Регуляция активности пируваткиназы в печени осуществляется путем фосфорилирования (дефосфорилирования) в зависимости от ритма питания

Ацетил-КоА - продукт окисления жирных кислот, активируя пируваткарбоксилазу, направляет пируват по пути глюконеогенеза.

Координация в регулировании субстратных циклов II и III достигается с помощью фруктозо-1,6-бисфосфата - продукта субстратного цикла II (гликолитическое направление), который является аллостерическим активатором пируваткиназы. В период пищеварения вследствие ускорения начальных стадий гликолиза концентрация фруктозо-1,6-бисфосфата повышается, что приводит к дополнительной активации пируваткиназы.

Общая схема регуляции гликолиза и глюконеогенеза в печени в зависимости от ритма питания представлена на рис. 6.26.

6. Регуляция энергетического статуса гепатоцитов осуществляется путем изменения скорости аэробного распада глюкозы. АТФ, AДФ, АМФ, а также NADH, NAD+ служат аллостерическими эффекторами ключевых ферментов гликолиза и глюконеогенеза (рис. 6.27).

При высокой концентрации энергетических молекул АТФ и NADH,характерных для высокоэнергетического статуса клетки, происходит ингибирование ключевых ферментов гликолиза - фосфофруктокиназы и пируваткиназы, что вызывает торможение гликолиза. Высокая концентрация AMФ вызывает активацию фосфофруктокиназы (фермент гликолиза) и ингибирование фосфатазы фруктозо-1,6-бисфосфата (фермент глюконеогенеза), а AДФ ингибирует пируваткарбоксилазу, замедляя глюконеогенез. Таким образом, в случае низкого энергетического статуса клетки наблюдается активация гликолиза и ингибирование глюконеогенеза.

Индукция (репрессия) синтеза ключевых ферментов регулируется с помощью гормонов. Стероидные гормоны осуществляют регуляцию экспрессии генов, изменяя (увеличивая или уменьшая) синтез ключевых ферментов (см. модуль 3). Глюкагон и инсулин также влияют на синтез ключевых ферментов, однако в отличие от стероидных гормонов они, используя системы трансмембранной передачи сигналов, вызывают изменение активности факторов транскрипции, что также приводит к ослаблению или повышению синтеза регуляторных ферментов гликолиза и глюконеогенеза.

В период пищеварения инсулин индуцирует синтез глюкокиназы, фосфофруктокиназы и пируваткиназы, что приводит к активации гликолиза и вызывает репрессию фосфоенолпируваткарбоксикиназы и замедляет глюконеогенез.

В постабсорбтивный период глюкагон повышает транскрипцию генов и синтез ключевых ферментов глюконеогенеза - фосфоенолпируваткарбоксикиназы, фруктозо-1,6-бисфосфатазы и глюкозо-6-фосфатазы, в результате чего активируется глюконеогенез. В период длительного голодания особое значение в стимуляции глюконеогенеза имеет стероидный гормон кортизол, который вызывает индукцию фермента глюконеогенеза - фосфоенолпируваткарбоксикиназы.