グリコーゲン合成、グリコーゲン分解、および糖新生は、グルコースまたは血糖の正常なレベルを維持するために体によって実行されるプロセスです。これらの3つのプロセスは、体内の特定のホルモンの分泌によって制御されます。これらのホルモンは、さまざまな酵素を刺激してグリコーゲンを形成または分解し、グルコースを生成する役割を果たします。体内のグリコーゲン合成、グリコーゲン分解、糖新生のプロセスについてもっと学びましょう。
グリコーゲン合成
グリコーゲン合成は、ブドウ糖または血糖からグリコーゲンを形成するプロセスです。ブドウ糖は、エネルギーを生成するために体によって使用されます。このプロセスは、たとえば食事をした後など、血中のブドウ糖のレベルが上昇したときに発生します。血糖値の上昇は、膵臓がホルモンのインスリンを分泌する原因となる可能性があります。次に、このホルモンは酵素グリコーゲンシンターゼを刺激してグリコーゲン合成のプロセスを開始します。このプロセスの終わりに、グリコーゲンの形のブドウ糖は肝臓と筋肉に蓄えられます。1.グリコーゲン合成の機能
グリコーゲン合成のプロセスは、ブドウ糖からグリコーゲンを形成するのに役立ちます。これにより、これらの分子を保存して、後で体にブドウ糖がないときに使用することができます。貯蔵されたグリコーゲンは脂肪と同じではありません。なぜなら、この分子は血糖値が下がる食事の合間によく使われるからです。この場合、体はグリコーゲン分解の過程でブドウ糖を生成するためにグリコーゲンの蓄えを取ります。2.グリコーゲン合成のプロセス
グリコーゲン合成のプロセスは、細胞が過剰なグルコースを持っているときに始まります。以下は、このプロセスの詳細な説明です。- まず第一に、グルコース分子は、グルコースにリン酸基を付加する酵素グルコキナーゼと相互作用します。
- 次に、リン酸基は、酵素ホスホグルコムターゼを使用して分子の反対側に移動します。
- 3番目の酵素であるUDP-グルコースピロホスホリラーゼは、この分子を受け取り、グルコースウラシル-二リン酸を生成します。この形態のグルコースは、核酸ウラシルとともに2つのリン酸基を持っています。
- 特別な酵素であるグリコゲニンは、グルコースウラシル二リン酸をグルコースUDP二リン酸と結合して短鎖を形成します。
- 約8つの分子鎖が結合した後、他の酵素が介入してこのプロセスを完了します。
- その後、グリコーゲンシンターゼが鎖に追加され、グリコーゲン分岐酵素が鎖内に分岐を作成するのに役立ちます。このプロセスはより高密度の高分子を形成するため、体内でのエネルギー貯蔵がより効率的になります。
グリコーゲン分解
グリコーゲン分解は、グリコーゲン分子をブドウ糖または血糖に分解するプロセスです。基本的に、グリコーゲンは長鎖ブドウ糖の形で蓄えられたエネルギーです。グリコーゲン分解のプロセスは、体がより多くのエネルギー生産を必要とするときに筋肉と肝臓の細胞で発生する可能性があります。1.グリコーゲン分解の機能
グリコーゲン分解の機能は、体が空腹で食物摂取がないときにエネルギーを生成することです。グリコーゲン分解はグリコーゲンからブドウ糖を生成し、それがエネルギーの生成に使用されます。このプロセスは、空腹で食べ物が体内に入らない場合にも、血糖値を維持することができます。2.グリコーゲン分解プロセス
グリコーゲン分解のプロセスは、体内のホルモンによって調節されています。神経信号は、筋細胞（筋細胞）でも役割を果たす可能性があります。グリコーゲン分解は、次のようなさまざまな体の状態に応じて発生する可能性があります。- 血糖値が下がったとき（例：空腹時）
- 脅威や緊急性に直面したときに体がホルモンアドレナリンを生成するとき。
- 酵素グリコーゲンホスホリラーゼは、ホスホリル基を置き換えることにより、グルコースをグリコーゲンに接続する結合を切断します。この段階で、グリコーゲンはブドウ糖をブドウ糖-1-リン酸に分解しました。
- 次に、酵素ホスホグルコムターゼは、グルコース-1-リン酸をグルコース-6-リン酸に変換します。これは、細胞が体の細胞のエネルギー担体であるアデノシン三リン酸（ATP）を作るために使用する分子の形です。
- グリコーゲン分岐酵素は、他の分岐へのグリコーゲン接合部にあるものを除いて、すべてのグルコース分子を他の分岐に移動します。
- 最後に、酵素α-グルコシダーゼが最後のグルコース分子を除去し、それが次にそのグルコース分子の枝を除去します。
糖新生
糖新生は、炭水化物以外の供給源からの新しいグルコース分子の合成または形成のプロセスです。これらのプロセスのほとんどは肝臓で発生し、ごく一部は腎皮質と小腸で発生します。1.糖新生の機能
糖新生の機能は、人が食べていないか空腹のときに健康的な血糖値を維持することです。糖レベルは、細胞がエネルギー分子をATPにするために使用できるように維持する必要があります。体内に食べ物が入らないと、血糖値が低くなります。現時点では、ブドウ糖に分解される可能性のある食品からの過剰な炭水化物は体にありません。糖新生の過程で、体はアミノ酸、乳酸、ピルビン酸、グリセロールなどの他の分子をブドウ糖として分解するために使用することができます。2.糖新生のプロセス
以下は、体内で発生する糖新生のプロセスの内訳です。- 糖新生は、肝臓または腎臓のミトコンドリアまたは細胞質で始まります。まず、2つのピルビン酸分子がカルボキシル化を受けてオキサロ酢酸を形成します。これには1分子のATP（エネルギー）が必要です。
- 次に、オキサロ酢酸はNADHによってリンゴ酸に還元され、ミトコンドリアから輸送されます。
- ミトコンドリアを離れた後、リンゴ酸は酸化されてオキサロ酢酸に戻ります。
- 次に、オキサロ酢酸は、酵素PEPCKを使用してホスホエノールピルビン酸を形成します。
- ホスホエノールピルビン酸はフルクトース-1,6-ビスリン酸に変換され、次にフルクトース-6-リン酸に変換されます。 ATPは、本質的に逆解糖であるこのプロセス中にも使用されます。
- 次に、フルクトース-6-リン酸は、酵素ホスホグルコイソメラーゼを使用してグルコース-6-リン酸に変換されます。
- 次に、グルコースは、酵素グルコース-6-ホスファターゼを介して、細胞の小胞体においてグルコース-6-リン酸から形成される。グルコースを形成するために、リン酸基が除去され、グルコース-6-リン酸とATPがグルコースとADPに変換されます。
