Metabolismo dei carboidrati
seconda parte
GLUCOSIO
- 2 ATP
2 NAD+
+ 4 ATP
RIGENERAZIONE
DEL NAD+
2 NADH + H+
2 PIRUVATO
2 LATTATO
Lattato
deidrogenasi
RIDUZIONE DEL PIRUVATO A LATTATO
Il lattato prodotto dai muscoli
in attività può essere riciclato
Può essere trasportato
dal sangue al fegato dove
è riconvertito a glucosio
nella fase di recupero
dopo lo sforzo
Il periodo di recupero corrisponde
al tempo necessario per pagare il
debito di ossigeno
In questa fase l’O2 viene consumato
gradualmente fino a che il respiro
non torna normale
L’O2 è necessario a:
a) Fornire ATP
per la gluconeogenesi
e la conseguente
risintesi di glicogeno consumato
b) Riossigenare
Emoglobina
Mioglobina
c) Ricostruire le scorte di
Fosfocreatina
Muscolo
Sangue
Fibre rapide
lattato
lattato
Fibre lente
CO2
Tanto più il muscolo è allenato
tanto meno lattato rilascia in
circolo
Se ne deduce che una maggiore
produzione di lattato indica una
ipoutilizzazione del muscolo
Muscolo cardiaco utilizza lattato
per cui la produzione di questo
substrato favorisce l’alimentazione
del miocardio
GLUCONEOGENESI
Gluconeogenesi
• La gluconeogenesi consiste nella sintesi di
glucosio da precursori non-saccaridici.
• Poichè il cervello usa glucosio
(120g/giorno) come sorgente di energia, il
glucosio deve essere sintetizzato da altre
molecole.
PIRUVATO → GLUCOSIO
Flusso aumenta quando le altre
fonti di glucosio sono esaurite
•Le riserve di glucosio sono deplete durante periodi di
digiuno che durano più di un giorno o durante un
esercizio fisico prolungato
Gluconeogenesi
PIRUVATO  GLUCOSIO
• Ogni molecola che si può convertire a
piruvato è considerata glucogenica
• Lattato, alanina e glicerolo sono
glucogenici.
Avviene principalmente
nel fegato
Funzione: produrre glucosio
da esportare
agli altri tessuti
Nel fegato, il trasportatore GluT2,
trasporta fuori il glucosio per
rifornire il sangue
Non è inverso della glicolisi
3 reazioni irreversibili della
glicolisi aggirate nella
gluconeogenesi
Gluconeogenesi
Gli enzimi glicolitici che catalizzano reazioni irreversibili:
Esochinasi
Fosfofruttochinasi
Piruvato chinasi
Gli enzimi della gluconeogenesi :
piruvato carbossilasi (ATP)
fosfoenolpiruvato carbossichinasi (GTP)
fruttosio 1,6-bifosfatasi
glucosio 6-fosfatasi
Gluconeogenesi: Piruvato  Glucosio
Gli enzimi in rosso appartengono
alla via gluconeogenica.
Gli enzimi in blu sono comuni alla
glicolisi e alla gluconeogenesi.
La gluconeogenesi richiede
il passaggio di metaboliti
tra mitocondri e citoplasma
Ciclo del substrato
Muscolo a riposo
Muscolo in contrazione
CONDIZIONI ANAEROBICHE
OSSALACETATO
AEROBICHE
Ha come precursori molti
intermedi del ciclo di Krebs
e amminoacidi (glucogenici)
Metaboliti utilizzati come precursori del glucosio
nella gluconeogenesi
La gluconeogenesi :
E’energeticamente costosa
2 PIRUVATO
4 ATP
2 GTP
2 NADH
GLUCOSIO
GLUCAGONE e gluconeogenesi
• E’ un ormone polipeptidico rilasciato dal pancreas.
• L’ azione del glucagone è opposta a quella
dell’insulina.
GLUCAGONE e gluconeogenesi
• La funzione primaria del glucagone è di aumentare I livelli
di glucosio nel sangue :
o Abbassando il livello del fruttosio 2,6-bisfosfato nel
fegato, rallentando la degradazione del glucosio
attraverso la glicolisi
Fruttosio 1,6bisfosfato
Fruttosio 6- fosfato
citrato Fruttosio 2,6bisfosfato
o Stimolando la sintesi del glucosio mediante la
gluconeogenesi e provocando il rilascio di glucosio dal
fegato al sangue
Glucagone
(iperglicemizzante):
rallenta la glicolisi
stimola la gluconeogenesi
La glicolisi e la
gluconeogenesi sono
reciprocamente regolate
Insulina stimola
Alta [AMP] indica che
la carica energetica è
bassa e segnala che è
necessario ATP
Alta [ATP] e [citrato]
indicano che la carica
energetica è alta
Glucagone stimula
CICLO DI CORI ( o del lattato )
• È un ciclo che collega il muscolo
( produttore di lattato) al fegato ( produce
glucosio)
Il ciclo di Cori o del lattato
Il lattato proveniente dal muscolo attivo è convertito
a glucosio nel fegato.
FEGATO
MUSCOLO
METABOLISMO DEL
GLICOGENO
Polisaccaridi di riserva
Glicogeno
costituisce la forma di riserva dei
carboidrati nei tessuti animali
POLIMERO DI GLUCOSIO
molto ramificato
Negli epatociti è localizzato in granuli che contengono
saldamente legati anche gli enzimi responsabili di
sintesi e degradazione
Glicogeno
Polisaccaridi di riserva
Glicogeno
Molto abbondante nel fegato
e nel muscolo scheletrico
Controllo ormonale del metabolismo del
glicogeno
Metabolismo del glicogeno
Adrenalina
(fegato, musc.scheletrico)
Glucagone
(fegato)
Glicogeno fosforilasi
Glicogenolisi
Metabolismo del glicogeno
INSULINA
MUSC.SCHELETRICO
Aumenta Glut4
GLICOGENOSINTETASI
GLICOGENOSINTESI
Metabolismo del glicogeno
CONCENTRAZIONE GLUCOSIO ELEVATA
FEGATO
GLICOGENOSINTESI
GLICOGENOSINTETASI
Catabolismo del glicogeno
(glicogenolisi)
• Enzima deramificante
• Glicogeno fosforilasi
Sintesi del glicogeno
(glicogenosintesi)
• Enzima ramificante
• glicogenosintetasi
LEGAME RECETTOREADRENALINA
ATTIVAZIONE G-PROTEINA
ATTIVAZIONE ADENILATO CICLASI
AUMENTO CONCENTRAZIONE
cAMP
Aumento cAMP
Attivazione Proteina chinasi
Attivazione fosforilasi chinasi
Attivazione glicogeno fosforilasi
Demolizione glicogeno
La glicogenolisi e la glicogenosintesi sono
regolate in maniera reciproca
Sintesi glicogeno
favorita
GLUCAGONE
ADRENALINA
INSULINA
Glicogenolisi
favorita
Regolazione della degradazione
del glicogeno durante l’ esercizio
Esochinasi
Glucochinasi
Fosfoesosio isomerasi
VIA DEI PENTOSO FOSFATI
Fosfofruttochinasi 1
aldolasi
Trioso fosfato isomerasi
Ossidazione del glucosio
e
Via del pentoso fosfato
NADPH
Importante per le vie anaboliche:
Biosintesi acidi grassi
Biosintesi steroli
In particolare in:
Ghiandola mammaria
Corteccia surrenale
Fegato
Tessuto adiposo
Seconda funzione:
Produrre pentosi essenziali
( D-ribosio ) usati nella
biosintesi degli acidi nucleici
e coenzimi come ATP, NAD,
FAD e il coenzima A
Ruolo dell’ NADPH
negli eritrociti:
Protezione delle cellule
dai danni ossidativi
FAVISMO : lisi degli
eritrociti a causa della
mancanza di glucosio
6- fosfato deidrogenasi
Le figure mostrate in questo corso sono tratte dai seguenti libri:
Nelson DL,Cox MM: Introduzione alla Biochimica di Lehninger ed.Zanichelli
Voet D., Voet JG, Pratt CW: Fondamenti di Biochimica ed. Zanichelli
Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L: Biochimica ed. Zanichelli
Matthews, Van Holde, Ahern: Biochimica ed. Casa editrice Ambrosiana
Siliprandi e Tettamanti: Biochimica Medica ed. Piccin
Baynes JW, Dominiczak MH: Biochimica ed. Casa editrice Ambrosiana
e dal sito Wikipedia