Rolle der Leber bei der Blutzuckerhomöostase: Glykogenolyse und Gluconeogenese

Glukose-Gegenregulation (fallender Glukose → Leberreaktion)

1. Glukose-Sensorik: Hepatozyten + Pfortader-Sensoren + hypothalamische Zentren erkennen fallenden Glukose.
2. Hormonelle Signale:
   • Glukagon (α-Zellen) – primäres Signal; ↑ cAMP → PKA.
   • Adrenalin (Nebennierenmark) – β-adrenerg → cAMP; α-adrenerg → IP₃/Ca²⁺.
   • Cortisol (Nebennierenrinde) – permissiv, reguliert glukoneogene Enzyme hoch.
   • Wachstumshormon – Lipolyse → Glycerin-Substrat.
3. Glykogenolyse (schnell, Minuten-Stunden):
   • Glykogen → Glukose-1-P → Glukose-6-P → Glukose (über Glukose-6-Phosphatase, leberspezifisch).
   • Phosphorylase-Kinase → Glykogenphosphorylase-Aktivierung.
4. Gluconeogenese (anhaltend, Stunden-Tage):
   • Substrate: Laktat (Cori-Zyklus), Alanin (Glukose-Alanin-Zyklus), Glycerin (Lipolyse), Glutamin.
   • Schlüsselenzyme: PEPCK, Fruktose-1,6-Bisphosphatase, Glukose-6-Phosphatase.
   • Transkriptionell hochreguliert durch Glukagon/Cortisol (CREB, FOXO1).
5. Glukosefreisetzung: GLUT2-Transport exportiert Glukose in Pfortader → systemische Zirkulation.

Integration

• Glykogenspeicher reichen ~12–24 h Fasten.
• Gluconeogenese hält Glukose danach aufrecht.
• Gehirn & rote Blutkörperchen sind obligate Glukose-Nutzer (Gehirn kann sich an Ketonkörper bei langem Hungern anpassen).

Klinische Relevanz

• Versagen → Hypoglykämie (Glykogenspeicherkrankheiten, Hormonmangel, Leberversagen, Insulinüberdosis).
• Diabetes: Beeinträchtigte Unterdrückung der hepatozellulären Glukoseausgabe → nüchterne Hyperglykämie.