Coriho cyklus - Cori cycle

Coriho cyklus

Coriho cyklus (také známý jako cyklus kyseliny mléčné ), pojmenované po jeho objeviteli, Carl Ferdinand Cori a Gerty Cori , je metabolická cesta, ve které laktátu produkovaného anaerobní glykolýzy ve svalech je transportován do jater a přeměněn na glukózu, který pak se vrací do svalů a cyklicky se metabolizuje zpět na laktát.

Proces

Carl Cori a Gerty Cori společně získali Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu z roku 1947 , nikoli za objev Coriho cyklu, ale za objev průběhu katalytické přeměny glykogenu.

Svalová aktivita vyžaduje ATP , kterou zajišťuje rozklad glykogenu v kosterních svalech . Rozklad glykogenu, známý jako glykogenolýza , uvolňuje glukózu ve formě 1-fosfátu glukózy (G1P). G1P se převede na G6P podle fosfoglukomutasy . G6P se snadno přivádí do glykolýzy (nebo může jít do pentózo-fosfátové dráhy, pokud je vysoká koncentrace G6P) proces, který poskytuje ATP svalovým buňkám jako zdroj energie. Během svalové aktivity je třeba neustále doplňovat zásobu ATP. Když je přísun kyslíku dostatečný, tato energie pochází z přivádění pyruvátu , jednoho produktu glykolýzy, do cyklu kyseliny citronové , který nakonec generuje ATP prostřednictvím kyslíkově závislé oxidační fosforylace .

Když je nedostatečný přísun kyslíku, obvykle během intenzivní svalové aktivity, musí být energie uvolňována prostřednictvím anaerobního metabolismu . Fermentace kyseliny mléčné konvertuje pyruvátu na laktát pomocí laktátdehydrogenázy . Nejdůležitější je, že fermentace regeneruje NAD ⁺ a udržuje jeho koncentraci, takže mohou nastat další glykolýzní reakce. Fermentační krok oxiduje NADH produkovaný glykolýzou zpět na NAD ⁺ , přenosem dvou elektronů z NADH za účelem redukce pyruvátu na laktát. (Podrobnosti najdete v hlavních článcích o glykolýze a fermentaci .)

Místo hromadění uvnitř svalových buněk je laktát produkovaný anaerobní fermentací přijímán játry . Tím se iniciuje druhá polovina cyklu Cori. V játrech dochází k glukoneogenezi . Z intuitivního hlediska glukoneogeneze obrací jak glykolýzu, tak fermentaci tím, že nejprve přemění laktát na pyruvát a nakonec zpět na glukózu. Poté se glukóza dodává do svalů krevním řečištěm ; je připraven k plnění do dalších glykolýzních reakcí. Pokud se svalová aktivita zastavila, glukóza se používá k doplnění zásob glykogenu prostřednictvím glykogeneze .

Celkově kroky glykolýzy cyklu produkují 2 molekuly ATP za cenu 6 molekul ATP spotřebovaných v krocích glukoneogeneze. Každá iterace cyklu musí být udržována čistou spotřebou 4 molekul ATP. Výsledkem je, že cyklus nemůže být udržován donekonečna. Intenzivní konzumace molekul ATP v cyklu Cori přesouvá metabolickou zátěž ze svalů do jater.

Význam

Důležitost cyklu je založena na prevenci laktátové acidózy během anaerobních podmínek ve svalu. Normálně však dříve, než k tomu dojde, je kyselina mléčná přesunuta ze svalů do jater.

Navíc je tento cyklus důležitý při produkci ATP, což je zdroj energie, při svalové námaze. Konec svalové námahy umožňuje Coriho cyklu fungovat efektivněji. Tím se splácí kyslíkový dluh, takže jak elektronový transportní řetězec, tak cyklus kyseliny citronové mohou produkovat energii s optimální účinností. Tato kyselina připisuje bolestivý pocit ve svalech po rozsáhlém cvičení.

Coriho cyklus je mnohem důležitějším zdrojem substrátu pro glukoneogenezi než jídlo. Příspěvek laktátu Coriho cyklu k celkové produkci glukózy se zvyšuje s trváním nalačno před plató. Konkrétně po 12, 20 a 40 hodinách hladovění u lidských dobrovolníků představuje glukoneogeneze 41%, 71% a 92% produkce glukózy, ale příspěvek laktátu Coriho cyklu k glukoneogenezi je 18%, 35% a 36 %. Zbývající produkce glukózy pochází z rozpadu bílkovin, svalového glykogenu a glycerolu z lipolýzy .

Lék metformin může způsobit laktátovou acidózu u pacientů se selháním ledvin, protože metformin inhibuje jaterní glukoneogenezi Coriho cyklu, zejména komplex mitochondriálních dýchacích řetězců 1. Nahromadění laktátu a jeho substrátů pro produkci laktátu, pyruvátu a alaninu, vede k nadbytku laktátu . Normálně by přebytek laktátu byl vylučován ledvinami, ale u pacientů se selháním ledvin ledviny nedokážou přebytek kyseliny mléčné zvládnout.

Viz také

• Alaninový cyklus
• Cyklus kyseliny citronové

Reference

Další čtení