Die Leber ist das zentrale Organ für die systemische Glukosehomöostase und führt ein dynamisches Gleichgewicht von Glukosespeicherung, -produktion und -freisetzung durch, um den Blutzucker im engen Bereich (~70–100 mg/dL nüchtern) zu halten.
Wichtige metabolische Wege
- Glykogenese (gesättigter Zustand): Hoches Insulin, niedriges Glukagon. Überschüssige Glukose → Glukose-6-phosphat → Glykogen (verzweigtes Polymer) in Hepatozyten gespeichert. Kapazität: ~100–120 g Glykogen.
- Glykogenolyse (Fasten/frühe Bewegung): Glukagon (und Adrenalin) aktivieren Glykogenphosphorylase → Glykogen → Glukose-1-phosphat → Glukose-6-phosphat → freie Glukose (via Glukose-6-Phosphatase) → ins Blut abgegeben. Primärer Brennstoff für die ersten 12–24 Stunden des Fastens.
- Gluconeogenese (langes Fasten/Hunger): De-novo-Glukosesynthese aus nicht-kohlenhydratischen Vorläufern:
- Aminosäuren (Alanin, Glutamin aus Muskelproteolyse)
- Glycerin (aus Fettgewebslipolyse)
- Laktat (aus Erythrozyten, arbeitendem Muskel – Cori-Zyklus)
- Propionat (aus ungeraden Fettsäuren)
Wichtige regulierte Enzyme: PEPCK, Fruktose-1,6-Bisphosphatase, Glukose-6-Phosphatase. Getrieben von Glukagon, Cortisol; gehemmt durch Insulin. - Glukoseverwertung: Die Leber verbraucht Glukose für eigene Energie über Glykolyse und Zitratzyklus; liefert auch Kohlenstoffe für Lipidsynthese (de-novo-Lipogenese) im gesättigten Zustand.
- Blutzuckerregulation: Hepatozyten spüren portales Glukose/Insulin/Glukagon; passen netto Aufnahme vs. Abgabe minütlich an.
- Hormonelle Integration:
- Insulin: Fördert Glykolyse, Glykogenese, Lipogenese; hemmt Glykogenolyse, Gluconeogenese.
- Glukagon: Stimuliert Glykogenolyse, Gluconeogenese; hemmt Glykolyse.
- Adrenalin/Cortisol: Verstärken Glukagoneffekte (Stressreaktion).
Der Leberglucosestoffwechsel ist kritisch für die Vermeidung von Hypoglykämie, die Versorgung des Gehirns mit Brennstoff und die Integration des Ganzkörper-Energietatus.
