GLICOGENOLISI & GLICOGENOSINTESI
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- Giorgina Emma Murgia
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1 GLICOGENOLISI & GLICOGENOSINTESI
2 ALIMENTARE Glucosio GLUCONEOGENESI GLICOGENOLISI (epatica) Glicemia: mg/100ml ~ 5 mm
3 GLICOGENO Nel fegato fino al 6-10% della massa epatica (~100 grammi) Nel muscolo scheletrico 1-2% della massa muscolare (~ 400 grammi) Glicogeno epatico: mantenimento della concentrazione ematica del glucosio (periodo iniziale di un digiuno) Glicogeno muscolare: riserva di combustibile per la sintesi di ATP (durante la contrazione muscolare)
4 Glicogeno fosforilasi fosfoglucomutasi
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6
7 Glucosio6-fosfatasi: presente nel fegato, rene, intestino (Km 3mM)
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9 GLUCONEOGENESI
10 La biosintesi del GLUCOSIO è una necessità assoluta in quanto il cervello (oltre 120gr/die), il sistema nervoso, la midollare del rene, i testicoli, gli eritrociti ed i tessuti embrionali utilizzano il glucosio presente nel sangue come unica o principale sostanza nutriente ma non dispongono del corredo enzimatico per la sua sintesi La GLUCONEOGENESI avviene essenzialmente a livello epatico e limitatamente nella corteccia renale (durante il digiuno prolungato, contribuisce per circa il 40% della produzione totale)
11 Ruolo della GLUCONEOGENESI (sintesi di glucosio da composti non glucidici): mantenimento della glicemia per i tessuti che utilizzano esclusivamente o preferibilmente Glucosio (funziona in condizioni di emergenza) utilizzo di molecole come lattato e glicerolo (funzione di recupero)
12 Gluconeogenesi metabolismo essenzialmente EPATICO sintesi di glucosio da precursori di natura non glucidica è necessaria la presenza di una fonte di energia e di unità carboniose per la formazione della molecola di glucosio - L energia deriva dalla β-ossidazione degli acidi grassi rilasciati dal tessuto adiposo - Le unità carboniose.
13 ALANINA
14 Gluconeogenesi (metabolismo citosolico) Richiede la presenza di una fonte di energia e di unità carboniose per la formazione della molecola di glucosio - L energia deriva dalla β-ossidazione degli acidi grassi rilasciati dal tessuto adiposo - Lo scheletro carbonioso deriva principalmente da tre fonti: a. gli amminoacidi derivanti dalle proteine muscolari b. il lattato prodotto nella glicolisi anaerobia c. il glicerolo rilasciato dai trigliceridi durante la lipolisi nel tessuto adiposo e dal d. Propionil CoA derivante dalla β-ossidazione degli acidi grassi a catena dispari e dal metabolismo di alcuni aminoacidi
15 Scheletro carbonioso degli - AMMINOACIDI GLUCOGENICI - Aminoacidi chetogenici
16 Glicolisi (via catabolica) Glucosio + 2Pi + 2ADP + 2NAD à 2piruvato + 2NADH + 2H + + 2ATP + 2H 2 O ΔG = -74kJ/mole ΔG = -63kJ/mole Gluconeogenesi (via anabolica) 2piruvato+ 4ATP + 2GTP + 2NADH + 2H + + 6H 2 O -----à Glucosio + 4ADP + 2GDP + 6Pi + 2NAD + ΔG = -38kJ/mole ΔG = -16kJ/mole
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19 Le tappe irreversibili della gluconeogenesi Le tappe irreversibili della glicolisi
20 La carbossilazione del piruvato e l azione della PEP carbossichinasi N.B. In entrambi i casi è assicurata alla gluconeogenesi la presenza di NADH la cui concentrazione a livello citosolico è bassa
21 La piruvato carbossilasi è un enzima mitocondriale mentre gli altri enzimi della via gluconeogenica sono citosolici L ossalacetato viene trasportato nel citosol dopo essere stato ridotto a malato con produzione di NAD + Il malato trasportato nel citosol viene riossidato ad ossalacetato con produzione di NADH PEPCK Fosfoenolpiruvato
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23 (2 ATP e 2 GTP) Consumo Totale 4 ATP e 2 GTP 2x 1,3 BPG à 2 G3P 2 NADH
24 L energia necessaria al processo di GLUCONEOGENESI proviene principalmente dalla β-ossidazione degli acidi grassi
25 ma nel FEGATO la velocità della GLICOLISI e della GLUCONEOGENESI è controllata dai livelli ematici del GLUCOSIO
26 Regolazione reciproca della gluconeogenesi e della glicolisi nel fegato Ciclo di Krebs se la cellula è in deficit energetico
27 Primo punto di controllo che determina il destino del piruvato nei mitocondri
28 - LATTATO muscolo scheletrico in contrazione, globuli rossi Ciclo di Cori: ciclo metabolico di integrazione funzionale fra muscolo e fegato tramite il sangue in intensa attività contrattile
29 CICLO DI CORI Il lattato prodotto dalla GLICOLISI nel MUSCOLO viene trasportato mediante il sistema circolatorio nel FEGATO, dove viene convertito in glucosio attraverso la GLUCONEOGENESI. Il circolo sanguigno riporta il glucosio al muscolo, dove può essere riutilizzato e/o conservato sotto forma di glicogeno
30
31 (Fegato/Muscolo) Ciclo del Glucosio-Alanina
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
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GLUCONEOGENESI SINTESI DI NUOVO GLUCOSIO A PARTIRE DA FONTI NON GLUCIDICHE L UOMO CONSUMA QUASI 160 g DI GLUCOSIO AL GIORNO 75% DI TALE GLUCOSIO E NEL CERVELLO I FLUIDI CORPOREI CONTENGONO SOLO 20 g DI
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CONTROLLO ORMONALE DEL METABOLISMO GLUCIDICO DA PARTE DI GLUCAGONE, ADRENALINA E INSULINA QUESTI ORMONI REGOLANO IL FLUSSO DEI METABOLITI NELLA GLICOLISI, NELLA GLICOGENO-SINTESI, NELLA GLIGENO-LISI E
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Degradazione delle proteine della dieta Catabolismo degli aminoacidi LE PROTEINE DELLA DIETA SONO DEGRADATE ENZIMATICAMENTE AD AMINOACIDI LIBERI L ingresso di una proteina nello stomaco stimola la mucosa
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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
dieta vengono convertiti in composti dei corpi chetonici.
Metabolismo degli aminoacidi Metabolismo degli aminoacidi Gli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti precursori del glucosio, degli acidi grassi e dei corpi chetonici.
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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Metabolismo degli amminoacidi Gli amminoacidi derivati in gran parte dalla degradazione delle proteine della dieta o intracellulari possono essere ossidati per generare e energia. La quantità di energia
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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
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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
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Metabolismo: Introduzione METABOLISMO Insieme delle reazioni chimiche coordinate e integrate che hanno luogo in tutte le cellule C A T A B O L I S M O Ossidazioni esoergoniche Alimenti: Carboidrati Lipidi
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IL DESTINO METABOLICO DEL GLUCOSIO E LA SUA RILEVANZA NEL DIABETE MELLITO DI TIPO 2 Ambulatorio Malattie Dismetaboliche 2142 soggetti OGTT Ambulatorio Malattie Dismetaboliche 2142 soggetti OGTT 1069 NGT
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Si possono suddividere in: LIPIDI DI DEPOSITO: si accumulano nelle cellule del tessuto adiposo, sono una riserva energetica, mantengono costante la temperatura del corpo (termogenesi) LIPIDI STRUTTURALI:
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Regolazione del metabolismo del glucosio Regolazione coordinata di glicolisi e gluconeogenesi Glicolisi e gluconeogenesi sono regolate in modo reciproco La regolazione è a livello dei punti di deviazione
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