Coreyho cyklus (také známý jako cyklus kyseliny mléčné nebo glukózo-laktátový cyklus ), pojmenovaný podle svých objevitelů Carla Ferdinanda Coreyho a Gertie Corey [1] , je metabolická dráha, ve které je transportován laktát , produkovaný anaerobní glykolýzou ve svalu. do jater a přeměněn na glukózu , která se poté vrací do svalů a metabolizuje zpět na laktát [2] . Rozšířený popis zahrnuje metabolické dráhy glukoneogeneze , kyselinu glutamovou (Glu), dílycitrátový cyklus a močovinový cyklus .
Kosterní sval není schopen přeměnit laktát zpět na glukózu ani za aerobních podmínek: chybí mu enzymy glukoneogeneze . Z tohoto důvodu dochází ke cirkulaci metabolitů mezi svaly a játry – játra mají odpovídající enzymový repertoár. Ve své původní podobě se tento orgánový cyklus nazýval Coriho cyklus. Jeho rozšířená forma, „cyklus glukóza-alanin“ je pravděpodobně významnější, protože současně zabraňuje otravě amoniakem ze svalů tím, že jej dodává do detoxikačního aparátu jater (cyklus močoviny).
Při intenzivní svalové práci, stejně jako při absenci nebo nedostatečném počtu mitochondrií (například v erytrocytech nebo svalech ) vstupuje glukóza do dráhy anaerobní glykolýzy s tvorbou laktátu . Laktát nelze dále oxidovat , hromadí se (při hromadění ve svalech dochází k podráždění citlivých nervových zakončení, což způsobuje charakteristické pálení ve svalech). S průtokem krve se laktát dostává do jater . Játra jsou hlavním místem pro akumulaci enzymů glukoneogeneze (syntéza glukózy z nesacharidových sloučenin) a laktát se používá pro syntézu glukózy.
Reakce přeměny laktátu na pyruvát je katalyzována laktátdehydrogenázou, poté pyruvát podléhá oxidativní dekarboxylaci nebo může podléhat fermentaci .
Obecně platí, že ve fázích glykolýzy cyklu se tvoří 2 molekuly ATP na úkor 6 molekul ATP spotřebovaných ve fázích glukoneogeneze. Každá iterace cyklu musí být podpořena čistým příjmem 4 molekul ATP. V důsledku toho nemůže cyklus pokračovat donekonečna. Intenzivní konzumace molekul ATP v Coriho cyklu přenáší metabolickou zátěž ze svalů do jater.
Po objeviteli byl pojmenován cyklus Cori - objevila ho česká vědkyně, nositelka Nobelovy ceny Teresa Cori .
Význam cyklu je založen na prevenci laktátové acidózy při anaerobních podmínkách ve svalech. Nicméně, kyselina mléčná je obvykle odstraněna ze svalů do jater dříve, než k tomu dojde [3] .
Tento cyklus je navíc důležitý pro tvorbu ATP, zdroje energie, během svalového cvičení. Konec svalové zátěže umožňuje Coriho cyklu fungovat efektivněji. Tím se splácí kyslíkový dluh, takže jak elektronový transportní řetězec, tak cyklus kyseliny citrónové mohou produkovat energii s optimální účinností [3] .
Coreyův cyklus je mnohem důležitějším zdrojem substrátu pro glukoneogenezi než potrava [4] [5] . Příspěvek laktátu z Coriho cyklu k celkové produkci glukózy se zvyšuje s prodlužujícím se trváním hladovění, dokud nenastane plató [6] . Konkrétně po 12, 20 a 40 hodinách hladovění u lidských dobrovolníků představuje glukoneogeneze 41 %, 71 % a 92 % produkce glukózy, ale podíl laktátu z Coriho cyklu na glukoneogenezi je 18 %, 35 % a 36 %. %, respektive [6] . Zbývající glukóza vzniká rozkladem bílkovin [6] , svalového glykogenu [6] a glycerolu z lipolýzy [7] .
Lék metformin může způsobit laktátovou acidózu u pacientů s renální insuficiencí , protože metformin inhibuje jaterní glukoneogenezi Coriho cyklu, zejména komplex 1 mitochondriálního dýchacího řetězce [8] . Hromadění laktátu a jeho substrátů pro tvorbu laktátu, pyruvátu a alaninu vede k nadbytku laktátu [9] . Normálně je přebytek kyseliny, který je výsledkem inhibice komplexu mitochondriálních řetězců, vylučován ledvinami, ale u pacientů s renální insuficiencí ledviny nedokážou přebytek kyseliny zvládnout. Běžná mylná představa je, že laktát je agens odpovědný za acidózu, ale laktát je konjugovaná báze, která je primárně ionizována při fyziologickém pH a slouží spíše jako marker tvorby kyseliny než její příčina [10] [11] .
Proteiny se v cytosolu štěpí na aminokyseliny . Aminokyseliny jsou zase deaminovány transaminací a umísťují zbývající uhlíkové páteře do citrátového cyklu . Aminoskupina aminokyselin je během transaminace přechodně převedena na kofaktor pyridoxalfosfát (PLP); PLP je tedy přeměněna na pyridoxamin fosfát (PAMF). Alaninaminotransferáza (ALAT, ALT) (také nazývaná glutamátpyruváttransamináza, GPT) přenáší aminoskupinu AMP na pyruvát ve svalu. Tímto způsobem vzniká alanin a regenerovaná PLP, která tak může absorbovat nové aminoskupiny. Alanin je transportován krví do jater, kde ALAT z PLP a alaninu tvoří AMP a pyruvát, které mohou být použity pro glukoneogenezi a odeslány zpět do extrahepatálních buněk jako glukóza.
Prostřednictvím ALAT je aminoskupina převedena z AMP na a-ketoglutarát . Výsledný glutamát je přeměněn v mitochondriích jaterní buňky na α-ketoglutarát a NH 3 pomocí glutamátdehydrogenázy (GLDH), který je přeměněn z karbamoylfosfátsyntetázy I s CO 2 na karbamoylfosfát , který vstupuje do močovinového cyklu. Druhá skupina močoviny NH2 je dodávána prostřednictvím produktu transaminace aspartátu (Asp), který se naopak štěpí na arginin a fumarát . Močovina je nakonec oddělena od argininu . Fumarát může být regenerován na aspartát prostřednictvím malátu a oxalacetátu ( aspartátový cyklus ). Močovina se vylučuje ledvinami.
Na rozdíl od Coreyho cyklu alaninový cyklus nejen regeneruje sacharidy, ale také odstraňuje NH 3 ze svalů. K tomu je však při syntéze močoviny v játrech nutné vynakládat energii i na využití NH 3 .
| Metabolismus : metabolismus sacharidů : enzymy glykolýzy / glukoneogeneze | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| glykolýza |
| ||||||||
| Pouze glukoneogeneze |
| ||||||||
| Nařízení |
| ||||||||