, dieta przyspieszająca metabolizm jadłospis ]