Inhalt
Die Glykolyse ist der Abbau von Glukose in Pyruvat, wohingegen die Glukoneogenese aus der Erzeugung von Glukose aus Pyruvat, Laktat oder den Intermediaten des Krebs-Zyklus besteht. Beide Prozesse sind essentielle Komponenten für den Energiestoffwechsel des menschlichen Körpers, und obwohl sie sich praktisch gegenseitig spiegeln, weist jede dieser Reaktionen mehr Unterschiede als Ähnlichkeiten auf.
Anfangs- und Endverbindungen
Die Glykolyse beginnt mit Glukose und endet mit Pyruvat, während die Glukoneogenese mit Pyruvat beginnt und mit Glukose endet. Durch Glucoseabbau werden bei der Glykolyse zwei neue Moleküle Adenosintriphosphat (ATP) und zwei neue Moleküle Nicotinamidadenindinukleotid (NADH) erzeugt. Dadurch wird Glukosenergie für die zelluläre Verwendung verfügbar und Pyruvat kann in die Mitochondrien gelangen, um in den Krebs-Zyklus einzutreten, wodurch mehr Energie produziert wird. Bei der Glukoneogenese verbraucht die Zelle ATP, um die Glukose aus dem Pyruvat zu regenerieren, so dass bei der Ausführung dieses Prozesses ein Netto-Energieverlust entsteht. Auf der anderen Seite führt die Glykolyse zu Energiegewinn.
Standort
Ein weiterer grundlegender Unterschied zwischen Glukoneogenese und Glykolyse besteht darin, wo sie auftreten. Im Wesentlichen können alle Zellen im Körper die Glykolyse durchführen, was der erste Schritt im Glucosestoffwechsel ist, der von Zellmembrantransportern erfasst wird. Die Glukoneogenese tritt hauptsächlich in Leberzellen und in geringeren Mengen in der Niere auf, und ihr Hauptziel ist normalerweise der Metabolismus von Pyruvat, der von desaminierten Aminosäuren und nicht von der Glykolyse stammt. Glykolyse und Gluconeogenese finden nicht gleichzeitig in derselben Zelle statt; Dies wäre eine Verschwendung von Ressourcen für die Zelle, da bei ständiger Umwandlung von Pyruvat keine Energie erzeugt würde.
Zweck
Gerade weil dies zu einer erhöhten Verfügbarkeit von Energie führt, steigt die Glykolyse an, wenn die Zelle Energie benötigt, und nimmt ab, wenn ein Überschuss vorhanden ist. Dies ist auf Rückkopplungsmechanismen zurückzuführen, die regulatorische Enzyme bei der Glykolyse involvieren. Auf der anderen Seite wird Glukoneogenese normalerweise durchgeführt, um Glukose zu erzeugen, die in die anderen Körperzellen exportiert wird. Leberzellen können Glukose durch Glukoneogenese nicht metabolisieren.
Hormonelle Regulierung
Schließlich beeinflusst die Freisetzung von Bauchspeicheldrüsenhormonen als Reaktion auf die Nahrungsaufnahme die Glykolyse und die Gluconeogenese unterschiedlich. Insulin, das der Körper als Reaktion auf Kohlenhydrate und einige Proteine freisetzt, bewirkt, dass viele Körperzellen die Glukose-Internalisierung und die Übertragung regulatorischer Enzyme, die an der Glykolyse beteiligt sind, erhöhen. Insulin verringert die Glukoneogenese in der Leber. Glucagon, dessen Freisetzung durch Proteine und niedrige Blutzuckerspiegel stimuliert wird, führt zu einer erhöhten Gluconeogenese und einer verringerten Glykolyse in Leberzellen.