Cơ thể con người có một cách tồn tại phi thường. Ngay cả khi thiếu hụt nguồn năng lượng, cơ thể bạn vẫn có thể thực hiện một quá trình gọi là gluconeogenesis để lấy năng lượng từ các nguồn khác.
Gluconeogenesis là gì?
Nguồn: WebMD Gluconeogenesis là quá trình hình thành glucose từ các chất không phải carbohydrate. Quá trình này có thể xảy ra ở động vật, thực vật, nấm và vi khuẩn. Ở người, sự hình thành glucose từ các nguồn không phải carbohydrate xảy ra ở gan và thận.
Nguồn năng lượng chính của cơ thể là đường (glucose). Đường bạn nhận được từ thực phẩm được phân hủy và trải qua một loạt các quá trình hóa học để tạo ra adenosine triphosphate (ATP). ATP là chất mang năng lượng cho tế bào cơ thể.
Khi lượng glucose trong cơ thể tăng lên, tuyến tụy sẽ phản ứng bằng cách giải phóng insulin. Hormone này có chức năng chuyển hóa lượng glucose dư thừa thành năng lượng dự trữ dưới dạng glycogen. Glycogen sau đó được lưu trữ trong các tế bào cơ và gan.
Khi không có sẵn glucose, cơ thể bạn phải chuyển sang sử dụng các nguồn năng lượng khác. Thông qua một loạt các quá trình hóa học trong tế bào, cơ thể chuyển đổi glycogen trở lại thành glucose sẵn sàng được phân hủy thành ATP.
Tuy nhiên, quá trình này không diễn ra liên tục vì cơ thể cũng có thể hết glycogen. Tình trạng này thường xảy ra sau khi cơ thể không nhận được thức ăn trong tám giờ, do nhịn ăn, chế độ ăn ít carb hoặc các yếu tố khác.
Trong giai đoạn này, lượng glycogen dự trữ bắt đầu giảm và cơ thể cần glucose từ các nguồn khác. Đây là nơi xảy ra quá trình tạo gluconeogenesis. Quá trình này sẽ chuyển đổi các chất không phải carbohydrate như lactate, glycerol, hoặc axit amin thành glucose.
Các giai đoạn hình thành năng lượng của gluconeogenesis
Trước hết, bạn cần biết những chất nào là “nguyên liệu thô” trong quá trình tạo gluconeogenesis. Có ba hợp chất tham gia vào quá trình này, đó là:
- lactate được tạo ra khi các cơ của cơ thể hoạt động,
- glycerol có nguồn gốc từ sự phân hủy chất béo trung tính trong mô mỡ, cũng như
- axit amin (đặc biệt là alanin).
Ba chất này sẽ trải qua một quá trình hóa học phức tạp để tạo ra một chất gọi là pyruvate. Sau đó, pyruvate này trải qua quá trình gluconeogenesis để tạo ra glucose.
Sự hình thành glucose là một quá trình phức tạp liên quan đến pyruvate và một số loại enzym. Nói một cách dễ hiểu, dưới đây là các bước mà pyruvate trải qua để trở thành glucose.
- Pyruvate được chuyển đổi thành phosphoenolpyruvate (PEP) với sự trợ giúp của các enzym pyruvate carboxylase và PEP carboxykinase.
- Sự chuyển đổi PEP thành fructose 6-phosphate với sự trợ giúp của enzyme fructose 1,6-bisphosphatase. Giai đoạn này tạo ra các hợp chất dẫn xuất từ fructose, một loại đường có trong trái cây tự nhiên.
- Sự chuyển đổi fructose 6-phosphatase thành glucose 6-phosphate. Glucose 6-phosphate sau đó được chuyển thành glucose với sự trợ giúp của enzyme glucose 6-phosphatase.
Toàn bộ quá trình tạo gluconeogenesis chịu ảnh hưởng của các hormone điều chỉnh lượng đường trong máu, chẳng hạn như glucagon và cortisol. Vì vậy, nếu có sự xáo trộn các hormone này, quá trình hình thành glucose cũng có thể bị ảnh hưởng.
Lợi ích của gluconeogenesis đối với cơ thể con người
Chức năng chính của gluconeogenesis là duy trì sự ổn định của glucose trong cơ thể khi bạn không nhận được thức ăn. Chức năng này rất quan trọng vì một số mô cơ thể chỉ dựa vào glucose làm nguồn năng lượng.
Ví dụ, não cần khoảng 120 gam glucose để hoạt động trong 24 giờ. Nếu não không nhận đủ glucose, sự liên lạc giữa các tế bào thần kinh điều chỉnh khả năng suy nghĩ, học hỏi và ghi nhớ có thể bị suy giảm.
Bộ não có thể dựa vào các quá trình hình thành năng lượng khác như ketosis, nhưng không dựa vào các tế bào hồng cầu, tủy thận và tinh hoàn. Để có thể hoạt động bình thường, ba mô này phải nhận được lượng glucose ổn định.
Điều này có thể không thành vấn đề nếu bạn chỉ nhịn ăn trong vài giờ, vì cơ thể bạn vẫn có thể sử dụng hết năng lượng dự trữ ở dạng glycogen. Cơ thể của bạn có thể chuyển đổi glycogen thành glucose, sau đó glucose có thể được chuyển đổi thành ATP.
Tuy nhiên, như đã giải thích trước đó, kho dự trữ glycogen sẽ cạn kiệt nếu bạn không ăn. Glycogen dự trữ trong gan sẽ cạn kiệt trong vòng 24 giờ, và lúc này cơ thể dựa vào gluconeogenesis để sản xuất glucose.
Với quá trình này, cơ thể vẫn có thể hoạt động bình thường trong điều kiện năng lượng thấp. Quá trình hình thành glucose từ các chất không phải carbohydrate cũng giúp bạn tránh được các vấn đề về sức khỏe do lượng đường thấp.