糖新生（Gluconeogenesis）

糖新生（Gluconeogenesis）とは、糖質以外の物質（非糖物質）からグルコースを新たに合成する代謝経路である。このプロセスは、主に肝臓と腎臓で行われ、体内でのエネルギー源であるグルコースが不足した場合に重要な役割を果たしている。

糖新生の意義

1. 血糖値の維持
   • グルコースが主なエネルギー源である脳や赤血球に供給するため、空腹時や絶食時に糖新生が活性化される。
2. エネルギー代謝の補助
   • 筋肉で使用された乳酸やアミノ酸を利用して、新たなグルコースを生成することで、エネルギー供給を持続する。

基質（材料）

糖新生は以下の非糖物質を基質として利用する。

1. 乳酸（解糖系で生成される副産物）
   • コリ回路（Cori Cycle）を介して糖新生に供給される。
2. アミノ酸（特にアラニンやグルタミン）
   • タンパク質が分解されることで供給される。
3. グリセロール（脂肪の分解産物）
   • トリグリセリドの分解によって供給される。

糖新生の主な経路

糖新生は、解糖系の逆反応に近い経路で進むが、不可逆的な反応に対しては特定の酵素が利用される。

1. ピルビン酸 → オキサロ酢酸 → リンゴ酸（ミトコンドリア内）
   • 酵素：ピルビン酸カルボキシラーゼ
2. リンゴ酸 → オキサロ酢酸 → ホスホエノールピルビン酸（PEP）（細胞質内）
   • 酵素：ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ（PEPCK）
3. フルクトース1,6-ビスリン酸 → フルクトース6-リン酸
   • 酵素：フルクトース1,6-ビスホスファターゼ
4. グルコース6-リン酸 → グルコース
   • 酵素：グルコース6-ホスファターゼ（肝臓と腎臓で発現）

糖新生の調節

糖新生はホルモンによって制御される。

1. 促進するホルモン
   • グルカゴン：低血糖時に分泌され、糖新生を促進する。
   • コルチゾール：ストレス時に分泌され、糖新生を増加させる。
2. 抑制するホルモン
   • インスリン：血糖値が高いときに分泌され、糖新生を抑制する。

臨床的意義

糖新生の異常は、代謝性疾患の発生や進行に関与する。

1. 糖尿病
   • 糖尿病では、肝臓での糖新生が過剰に活性化され、高血糖の原因となる。
2. 絶食や飢餓
   • 絶食時、糖新生は血糖値を維持するための生命維持機能として重要となる。