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La glicolisi è la scomposizione del glucosio in piruvato, mentre la gluconeogenesi consiste nella creazione di glucosio da piruvato, lattato o intermedi nel ciclo di Krebs. Entrambi i processi sono componenti essenziali per il metabolismo energetico del corpo umano e, sebbene siano praticamente lo specchio l'uno dell'altro, ciascuna di queste reazioni presenta più differenze che somiglianze.
Composto iniziale e finale
La glicolisi inizia con il glucosio e termina con il piruvato, mentre la gluconeogenesi inizia con il piruvato e termina con il glucosio. Come risultato della degradazione del glucosio, la glicolisi genera due nuove molecole di adenosina trifosfato (ATP) e due nuove molecole di nicotinamide adenina dinucleotide (NADH). Ciò rende l'energia del glucosio disponibile per l'uso cellulare e consente al piruvato di viaggiare verso i mitocondri per entrare nel ciclo di Krebs, producendo più energia. Nella gluconeogenesi, la cellula consuma ATP per rigenerare il glucosio dal piruvato, quindi c'è una netta perdita di energia con l'esecuzione di questo processo. La glicolisi, d'altra parte, porta al guadagno di energia.
Posizione
Un'altra differenza fondamentale tra gluconeogenesi e glicolisi è dove si verificano. In sostanza, ogni cellula del corpo è in grado di eseguire la glicolisi, che è il primo passo nel metabolismo del glucosio catturato dai trasportatori della membrana cellulare. La gluconeogenesi si verifica principalmente nelle cellule del fegato e in misura minore nel rene, e il suo obiettivo principale è generalmente il metabolismo del piruvato derivato dagli amminoacidi deaminati invece di quello derivante dalla glicolisi. La glicolisi e la gluconeogenesi non si verificano contemporaneamente nella stessa cellula; questo sarebbe uno spreco di risorse per la cella, poiché non si produrrebbe energia se il piruvato fosse costantemente convertito.
Scopo
Proprio perché si traduce in una maggiore disponibilità di energia, la glicolisi aumenta quando la cellula ha bisogno di energia e diminuisce quando c'è un eccesso. Ciò è dovuto ai meccanismi di feedback che coinvolgono gli enzimi regolatori nella glicolisi. La gluconeogenesi, d'altra parte, viene generalmente eseguita per produrre glucosio da esportare ad altre cellule del corpo. Le cellule del fegato non possono metabolizzare il glucosio dalla gluconeogenesi.
Regolazione ormonale
Infine, il rilascio di ormoni pancreatici in risposta all'assunzione di cibo influisce in modo diverso sulla glicolisi e sulla gluconeogenesi. L'insulina, che l'organismo rilascia in risposta ai carboidrati e ad alcune proteine, porta molte delle cellule del corpo ad aumentare l'internalizzazione del glucosio e la trasmissione degli enzimi regolatori coinvolti nella glicolisi. L'insulina riduce la gluconeogenesi nel fegato. Il glucagone, il cui rilascio è stimolato da proteine e bassi livelli di zucchero nel sangue, porta ad un aumento della gluconeogenesi e ad una diminuzione della glicolisi nelle cellule del fegato.