Die Glukoneogenese ist ein Stoffwechselprozess, der Glukose, einen einfachen Zucker, herstellt, der den Körper mit Energie aus Nicht-Kohlenhydratquellen versorgt. Diese Quellen sind typischerweise Aminosäuren, bei denen es sich um Verbindungen handelt, die natürlicherweise im Gewebe von Pflanzen und Tieren vorkommen. Aminosäuren sind als Bausteine von Proteinen bekannt und spielen eine wichtige Rolle bei Stoffwechselfunktionen. Die Energie, die beim Abbau dieser Stoffe entsteht, ist die einzige Energie, die im Gehirn, in den Hoden, in den Erythrozyten und im Nierenmark verwendet wird. Die Glukoneogenese findet normalerweise in der Leber statt, obwohl manchmal eine sehr kleine Menge in den Nieren vorkommen kann.
Der Prozess beginnt mit Brenztraubensäure und endet mit Glucose. Die Umkehrung dieses Prozesses ist die Glykolyse, die mit Glukose beginnt und mit Brenztraubensäure endet, aber einige der Schritte in der Mitte sind anders. Die Glukoneogenese umgeht drei der Schritte der Glykolyse, weil die benötigte Energie zu viel ist, um umgekehrt zu werden. Obwohl viele der gleichen Aminosäuren verwendet werden, handelt es sich nicht um eine identische Umkehrung.
Im ersten Schritt wird Brenztraubensäure in Oxalessigsäure umgewandelt. Wenn dann im Verhältnis zur Menge an Acetyl-CoA genügend ATP vorhanden ist, wird der Prozess mit der Katalyse von Enzymen in jeder Stufe fortgesetzt, um den Prozess voranzutreiben. Die wichtigsten Schritte des Weges von Anfang bis Ende sind wie folgt:
Brenztraubensäure -> Oxalessigsäure -> Phosphoenolpyruvat Phosphoglycerat Bisphosphoglycerat Glyceraldehyd 3-Phosphat und Dihydroxyacetonphosphat Fructose-1, 6-Bisphosphat -> Fructose-6-Phosphat Glucose-6-Phosphat -> Glucose
Dieser Prozess ist nicht nur deshalb von Bedeutung, weil er die Energiequelle für bestimmte lebenswichtige Organe ist, sondern auch, weil er hilft, den Blutzuckerspiegel zu stabilisieren, wenn etwas schief geht. Während des längeren Fastens setzt die Gluconeogenese ein, um die Glukose zu produzieren, die benötigt wird, um das Blut mit kritischen Werten zu versorgen. Glukose ist für viele Körperfunktionen wichtig. Typischerweise steigt der Blutzuckerspiegel bei der Aufnahme von Kohlenhydraten und der Körper speichert diese diätetische Energiequelle als Glykogen in der Leber.
Wenn jemand fastet, werden Glykogenspeicher verarbeitet und als Glukose ins Blut abgegeben. Im Laufe der Zeit werden diese Glykogenspeicher in der Leber aufgebraucht, was den Körper dazu veranlasst, adipöse Triacylglycerine in Fettsäuren umzuwandeln, die als Brennstoff verwendet werden, und Glycerin, das in der Gluconeogenese verwendet wird. Es löst auch die Freisetzung von Aminosäuren aus den Muskeln aus. Das Vorhandensein dieser und anderer Vorläufer ist der Katalysator für den Beginn dieses Stoffwechselprozesses.