Glukoneogenese - allzeitige Bereitstellung von ausreichend Blutzucker für bestimmte Organe und Zellen

Gluconeogenese ist eine Neusynthese (Erzeugung) von Glukose (Traubenzucker) aus organischen Nicht-Kohlenhydrat-Vorstufen wie Laktat, Pyruvat und Oxalacetat.

Es sind 4 mol ATP nötig, um 1 mol Glukose herzustellen (1 mol Glukose = 180 g). Der tägliche Glucosebedarf eines erwachsenen Menschen beträgt ungefähr 160 g, wobei davon allein 120 g vom Gehirn genutzt werden. Die Menge an Glykogen (1 mol = 180g), die im Körper gespeichert ist, beträgt etwa 400 bis 450 g (ca. 2000 kcal). Davon sind ca. zwei Drittel in der Muskulatur gespeichert und ca. ein Drittel in der Leber. Die verfügbare Menge an Glukose im Blut beträgt etwa 90 mg pro 100 ml Blut.

Ist die Glukose im Blut aufgebraucht, werden die Glykogenspeicher entleert und in Glukose umgewandelt (Glykogenolyse), die dann zur Glykolyse bereitsteht. Die Erythrozyten (rote Blutkörperchen) sind vollständig auf die Zufuhr von Glukose angewiesen, da sie die einzigen menschlichen Zellen ohne Mitochondrien (Zellkraftwerke) sind.Daher müssen sie ihre gesamte Energie aus der Glykolyse beziehen. Das Gehirn deckt seinen enormen Bedarf an schnell verfügbarer Energie hauptsächlich durch Glukose (insulinunabhängige Aufnahme), im Hungerstoffwechsel aber auch durch Ketonkörper.

Vor allem deshalb setzt bereits bei relativ kurzfristigen Hungerperioden (siehe Hungerstoffwechsel) die Synthese von Glukose ein, welche vor allem in der Leber (Cori-Zyklus) und in der Nierenrinde und weniger im Gehirn, Skelett- und Herzmuskel (Citratzyklus) stattfindet. Durch den Aufbau von Glukose in der Gluconeogenese sinkt der Glukosespiegel nie unter 60 mg/dl. Pro Tag können etwa 180 bis 200 g Glukose gebildet werden. Durch die Gluconeogenese ist die permanente Versorgung mit Glukose für die von Glukose abhängigen Organe gesichert.