Κύκλος Κόρι
Ο κύκλος Κόρι (Cori, επίσης γνωστός ως κύκλος γαλακτικού οξέος), που πήρε το όνομά του από τους ανακαλύπτοντές του, Καρλ Φέρντιναντ Κόρι και Γκέρτι Κόρι,[1] είναι μεταβολική οδός στην οποία το γαλακτικό οξύ, που παράγεται από αναερόβια γλυκόλυση στους μύες, μεταφέρεται στο ήπαρ και μετατρέπεται στη γλυκόζη, η οποία στη συνέχεια επιστρέφει στους μύες και μεταβολίζεται κυκλικά σε γαλακτικό οξύ.[2]
Διαδικασία
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]_and_Carl_Ferdinand_Cori_-_restoration1.jpg)
Η μυϊκή δραστηριότητα απαιτεί τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP), η οποία παρέχεται από τη διάσπαση του γλυκογόνου στους σκελετικούς μύες. Η διάσπαση του γλυκογόνου, γνωστή ως γλυκογονόλυση, απελευθερώνει γλυκόζη με τη μορφή 1-φωσφορικής γλυκόζης (G1P). Το G1P μετατρέπεται σε 6-φωσφορική γλυκόζη (G6P) από τη φωσφογλυκομουτάση. Το G6P τροφοδοτείται εύκολα σε γλυκόλυση (ή μπορεί να εισέλθει στο μονοπάτι φωσφορικής πεντόζης εάν η συγκέντρωση του G6P είναι υψηλή) μια διαδικασία που παρέχει ATP στα μυϊκά κύτταρα ως πηγή ενέργειας. Κατά τη διάρκεια της μυϊκής δραστηριότητας, το απόθεμα ATP πρέπει να αναπληρώνεται συνεχώς. Όταν η παροχή οξυγόνου είναι επαρκής, αυτή η ενέργεια προέρχεται από την τροφοδοσία του πυροσταφυλικού οξέος, ενός προϊόντος της γλυκόλυσης, στον κύκλο του Κρεμπς, το οποίο τελικά παράγει ΑΤΡ μέσω οξειδωτικής φωσφορυλίωσης που εξαρτάται από το οξυγόνο.
Όταν η παροχή οξυγόνου είναι ανεπαρκής, συνήθως κατά τη διάρκεια έντονης μυϊκής δραστηριότητας, η ενέργεια πρέπει να απελευθερώνεται μέσω του αναερόβιου μεταβολισμού. Η ζύμωση του γαλακτικού οξέος μετατρέπει το πυροσταφυλικό σε γαλακτικό μέσω γαλακτικής αφυδρογονάσης. Το πιο σημαντικό, η ζύμωση αναγεννά το δινουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης αδενίνης (NAD+), διατηρώντας τη συγκέντρωσή του, ώστε να μπορούν να συμβούν πρόσθετες αντιδράσεις γλυκόλυσης. Το στάδιο της ζύμωσης οξειδώνει το NADH που παράγεται από τη γλυκόλυση πίσω στο NAD+, μεταφέροντας δύο ηλεκτρόνια από το NADH για να ανάγεται το πυροσταφυλικό σε γαλακτικό. (Ανατρέξτε στα κύρια λήμματα σχετικά με τη γλυκόλυση και τη ζύμωση για λεπτομέρειες.)
Αντί να συσσωρεύεται μέσα στα μυϊκά κύτταρα, το γαλακτικό που παράγεται από την αναερόβια ζύμωση προσλαμβάνεται από το ήπαρ. Αυτό ξεκινά το άλλο μισό του κύκλου Κόρι. Στο ήπαρ, εμφανίζεται γλυκονεογένεση. Από μια διαισθητική προοπτική, η γλυκονεογένεση αντιστρέφει τόσο τη γλυκόλυση όσο και τη ζύμωση μετατρέποντας το γαλακτικό αρχικά σε πυροσταφυλικό και τελικά πίσω σε γλυκόζη. Στη συνέχεια, η γλυκόζη παρέχεται στους μύες μέσω της κυκλοφορίας του αίματος και είναι έτοιμη να τροφοδοτηθεί σε περαιτέρω αντιδράσεις γλυκόλυσης. Εάν η μυϊκή δραστηριότητα έχει σταματήσει, η γλυκόζη χρησιμοποιείται για την αναπλήρωση των αποθεμάτων γλυκογόνου μέσω της γλυκονογένεσης.[3]
Συνολικά, τα στάδια γλυκόλυσης του κύκλου παράγουν 2 μόρια ATP με κόστος 6 μόρια ATP που καταναλώνονται στα στάδια της γλυκονεογένεσης. Κάθε επανάληψη του κύκλου πρέπει να διατηρείται με καθαρή κατανάλωση 4 μορίων ATP. Ως αποτέλεσμα, ο κύκλος δεν μπορεί να διατηρηθεί επ΄ αόριστον. Η εντατική κατανάλωση μορίων ATP στον κύκλο Κόρι μετατοπίζει το μεταβολικό φορτίο από τους μύες στο ήπαρ.
Σημασία
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Η σημασία του κύκλου βασίζεται στην πρόληψη της γαλακτικής οξέωσης κατά τη διάρκεια αναερόβιων συνθηκών στους μυς. Ωστόσο, κανονικά, πριν συμβεί αυτό, το γαλακτικό οξύ μετακινείται έξω από τους μύες και στο ήπαρ.[3]
Επιπλέον, αυτός ο κύκλος είναι σημαντικός για την παραγωγή ATP, μια πηγή ενέργειας, κατά τη διάρκεια της μυϊκής προσπάθειας. Το τέλος της μυϊκής προσπάθειας επιτρέπει στον κύκλο Κόρι να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά. Αυτό αποπληρώνει το χρέος οξυγόνου, ώστε τόσο η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων όσο και ο κύκλος του κιτρικού οξέος να μπορούν να παράγουν ενέργεια με τη βέλτιστη αποτελεσματικότητα.[3]
Ο κύκλος Κόρι είναι μια πολύ πιο σημαντική πηγή υποστρώματος για τη γλυκονεογένεση από την τροφή.[4][5] Η συμβολή του γαλακτικού κύκλου Κόρι στη συνολική παραγωγή γλυκόζης αυξάνεται με τη διάρκεια νηστείας πριν από την σταθερότητα.[6] Συγκεκριμένα, μετά από 12, 20 και 40 ώρες νηστείας από ανθρώπους εθελοντές, η γλυκονεογένεση αντιπροσωπεύει το 41%, 71% και 92% της παραγωγής γλυκόζης, αλλά η συμβολή του γαλακτικού κύκλου Κόρι στη γλυκονεογένεση είναι 18%, 35% και 36 %, αντίστοιχα.[6] Η υπόλοιπη παραγωγή γλυκόζης προέρχεται από τη διάσπαση πρωτεϊνών,[6] μυϊκό γλυκογόνο[6] και γλυκερίνη από λιπόλυση.[7]
Το φάρμακο μετφορμίνη μπορεί να προκαλέσει γαλακτική οξέωση σε ασθενείς με νεφρική ανεπάρκεια επειδή η μετφορμίνη αναστέλλει την ηπατική γλυκονεογένεση του κύκλου Κόρι, ιδιαίτερα το σύμπλεγμα της μιτοχονδριακής αναπνευστικής αλυσίδας 1.[8] Η συσσώρευση γαλακτικού και των υποστρωμάτων του για την παραγωγή γαλακτικού, πυροσταφυλικού και αλανίνης, οδηγεί σε περίσσεια γαλακτικού.[9] Κανονικά, η περίσσεια οξέος που είναι το αποτέλεσμα της αναστολής του συμπλέγματος της μιτοχονδριακής αλυσίδας θα καθαριζόταν από τους νεφρούς, αλλά σε ασθενείς με νεφρική ανεπάρκεια, οι νεφροί δεν μπορούν να διαχειριστούν την περίσσεια οξέος. Μια κοινή εσφαλμένη αντίληψη υποστηρίζει ότι το γαλακτικό είναι ο παράγοντας που ευθύνεται για την οξέωση, αλλά το γαλακτικό είναι μια συζευγμένη βάση, που ιονίζεται κυρίως στο φυσιολογικό pH και χρησιμεύει ως δείκτης της σχετικής παραγωγής οξέος αντί να είναι η αιτία της.[10][11]
Δείτε επίσης
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]Παραπομπές
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]- ↑ «Carl and Gerty Cori and Carbohydrate Metabolism». National Historic Chemical Landmark (στα Αγγλικά). American Chemical Society. 2004. Ανακτήθηκε στις 12 Μαΐου 2020.
- ↑ Lehninger Principles of Biochemistry (4η έκδοση). Νέα Υόρκη: W.H. Freeman and Company. 2005. σελ. 543. ISBN 978-0-7167-4339-2.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 "«Cori Cycle». Virtual Chem Book. Elmhurst College. 2003. σελίδες 1–3. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 23 Απριλίου 2008. Ανακτήθηκε στις 3 Μαΐου 2008.
- ↑ «Renal gluconeogenesis: its importance in human glucose homeostasis». Diabetes Care 24 (2): 382–91. February 2001. doi:. PMID 11213896. https://archive.org/details/sim_diabetes-care_2001-02_24_2/page/382.
- ↑ «Regulation of hepatic glucose production and the role of gluconeogenesis in humans: is the rate of gluconeogenesis constant?». Diabetes/Metabolism Research and Reviews 24 (6): 438–58. September 2008. doi:. PMID 18561209.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 «Gluconeogenesis and the Cori cycle in 12-, 20-, and 40-h-fasted humans». The American Journal of Physiology 275 (3): E537-42. September 1998. doi:. PMID 9725823.
- ↑ «Fuel metabolism in starvation». Annual Review of Nutrition 26: 1–22. 2006. doi:. PMID 16848698.
- ↑ «Metformin accumulation: lactic acidosis and high plasmatic metformin levels in a retrospective case series of 66 patients on chronic therapy». Clinical Toxicology 52 (2): 129–35. February 2014. doi:. PMID 24283301.
- ↑ «Re-evaluation of a biguanide, metformin: mechanism of action and tolerability». Pharmacological Research 30 (3): 187–228. 1994. doi:. PMID 7862618.
- ↑ «The myth of lactic acidosis».
- ↑ «Metformin toxicity».
Περαιτέρω ανάγνωση
[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
- Smith AD, Datta SP, Smith GH, Campbell PN, Bentley R, επιμ. (1997). Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology. Νέα Υόρκη: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-854768-6.