Corey-cyklussen (også kendt som mælkesyrecyklussen eller glucose-lactat-cyklussen ), opkaldt efter dens opdagere Carl Ferdinand Corey og Gertie Corey [1] , er en metabolisk vej, hvori laktat , produceret fra anaerob glykolyse i muskler, transporteres til leveren og omdannes til glukose , som derefter returneres til musklerne og metaboliseres tilbage til laktat [2] . Den udvidede beskrivelse omfatter de metaboliske veje af gluconeogenese , glutaminsyre (Glu), dele af citratcyklussen og urinstofcyklussen .
Skeletmuskulaturen er ude af stand til at omdanne laktat tilbage til glukose, selv under aerobe forhold: den mangler glukoneogenesens enzymer . Af denne grund er der en cirkulation af metabolitter mellem musklerne og leveren - sidstnævnte har et passende enzymrepertoire . I sin oprindelige form blev denne orgelcyklus kaldt Cori-cyklussen. En udvidet form af det samme, "glukose-alanin-cyklussen" er uden tvivl mere betydningsfuld, da den samtidig forhindrer ammoniakforgiftning fra musklerne ved at levere den til leverens afgiftningsapparat (urinstofcyklussen).
Med intensivt muskelarbejde, såvel som i fravær eller utilstrækkeligt antal mitokondrier (for eksempel i erytrocytter eller muskler ), kommer glucose ind i stien til anaerob glykolyse med dannelsen af laktat . Laktat kan ikke oxideres yderligere , det akkumuleres (når det ophobes i musklerne, irriteres følsomme nerveender, hvilket forårsager en karakteristisk brændende fornemmelse i musklerne). Med blodgennemstrømningen kommer laktat ind i leveren . Leveren er hovedstedet for akkumulering af gluconeogenese -enzymer (syntese af glucose fra ikke-kulhydratforbindelser), og laktat bruges til glucosesyntese.
Reaktionen med at omdanne laktat til pyruvat katalyseres af laktatdehydrogenase, derefter gennemgår pyruvat oxidativ decarboxylering eller kan undergå fermentering .
Generelt, i stadierne af glykolyse af cyklussen, dannes 2 ATP-molekyler på bekostning af 6 ATP-molekyler, der forbruges i stadierne af gluconeogenese. Hver cyklusiteration skal understøttes af et nettoindtag på 4 ATP-molekyler. Som et resultat kan cyklussen ikke fortsætte i det uendelige. Det intensive forbrug af ATP-molekyler i Cori-cyklussen overfører den metaboliske belastning fra musklerne til leveren.
Cori-cyklussen blev opkaldt efter opdageren - den blev opdaget af den tjekkiske videnskabsmand, nobelprisvinder Teresa Cori .
Betydningen af cyklussen er baseret på forebyggelse af laktatacidose under anaerobe tilstande i musklerne. Men mælkesyre fjernes normalt fra musklerne til leveren, før dette sker [3] .
Derudover er denne cyklus vigtig for produktionen af ATP, en energikilde, under muskeltræning. Slutningen af muskelbelastningen tillader Cori-cyklussen at fungere mere effektivt. Dette afbetaler iltgælden, så både elektrontransportkæden og citronsyrekredsløbet kan producere energi med optimal effektivitet [3] .
Corey-cyklussen er en meget vigtigere kilde til substrat for glukoneogenese end mad [4] [5] . Bidraget fra Cori-cykluslaktat til den samlede glukoseproduktion stiger med stigende fastevarighed, indtil der opstår et plateau [6] . Især efter 12, 20 og 40 timers faste hos frivillige mennesker, tegner glukoneogenese sig for 41 %, 71 % og 92 % af glukoseproduktionen, men bidraget fra lactat fra Cori-cyklussen til glukoneogenesen er 18 %, 35 % og 36 %, henholdsvis [6] . Den resterende glukose produceres ved nedbrydning af protein [6] , muskelglykogen [6] og glycerol fra lipolyse [7] .
Lægemidlet metformin kan forårsage laktatacidose hos patienter med nyreinsufficiens , da metformin hæmmer levergluconeogenesen af Cori-cyklussen, især komplekset 1 i den mitokondrielle respiratoriske kæde [8] . Ophobningen af laktat og dets substrater til produktion af laktat, pyruvat og alanin, fører til et overskud af laktat [9] . Normalt udskilles overskydende syre, der skyldes hæmning af mitokondriekædekomplekset, af nyrerne, men hos patienter med nyreinsufficiens kan nyrerne ikke håndtere den overskydende syre. En almindelig misforståelse er, at laktat er midlet, der er ansvarligt for acidose, men laktat er en konjugatbase, der primært er ioniseret ved fysiologisk pH og tjener som en markør for syredannelse snarere end dens årsag [10] [11] .
Proteiner nedbrydes til aminosyrer i cytosolen . Aminosyrerne deamineres igen ved transaminering og placerer de resterende kulstofskeletter i citratcyklussen . Aminogruppen af aminosyrer overføres forbigående til cofaktoren pyridoxalphosphat (PLP) under transaminering; Således omdannes PLP til pyridoxaminphosphat (PAMF). Alanin aminotransferase (ALAT, ALT) (også kaldet glutamat pyruvat transaminase, GPT) overfører aminogruppen i AMP til pyruvat i muskler. På den måde dannes alanin og regenereret PLP, som dermed kan optage nye aminogrupper. Alanin transporteres gennem blodet til leveren, hvor ALAT fra PLP og alanin laver AMP og pyruvat, som kan bruges til glukoneogenese og sendes tilbage til ekstrahepatiske celler som glukose.
Gennem ALAT overføres aminogruppen fra AMP til α-ketoglutarat . Det resulterende glutamat omdannes i levercellens mitokondrier til α-ketoglutarat og NH 3 ved hjælp af glutamatdehydrogenase (GLDH), sidstnævnte omdannes fra carbamoylphosphatsyntetase I med CO 2 til carbamoylphosphat , som kommer ind i urinstofcyklussen. Den anden gruppe af urinstof NH 2 tilføres gennem transamineringsproduktet af aspartat (Asp), som igen spaltes til arginin og fumarat . Urea adskilles til sidst fra arginin . Fumarat kan regenereres til aspartat via malat og oxalacetat ( aspartatcyklus ). Urinstof udskilles gennem nyrerne.
I modsætning til Corey-cyklussen regenererer alanin-cyklussen ikke kun kulhydrater, men fjerner også NH 3 fra musklerne. Men til dette er det i syntesen af urinstof i leveren også nødvendigt at bruge energi på udnyttelsen af NH 3 .
| Metabolisme : kulhydratmetabolisme : glykolyse / gluconeogenese enzymer | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| glykolyse |
| ||||||||
| Kun glukoneogenese |
| ||||||||
| Regulering |
| ||||||||