58

Розділ іі

Тема 5. Метаболічні перетворення вуглеводів і білковий обмін у печінці (10 год.)

Особливості вуглеводного обміну в печінці. Гліконеогенез, глюкогенез, глюконеогенез в клітинах печінки. Функції печінки у контексті білкового, амінокислотного, азотистого обмінів. Синтез у печінці специфічних білків плазми крові й жовчі. Печінка як білкове і вуглеводне депо. Утворення сечовини і сечової кислоти, трансамінування і дезамінування амінокислот, синтез холіну та креатину в печінці.

Обмін речовин та енергії притаманний кожній живій клітині. Багатоклітинний організм також виявляє всі ознаки злагодженого та тонко регульованого обміну речовин, поєднання катаболічних і анаболічних реакцій. Печінка хребетних і людини та аналогічні їй органи інших тварин є місцем постійного одночасного інтенсивного перебігу більшості обмінних процесів. Ключову роль у виконанні печінкою метаболічних функцій відіграють її паренхіматозні клітини – гепатоцити. Про інтенсивність обмінних процесів у печінці свідчить хоча б той факт, що у організмі людини у стані спокою цей орган виробляє найбільше теплоти (88,4 кДж/год, або інакше 22,1 ккал/год).

Печінка бере участь у метаболізмі майже всіх класів речовин:

- метаболізм вуглеводів у печінці відображається у її глюкостатичній функції, здійснюваній нею через синтез та розщеплення глікогену (глікогенез і глікогеноліз), утворенні глюкози з невуглеводів (глюконеогенез).

- специфічними моментами метаболізму ліпідів у печінці є утворення ліпопротеїнів (ЛПДНЩ) та синтез жовчних кислот з холестеролу (єдиний шлях його виведення з організму). Печінка також є місцем синтезу і деградації жирних кислот, жирів, кетонових тіл, холестеролу.

- метаболізм білків і амінокислот у печінці полягає, перш за все, в її білоксинтезуючій і білокдепонуючій функціях, утворенні деяких амінокислот, їх переамінуванні та дезамінуванні, деградації амінокислот, знешкодженні продуктів їх метаболізму. Також печінці належить ключова роль у сечовиноутворенні, що робить її провідним органом азотистого обміну.

- біохімічна трансформація ендогенних і екзогенних речовин, тобто детоксикаційна функція печінки, яка забезпечує перетворення і виведення лікарських речовин, численних “антропогенних” сполук (пестициди, концерванти, барвники, технічні хімічні засоби та ін.), алкоголю, наркотичних речовин, продуктів життєдіяльності кишкової мікрофлори та контроль рівня ендогенних біологічно активних і регуляторних речовин (гормони, їх білки транспортери тощо) й потенційно токсичних метаболітів (некон’югованого білірубіну, аміаку).

- депонування (компенсаторна функція печінки) полягає в утримуванні запасних вуглеводів у вигляді глікогену, депонуванні білків, вітаманів, макро- і мікроелементів, а у водних організмів – запасанні жирів.

Тому часто основною функцією печінки часто називають гомеостатичну, тобто спрямовану на підтримання динамічної, відповідної до потреб організму сталості внутрішнього середовища. І саме тому численні методи дослідження обмінних процесів у печінці застосовуються як в науковій, так і у клінічній практиці.

Виконання метаболічних функцій спрямованих на підтримання гомеостазу можливе за умов злагодженого надходження метаболітів до клітин печінки та відповідного вивільнення продуктів з цих клітин у кров та жовч (питання про лімфу залишимо відкритим до розгляду теми "Обмін ліпідів"). Тобто важлива роль належить транспортним системам гепатоцитів та інших клітин печінки.

Надходження у гепатоцити речовин, що метаболізуються в клітинах печінки відбувається наступним чином:

Транспорт білків до гепатоцитів

- протеїни, глікопротеїни, зв’язані з білками-носіями метаболіти і гормони, як, наприклад, зв’язаний некон’югований білірубін, проникають через базальну (синусоїдальну) ділянку мембрани гепатоцитів разом з транспортними білками. Останні зв’язуються з рецепторами гепатоцитів (або інших клітин печінки). Утворений ліганд-рецепторний комплекс, який включає і транспортовану речовину, інвагінується у клітину і утворює міхурець (частіш всього покритий специфічним білком клатрином). Клатрин грає головну роль в процесі формування везикул. Клатринові везикули (англ. clathrin-coated vesicles, CCV) утворюються навколо різних молекул на клітинній мембрані, комплексу Гольджі та інших локаціях в клітині. Після доставлення везикули за призначенням клатринові молекули, які утворювали ґратку навколо неї, роз'єднуються, і молекули, що вивільнились, готові до утворення решітки навколо наступної везикули. Процес утворення везикул неможливий без адапторних білків. Такими білками є, наприклад, AP180 та епсин. AP180 бере участь у формуванні синаптичних везикул. Епсин залучає клатрин на мембрани та сприяє його полімеризації, а також сприяє викривленню мембрани. Клатрин також має інші функції. В клітинах що не діляться, утворення клатринових везикул відбувається постійно. При злитті кількох міхурців утворюється ендосома і відбувається розділення ліганд-рецепторного комплексу. Рецептори знову повертаються до синусоїдальної мембрани. А речовини перемішаються в клітині або шляхом прямого переміщення пухирця, або по системі апарату Гольджі, лізосом і ендоплазматичної сітки (ЕПС).

Транспорт глюкози та інших вуглеводів до гепатоцитів і з них

- Глюкоза надходить у гепатоцити та покидає печінкову клітину за допомогою специфічних транспортерів, перш за все типу GLUT2 (Glucose transporter 2), активність яких не регулюється рівнем інсулину. Спорідненість GLUT2 до глюкози мала (K_m ≈ 10 ммоль/л). GLUT – інтегральні мембранні білки, містять 12 трансмембранних спіралей, при цьому аміно- (N-кінець) і карбоксильний (C-кінець) кінці виходять зі сторони клітинної мембрани, оберненої до цитоплазми. GLUT переносять глюкозу та інші гексози, як вважають відповідно до моделі альтернативної конформації. За цією моделлю зв’язування глюкози провокує конформаційну зміну яка веде до переміщення гексози та її вивільнення з протилежного внутрішнього боку клітинної мембрани. GLUT2 працює в обох напрямках. Експресується у печінці (більше всього), а також, як вважається у бета-клітинах підшлункової залози та нирках і базолатеральній мембрані епітелію тонкого кишечника. Такий двосторонній транспорт у печінці потрібен для забезпечення поглинання глюкози при гліколізі і вивільнення глюкози при глюконеогенезі та глікогенолізі. У бета-клітинах панкреатичних острівців цей транспортер вносить глюкозу в них, щоб збільшення її вмісту було сигналом до синтезу і вивільнення інсуліну. Ще одна особливість GLUT2 в тому, що він транспортує крім глюкози інші гексози (галактозу і фруктозу) з клітин кишечної слизової у кров. У нирках GLUT2 залучений до реабсорбції глюкози. У людини кодується геном SLC2A2. Існує патологія пов’язана з GLUT2: Glycogen storage disease type XI is a form of glycogen storage disease. It is also known as "Fanconi–Bickel syndrome", for Guido Fanconi and Horst Bickel, who first described it in 1949. It is associated with GLUT2, a glucose transport protein which, when functioning normally, allows glucose to exit several tissues, including the liver, nephrons,and enterocytes of the intestines, and enter the blood. The syndrome results in hepatomegaly secondary to glycogen accumulation, glucose and galactose intolerance, fasting hypoglycaemia, a characteristic proximal tubular nephropathy and severe short stature.

- Глюкоза проникає до гепатоцитів також шляхом простої дифузії, що пов’язано з практично завжди дуже низькою її концентрацією у цитоплазмі цих клітин. Такий низький вміст глюкози у гепатоциті підтримується в результаті швидкого фосфорилювання вільної глюкози специфічним печінковим ферментом – глюкокіназою.

Подальші внутрішньогепатоцитарні перетворення глюкози обумовлені її значенням для організму. Значення вуглеводів в життєдіяльності організму визначається використанням їх для утворення макроергічних сполук, пластичного елементу клітин, ферментів, гормонів, імунних тіл та інш. Частка енергії, вироблюваної в організмі людини з вуглеводів, досягає 65% загальної енергії спожитих органічних речовин. За добу людина споживає 400 – 500 г вуглеводів (однак один з найпоширеніших поліцукрів – целюлоза не розщеплюєтьсся ферментами людини і більшості тварин, у рослиноїдних целюлоза засвоюється завдяки симбіозу з целюлозобактеріями). В шлунково-кишковому тракті вуглеводи під дією ферментів (амілази) розщепляються до моносахаридів: глюкози, фруктози, галактози. Всмоктування їх кишечною стінкою відбувається після їх попереднього фосфорилювання, тобто сполучення з фосфорною кислотою. На цей процес впливають гормони коркового шару наднирників. (Всмоктування різних вуглеводів іде з різною інтенсивністю. Якщо за 100% прийняти всмоктування глюкози, то галактоза резорбується на 110%, фруктоза – 42%, манноза – 19%).

Отже, моносахариди з кров’ю ворітної вени надходять до печінки. Надходження глюкози та інших моноцукрів до гепатоцита відбувається шляхом простої дифузії та за участі транспортного білка GLUT2. Встановлено, що у людини після надходження вуглеводної їжі 55% глюкози захоплюється печінкою. 15% – інсулінозалежними клітинами жирової тканини і м’язів, 25% – інсулінонезалежними тканинами (мозком, нервами, еритроцитами, мозковою частиною нирок). Внутрішньоклітинна концентрація глюкози дуже низька, порівняно з концентрацією в плазмі крові, тому надходження її у клітини тканин здійснюється за градієнтом концентрації шляхом пасивного транспорту (процес стимулюється інсуліном) чи простої дифузії (в інсулінонезалежні тканини, або відносно інсулінонезалежні тканини). В печінці моносахариди переважно включаються в метаболічні процеси і лише частково переходять у загальне коло кровообігу. У крові здорової людини в нормі міститься 4 – 6 ммоль/л (80 – 120 мг %) глюкози. Коли вміст глюкози у цих межах – це нормоглікемія, коли нижчий – гіпоглікемія, вищий – гіперглікемія. При зниженні вмісту глюкози у крові менш як до 3 – 2,5 ммоль/л людина впадає у гіпоглікемічну кому.

Внутрішньогепатоцитарні перетворення глюкози

Внутрішньоклітинний обмін глюкози забезпечує організм енергією АТФ і важливими метаболітами, потрібними в інших ланках обміну речовин. Відзначимо, що розщеплення глюкози в печінці пов’язане, насамперед, із запасанням метаболітів – посередників, необхідних для синтезу жирних кислот, холестеролу, гліцерину, і меншою мірою – з її окисненням до СО₂ і Н₂О і утворенням АТФ для власних потреб.

Глюкоза, фруктоза й галактоза надійшовши у печінку з плазмою крові мають перетворитися на глюкозо-6-фосфат, який є активованою для подальших внутрішньоклітинних перетворень формою глюкози. Напрям використання глюкозо-6-фосфату залежить від активності ферментативних систем клітини: розпад за гліколітичним шляхом дає енергію, за пентозофосфатним шунтом – субстрати для анаболічних реакцій. З участю ферменту глюкозо-6-фосфатази утворюється вільна глюкоза, що надходить у кров. Глюкозо-6-фосфатаза найбільш активна в печінці. Також із глюкозо-6-фосфату синтезується резервний полісахарид – глікоген. Надлишок глюкозо-6-фосфату, який не був використаний для надходження глюкози до крові та для утворення глікогену печінки, розщеплюється шляхом гліколізу до піровиноградної кислоти й далі – до ацетил-КоА і СО₂, що необхідно для подальшого синтезу жирних кислот у гепатоцитах (зв’язок з ліпідним обміном).

Утворення глюкозо-6-фосфату може каталізуватися гексокіназою, яка є у всіх тканинах організму людини, та глюкокіназою, яка переважно виявляється тільки у печінці. У паренхіматозних клітинах печінки є обидва ферменти, які каталізують цю реакцію – гексокіназа і глюкокіназа. Ці ферменти принципово відрізняються своїми каталітичними властивостями. При нормальній концентрації глюкози в крові ворітної вени і у клітинах печінки глюкокіназа малоактивна, а після споживання вуглеводної їжі зростає концентрація глюкози і, відповідно, активність глюкокінази. Швидке фосфорилювання глюкози і затримка її в печінці попереджують значне підвищення вмісту глюкози у загальному колі кровообігу (фосфорильована глюкоза не виходить із клітин у кров). Фруктоза і галактоза також після всмоктування перетворюються у печінці в глюкозо-6-фосфат. Спадковий дефіцит ферментів перетворення фруктози і галактози у печінці зумовлює розвиток захворювань – непереносимості фруктози чи галактози – фруктоземії і галактоземії.

Окремої уваги потребує особливість дії інсуліну на на засвоєння глюкози печінкою. Інсулін не стимулює полегшеної дифузії глюкози до гепатоцитів, як це спостерігається у інсулінозалежних тканинах, а впливає опосередковано, індукуючи глюкокіназу в гепатоцитах. Глюкокіназа, яка фосфорилює вільну глюкозу з утворенням глюкозо-6-фосфату, необхідна для швидкого переведення глюкози крові, рівень якої різко зріс після прийому їжі, у глікоген. Рівняння реакції:

D-гексоза + АТФ → D-гексозо-6-фосфат + АДФ

Як вже згадувалося вище, під дією глюкозо-6-фосфатази глюкозо-6-фосфат гідролізується до вільної глюкози, яка надходить у кров і доставляється до інших тканин. Цей процес відбувається у разі загрози падіння рівня глюкози в крові нижче норми (3,35-5,55 ммоль/л).

Глікогенез. Вуглеводне депо печінки.

Печінка утримує частину глюкози, переводячи його у колоїдний полісахарид – глікоген. Відкрив глікоген Клод Бернар. Цьому вченому належить і першість у відкритті провідної ролі печінки у підтриманні сталого рівня глюкози у організмі. Зазначимо у зв’язку з цим, що експериментальні тварини з повною гепатектомією швидко гинули саме через гіпоглікемію.

Початковою ланкою реакцій синтезу глікогену з глюкози є ферментативне перетворення глюкози в глюкозо-6-фосфат (каталізується глюкокіназою), а потім за участі фосфоглюкомутази глюкозо-6-фосфат перетворюється на глюкозо-1-фосфат. Синтез глікогену може йти шляхом прямої полімеризації глюкозо-6-фосфату у глікоген (фермент – фосфорілаза (1,4-зв’язки)), але це відбувається значно рідше. Частіш подальший синтез глікогену відбувається через проміжну стадію утворення уридиндифосфатглюкози 1,4 – 1,6 (фермент – амілотрансглюкозидаза) і відбувається розгалуження полісахариду.

У нормі вміст глікогену в печінці складає 70-100 г, при споживанні їжі, багатої вуглеводами, зростає до 150 г. Через декілька годин після прийому їжі глікоген печінки поступово розпадається до вільної глюкози для забезпечення потреби організму у вуглеводах (але стільки ж синтезується із глюкози їжі). Приблизно через 24 год голодування вміст глікогену в печінці падає майже до нуля і для забезпечення організму глюкозою буде перебігати з максимальною інтенсивністю процес глюконеогенезу.

Глікоген у печінці утворюється не тільки з моноцукрів, а і з продуктів їх розпаду, зокрема молочної кислоти. Спочатку лактат, надійшовши з током крові до печінки з м’язів йде на синтез глюкози, яка надалі може або надійти до кровоносного русла, або ж використатися для синтезу глікогену. Сукупність процесів транспорту і метаболічних перетворень лактату – цикл Корі описано далі. У людини при змішаному знежиреному харчуванні 3% глюкози, що надходить до печінки перетворюється у глікоген (при вуглеводневому – до 10%), 30% – у жирні кислоти, 67% – розщеплюється до води і вуглекислого газу. Ця вуглекислота утилізується в реакціях карбоксилювання при біосинтезі органічних сполук (карбоксилювання пирувату до оксалоацетату).

Спадкові хвороби, пов'язані з порушенням обміну глікогену, називаються глікогенними хворобами.

Якщо немає ферментів, що викликають мобілізацію глікогену, такі глікогенні хвороби називаються глікогенозами. Відомо декілька різновидів глікогенозів, пов'язаних з недостатністю різних ферментів. Глікогенози супроводжуються збільшенням печінки, м'язовою слабкістю, гіпоглікемією натще. Хворі діти помирають у ранньому віці.

Глікогенози. 1-й тип (хвороба Гірке) викликаний відсутністю активності специфічної глюкозо-6-фосфатази в печінці і слизовій кишківника. Успадковується за аутосомно-рецесивним типом. Порушується одна з головних функцій печінки – підтримання гомеостазу глюкози крові і порушений процес утворення глюкози з амінокислот. Водночас у гепатоцитах знаходять багато ліпідів. Клінічна картина дуже типова для печінкової форми глікогенової хвороби. Особливістю є те, що у дітей 5-7 років бувають геморагічні висипання і кровотечі, пов’язані з порушенням функції тромбоцитів. Іншою особливістю є підвищення у крові сечової кислоти, симптомокомплекс подагри розвивається у більш пізньому віці. Часто відзначається збільшення нирок. Діагностувати захворювання можна за допомогою введення мічених атомів глюкози. Остаточний діагноз ставлять за результатами біопсії печінки: наявність у клітинах великої кількості нормального за структурою глікогену, що є специфічною ознакою цього захворювання. Хворим рекомендують уникати вживання продуктів, які містять сахарозу і лактозу. 2-й тип (хвороба Помпе) - хвороба має найбільш несприятливий перебіг, при цьому в усіх органах відсутні лізосомна альфа-глюкозидаза і гамма-амілаза, що призводить до накопичення глікогену в усіх тканинах і насамперед інтенсивно працюючих м’язах (серце). Хвороба з’являється на першому році життя у вигляді симптомокомплексу серцевої недостатності. Відзначається збільшення серця, печінки, гіпертрофія м’язів, збільшення язика. Дитина часто збуджена, але її спонтанні рухи поступово стають обмеженими, сухожилкові рефлекси до 4-5-місячного віку зникають. Прогноз несприятливий – дитина гине до кінця 1-го року життя. При патологоанатомічному дослідженні зміни виявляють у всіх органах і тканинах. Генетично захворювання вважається аутосомно-рецесивним. Частіше хворіють хлопчики. Ефективного лікування не існує. Можлива пренатальна діагностика цього захворювання методом амніоцентезу (дослідження клітин шкіри плоду). 3-й тип (хвороба Корі) викликаний відсутністю або зниженням активності аміло-1,6-глюкозидази. При ньому страждають печінка, серце і кісткові м’язи. Клінічна картина відноситься до печінкової форми захворювання і подібна до такої при І типі глікогенозу. Прогноз, як правило, сприятливий. Захворювання найбільш небезпечне в 4—5 років, коли часті напади гіпоглікемії. У більш зрілому віці симптоми захворювання згладжуються. Лікування дає хороші результати при застосуванні багатої на білки дієти з частими прийомами їжі, щоб утворення глюкози йшло обхідним шляхом за допомогою трансамінування амінокислот. 4-й тип (хвороба Андерсена) викликаний відсутністю ферменту амілотрансглюкозидази. Замість глікогену в уражених органах синтезується полісахарид, подібний до амілопектину. Хвороба з’являється з першого року життя і подібна за клінікою до цирозу печінки. Фермент відсутній у печінці, нирках, селезінці, серцевому і кістковому м’язах. Смерть настає на першому році життя. 5-й тип (хвороба Мак-Ардля) характеризується дефіцитом фосфорилази тільки в м’язах. Захворювання успадковується за аутосомно-рецесивним типом. Клініка типова для м’язової форми глікогенозу.

Якщо порушується синтез глікогену (через дефект ферментів синтезу), то вміст глікогену в клітинах знижується. Такі спадкові хвороби називаються аглікогенозами. Найактивнішими проявами аглікогенозу є виражена гіпоглікемія натще (немає запасу глікогену), втрата свідомості, корчі, відставання розумового розвитку через голодування мозку. Зазвичай такі діти помирають у ранньому віці.

Глюконеогенез як механізм підтримання сталого рівня глюкози в організмі

Крім розпаду глікогену, в печінці функціонує й інший шлях утворення глюкози – глюконеогенез. Саме клітини печінки містять повний набір ферментів для синтезу глюкози із невуглеводів – лактату, пірувату, амінокислот, гліцеролу. Глюконеогенез із лактату відбувається у період відновлення після інтенсивного м'язового навантаження, коли лактат, що утворюється у м'язах, надходить у печінку і перетворюється в глюкозу. Остання із печінки доставляється у м'язи і використовується для відновлення запасів глікогену. Сукупність цих процесів носить назву цикл Корі (на честь першовівдкривачів Карла та Ґерті Корі, які були нагороджені Нобелівською премією з фізіології та медицини 1947 року).

Цикл Ко́рі (глюко́зо-лакта́тний цикл) – метаболічний цикл, в якому спочатку глюкоза перетворюється на лактат внаслідок анаеробного катаболізму в скелетних м'язах (пригадайте поняття так званого кисневого боргу), лактат транспортується кров’ю до печінки, де з нього знову синтезується глюкоза, що переноситься кров’ю назад у м'язи. Названий на честь його першовідкривачів. Для скорочення м'язовим волокнам необхідна енергія АТФ, вона може бути отримана у процесі аеробного окиснення органічних речовин за умови достатнього надходження кисню. Такий тип метаболізму спостерігається у більшості невеликих хребетних тварин навіть за умов великої фізичної активності. У великих хребетних, таких як людина, при інтенсивному навантаженні кровоносна система не встигає постачати достатньо кисню м’язам, крім того, коли скоротлива активність досягає 70% максимально можливої (наприклад під час бігу на короткі дистанції) м'язи стискають кровоносні судини і обмежують кровопостачання. В таких умовах гліколіз все ще відбувається, проте утворений піруват не може вступати у цикл трикарбонових кислот. Тому він відновлюється до лактату, за рахунок НАДH, щоб зробити можливим подальше протікання гліколізу (для чого потрібний НАД⁺). Утворений лактат викидається кров і транспортується більшою частиною до печінки, де він знову окиснюється до пірувату і використовується для синтезу глюкози в процесі глюконеогенезу. Утворена глюкоза виділяється гепатоцитами в кров і знову може поглинатись скелетними м’язами для поповнення запасів глікогену або розщеплення і отримання АТФ. Таким чином цикл Корі є прикладом так званого сусбтратного циклу, який виникає у випадку паралельного протікання двох протилежнонапрямлених метаболічних шляхів (в циклі Корі – гліколізу і глюконеогенезу). Проте глюкозо-лактатнозний цикл частково розділений в часі і повністю просторово. Сумарним виходом субстратних циклів є гідроліз АТФ: молочнокисле бродіння у м'язах дає 2 моль АТФ на моль глюкози, в той час як глюконеогенез у печінці для синтезу одного моля глюкози вимагає гідролізу еквіваленту шести АТФ (чотирьох моль АТФ і двох ГТФ). Відновлення використаного АТФ у печінці відбувається завдяки окисному фосфорилюванню, що звичайно ж потребує наявності кисню. Після інтенсивного фізичного навантаження весь накопичений лактат перетворюється до глюкози приблизно за 30 хвилин. В цей час спостерігається підвищення споживання організмом кисню, потрібного для «виплачування» так званого кисневого боргу, що виник у період інтенсивного навантаження.

Формування глюкози із пірувату є термодинамічно невигідним процесом, тому воно повинне бути спряжене із екзергонічними реакціями, а саме гідролізом нуклеотидтрифосфатів. Сумарне рівняння глюконеогенезу, у випадку, коли вихідною речовиною виступає піруват, має такий вигляд:

2 Піруват + 4АТФ + 2ГТФ + 2НАДH(H⁺) + 4H₂O → глюкоза + 4АДФ + 2ГТФ + 6Ф_н + 2НАД⁺;

Отже для утворення однієї молекули глюкози необхідна енергія шести високоенргетичних фосфатних груп (чотирьох від АТФ та двох від ГТФ). Також в цьому процесі використовуються дві молекули НАДH для відновлення 1,3-бісфосфогліцерату. Глюконеогенез відносно енергетично «дорогий» метаболічний шлях, багато енергії потрібно для забезпечення його незворотності.

Глюконеогенез з використанням амінокислот. На метаболічному шляху глюконеогенезу використовується для біосинтезу глюкози не тільки піруват та лактат, а також і багато інших речовин, зокрема проміжних продуктів циклу трикарбонових кислот (ЦТК). Такі сполуки як цитрат, ізоцитрат, α-кетоглутарат, сукциніл-КоА, сукцинат, фумарат та малат перетворюються в ході ЦТК до оксалоацетату, а отже можуть бути субстратами для глюконеогенезу. Кабронові скелети більшості амінокислот також можуть бути перетворені до пірувату або проміжних продуктів ЦТК (див. таблицю зліва) і виступати попередниками глюкози, вони називаються глюкогенними. Серед 20 стандартних амінокислот тільки дві: лейцин та лізин не можуть використовуватись для синтезу глюкози. Серед глюкогенних амінокислот найбільше значення для глюконеогенезу мають аланін та глутамін, оскільки вони виступають основними переносниками аміногруп від різних органів до печінки. У мітохондріях гепатоцитів від них відщеплюються аміногрупи, а карбонові скелети використовуються на біосинтез глюкози. (Це вж прослідковується зв’язок між вуглеводним обміном у печінці, а саме між глюконеогенезом і азотовим обміном, обміном амінокислот та синтезом сечовини)

Глюконеогенез з використанням гліцеролу. Попередником у синтезі глюкози також може виступати продукт гідролізу нейтральних жирів гліцерол. Для цього у клітинах печінки він фосфорилюється гліцеролкіназою, після чого відбувається окиснення другого атома Карбону і утворюється гліцеральдегід-3-фосфат, який може вступати в глюконеогенез. Жирні кислоти та інші джерела ацетил-КоА не можуть використовуватися в организмі ссавців для біосинтезу глюкози, оскільки ацетил-КоА, який утворюєтьсяя при β-окисленні в цитратному циклі, повністю окислюєтся до СО₂, а для глюконеогенезу вихідним продуктом є оксалоцетат.

Максимальної активності глюконеогенез досягає через 1 добу від початку голодування. За такий час, за відсутності дуже великих фізичних навантажень, вичерпується запас глікогену. Для глюконеогенезу в таких умовах використовуються амінокислоти, які утворюються при розпаді білків, перш за все м’язових і гліцерол.