IL DESTINO METABOLICO DEL GLUCOSIO E LA SUA RILEVANZA NEL DIABETE MELLITO DI TIPO 2
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1 IL DESTINO METABOLICO DEL GLUCOSIO E LA SUA RILEVANZA NEL DIABETE MELLITO DI TIPO 2
2 Ambulatorio Malattie Dismetaboliche 2142 soggetti OGTT
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4 Ambulatorio Malattie Dismetaboliche 2142 soggetti OGTT 1069 NGT 49.9% 444 IFG 20.7% 164 IGT 7.7% 226 IFG/IG T 10.5% 239 DM 11.2%
5 Age-adjusted Percentage of U.S. Adults with Obesity or Diagnosed Diabetes Obesity (BMI 30 kg/m 2 ) O BE S IT IT Y No Data <14.0% % % % >26.0% Diabetes D I A B ET E ES S No Data <4.5% % % % >9.0% CDC s Division of Diabetes Translation. National Diabetes Surveillance System available at
6 IDF. Diabetes Atlas 5 th Ed The Diabetes Epidemic: Global Projections,
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8 RUOLO DECISIVO DEL GLUCOSIO
9 Glucosio come fonte energetica Ci sono enzimi che rompono il glucosio con produzione di energia Quando I carboidrati sono insufficienti Si formano i corpi chetonici (frammenti di grasso) che sono una sorgente alternativa di energia durante il digiuno Ma un eccesso di chetoni può portatre a chetosi: eccesso di acidi nell organismo sono necessari gr di carboidrati al giorno per evitare la chetosi!
10 Forme e riserve di energia 1. Carboidrati 4 Kcal/g Glicogeno 2. Proteine 4 Kcal/g 3. Lipidi 9 Kcal/g Trigliceridi Kg Kcal 1. Glicogeno muscolare 0.3 Kg 1200 Kcal epatico 0.1 Kg 400 Kcal 2. Proteine 6 Kg Kcal 3. Lipidi 12 Kg Kcal
11 Concetti di Metabolismo fabbisogno energetico Glucidi 45-50% Lipidi 35-40% itinerario metabolico presente in tutte le cellule demolizione dei trigliceridi demolizione del glucosio Glicerolo Ac. Grassi Glicolisi (citoplasma) Ciclo di Krebs (mitocondrio) CO2 e H2O non solo a scopo energetico Biosintesi di svariate molecole
12 Metabolismo energetico attori coinvolti 1. Ormoni Insulina Glucagone Fegato e reni 2. Organi Cervello Tessuti muscolare e adiposo fabbisogno energetico è continuo Approvvigionamento alimentare è discontinuo
13 Utilizzo dei substrati energetici tre priorità da rispettare 1. Assicurare apporto stabile di energia al SNC 2. Conservare le riserve proteiche 3. Rifornire con i pasti le limitate riserve di glicogeno epatico e muscolare
14 Metabolismo dei carboidrati 1/3 del glicogeno si trova nel fegato 1. Con il pasto si introduce glucosio 2. Extra-glucosio condensato in glicogeno nel fegato 3. Quando il glucosio scende, il glicogeno viene idrolizzato a glucosio Tuttavia il glicogeno è ingombrante, non può essere immagazzinato in grande quantità: serve come energia a breve termine! E il grasso che sopperisce all energia a lungo termine!
15 Metabolismo dei lipidi I lipidi ci danno 2X l energia di carboidrati e proteine Enorme capacità di accumulo nel tessuto adiposo Il grasso del cibo è convertito in grasso corporeo da vari processi metabolici Enorme globulo centrale di puro grasso
16 Durante il periodo interprandiale il grasso sopperisce al 60% dell energia necessaria La % aumenta se attività Quando necessario I grassi (Tg) vengono scissi a glicerolo e acidi grassi nel circolo dove sono facilmente disponibili per le cellule
17 Metabolismo delle proteine Elevato turnover delle proteine Constante fabbricazione e rottura delle proteine Si genera un pool di aminoacidi 1. che possono essere usati per fabbricare proteine 2. o per fabbricare altri aminoacidi 3. o deaminati (privati dell azoto, così il carbonio) destinato a formare grasso e anche glucosio pasti ricchi di proteine possono causare aumento di peso!
18 IL DESTINO METABOLICO DEL GLUCOSIO
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20 La glicolisi È una via metabolica molto antica, presente in tutte le forme viventi Si compie nel citoplasma cellulare Ricava energia dalla trasformazione del glucosio (6C) a piruvato (3C) Prodotti finali: ac. piruvico, NADH, ATP Il guadagno energetico è di due molecole di ATP con la formazione di acido piruvico che contiene ancora molta dell energia iniziale del glucosio
21 Destini metabolici dell acido piruvico
22 È un insieme di sequenze cicliche Avviene nella matrice mitocondriale Molti prodotti intermedi vengono impiegati in altre vie metaboliche Il ciclo di Krebs
23 La fosforilazione ossidativa È un insieme di reazioni che porta alla liberazione di energia sotto forma di ATP Avviene nelle creste mitocondriali L idrogeno proveniente dal ciclo di Krebs si lega all ossigeno per formare acqua
24 Il metabolismo dei carboidrati
25 GLICOLISI
26 Ciclo di Krebs o dell acido citrico
27 Il metabolismo durante l alimentazione Insulina Glucagone glucosio 130 mg/dl non-insulino dipendente insulino-dipendente glicogeno glucosio glucosio piruvato FFA alanina lattato
28 Schematic representation of the cellular fate of glucose showing the major metabolic pathways: glucose 1. transport Ingresso and phosphorylation, del glucosio glycolysis, e glycogen sua utilizzazione synthesis, pentose phosphate pathway, and hexosamine biosynthesis pathway. 2. Formazione e demolizione del glicogeno Bouché C et al. Endocrine Reviews 2004;25:
29 Il metabolismo glico-lipidico durante eccesso di nutrienti glucosio Lipasi ormono-sensibile TG dei chilomicroni Glut4 piruvato TG delle lipoproteine (VLDL) LPL FFA TG TG glicogeno piruvato FFA
30 G6P R5P NADPH2 INSULINA IN AZIONE piruvato glicerol-p carrier ossalacetato PDH attiva acetil-coa TRIGLICERIDI acil-coa ATP citrato malonil-coa citrato ossalacetato acetil-coa
31 Il metabolismo dopo il digiuno notturno glucosio Insulina Glucagone glucosio ~ 90 mg/dl non-insulino dipendente insulino-dipendente glicogenolisi gluconeogenesi FFA alanina lattato
32 Il metabolismo glico-lipidico durante carenza di nutrienti TG delle lipoproteine (VLDL) LPL TG glicogenolisi glucosio Glut4 Lipasi ormonosensibile gluconeogenesi FFA glicerolo
33 INSULINA NON IN AZIONE Funzionale finchè disponibile glucosio per piruvato G6P Acidi grassi piruvato acil-carnitina carrier acil-coa PDH inattiva acil-coa ossalacetato acetil-coa ATP citrato
34 INSULINA NON IN AZIONE Quando non disponibile sufficiente glucosio per piruvato G6P Acidi grassi aminoacidi piruvato acil-carnitina acil-coa carrier Si attiva proteolisi PDH inattiva acil-coa ossalacetato acetil-coa ATP citrato acetoacetato acetoacetato
35 Il metabolismo nel digiuno prolungato chetoni glucosio Insulina Glucagone glucosio glucosio 55 mg/dl non-insulino dipendente insulino-dipendente gluconeogenesi chetoni chetogenesi alanina glutamina FFA lattato
36 Il metabolismo nel diabete scompensato chetoni glucosio Insulina Glucagone glucosio glucosio 800 mg/dl Chetoni non-insulino dipendente insulino-dipendente gluconeogenesi chetogenesi alanina glutamina FFA lattato
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39 HbA1c 7%
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50 Findings of network meta-analysis: effects of exercise and drug interventions compared with control on mortality outcomes in coronary heart disease, stroke, heart failure, and prediabetes. Naci H, and Ioannidis J P A BMJ 2013;347:bmj.f5577
GLICOGENOLISI & GLICOGENOSINTESI
GLICOGENOLISI & GLICOGENOSINTESI ALIMENTARE Glucosio GLUCONEOGENESI GLICOGENOLISI (epatica) Glicemia: 70-90 mg/100ml ~ 5 mm GLICOGENO Nel fegato fino al 6-10% della massa epatica (~100 grammi) Nel muscolo
GLUCONEOGENESI. Sintesi (GENESI) di nuove (NEO) molecole di glucosio
GLUCONEOGENESI Sintesi (GENESI) di nuove (NEO) molecole di glucosio CATABOLISMO ANABOLISMO OSSIDAZIONI Produzione di ATP RIDUZIONI Consumo di ATP La GLUCONEOGENESI è un PROCESSO ANABOLICO La gluconeogenesi
SECREZIONE DI INSULINA:
SECREZIONE DI INSULINA: O Ca ++ VGCC K-ATP GLUT2 Ca ++ K + O Ca ++ HK I P GK ATP O ADP piruvato acidi grassi corpi chetonici aminoacidi secretina glucagone incretine: colecistochinina (CCK) peptide inibitore
Metabolismo degli amminoacidi. Ciclo dell urea
Metabolismo degli amminoacidi Ciclo dell urea Biosintesi di amminoacidiporfirine, creatina, carnitina, ormoni, nucleotidi Gli amminoacidi possono subire una degradazione ossidativa in 3 diverse situazioni
METABOLISMO DEL GLICOGENO
METABOLISMO DEL GLICOGENO Struttura del glicogeno DEMOLIZIONE DEL GLICOGENO: GLICOGENOLISI 1) distacco progressivo di unità glucosidiche con formazione di glucosio-1- fosfato: enzima: glicogeno fosforilasi
Respirazione cellulare
Respirazione cellulare L equazione generale della respirazione C 6 H 12 O 6 + 6 O 2! 6 CO 2 + 6 H 2 O + 36 ATP 1 molec zucchero 6 molec ossigeno 6 molec anidride carbonica 6 molec acqua + = + + 36 molecole
SISTEMI ENERGETICI. L ATP privato di uno dei suoi 3 radicali fosforici diventa ADP (adenosindifosfato).
SISTEMI ENERGETICI LE FONTI ENERGETICHE MUSCOLARI I movimenti sono resi possibili, dal punto di vista energetico, grazie alla trasformazione, da parte dei muscoli, dell energia chimica ( trasformazione
di glucosio da parte di tutte le cellule, facilitandone il trasporto transmembranario 2. aumenta l utilizzazione
non c Ormone ipoglicemizzante, causa un forte abbassamento della glicemia (70-100 mg/100 ml) perché esalta i processi responsabili della sottrazione di glucosio dal sangue e inibisce i processi responsabili
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Mais, riso, patate, granozucchero di canna o barbabietola Latte da zucchero Polisaccaride Amido - - Disaccaride Maltosio Saccarosio Lattosio
Abbiamo visto che i carboidrati sono la principale fonte di energia nell'alimentazione umana. Nella nostra dieta, sono sopratutto presenti nella forma di amido, ma anche il saccarosio è presente in una
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