Метаболизъм. Метаболизъм в състояние на гладно. Гликогенолиза. Кетогенеза. Метаболизъм на скелетните мускули

Приблизително два часа след хранене намаляването на нивата на серумната глюкоза ще доведе до намалено производство на инсулин в панкреаса. В този момент от метаболизма на гладно, съотношението инсулин към глюкагон става по-малко от 1 (нисък инсулин; висок глюкагон) с допълнително повишаване на кортизола и епинефрина. При тези условия тъканите ще преминат към използване на алтернативни горива за енергия като средство за поддържане на глюкозната хомеостаза.

Метаболизмът на гладно ще има ограничено въздействие върху окисляването на глюкозата от мозъка и червените кръвни клетки, но ще доведе до увеличаване на окисляването на мастни киселини както от скелетните мускули, така и от черния дроб. Мастните киселини, окислени от тези тъкани, се освобождават чрез процеса на медиирана от епинефрин липолиза от мастната тъкан. В състояние на гладно черният дроб ще освободи основно глюкоза, използвайки както глюконеогенеза, така и гликогенолиза за поддържане на кръвната глюкоза.

Метаболизъм в черния дроб Основната роля на черния дроб на гладно е да синтезира и освобождава глюкоза. За да улесни тази задача, черният дроб ще използва циркулиращи свободни мастни киселини като основен източник на гориво за генериране на енергия (ATP) за тези хомеостатични процеси.

Гликогенолиза

Чернодробната гликогенолиза осигурява глюкоза, която се освобождава в кръвния поток, за да поддържа кръвната глюкоза и да осигури окисляем субстрат за мозъка и червените кръвни клетки.

Глюконеогенеза Това е анаболен процес, при който се синтезира глюкоза от лактат, аминокиселини или глицерол. Този процес е силно зависим от АТФ, генериран от β-окисление. Произведената глюкоза се освобождава в кръвния поток, за да поддържа кръвната глюкоза и да осигури окисляем субстрат за мозъка и червените кръвни клетки. β-оксидация на мастни киселини Това е процесът, чрез който свободните мастни киселини се окисляват, за да се получи ацетил-КоА, NADH и FADH 2. Това е процес с висок добив на енергия и е необходим за генериране на АТФ на гладно.

Кетогенеза

Този процес използва ацетил-КоА, произведен чрез β-окисление, за да произведе β-хидроксибутират и ацетоацетат. Тези кетонни тела могат да бъдат окислени от периферните тъкани; черният дроб не може да окислява кетонните тела.

Цикъл на урея Инициираният от кортизол протеинов катаболизъм осигурява аминокиселини, необходими като субстрат за глюконеогенезата. За да се използват въглеродните скелети (кето-киселини), аминокиселините трябва да бъдат дезаминирани и амонякът да бъде изхвърлен чрез синтеза на урея; азотът ще влезе в цикъла на уреята като аспартат или свободен амоняк.

Метаболизъм на червените кръвни клетки Червените кръвни клетки нямат митохондрии, поради което окисляват глюкозата както при хранене, така и при гладуване. Метаболизмът на тази тъкан остава до голяма степен непроменен.

Мозъчен метаболизъм Мозъкът ще окисли глюкозата при повечето условия, с изключение на състоянията на глад. При нормални условия на гладуване, въпреки че ще се синтезират кетони, мозъкът няма да премине към използването им като преобладаващ източник на гориво, докато не настъпи продължително гладуване (дни).

Метаболизъм на скелетните мускули

Скелетният мускул ще увеличи усвояването на мастни киселини и кетони. β-оксидация на мастни киселини Това е процесът, чрез който свободните мастни киселини се окисляват, за да се получи ацетил-КоА, NADH и FADH 2. Окисляване на кетони  Кетонните тела, поети от скелетните мускули, могат да бъдат преобразувани в ацетил-КоА и окислени в цикъла на ТСА .

Белтъчен катаболизъм Протеиновият катаболизъм, медииран от кортизол, също е активен и доставя аминокиселини за глюконеогенезата в черния дроб.

Мастен метаболизъм Най-важният процес в мастната тъкан по време на гладуване е липолизата.

Липолиза Този процес ще освободи мастни киселини от съхраняваните триацилглицероли и ще осигури окисляем субстрат за скелетните мускули и черния дроб.