Hepatic glucose metabolismHepatocyt

Hepatic glucose metabolism
Hepatocyte glucose uptake
In the postprandial state, blood glucose is taken up by the hepatocyte
via the glucose transporter type 2 (GLUT2) – a membranebound
transporter with high capacity and low affinity for glucose.
In contrast to GLUT4, which is expressed by muscle and adipose
tissue, the expression and activity of GLUT2 is independent of
insulin signaling. In pancreatic islet cells, GLUT2 is thus also
referred to as a ‘‘glucose sensor’’ [47]. Once taken up by the hepatocyte,
glucose is phosphorylated to glucose-6-phosphate by liver
glucokinase (L-GCK; Fig. 2), the rate limiting enzyme for hepatic
glucose utilization [48]. In contrast to other hexokinases, GCK
(syn.: hexokinase IV) is not inhibited by its product, which allows
for postprandial glycogen storage within the hepatocyte. In the
fasting state, L-GCK is inactive and bound to glucokinase regulatory
protein (GCKR) within the nucleus. Post-prandial glucose
abundance and insulin-action synergistically cause rapid dissociation
of L-GCK from GCKR and translocation to the cytoplasm
[49]. L-GCK is transcriptionally regulated by SREBP-1c, hepatic
nuclear factor-4-alpha (HNF4a), hepatic nuclear factor 6
(HNF6), FoxO1, and upstream stimulatory factor 1 (USF1) (see
Fig. 2A). Indeed, mutations in the GCK gene have been associated
with IR and the pathogenesis of maturity-onset diabetes of the
young (MODY) in several studies [50,51].
Glycolysis and glycogen synthesis
Glucose-6-phosphate is either further processed in glycolysis or
utilized for glycogen synthesis, depending on the systemic metabolic
state. Glycolysis, a ten-step process, metabolizes glucose to
pyruvate with a net gain of two ATP and two NADH molecules per
glucose molecule. Glycolysis is regulated by L-GCK, which provides
glucose-6-phosphate, phosphofructokinase, which is inhibited
by its product fructose-1,6-bisphosphate, AMP and pyruvatekinase
(PK), the final step in glycolysis. PK is activated by its substrate
and inhibited by abundance of ATP. Insulin, epinephrine,
and glucagon also regulate PK via the PI3K pathway and ChREBP
induces transcription of PK in the presence of glucose [23]. Pyruvate
is further decarboxylized to acetyl-CoA and then processed
in the TCA or utilized for DNL. The pentose phosphate pathway
is an alternative way for degradation of glucose-6-phosphate in
hepatocytes, which provides the cell with NADPH, an important
antioxidant and co-substrate for DNL and cholesterol synthesis.
In hepatocellular carcinoma (HCC), glycolytic activity is dramatically
upregulated and associated with increased hexokinase 2
activity and expression of GLUT1, leading to altered glucose utilization,
which has therapeutic and diagnostic implications (for
the so-called Warburg effect, Fig. 3B and C) [52].
Glycogen synthesis is catalyzed by glycogen synthase (GS)
after conversion of glucose-6-phosphate to UDP-glucose [53].
GS is regulated by the allosteric activator glucose-6-phosphate
and is inactive in the phosphorylated state. Glycogen synthase
kinase 3 (GSK3) phosphorylates GS and is a downstream target
of Akt/PI3K and thus insulin signaling. GSK3 is a multifunctional
kinase, involved in cell senescence, apoptosis and lipid metabolism
via phosphorylation of SREBP-1c [54]. Other protein kinases
that phosphorylate GS are AMP-activated protein kinase (AMPK)
and protein kinase A (PKA). Insulin activates glycogen synthesis
via repression of PKA. GS synthesizes the glycogen polymer,
which is further branched by a branching enzyme.

Kết quả (Việt) 1:

Sự trao đổi chất glucose ganSự hấp thu glucose hepatocyteTrong trạng thái sau ăn, lượng đường trong máu thực hiện bởi hepatocytethông qua các đường vận chuyển loại 2 (GLUT2)-một membraneboundvận chuyển với công suất cao và ái lực thấp cho glucose.Trái ngược với GLUT4, được thể hiện bởi các bắp thịt và mỡmô, biểu hiện và hoạt động của GLUT2 là độc lậpinsulin truyền tín hiệu. Trong các tế bào tiểu đảo tụy, GLUT2 do đó cũng làđược gọi là một cảm biến glucose '''' [47]. Một lần được đưa lên bởi hepatocyte,glucose phosphorylated để glucose-6-phosphate bởi ganglucokinase (L-GCK; Hình 2), tốc độ hạn chế enzyme cho hepaticviệc sử dụng glucose [48]. Trái ngược với các hexokinases, GCK(đồng nghĩa: hexokinase IV) không phải là ức chế bởi sản phẩm của nó, cho phépcho việc lưu trữ glycogen sau ăn trong vòng hepatocyte. Trong cácăn chay bang, L-GCK là không hoạt động và ràng buộc để glucokinase quy địnhprotein (GCKR) trong hạt nhân. Glucose sau prandialphong phú và hành động insulin synergistically làm nhanh chóng phân lycủa L-GCK từ GCKR và translocation để tế bào chất[49]. L-GCK transcriptionally được quy định bởi SREBP - 1c, ganhạt nhân yếu tố-4-alpha (HNF4a), gan yếu tố hạt nhân 6(HNF6), FoxO1, và các yếu tố stimulatory ngược dòng 1 (USF1) (xemHình 2A). Thật vậy, đột biến trong gen GCK đã được liên kếtvới IR và sinh bệnh học của bệnh tiểu đường khởi phát sự trưởng thành của cáctrẻ (MODY) trong một số nghiên cứu [50,51].Glycolysis và glycogen tổng hợpGlucose-6-phosphate là glycolysis tiếp tục xử lý trong một trong hai hoặcsử dụng cho tổng hợp glycogen, tùy thuộc vào các hệ thống trao đổi chấtnhà nước. Glycolysis, một quá trình mười bước, metabolizes glucose đểPyruvat với một tăng ròng của hai ATP và hai phân tử NADH mỗiphân tử glucose. Glycolysis được quy định bởi L-GCK, cung cấpglucose-6-phosphate, phosphofructokinase, đó là ức chếbởi sản phẩm fructose-1,6-bisphotphat, AMP và pyruvatekinase(PK), cuối cùng bước vào glycolysis. PK được kích hoạt bởi bề mặt của nóvà inhibited bởi sự phong phú của ATP. Insulin, epinephrine,và glucagon cũng điều chỉnh PK thông qua con đường PI3K và ChREBPgây ra phiên mã PK sự hiện diện của glucose [23]. Pyruvathơn nữa decarboxylized đến acetyl-CoA và sau đó xử lýtrong TCA hoặc sử dụng cho DNL. Con đường phosphate pentoselà một cách thay thế cho sự suy thoái của glucose-6-phosphate tronghepatocytes, cung cấp cho các tế bào NADPH, một điều quan trọngchất chống oxy hoá và hợp chất nền cho tổng hợp DNL và cholesterol.Ung thư tế bào gan (HCC), glycolytic hoạt động là đáng kểupregulated và liên kết với tăng hexokinase 2hoạt động và biểu hiện của GLUT1, dẫn đến việc sử dụng thay đổi glucose,trong đó có ý nghĩa chẩn đoán và điều trị (đối vớicái gọi là Warburg hiệu ứng, hình 3B và C) [52].Tổng hợp glycogen xúc tác bởi glycogen synthase (GS)sau khi chuyển đổi glucose-6-phosphate UDP-glucoza [53].GS được quy định bởi allosteric activator glucose-6-phosphatevà không hoạt động trong trạng thái phosphorylated. Glycogen synthasekinase 3 (GSK3) phospho GS và là mục tiêu hạ lưuAkt/PI3K và do đó có thể insulin truyền tín hiệu. GSK3 là một đa chức năngkinase, tham gia vào các tế bào senescence, quá trình chết rụng và chất béo chuyển hóaVia phosphorylation của SREBP - 1c [54]. Các protein kinasemà phosphorylate GS là kích hoạt AMP protein kinase (AMPK)và protein kinase A (PKA). Insulin kích hoạt tổng hợp glycogenVia áp PKA. GS synthesizes glycogen polymer,đó là tiếp tục phân nhánh bởi một loại enzyme phân nhánh.

Kết quả (Việt) 2:

Chuyển hóa glucose ở gan
tế bào gan glucose hấp thu
Trong nhà nước sau khi ăn, glucose máu được đưa lên bởi các tế bào gan
thông qua các loại đường vận chuyển 2 (GLUT2) - một membranebound
. Vận chuyển với công suất cao và có ái lực thấp glucose
Ngược lại với GLUT4, được thể hiện bằng cơ bắp và mỡ
mô, khái niệm và hoạt động của GLUT2 là độc lập với
tín hiệu insulin. Trong các tế bào đảo tụy, GLUT2 là như vậy, cũng
được gọi là một '' cảm biến glucose '' [47]. Khi đưa lên bởi các tế bào gan,
glucose là phosphoryl hóa glucose-6-phosphate bởi gan
glucokinase (L-GCK;. Hình 2), tỷ lệ hạn chế enzyme gan
sử dụng glucose [48]. Ngược lại với hexokinases khác, GCK
(syn .: hexokinase IV) không bị ức chế bởi sản phẩm của mình, cho phép
lưu trữ glycogen sau ăn trong tế bào gan. Trong
trạng thái đói, L-GCK là không hoạt động và bị ràng buộc để điều tiết glucokinase
protein (GCKR) trong nhân tế bào. Sau bữa ăn glucose
phong phú và insulin hành động hiệp đồng gây phân ly nhanh chóng
của L-GCK từ GCKR và di chuyển đến các tế bào chất
[49]. L-GCK được phiên mã theo quy định của SREBP-1c, gan
hạt nhân tố-4-alpha (HNF4a), yếu tố nhân gan 6
(HNF6), FoxO1, và ngược lên yếu tố kích thích 1 (USF1) (xem
hình. 2A). Thật vậy, đột biến ở gen GCK có liên quan
với IR và sinh bệnh học của bệnh tiểu đường trưởng thành khởi phát của
trẻ (MODY) trong nhiều nghiên cứu [50,51].
Glycolysis và tổng hợp glycogen
Glucose-6-phosphate được hoặc tiếp tục xử lý trong glycolysis hoặc
sử dụng để tổng hợp glycogen, tùy thuộc vào chuyển hóa hệ thống
nhà nước. Glycolysis, một quá trình mười bước, chuyển hóa glucose thành
pyruvate với một lợi ích ròng của hai ATP và hai phân tử NADH mỗi
phân tử glucose. Glycolysis được quy định bởi L-GCK, cung cấp
glucose-6-phosphate, phosphofructokinase, mà bị ức chế
bởi sản phẩm fructose-1,6-bisphosphate của nó, AMP và pyruvatekinase
(PK), bước cuối cùng trong quá trình đường phân. PK được kích hoạt bởi cơ chất của nó
và ức chế bởi sự phong phú của ATP. Insulin, epinephrine,
và glucagon cũng điều chỉnh PK qua con đường PI3K và ChREBP
gây ra sự phiên mã của PK trong sự hiện diện của glucose [23]. Pyruvate
là tiếp tục decarboxylized để acetyl-CoA và sau đó xử lý
trong TCA hoặc sử dụng cho các DNL. Con đường phosphate pentose
là một cách thay thế cho sự xuống cấp của glucose-6-phosphate trong
tế bào gan, trong đó cung cấp cho các tế bào với NADPH, một quan trọng
chống oxy hóa và hợp chất nền cho DNL và cholesterol tổng hợp.
Trong ung thư biểu mô tế bào gan (HCC), hoạt động glycolytic là đáng kể
upregulated và kết hợp với tăng hexokinase 2
hoạt động và biểu hiện của GLUT1, dẫn đến việc sử dụng glucose thay đổi,
trong đó có những tác động điều trị và chẩn đoán (cho
hiệu ứng Warburg cái gọi là, hình. 3B và C) [52].
glycogen tổng hợp được xúc tác bởi glycogen synthase (GS)
sau khi chuyển đổi glucose-6-phosphate để UDP-glucose [53].
GS được điều chỉnh bởi allosteric activator glucose-6-phosphat
và không hoạt động trong tình trạng phosphoryl hóa. Glycogen synthase
kinase 3 (GSK3) phosphoryl GS và là một mục tiêu hạ lưu
của Akt / PI3K và do đó tín hiệu insulin. GSK3 là một đa chức năng
kinase, tham gia vào quá trình lão hóa tế bào, quá trình apoptosis và chuyển hóa lipid
qua phosphoryl SREBP-1c [54]. Kinase protein khác
mà phosphorylate GS là AMP-kích hoạt protein kinase (AMPK)
và protein kinase A (PKA). Insulin kích hoạt sự tổng hợp glycogen
qua áp của PKA. GS tổng hợp các polymer glycogen,
đó là tiếp tục phân nhánh bởi một enzyme phân nhánh.