Ciclul Corey (cunoscut și ca ciclul acidului lactic sau ciclul glucoză-lactat ), numit după descoperitorii săi Carl Ferdinand Corey și Gertie Corey [1] , este o cale metabolică în care este transportat lactatul , produs din glicoliza anaerobă în mușchi. la ficat și transformată în glucoză , care este apoi returnată la mușchi și metabolizată înapoi în lactat [2] . Descrierea extinsă include căile metabolice ale gluconeogenezei , acidului glutamic (Glu), părți ale ciclului citratului și ciclului ureei .
Mușchiul scheletic nu este capabil să transforme lactatul înapoi în glucoză chiar și în condiții aerobe : îi lipsesc enzimele gluconeogenezei . Din acest motiv, există o circulație a metaboliților între mușchi și ficat - acesta din urmă are un repertoriu enzimatic adecvat. În forma sa originală, acest ciclu de organ a fost numit ciclul Cori. O formă extinsă a acestuia, „ciclul glucoză-alanină” este, fără îndoială, mai semnificativă, deoarece previne simultan otrăvirea cu amoniac din mușchi prin livrarea acestuia către aparatul de detoxifiere al ficatului (ciclul ureei).
Cu munca musculară intensivă, precum și în absența sau numărul insuficient de mitocondrii (de exemplu, în eritrocite sau mușchi ), glucoza intră pe calea glicolizei anaerobe cu formarea de lactat . Lactatul nu poate fi oxidat în continuare , se acumulează (când se acumulează în mușchi, terminațiile nervoase sensibile sunt iritate, ceea ce provoacă o senzație caracteristică de arsură în mușchi). Odată cu fluxul de sânge, lactatul intră în ficat . Ficatul este locul principal pentru acumularea enzimelor de gluconeogeneză (sinteza glucozei din compuși non-carbohidrați), iar lactatul este utilizat pentru sinteza glucozei.
Reacția de conversie a lactatului în piruvat este catalizată de lactat dehidrogenază, apoi piruvatul suferă decarboxilare oxidativă sau poate suferi fermentație .
În general, în etapele de glicoliză ale ciclului, se formează 2 molecule de ATP în detrimentul a 6 molecule de ATP consumate în etapele gluconeogenezei. Fiecare iterație de ciclu trebuie să fie susținută de un aport net de 4 molecule de ATP. Ca urmare, ciclul nu poate continua la infinit. Consumul intensiv de molecule de ATP în ciclul Cori transferă sarcina metabolică de la mușchi la ficat.
Ciclul Cori a fost numit după descoperitor - a fost descoperit de omul de știință ceh, câștigătorul Premiului Nobel Teresa Cori .
Importanța ciclului se bazează pe prevenirea acidozei lactice în condiții anaerobe în mușchi. Cu toate acestea, acidul lactic este de obicei îndepărtat de la mușchi la ficat înainte de a se întâmpla acest lucru [3] .
În plus, acest ciclu este important pentru producerea de ATP, o sursă de energie, în timpul exercițiilor musculare. Sfârșitul sarcinii musculare permite ciclului Cori să funcționeze mai eficient. Acest lucru plătește datoria de oxigen, astfel încât atât lanțul de transport de electroni, cât și ciclul acidului citric pot produce energie la o eficiență optimă [3] .
Ciclul Corey este o sursă mult mai importantă de substrat pentru gluconeogeneză decât hrana [4] [5] . Contribuția lactatului din ciclul Cori la producția totală de glucoză crește odată cu creșterea duratei de post până când apare un platou [6] . În special, după 12, 20 și 40 de ore de post la voluntari umani, gluconeogeneza reprezintă 41%, 71% și 92% din producția de glucoză, dar contribuția lactatului din ciclul Cori la gluconeogeneză este de 18%, 35% și 36. %, respectiv [6] . Glucoza rămasă este produsă din descompunerea proteinelor [6] , a glicogenului muscular [6] și a glicerolului din lipoliză [7] .
Medicamentul metformin poate provoca acidoză lactică la pacienții cu insuficiență renală , deoarece metformina inhibă gluconeogeneza hepatică a ciclului Cori, în special complexul 1 al lanțului respirator mitocondrial [8] . Acumularea de lactat și substraturile acestuia pentru producerea de lactat, piruvat și alanină, duce la un exces de lactat [9] . În mod normal, excesul de acid care rezultă din inhibarea complexului lanțului mitocondrial este excretat de rinichi, dar la pacienții cu insuficiență renală, rinichii nu pot gestiona excesul de acid. O concepție greșită obișnuită este că lactatul este agentul responsabil pentru acidoză, dar lactatul este o bază conjugată care este ionizată în primul rând la pH fiziologic și servește ca un marker pentru formarea acidului mai degrabă decât cauza sa [10] [11] .
Proteinele sunt descompuse în aminoacizi în citosol . Aminoacizii sunt la rândul lor dezaminați prin transaminare și plasează coloana vertebrală de carbon rămasă în ciclul citratului . Gruparea amino a aminoacizilor este transferată tranzitoriu la cofactorul piridoxal fosfat (PLP) în timpul transaminării; Astfel, PLP este transformat în fosfat de piridoxamină (PAMF). Alanina aminotransferaza (ALAT, ALT) (numită și glutamat piruvat transaminaza, GPT) transferă gruparea amino a AMP în piruvat în mușchi. În acest fel, se formează alanina și PLP regenerat, care pot absorbi astfel noi grupări amino. Alanina este transportată prin sânge la ficat, unde ALAT din PLP și alanina produce AMP și piruvat, care pot fi folosite pentru gluconeogeneză și trimis înapoi la celulele extrahepatice sub formă de glucoză.
Prin ALAT, gruparea amino este transferată de la AMP la α-cetoglutarat . Glutamatul rezultat este transformat în mitocondriile celulei hepatice în α-cetoglutarat și NH3 folosind glutamat dehidrogenază ( GLDH ), acesta din urmă este transformat din carbamoil fosfat sintetaza I cu CO2 în carbamoil fosfat , care intră în ciclul ureei. Al doilea grup de uree NH2 este furnizat prin produsul de transaminare al aspartatului (Asp), care, la rândul său, este scindat la arginină și fumarat . Ureea este în cele din urmă separată de arginină . Fumaratul poate fi regenerat în aspartat prin malat și oxalacetat ( ciclul aspartatului ). Ureea este excretată prin rinichi.
Spre deosebire de ciclul Corey, ciclul alaninei nu numai că regenerează carbohidrații, dar elimină și NH 3 din mușchi. Cu toate acestea, pentru aceasta, în sinteza ureei în ficat, este, de asemenea, necesar să se cheltuiască energie pentru utilizarea NH 3 .
| Metabolism : metabolismul carbohidraților : enzime de glicoliză / gluconeogeneză | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| glicoliza |
| ||||||||
| Doar gluconeogeneza |
| ||||||||
| Regulament |
| ||||||||