Cori-Zyklus

Der Cori-Zyklus (benannt nach seinen Entdeckern, Gerty und Carl Cori) beschreibt den Kreislauf von Glucose und deren Abbauproduktenprodukten zwischen Skelettmuskel und Leber. Die erweiterte Beschreibung bezieht die Stoffwechselwege der Gluconeogenese, der Glutaminsäure (Glu), Teile des Citratzyklus und den Harnstoffzyklus mit ein.

Abbildung: Cori- und Glukose-Alanin-Zyklen

Der Skelettmuskel ist auch unter anaeroben Bedingungen nicht in der Lage, Lactat wieder in Glucose umzuwandeln: es fehlen ihm die Enzyme der Gluconeogenese. Aus diesem Grunde besteht eine Zirkulation von Metaboliten zwischen Muskel und Leber - letztere verfügt über das entsprechende Enzym-Repertoire. In seiner ursprünglichen Form wurde dieser Organkreislauf als "Cori-Zyklus" bezeichnet. Eine erweiterte Form desselben, der "Glucose-Alanin-Zyklus" ist wohl von größerer Bedeutung, da er gleichzeitig einer Ammoniak-Vergiftung des Muskels vorbeugt, indem er dieses dem Entgiftungsapparat der Leber (dem Harnstoffzyklus) zuführt.

Cori-Zyklus

Die bei Muskelbetätigung aus Pyruvat entstehende Milchsäure wird als Lactat an den Blutkreislauf abgegeben - dieser Weg ist in der Abbildung verkürzt dargestellt (siehe Pyruvat). Die Leber nimmt Lactat auf und wandelt es auf dem Wege der Gluconeogenese über Oxalacetat in Glukose zurück. Diese Glukose kann - je nach Energiestatus - dem Energiespeicher der Leber Glycogen zugeführt oder an den Blutkreislauf abgegeben werden, um den Muskel erneut zu versorgen.

Glukose-Alanin-Zyklus

Vor allem nachts erfolgt eine Umschichtung der Energiespeicher: Muskelproteine werden zu Aminosäuren abgebaut, diese werden durch Deaminierung in Metaboliten des Energiestoffwechsels umgebaut. Freiwerdendes Ammoniak kann durch Glutamat-Dehydrogenase [GDH: Überführung von ?-Ketoglutarat (?-KG) in Glutamat (Glu)] spontan entgiftet werden. Über eineTransaminierung durch Glutamat-Pyruvat-Transaminase GPT)wird dann sowohl ?-KG regeneriert, als auch Pyruvat in Alanin (Ala) umgewandelt. Ala kann direkt zur Leber diffundieren, da die zum Betrieb der Glycolyse notwendigen Oxidationsäquivalente (NAD⁺) durch die GDH-Reaktion schon bereitstehen.

In der Leber werden die zuletzt genannten Reaktionsschritte zunächst rückgängig gemacht: Pyruvat wird regeneriert, zu Oxalacetat carboxyliert und für die Gluconeogenese eingesetzt. Ammoniak wird über die GDH-Reaktion dem Harnstoffzyklus zugeführt und in Form von Harnstoff entgiftet (die zweite NH₂-Gruppe des Harnstoffs wird durch ein Transaminierungsprodukt des Oxalacetats (Asp) geliefert, das seinerseits zu Fumarat wird, einen weiteren Metaboliten des Citratzyklus).