Gluconeogenesi. Sintesi de-novo di glucosio

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Gluconeogenesi. Sintesi de-novo di glucosio"

Biaggio Mancini
5 anni fa
Visualizzazioni

1 Gluconeogenesi Sintesi de-novo di glucosio

2 La gluconeogenesi garantisce il mantenimento dei livelli di glucosio nel sangue anche per molto tempo dopo l assorbimento e la completa ossidazione del glucosio alimentare e dopo l utilizzazione del glucosio immagazzinato come glicogeno.

3 GLUCONEOGENESI Confronto tra glicolisi e gluconeogenesi La gluconeogenesi si svolge nel fegato ed in misura minore nei reni. I precursori non glucidici che possono essere convertiti in glucosio, sono: Lattato Piruvato Intermedi ciclo acido citrico Scheletri carboniosi degli amminoacidi. Tutte queste sostanze devono essere convertite in Ossalacetato. Non è semplicemente l inverso della glicolisi

3 reazioni della gluconeogenesi sono specifiche Conversione del piruvato a fosfoenolpiruvato Intermedio ad alta energia La sua decarbossilazione esoergonica fornisce l energia per la sintesi del PEP

4 3 reazioni della gluconeogenesi sono specifiche Conversione del piruvato a fosfoenolpiruvato Intermedio ad alta energia La sua decarbossilazione esoergonica fornisce l energia per la sintesi del PEP PEPCK = PEP carbossichinasi Piruvato carbossilasi ha la Biotina come gruppo prostetico. Proteina tetramerica con subunità identiche di 120 kda, ognuna delle quali ha la biotina come gruppo prostetico.

5 Biotina Trasportatore di CO 2. Nell uomo è un nutriente essenziale. La sua deficienza è rara perché è presente in molti cibi ed è sintetizzato dai batteri intestinali.

8 Reazione della piruvato carbossilasi Composto ad alta energia che ha energia libera tale da carbossilare la biotina Reazioni a2 tappe

12 Meccanismo di reazione della PEPCK

Trasporto del PEP e dell ossalacetato dal mitocondrio al citosol Formazione di Ossalacetato avviene nei mitocondri. Enzimi che trasformano il PEP in glucosio sono citosolici.

13 Trasporto del PEP e dell ossalacetato dal mitocondrio al citosol Formazione di Ossalacetato avviene nei mitocondri. Enzimi che trasformano il PEP in glucosio sono citosolici. Affinchè avvenga la gluconeogenesi, il PEP formato deve passare nel citosol o l ossalacetato deve lasciare i mitocondri per essere trasformato in PEP. PEP è trasportato da proteine trasportatrici di membrana, per l ossalacetato non esiste questo sistema di trasporto diretto quindi è trasformato in malato o nel sistema aspartato-glutammato Sistema navetta

20 Ciclo di Cori o ciclo muscolo-fegato Nei vari tessuti degli animali superiori glicolisi e gluconeogenesi si svolgono in modo differenziato. Nel muscolo gli enzimi della gluconeogenesi hanno attività limitata mentre la glicolisi si svolge attivamente. Nel fegato la situazione è opposta. Pertanto quando il muscolo lavora in anaerobiosi, l acido lattico è riversato Nel sangue e giunge al fegato ritrasformato in glucosio e riportato al muscolo

Il lattato formato nel muscolo viene riciclato in glucosio nel fegato Il Ciclo di Cori Produce rapidamente glucosio Esercizio fisico intenso carenza O2 Glicolisi

21 Il lattato formato nel muscolo viene riciclato in glucosio nel fegato Il Ciclo di Cori Produce rapidamente glucosio Esercizio fisico intenso carenza O2 Glicolisi converte NAD+ in NADH ma Non essendoci O2 per rigenerare NAD+ Con la respirazione cellulare Le grandi quantità di NADH sono riossidate Dalla riduzione di piruvato a lattato

22 La gluconeogenesi è coinvolta in due cicli metabolici di importanza critica per il mantenimento dei livelli di glucosio nel sangue. Il ciclo di Cori (o ciclo del glucosio-lattato) il ciclo dell alanina (o ciclo del glucosio-alanina) dipendono dalla gluconeogenesi epatica e dalla distribuzione e dall utilizzo del glucosio nei tessuti periferici. Entrambi i cicli riforniscono continuamente di glucosio i tessuti che lo richiedono come fonte primaria di energia.

Gli amminoacidi possono fornire atomi di C per la sintesi di glucosio, in quanto il catabolismo degli aa fornisce atomi di C al ciclo degli acidi tricarbossilici, formando ossalacetato (reazioni

24 Gli amminoacidi possono fornire atomi di C per la sintesi di glucosio, in quanto il catabolismo degli aa fornisce atomi di C al ciclo degli acidi tricarbossilici, formando ossalacetato (reazioni anaplerotiche e alimentano la gluconeogenesi) Leu e Lys sono gli unici che non possono essere convertiti in ossalacetato, perchè si convertono direttamente in acetil CoA e negli animali non è presente una via che converte direttamente l acetil CoA in ossalacetato.

25 La gluconeogenesi a partire dagli aa impone al fegato un grosso carico di N Per cui s istaura una stretta relazione tra il Ciclo dell urea e la sintesi di glucosio A partire dagli aa 2Alanina + 10ATP + CO2 Glucosio + urea + 10ADP + Pi

26 Gli acidi grassi a catena pari di atomi di C si degradano completamente in Acetil- CoA.

27 Gli acidi grassi a catena dispari e quelli ramificati si degradano in propionil CoA. Il propionato è un buon precursore della gluconeogenesi.

28 Talvolta si afferma che i grassi non possono essere convertiti in carboidrati. Ciò è vero se ci si riferisce solo agli acidi grassi a catena pari. Ma per grassi in genere si intendono i trigliceridi in cui è presente il glicerolo Che è un ottimo Fornitore di glucosio.

Regolazione gluconeogenesi Se non venisse effettuato nessun controllo metabolico sulla glicolisi e sulla gluconeogenesi la degradazione glicolitica e la sintesi del glucosio potrebbero operare

30 Regolazione gluconeogenesi Se non venisse effettuato nessun controllo metabolico sulla glicolisi e sulla gluconeogenesi la degradazione glicolitica e la sintesi del glucosio potrebbero operare simultaneamente senza alcun beneficio per la cellula ma solo un cospicuo consumo di ATP Per cui le 2 vie si controllano reciprocamente: la glicolisi è inibita quando la gluconeogenesi è attiva La regolazione di queste 2 vie dipende dallo stato energetico della cellula: Basso, il glucosio è degradato Alto, il glucosio è sintetizzato e immagazzinato

31 Regolazione gluconeogenesi Siti regolazione gluconeogenesi Nella glicolisi sono Regolati i 3 enzimi Delle reazioni esoergoniche La gluconeogenesi è regolata da meccanismi allosterici ed a livello del substrato

32 [AMP] alta inibisce gluconeogenesi Attiva la glicolisi [acetil CoA] alta Vuol dire che energia cellulare è alta quindi Si può sintetizzare e immagazzinare il glucosio [acetil CoA] bassa Attività piruvato chinasi e deidrogenasi aumenta E aumenta flusso TCA e l energia cellula aumenta

33 Fruttosio-2,6-bisfosfato è anche un inibitore Della fruttosio-1,6-bifosfatasi in presenza Di AMP

34 Il controllo ormonale della gluconeogenesi

Documenti analoghi

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