Metabolismo glucidico
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- Margherita Raimondi
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1 Metabolismo glucidico
2 Digestione degli zuccheri a-amilasi salivare e pancreatica maltotrioso destrina maltosio glucosio lattosio amido saccarosio maltosio maltotrioso destrine lattasi maltasi oligosaccaridasi saccarasi superficie luminale degli enterociti galattosio glucosio fruttosio
3 Utilizzazione del glucosio glucosio grassi glicogeno riserva utilizzazione a scopi energetici via dei pentoso fosfati ribosio-5-fosfato glucosio-6-fosfato gluconeogenesi glicolisi piruvato
4 Il glucosio viene trasportato dentro le cellule con un meccanismo di diffusione facilitata in favore di gradiente, che utilizza trasportatori proteici della membrana plasmatica, i GLUT (GLUcose Transportes). Nel fegato, nel cervello e negli eritrociti il trasporto è indipendente da insulina. Nel muscolo e nel tessuto adiposo il trasporto è dipendente da insulina. L insulina favorisce il reclutamento dei GLUT sulla membrana plasmatica
5 sangue dopo i pasti epatocita insulina R nucleo sintesi del glicogeno induzione + glucosio glucosio glucochinasi ATP ADP glucosio-6p + glicolisi
6 L insulina è un ormone ipoglicemizzante secreto dalle cellule b delle isole di Langerhans del pancreas. L insulina favorisce l utilizzazione del glucosio da parte del fegato, attivando la glicolisi e la glicogenosintesi. L insulina favorisce anche l ingresso del glucosio nell adipocita, indirizzandolo verso la glicolisi, e nel muscolo, indirizzandolo verso la glicogenosintesi.
7 Glicolisi E una via metabolica di ossidazione parziale del glucosio, presente nel citoplasma di tutte le cellule. Da una molecola di glucosio (6 C) si ottengono due molecole di acido piruvico (3 C). La degradazione del glucosio è accompagnata da produzione di ATP e di NAD ridotto. Gli equivalenti riducenti del NAD possono raggiungere la catena respiratoria del mitocondrio ed essere trasferiti fino all ossigeno, che viene ridotto ad 2 O. Al trasferimento di elettroni è accompagnata la produzione di ATP.
8 O O C 2 O O O O O 2- C 2 OPO 3 O O O 2- O 3 P O C 2 O O O O ATP ADP O glucosio esochinasi glucochinasi glucosio-6-p glucosio-6-p isomerasi C 2 O fruttosio-6-p O Fase di attivazione del glucosio a spese di ATP 2- O 3 P O C 2 O 3 POC 2 O O O C 2 OPO 3 O O ATP ADP 2-2- O O O O C 2 O fruttosio-6-p O fosfofruttochinasi fruttosio-1,6-dip
9 Fase ossidativa fruttosio-1,6-dip (forma aperta) O C 2 O P C O C C O C O C 2 O P gliceraldeide-3-p Pi NAD + NAD+ + C O C O C 2 O P Pi trioso-fosfato isomerasi aldolasi C 2 O P C O C 2 O DAP NAD + gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi NAD+ + ~ O O P C C O C 2 O P 1,3-diP-glicerato
10 Fase ossidativa: 1 fosforilazione a livello del substrato ~ O O P C C O C 2 O P ADP ADP 1,3-diP-glicerato COO - C O C 2 O P 3-P-glicerato fosfoglicerato chinasi fosfoglicerato mutasi ATP COO ATP - C O C 2 O P 3-P-glicerato CO O - C O P C 2 O 2-P-glicerato
11 2 fosforilazione a livello del substrato CO O - C O P C 2 O 2-P-glicerato enolasi 2 O 2 O CO O - piruvato chinasi C O P ~ C 2 ADP ATP fosfoenolpiruvato COO- C O C 3 piruvato
12 anaerobiosi citoplasma COO- C O C 3 lattato deidrogenasi NAD+ + NAD + O COO- C C 3 piruvato lattato NAD + CoAS piruvato deidrogenasi mitocondrio NAD+ + O C ~ S Co A + CO 2 aerobiosi C 3 acetil-coa
13 Glicolisi Fase 1: consumo di ATP (3 C) (6 C) glucosio + ATP esochinasi glucochinasi glucosio -6P + ADP isomerasi fruttosio-6p ATP ADP fosfofruttochinasi fruttosio-1p,6p aldolasi (3 C) gliceraldeide-3p + diidrossiacetone-3p (DP)
14 Fase 2: produzione di ATP gliceraldeide-3p DP NAD + NAD + ADP+P ATP deidrogenasi acido-3-fosfoglicerico isomerasi acido-2-fosfoglicerico enolasi acido fosfo enolpiruvico ADP ATP chinasi piruvato chinasi acido piruvico x 2
15 Tab Bilancio energetico della glicolisi aerobia Tappa glucosio fruttosio-1,6-p fruttosio-1,6-p 2 piruvato 2 NAD+ + 2 NAD + 2 piruvato 2 acetil-coa + 2 CO 2 2 acetil-coa 4 CO 2 ATP/glucosio ossidato ATP L ossidazione completa del glucosio (C 6 12 O 6 ) a 6 CO O avviene con una resa netta di molecole di ATP
16 sangue dopo i pasti epatocita insulina R nucleo sintesi del glicogeno induzione + glucosio glucosio glucocinasi ATP ADP glucosio-6p + glicolisi
17 IL GLICOGENO legami a-1,4-glicosidici C 2 O C 2 O O O O O O O O O O legame a-1,6-glicosidico C 2 O C 2 O C 2 C 2 O O O O O O O O O O O O O O O O O O legami a-1,4-glicosidici
18 La molecola di glicogeno offre numerosi punti di accrescimento e di degradazione, rappresentati dalle estremità non riducenti della molecola
19 I depositi più significativi sono quelli del fegato e del muscolo. Fegato- Il glicogeno del fegato ( g per fegato) può variare notevolmente. Costituisce la riserva di glucosio per l intero organismo e mantiene costante la glicemia. Muscolo- Il glicogeno dei muscoli viene utilizzato dal muscolo stesso per fornire l energia necessaria alla contrazione.
20 Glicogenosintesi E la via metabolica attraverso la quale una quota del glucosio-6p viene immagazzinata sotto forma di glicogeno. G-6P G-1P G-1P + UTP UDP-G + glicogeno glucosio n glicogenosintetasi UDP-G + PP glicogeno glucosio (n+1) Il glicogeno verrà demolito a riformare glucosio-6p nella successiva fase di digiuno.
21 O C 2 O P O O O glucosio-6-p glicogeno n UDP-glucosio O C 2 O fosfoglucomutasi glicogeno sintetasi O O O O O P glucosio-1-p uridina P ~ P ~ P (UTP) UDP glicogeno n + 1 gucosio-1-p uridiltransferasi 2 Pi C 2 O C 2 O O C 2 O O 1 O O P ~ P uridina O UDP-glucosio O 4 O O 1 O O 4 O O 1 O legame a-1,4-glicosidico O
22 dopo i pasti epatocita insulina R glicogeno sintetasi a P + glicogeno sintetasi b attiva G-6P G-1P UDP-glucosio glicogeno n+1 UTP PP
23 sangue dopo i pasti epatocita insulina R + glucosio-6p non immagazzinato in glicogeno glicolisi tessuto adiposo VLDL acido piruvico acetil-coa trigliceridi acidi grassi
24 GLICOGENOLISI È la via metabolica che degrada il glicogeno a glucosio-6- fosfato Glicogeno fosforilasi Glicogeno (n)+ 3 PO 4 glicogeno (n-1) + Glucosio-1-P Isomerasi Glucosio-1-fosfato Glucosio-6-fosfato
25 sangue digiuno: glicogenolisi epatocita glucagone R ATP glicogeno fosforilasi (inattiva) glicogeno camp + glicogeno fosforilasi-p (attiva) glucosio glucosio fosfatasi glucosio-6p Il glucagone è un ormone iperglicemizzante secreto dal pancreas
26 glicogeno n Pi glicogeno fosforilasi attiva glicogeno n - 1 C 2 O O O O O P O glucosio-1-p fosfoglucomutasi C 2 O P O O O O O glucosio-6-p glucosio-6-p fosfatasi Pi glucosio
27 camp
28 sangue digiuno: gluconeogenesi glucagone epatocita R ATP camp amminoacidi glucogenetici + glucosio G-6P via inversa della glicolisi acido piruvico o intermedi ciclo di Krebs
29 Trasformazione del piruvato in fosfoenolpiruvato 1.
30 Trasformazione del piruvato in fosfoenolpiruvato 2.
31
32 Il fegato ha un ruolo fondamentale nella regolazione della glicemia. Dopo i pasti, tramite l azione dell insulina, contribuisce all abbassamento della glicemia, assumendo glucosio dal sangue ed utilizzandolo a scopi energetici e per la sintesi di glicogeno e di grassi. Lontano dai pasti, tramite l azione del glucagone, favorisce l innalzamento della glicemia: 1. Attingendo alla sua riserva di glicogeno per riformare glucosio. 2. Operando la trasformazione di amminoacidi glucogenetici in glucosio.
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Utilizzo del glucosio: la glicolisi GLUCOSIO Sistema rapido, reversibile, GLICOLISI avviene anche in assenza di ossigeno. Produce poca energia OSSIDAZIONE PIRUVATO Fermentazione LATTATO ACETATO CICLO DI
METABOLISMO DEL GLICOGENO
METABOLISMO DEL GLICOGENO GLICOGENO: Polisaccaride di riserva del regno animale Organi principali: FEGATO MUSCOLO SCHELETRICO Glicogeno Glucosio Glucosio-6P Via del pentoso fosfato Glucosio Fruttosio-6P
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DEGRADAZIONE di polisaccaridi (glicogeno epatico, amido o glicogeno dalla dieta) Glucosio GLUCONEOGENESI (sintesi da precursori non glucidici) 1 2 Il glucosio viene trasportato all interno della cellula
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METABOLISMO del GLUCOSIO: GLUCONEOGENESI e VIA DEI PENTOSI Glicolisi: Glucosio Glucosio Piruvato Piruvato Gluconeogenesi La Glicolisi (dal greco glykys dolce e lysis scissione) E` la via metabolica che
La quantità di glu presente nei liquidi extracellulari è di circa 20g, 80kcal.
I principali nutrienti metabolici sono il glucosio e gli acidi grassi. In circostanze normali il glucosio è l unico nutriente che possa essere utilizzato dal cervello. E anche utilizzato preferenzialmente
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Il NADH prodotto in questa reazione DEVE essere ri-ossidato affinché la glicolisi non si fermi (2 x) (2 x) Gliceraldeide 3-fosfato Fosfato inorganico Gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi Reazione di ossidoriduzione:
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Ruolo del fegato nella nutrizione Centro di distribuzione dei nutrienti per tutti gli altri organi Annulla le fluttuazioni del metabolismo determinate dall assunzione intermittente del cibo Funge da deposito
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GLUCOSIO ESOCHINASI (costitutivo) inibizione feed-back GLUCOCHINASI (induttivo) GLUCOSIO-6-FOSFATO ISOMERASI - 2 FRUTTOSIO-6-FOSFATO FOSFOFRUTTOCINASI allosterico reg +: e Fr-2,6-dP reg -:, citrato FRUTTOSIO-1,6-DIFOSFATO
Apparato digerente. Quantità Secrezione. Composizione. giornaliera (L) Saliva Amilasi, bicarbonato. Succo gastrico Succo pancreatico
Apparato digerente Quantità Secrezione giornaliera (L) ph Composizione Saliva 1 6.5 Amilasi, bicarbonato Succo gastrico Succo pancreatico 1-3 1.5 Pepsinogeno, HCl, fattore intrinseco 1 7-8 Tripsinogeno,
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Metabolismo Attività cellulare altamente coordinata svolta da sistemi multienzimatici, con i seguenti scopi: ottenere energia chimica dall ambiente attraverso la degradazione di nutrienti operare la sintesi
Connessioni. Le cellule cardiache sono unite tra loro da parti più ispessite del sarcolemma dette: Gap - junction
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fornire energia chimica in vettori attivati ATP e NADH e NADPH e FADH.
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LE MOLECOLE BIOLOGICHE O BIOMOLECOLE Costituiscono le strutture presenti negli organismi viventi GLICIDI o ZUCCHERI o CARBOIDRATI Caratteristiche: Sono composti chimici costituiti da carbonio, idrogeno
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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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METABOLISMO CELLULARE Struttura dell ATP (Adenosintrifosfato) Adenina (base azotata), Ribosio (zucchero) e un gruppo fosforico ATP Il legame covalente tra i gruppi fosforici si spezza facilmente liberando
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GLICOGENO POLISACCARIDI La maggior parte dei carboidrati che si ritrovano in natura sono polimeri ad alto peso molecolare chiamati polisaccaridi L u n i t à m o n o s a c c a r i d i c a p i ù frequente
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DEGRADAZIONE di polisaccaridi (glicogeno epatico, amido o glicogeno dalla dieta) Glucosio GLUCONEOGENESI (sintesi da precursori non glucidici) La gluconeogenesi utilizza il piruvato e altri composti a
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