Zobacz także: Beta-alanina
Podczas wysiłku fizycznego cykl glukozowo-alaninowy stanowi bardzo ważny szlak metaboliczny, który umożliwia wątrobie pozyskiwanie glukozy z aminokwasu, alaniny, pochodzącego z aktywnego mięśnia.
Intensywny i długotrwały wysiłek fizyczny prowadzi do obniżenia poziomu glukozy we krwi i wzrostu stężenia kwasu mlekowego we krwi. Mięsień jest w ten sposób zmuszony do zwiększenia utleniania kwasów tłuszczowych i aminokwasów w celach energetycznych, w szczególności tych o rozgałęzionych łańcuchach (BCAA), których szkielet węglowy jest wykorzystywany w mięśniach do produkcji energii w cyklu Krebsa. grupa aminowa jest najpierw przenoszona do glutaminianu, a następnie do pirogronianu, w wyniku czego powstaje alanina, która następnie jest uwalniana do krwi i transportowana do wątroby, która z kolei usuwa grupę aminową i wykorzystuje otrzymany w ten sposób pirogronian do tworzą glukozę, zgodnie z procesem zwanym glukoneogenezą. Nowo utworzona glukoza jest następnie wprowadzana z powrotem do obiegu w celu zapewnienia stałego dostarczania cukru do mózgu.
Z kolei mięsień może wychwytywać glukozę we krwi i metabolizować ją na energię; pod koniec glikolizy otrzymuje się w ten sposób dwie cząsteczki pirogronianu, które mogą wejść w cykl Krebsa lub zostać użyte do syntezy jak największej ilości kwasu mlekowego (w warunkach beztlenowych) lub alaniny. W tym momencie cykl może rozpocząć się od nowa.
Aminokwas alanina, zatem oprócz tego, że jest normalnym składnikiem białek, działa jako transporter azotu z tkanek obwodowych do wątroby.Na tym poziomie w rzeczywistości grupa aminowa, która reprezentuje toksyczną cząsteczkę aminokwasów , może wejść w cykl „mocznika” i zostać wydalony z moczem, nie powodując zbytniego uszkodzenia organizmu.
W mięśniach szkieletowych synteza alaniny jest wprost proporcjonalna do wewnątrzkomórkowego stężenia pirogronianu, które wzrasta np. w przypadku „wysokiej degradacji kwasów tłuszczowych w celach energetycznych, czego następstwem jest spowolnienie cyklu Krebsa i powstawanie ciał ketonowych ”.
Podobnie w warunkach beztlenowych: pirogronian, nie mogąc ulec utlenieniu w cyklu Krebsa, przekształca się częściowo w alaninę, a częściowo w kwas mlekowy. Ta ostatnia jest uwalniana do krążenia wraz z alaniną i podobnie jak ona transportowana do wątroby, gdzie jest wykorzystywana jako prekursor glukoneogenetyczny (cykl Cori).
Z tych wszystkich powodów cykl glukozowo-alaninowy i cykl Cori, choć występujący również w warunkach spoczynku, są aktywowane w szczególny sposób podczas intensywnego wysiłku mięśniowego.
Cykl glukozowo-alaninowy jest również stymulowany przez wzrost poziomu glikokortykosteroidów (kortyzolu) w osoczu w odpowiedzi na stresujące zdarzenie o podłożu fizycznym (post, choroba, operacja, intensywny wysiłek) lub psychicznym (lęk przed występem itp.).
