09/05/17. REGOLAZIONE ALLOSTERICA determinano cambiamenti di velocità delle vie

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2 FASE DI ASSORBIMENTO due quattro ore successive ad un pasto a. Aumento glucosio ematico, a.a. Ed trigliceridi b. Aumento secrezione insulina diminuzione glucagone c. Aumento sintesi del glicogeno, proteine e trigliceridi d. Tutti i tessuti utilizzano glucosio come fonte energetica. IL FLUSSO DELLE VIE METABOLICHE E CONTROLLATO: a.disponibilità di substrati b.attivazione o inibizione allostrerica di enzimi c.modificazioni covalenti di enzimi d.induzione o repressione della sintesi di enzimi Ciascun meccanismo opera secondo una scala temporale diversa REGOLAZIONE ALLOSTERICA determinano cambiamenti di velocità delle vie MODIFICAZIONI COVALENTI Mediante aggiunta o eliminazione di gruppi fosfato, residui di serina ed altro regolazione vie aperte o chiuse 2

3 CENTRO DI DISTRIBUZIONE DEI NUTRIENTI METABOLISMO DEI CARBOIDRATI ( il 60% dello zucchero presente nel sistema portale è utilizzato dal fegato) 1.Aumento della fosforilazione del glucosio 2.Aumento della sintesi del glicogeno 3.Aumento dell attività dell esoso monofosfato (utilizzazione NADPH per la sintesi di colesterolo e acidi grassi) (il 5-10% del glucosio) 4.Aumento della glicolisi stimolata dall insulina ( formazione di acetil- CoA soprattutto per le sintesi dei grassi) 5.Diminuzione della gluconeogenesi CENTRO DI DISTRIBUZIONE DEI NUTRIENTI METABOLISMO DEI GRASSI 1.Aumento della sintesi degli acidi grassi favorita dalla disponibilità di substrati (NADPH, Acetil-CoA, ATP) e dall attivazione dell acetil carbossilasi 2.Aumento della sintesi dei triacilgliceroli e formazione di VLDL per l esportazione ai tessuti extraepatici 3

4 CENTRO DI DISTRIBUZIONE DEI NUTRIENTI METABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI 1.Aumento della degradazione degli amminoacidi. Quando la quantità di proteine ingerite è maggiore di quella necessaria per le proteine di nuova sintesi, gli a.a. eccedenti sono trasformati in acetil-coa o intermedi del ciclo di Krebs per essere trasformati in glucosio. 2.Aumento della sintesi proteica. Aumento transitorio proteine di nuova sintesi vanno a sostituire quelle degradate nel periodo precedente. TESSUTO ADIPOSO Un tessuto di scorte energetiche In un uomo di 70 Kg il tessuto adiposo pesa in media 14 Kg metà di quello muscolare. Negli obesi può costituire il 70%. 4

5 METABOLISMO DEI CARBOIDRATI 1.Aumento del trasporto del glucosio determinato da un aumento della presenza ematica di insulina 2.Aumento della velocità della glicolisi (fornisce glicerolo per la sintesi dei trigliceridi) 3.Aumento dell attività della via dell esoso monofosfato (HMP). NADPH per la sintesi dei trigliceridi anche se nel tessuto adiposo non è una fonte di primaria importanza. METABOLISMO DEI GRASSI 1.Aumento della sintesi degli acidi grassi molto limitata al contrario la maggior parte degli acidi grassi deriva dalla dieta (chilomicroni) e in quantità più piccola dalle VLDL dal fegato 2.Aumento della sintesi dei triacilgliceroli da acidi grassi: vedi sopra per il glicerolo, poiché gli adipociti non contengono glicerolo chinasi, deriva dal metabolismo del glucosio. 3.Diminuzione della degradazione dei triacilgliceroli. L insulina determina la defosforilazione della lipasi ormone sensibile inattivandola. 5

6 MUSCOLO SCHELETRICO A RIPOSO A riposo il consumo di ossigeno nel muscolo è il 30% del consumo totale ma può arrivare al 90% nell esercizio fisico intenso Metabolismo dei carboidrati 1.Aumento del trasporto del glucosio insulina dipendente. Nel periodo seguente all assorbimento di glucosio i muscoli a riposo adoperano come combustibile corpi chetonici e grassi 2.Aumento della sintesi del glicogeno METABOLISMO DEI GRASSI Derivano dai chilomicroni e dalle VLDL tuttavia in questo periodo il muscolo adopera glucosio come fonte primaria METABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI 1.Aumento della sintesi proteica. Sostituzione delle proteine degradate nel periodo precedente. 2.Aumento dell assunzione di a.a. a catena ramificata. Gli a.a. a catena ramificata, leucina, isoleucina e valina sfuggono al metabolismo epatico e sono assunti dal muscolo per la sintesi proteica o come fonti di energia 6

7 L ENCEFALO L encefalo consuma (a riposo) il 20% dell ossigeno dell ossigeno totale e consuma energia a ritmo costante METABOLISMO DEI CARBOIDRATI L encefalo non possiede scorte significative di glicogeno per cui dipende quasi esclusivamente dalla disponibilità di glucosio ematico Relazione tra i tessuti durante il periodo di assorbimento 7

8 IL DIGIUNO In assenza di cibo, i livelli plasmatici di glucosio, a.a. e triacilgliceroli diminuiscono; contemporaneamente decresce la secrezione di insulina mentre aumenta la liberazione di glucagone. L esigenza di mantenere il livello di glucosio ematico tale da sostenere il metabolismo di tutti i tessuti che adoperano questo zucchero e la necessità di mobilizzare gli a. grassi dal tessuto adiposo per tutti gli altri tessuti che possono utilizzarli, mette in moto uno scambio di substrati tra il fegato, il tessuto adiposo, muscolare e l encefalo. Scorte energetiche in un individuo normale di 70 Kg. Nel digiuno il metabolismo è controllato da: 1.Disponibilità dei substrati ( che si rendono disponibili dai processi degradativi) 2.Attivazione o inibizione allosterica di enzimi 3.Modificazioni covalenti di enzimi 4.Induzione o repressione della sintesi degli enzimi. 8

9 METABOLISMO DEI CARBOIDRATI IL FEGATO DURANTE IL DIGIUNO Ha il compito di sintetizzare e di distribuire le molecole combustibili ad altri organi. METABOLISMO EPATICO METABOLISMO EXTRAEPATICO O PERIFERICO 1. Aumento della demolizione del glicogeno. Mobilizzazione delle riserve determinate dal glucagone 2. Aumento della gluconeogenesi. La gluconeogenesi comincia da quattro a sei ore dopo un pasto e raggiunge la massima attività quando le scorte di glicogeno sono esaurite. Importante sia nel digiuno notturno che nel digiuno prolungato. METABOLISMO DEI GRASSI 1.Aumento dell ossidazione degli acidi grassi. Fonte principale di energia per il fegato 2.Aumento della sintesi dei corpi chetonici. Capacità di sintesi dei corpi chetonici esclusiva del fegato. Avviene durante i primi giorni di digiuno 9

10 Tessuto adiposo durante il digiuno METABOLISMO DEI CARBOIDRATI Il trasporto di glucosio nelle cellule e il conseguente catabolismo è depresso a causa del basso livello di insulina ematica. METABOLISMO DEI GRASSI 1.Aumento della degradazione dei triacilgliceroli, dovuta all attività dell adrenalina ma soprattutto della noradreanalina liberate dalle terminazioni simpatiche. 2.Aumento della liberazione degli acidi grassi che sono rilasciati e trasportati grazie all albumina 3.Diminuzione dell assunzione degli acidi grassi 10

11 MUSCOLO SCHELETRICO A RIPOSO DURANTE IL DIGIUNO Il muscolo a riposo utilizza gli acidi grassi come fonte principale di energia METABOLISMO DEI CARBOIDRATI Il trasporto e il metabolismo dello zucchero sono depressi METABOLISMO DEI LIPIDI Durante le prime due settimane il muscolo utilizza i lipidi come combustibile e i corpi chetonici. Dopo tre settimane diminuisce l utilizzo dei corpi chetonici a favore degli acidi grassi METABOLISMO DELLE PROTEINE Durante i primi giorni rapida demolizione delle proteine che fornisce al fegato a.a. da utilizzare per formare glucosio. Dopo varie settimane la demolizione si riduce perché c è meno necessità di glucosio perche l encefalo comincia ad adoperare i corpi chetonici 11

12 METABOLISMO DELL ENCEFALO Nei primi giorni utilizza glucosio nel digiuno protratto i corpi chetonici. P. Champe, R. Harvey, D. R. Ferrier, LE BASI DELLA BIOCHIMICA, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright

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