Apparato digerente. Quantità Secrezione. Composizione. giornaliera (L) Saliva Amilasi, bicarbonato. Succo gastrico Succo pancreatico

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1 Apparato digerente Quantità Secrezione giornaliera (L) ph Composizione Saliva Amilasi, bicarbonato Succo gastrico Succo pancreatico Pepsinogeno, HCl, fattore intrinseco Tripsinogeno, chimotripsinogeno, enterochinasi, carbossipeptidasi, lipasi, amilasi, maltasi, nucleasi, bicarbonato Bile Sali e pigmenti biliari, colesterolo Succo enterico Aminopeptidasi, maltasi, saccarasi, lattasi

2 Struttura del pancreas Ghiandola esocrina ed endocrina: la porzione esocrina secerne enzimi digestivi la porzione endocrina secerne gli ormoni insulina e glucagone capillare isola di Langherans cellula acinare canalicoli intercellulari dotto intralobulare dotto intercalare cellule centroacinari Cellula centracinare cellula acinare zimogeno Golgi rer

3 Zuccheri Carboidrati Polisaccaridi Legame a(1-6) glicosidico isomaltasi a-amilasi b-amilasi Legame a(1-4) glicosidico Amilopectina (piante) Glicogeno (animali)

4 L insulina è un ormone prodotto dalla parte endocrina del pancreas e ha un effetto ipoglicemizzante

5 Il glucosio entra dentro le cellule per mezzo di una proteina detta Trasportatore del glucosio (Glut) Esistono vari tipi di Glut (Glut1, Glut2, Glut3, Glut4) che differiscono per l affinità per il glucosio e per la sensibilità all insulina Il Glut4 viene mobilitato dall insulina

6 Effetti dell insulina sulle cellule bersaglio iperglicemia Pancreas cellule b glucosio tessuto adiposo rilascio di insulina glucosio mg/dl glucosio glut4 glucosio muscolo glucosio cervello glut3 glut2 glucosio L insulina fa diminuire la glicemia perché stimola l ingresso del glucosio negli adipociti e nei miociti, tramite il trasportatore Glut4, che è sotto il suo controllo fegato

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8 Il glucosio appena entra dentro la cellula viene immediatamente fosforilato A cosa serve? a impedire che esca dalla cellula a renderlo più reattivo

9 Effetti dell insulina sulle cellule bersaglio iperglicemia Pancreas cellule b aumenta sintesi glicogeno glucosio-6p rilascio di insulina glucosio-6p glut4 tessuto adiposo glucosio muscolo glucosio-6p glut3 glut2 glucosio-6p aumenta glicolisi cervello aumenta sintesi glicogeno fegato

10 glucosio glucosio-6-fosfato glicolisi glicogenosintesi ATP + glicogeno materiale di riserva nel fegato e nel muscolo Precursori degli acidi grassi

11 I fase investimento energetico II fase recupero energetico O C H 2ATP C O O - HCOH O CO ATP CH 2 O P - O - O NADH CH 3 glucosio ATP O H C HCOH CH 2 O O P - O 2ATP NADH C O O - CO CH 3 - O 3-fosfogliceraldeide acido piruvico

12 Come viene regolata la glicolisi La glicolisi è controllata sia a livello metabolico, dalla carica energetica della cellula, che a livello ormonale, dall insulina ADP, AMP + Fosfofruttochinasi-1 - ATP citrato

13 2. In presenza di ossigeno e mitocondri il NADH viene riossidato dalla catena respiratoria 1.Il NADH deve essere riossidato per poter mandare avanti la glicolisi, la sua quantità nelle cellule è limitante perché contiene una vitamina 3. In assenza di ossigeno il NADH sarà riossidato dalla fermentazione lattica

14 Glicolisi anaerobia La reazione della lattato deidrogenasi CH 3 C O + C O - NADH + H + LDH-5 e -4 LDH-1 e -2 C H 3 CHOH - C O + NAD + piruvato lattato Serve a riossidare NADH in assenza di ossigeno Il NAD + verrà utilizzato dalla gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi nella glicolisi

15 glucosio glucosio-6-fosfato glicolisi glicogenosintesi ATP glicogeno materiale di riserva nel fegato e nel muscolo

16 Sintesi del glicogeno Glicogeno sintasi O CH 2 OH H O H OH H OH H OH UDP-glucose H O legame anidridico ad alto contenuto energetico O P O O O P O O CH 2 H H OH O O HN H N H OH L insulina stimola l attività della glicogeno sintasi

17 Effetti del glucagone sulle cellule bersaglio ipoglicemia Pancreas cellule a rilascio di glucagone aumenta scissione glicogeno glucosio-6p tessuto adiposo glucosio muscolo glut2 glucosio glucosio-6p aumenta scissione glicogeno Il glicogeno muscolare non contribuisce al mantenimento della glicemia perché il muscolo non esprime la glucosio-6p fosfatasi fegato

18 glucosio glucosio-6-fosfato glicolisi glicogenolisi glicogenosintesi ATP glicogeno materiale di riserva nel fegato e nel muscolo

19 GLICOGENOLISI

20 Effetti del glucagone sulle cellule bersaglio ipoglicemia Cellule a rilascio di glucagone aumenta scissione glicogeno glucosio-6p tessuto adiposo glucosio muscolo glut2 glucosio aumenta gluconeogenesi aumenta scissione glicogeno fegato

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22 GLUCONEOGENESI Sintesi di GLUCOSIO a partire da materiale non glucidico proteine CH 3 CHNH 2 CH 3 HCOH muscolo globuli rossi CH 2 OH CHOH trigliceridi C O O - C O O - CH 2 OH alanina acido lattico glicerolo CH 3 CO glucosio C O O - acido piruvico

23 Iperglicemia Ipoglicemia insulina glucagone insulina + glicolisi glucosio glucosio-6-fosfato glucagone + glicogenolisi glucagone + gluconeogenesi insulina + glicogenosintesi sostanze di natura non glucidica ATP glicogeno materiale di riserva nel fegato e nel muscolo Omeostasi del glucosio

24 Fosforilazione ossidativa glicolisi Schema generale del metabolismo cellulare STADIO 1: Scissione di macromolecole a unità semplici proteine aminoacidi polisaccaridi monosaccaridi trigliceridi acidi grassi e glicerolo STADIO 2: Ossidazione delle unità semplici ad acetilcoa accompagnata dalla produzione di limitate quantità di NADH e di ATP nel citoplasma citoplasma glucosio piruvato acetilcoa ATP NADH bossidazione membrana mitocondriale Ciclo di Krebs STADIO 3: Completa ossidazione dell acetilcoa ad CO 2 e H 2 O accompagnata dalla produzione di grandi quantità di NADH, FADH 2 e di ATP nei mitocondri membrana plasmatica NH 3 Potere riducente NADH, FADH 2 ATP O 2 H 2 O ATP ATP CO 2 Prodotti di rifiuto

25 SINTESI DELL ACETIL CoA legame tioestere ad alta energia di idrolisi Coenzima A

26 Acetyl-CoA+3NAD + +FAD+GDP+P i +2H 2 O CoASH + 3NADH + FADH 2 + GTP + 2CO 2 Ciclo di Krebs ATP, acetilcoa NADH, acidi grassi, intermedi ADP, AMP, NAD+, Ca++

27 Natura anfibolica del Ciclo di Krebs Il ciclo di Krebs è sia una processo catabolico che anabolico Alcune vie biosintetiche utilizzano intermedi del ciclo Gli intermedi sottratti devono essere rimpiazzati

28 Lipidi triacilglicerolo fosfolipide colesterolo estere del colesterolo

29 Digestione dei trigliceridi triacilglicerolo parte idrofilica lipasi acido grasso 2-monoacilglicerolo I trigliceridi vengono idrolizzati dalle lipasi pancreatiche per renderli un po più idrofilici

30 I sali biliari sono molecole amfipatiche, cioè hanno una doppia natura idrofilica e idrofobica: sono l interfaccia tra acqua e grasso Sali biliari e formazione di micelle I sali biliari hanno il compito di emulsionare i grassi, cioè frammentare le grosse gocce lipidiche in gocce sempre più piccole, per permettere l assorbimento dei monoacilgliceroli

31 cistifellea trigliceridi nella dieta Digestione e assorbimento dei trigliceridi 6 Gli acidi grassi vengono riesterificati a trigliceridi per essere depositati adipocita intestino 5 Gli acidi grassi entrano nell adipocita 1 I sali biliari emulsionano i grassi formando micelle miste e le lipasi intestinali digeriscono i trigliceridi a monoacilgliceroli e acidi grassi capillari 4 lipoproteinlipasi La lipoproteinlipasi, presente sulla membrana dei capillari, rilascia acidi grassi e glicerolo enterocita 2 Gli acidi grassi e i monoacilgliceroli vengono assorbiti dalla mucosa intestinale e riconvertiti in trigliceridi 3 chilomicroni I trigliceridi vengono incorporati, con il colesterolo e delle apoliporoteine nei chilomicroni per essere trasportati nel sangue

32 I chilomicroni permettono il trasporto nel sangue dei lipidi provenienti dall intestino Chilomicroni

33 Effetti dell insulina sulle cellule bersaglio aumenta sintesi trigliceridi Cellule b glicerolo + acidi grassi aumenta sintesi glicogeno glucosio-6p rilascio di insulina glucosio-6p glut4 tessuto adiposo glucosio acidi grassi muscolo glut2 glucosio-6p aumenta glicolisi acidi grassi aumenta sintesi trigliceridi aumenta sintesi glicogeno cuore fegato

34 Attivazione dell acido grasso O R C H 2 C H 2 CH 2 C H 2 C acido grasso acile acil CoenzimaA legame ad alto contenuto energetico SCoA OH Il legame con il coenzima A rende l acido grasso più idrosolubile e reattivo

35 aumenta scissione trigliceridi glicerolo acidi grassi Effetti del glucagone sulle cellule bersaglio ipoglicemia Cellule a rilascio di glucagone aumenta scissione glicogeno glucosio-6p tessuto adiposo acidi grassi glicerolo glucosio muscolo glut2 glucosio aumenta gluconeogenesi aumenta scissione glicogeno fegato

36 glucagone L albumina è la più abbondante proteina del sangue è ha un ruolo nel mantenimento dell equilibrio osmotico e nel trasporto di sostanze di natura lipidica

37 Catabolismo degli acidi grassi: b ossidazione R C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 O C SCoA d g b a il CH 2 in posizione b si ossida a C=O R C H 2 C H 2 C C H 2 O R C H 2 C H 2 C O SCoA acilcoa più corto di due atomi di carbonio +CoASH O C SCoA O + C H 3 C SCoA acetilcoa Verrà ossidato nel ciclo di Krebs

38 Attivazione degli acidi grassi CH 3 -(nch 2 )-COOH + ATP + CoA-SH CH 3 -(nch 2 )-CO-S-CoA + AMP + 2P i Trasporto nel mitocondrio carnitina acilcarnitina

39 La b ossidazione verrà ripetuta tante volte finchè l acido grasso verrà completamente trasformato in tutte molecole di acetil-coa

40 b-ossidazione degli acidi grassi

41 b-ossidazione: bilancio di reazione Palmitato (C 16 ) + 7FAD + 7NAD + + ATP 8Acetil CoA + 7FADH 2 + 7NADH,7H + +AMP + 2P i Ciclo di Krebs Catena respiratoria

42 ipoglicemia glucosio-6-fosfato acidi grassi glicolisi b ossidazione piruvato Acetil-CoA chetogenesi ossalacetato L acido ossalacetico tende a decarbossilarsi spontaneamente per cui, nonostante si riformi alla fine del ciclo, deve essere continuamente risintetizzato ex novo a partire dal piruvato proveniente dalla glicolisi Ciclo di Krebs ATP Per poter bruciare completamente gli acidi grassi è necessario bruciare anche glucosio

43 ipoglicemia glucosio-6-fosfato acidi grassi gluconeogenesi b ossidazione piruvato Acetil-CoA chetogenesi In condizioni di ipoglicemia il piruvato e l ossalacetato vengono utilizzati per la sintesi di glucosio e quindi non sono più disponibili per il ciclo di Krebs, che rallenta Per poter recuperare CoA per mandare avanti la b-ossidazione, il fegato sintetizza i corpi chetonici

44 Chetogenesi Sintesi dei corpi chetonici CoA-SH b-ossidazione acido acetaacetico I corpi chetonici sono utilizzati dal cuore e dal cervello in condizioni di ipoglicemia acetone acido b-idrossibutirrico

45 glucosio-6-fosfato glicolisi sintesi acidi grassi acidi grassi b ossidazione piruvato Acetil-CoA chetogenesi ossalacetato Ciclo di Krebs Dall ossidazione del glucosio si ottiene il precursore della sintesi degli acidi grassi e del colesterolo ATP Mangiando molta pasta si ingrassa!!

46 Ruolo centrale dell acetilcoa nel metabolismo carboidrati lipidi proteine acetilcoa ossidazione corpi chetonici aminoacidi acidi grassi e colesterolo