Gkukoneogenesis, Proses Pembentukan Glukosa

Glukoneogenesis merupakan proses pembentukan glukosa dari senyawa bukan glukosa. Glukoneogenesis memiliki peran penting dalam memenuhi kebutuhan akan glukosa, terutama ketika tubuh tidak mendapat pasokan glukosa yang cukup dari makanan. Glukosa merupakan molekul yang sangat penting terutama bagi eritrosit (sel darah merah) dan sel saraf otak, karena sel-sel tersebut tidak dapat menggunakan molekul lain sebagai sumber energi (walaupun dalam keadaan kelaparan yang sangat panjang sel saraf otak mampu menggunakan benda keton yaitu beta hidroksibutirat sebagai sumber energi).

Selain memenuhi kebutuhan energi bagi otak dan eritrosit, gkukosa juga merupakan satu-satunya molekul penghasil energi bagi otot dalam keadaan anaerobic (tanpa oksigen). Glukosa juga diperlukan bagi pembentukan laktosa (gula susu) di kelenjar susu untuk memenuhi kebutuhan energi bayi. Pada mamalia, hati dan ginjal merupakan organ utama untuk berlangsungnya glukoneogenesis.

Secara umum tahapan reaksi glukoneogenesis hampir sama dengan tahapan reaksi glikolisis yang dibalik arahnya. Namun ada beberapa tahapan dalam glukoneogenesis yang tidak sama dengan glikolisis dan memerlukan kerja enzim-enzim yang berbeda. Perbedaan ini terjadi karena pada tahapan-tahapan tersebut enzim yang terlibat tidak dapat bekerja secara bolak-balik. Glikolisis merupakan reaksi yang menghasilkan energi, sedangkan glukoneogenesis merupakan proses yang membutuhkan energi dalam bentuk ATP.

Proses ke kanan adalah reaksi glikolisis, sedangkan proses ke kiri adalah reaksi glukoneogenesis.

Proses glukoneogenesis yang terjadi pada hati dan ginjal adalah sebagai berikut.

• Pengubahan piruvat menjadi oksaloasetat, dikatalisis oleh enzim piruvat karboksilase.
• (Oksaloasetat pada reaksi di atas terdapat pada mitokondria dan harus dikeluarkan menuju sitoplasma, namun molekul tersebut tidak dapat melelui membran mitokondria sebeum diubah menjadi malat. Jadi oksaloasetat akan diubah menjadi malat agar dapat keluar menuju sitoplasma dan akan segera diubah kembali menjadi oksaloasetat).
• Pengubahan oksaloasetat menjadi malat, dikatalisis oleh enzim malat dehidrogenase. Malat keluar dari mitokondria menuju sitoplasma.
• Di sitoplasma, malat diubah manjadi oksaloasetat kembali yang dikatalisis oleh enzim malat dehidrogenase.
• Oksaloasetat kemudian akan diubah menjadi phospoenol piruvat, dikatalisis oleh enzim phospoenolpiruvat karboksilase.
• Phospoenol piruvat akan diubah menjadi 2-fosfogliserat, dikatalisis oleh enzim enolase.
• 2-fosfogliserat akan diubah menjadi 3-fosfogliserat yang dikatalisis enzim fosfogliseromutase.
• 3-fosfogliserat kemudian diubah manjadi 1,3 bifosfogliserat yang dikatalisis enzim fosfogliserokinase.
• 1,3 bifosfogliserat akan diubah menjadi gliseraldehida 3 fosfat, reaksi ini dikatalisis oleh enzim gliseraldehida 3 fosfat dehidrogenase.
• Gliseraldehida 3 fosfat dapat diubah menjadi dihidroksi aseton fosfat (dengan reaksi yang dapat bolak-balik) yang dikatalisis oleh enzim isomerase.
• Gliseraldehida 3 fosfat dan dihidroksi aseton fosfat akan disatukan dan menjadi fruktosa 1,6 bifosfat yang dkatalisis enzim enolase.
• Fruktosa 1,6 bifosfat akan diubah manjadi fruktosa 6 fosfat oleh enzim fruktosa difosfatase.
• Fruktosa 6 fosfat akan diubah  menjadi glukosa 6 fosfat oleh enzim fosfoglukoisomerase.
• Dan terakhir glukosa 6 fosfat akan diubah manjadi glukosa yang dikatalisis oleh enzim glukosa 6 fosfatase.

Asam amino glukogenik seperti alanin, arginin, asparagin, sistein, glutamate, histidin, metionin, prolin, serin, threonin, valin, dan triptofan dapat diubah manjdai glukosa setelah terlebih dahulu diubah manjadi piruvat atau senyawa antara yang lain. Asam laktat hasil oksidasi anaerob juga dapat diubah manjadi glukosa setelah diubah manjdai oksaloasetat di dalam mitokondria. Gliserol hasil metabolisme lemak juga dapat diubah manjadi glukosa setelah terlebih dahulu diubah manjdai glisrol 3 fosfat kemudian manjadi dihidroksi aseton fosfat dan langkah-langkah selanjutnya.

Hormon kortisol akan memicu terjadinya gkukoneogenesis saat tubuh mendeteksi kurangnya glukosa di dalam darah. Hormon tersebut terutama mempengaruhi perubahan asam amino glukogenik menjadi glukosa. Sedangkan hormon tiroksin akan mempengaruhi masuknya lemak ke dalam hati untuk dapat diubah menjadi glukosa.