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Margherita Ruoppolo » 15.Gluconeogenesi. Metabolismo del glicogeno. Via dei pentosi fosfato. Omeostasi del glucosio.


Gluconeogenesi

  • La gluconeogenesi è una via anabolica che permette di formare ex novo glucosio da molecole che non sono carboidrati
  • I precursori del glucosio sono soprattutto gli amminoacidi glucogenici nel digiuno ed il lattato proveniente dai muscoli dopo un intenso sforzo muscolare e dagli eritrociti. Altre molecole che possono dare glucosio sono l’acido propionico ed il glicerolo
  • I motivi per cui bisogna sintetizzare glucosio:
    • principale sostanza nutriente per molti tessuti
    • indispensabile per cervello ed eritrociti

Reazioni della gluconeogenesi

  • La gluconeogenesi avviene nel citosol delle cellule periportali del fegato, ma in piccola parte anche nelle cellule corticali del rene. Non avviene nel cuore, nel cervello e nel muscolo scheletrico.
  • Sette reazioni sono le stesse della via glicolitica, anche se ovviamente vanno nella direzione opposta. Le reazioni sono mostrate in figura ed i dettagli sono forniti nel video.

Glicolisi e gluconeogenesi

La sintesi del glucosio avviene nello stesso compartimento cellulare in cui avviene la sua degradazione, il citosol. Le due vie metaboliche hanno molti enzimi in comune che catalizzano reazioni termodinamicamente reversibili. Gli enzimi strettamente specifici di ognuna delle due vie catalizzano reazioni irreversibili e determinano il flusso direzionale specifico delle due vie.

Glicolisi e gluconeogenesi

Glicolisi e gluconeogenesi

Reazioni della gluconeogenesi

Reazioni della gluconeogenesi


Reazioni irreversibili della gluconeogenesi

  • Le reazioni della via glicolitica, catalizzate da esochinasi, fosfofruttochinasi 1 e piruvato chinasi, essendo irreversibili non possono essere utilizzate nella gluconeogenesi e devono essere sostituite da reazioni specifiche per la sintesi di glucosio
  • Le reazioni specifiche della gluconeogenesi sono:
    • trasformazione del piruvato in ossalacetato, catalizzata dalla piruvato carbossilasi
    • trasfomazione di ossalacetato in fosfoenolpiruvato, catalizzata dalla fosfoenolpiruvato carbossichinasi
    • conversione del fruttosio 1-6 difosfato in fruttosio 6 fosfato, catalizzata dalla fruttosio 1-6 bisfosfatasi
  • La regolazione delle reazioni specifiche della gluconeogenesi è spiegata in dettaglio nel video.
Reazioni della gluconeogenesi

Reazioni della gluconeogenesi


Metabolismo del glicogeno

  • La glicogenesi è la via metabolica deputata alla sintesi di glicogeno a partire dal glucosio. Avviene nei tessuti animali, nel fegato e nel muscolo scheletrico
  • La glicogenolisi è la via metabolica deputata alla degradazione del glicogeno con formazione di glucosio. Il fegato è una riserva di glucosio, che viene rilasciato nel sangue per poi essere destinato agli altri tessuti
  • Le reazioni della glicogenesi e glicogenolisi sono mostrate in figura. I dettagli delle due vie metaboliche sono forniti nel video.

Metabolismo del glicogeno

La via degradativa del glicogeno e quella biosintetita avvengono nel medesimo compartimento cellulare.

Metabolismo del glicogeno

Metabolismo del glicogeno

Metabolismo del glicogeno

Metabolismo del glicogeno


La via del pentosio fosfato

  • La via del pentosio fosfato, chiamata anche via del fosfogluconato, shunt dei pentosi, shunt dell’esoso monofosfato, ciclo di Horecker produce NADPH e ribosio 5-fosfato, necessari ai processi biosintetici
  • La via del pentosio fosfato avviene nel citoplasma delle cellule del fegato, della ghiandola mammaria, della corteccia surrenale, del tessuto adiposo e negli oligodentrociti del tessuto nervoso. E’ meno importante nei tessuti embrionali ed in quelli meno differenziati come il tessuto muscolare
  • Le reazioni sono mostrate in figura ed i dettagli sono descritti nel video.

Via del pentosio fosfato

La via metabolica converte i pentosi fosfato in esosi fosfato. Gli enzimi transaldolasi e transchetolasi sono specifici di questa via metabolica. Gli altri enzimi partecipano anche alla via glicolitica o alla via gluconeogenetica.

Via del pentosio fosfato

Via del pentosio fosfato

Via metabolica del pentosio fosfato

Via metabolica del pentosio fosfato


Omeostasi del glucosio

  • Quando lo stato stazionario viene disturbato da modificazioni della situazione esterna o dalla disponibilità di sostanze nutrienti, i flussi temporaneamente alterati delle varie vie metaboliche innescano meccanismi di regolazione specifici per ogni via.
  • Il risultato ultimo è il ritorno dell’organismo allo stato stazionario ovvero il raggiungimento dell’omeostasi.

Ormoni coinvolti nella regolazione degli zuccheri ematici

  • Insulina. La principale funzione dell’insulina è quella di rimuovere il glucosio dal torrente sanguigno e di conseguenza abbassare la concentrazioni di zuccheri nel sangue.
  • Adrenalina. Stimola la glicogenolisi epatica aumentando i livelli di glucosio nel sangue ed esercitando un effetto anti-insulinico. Il meccanismo d’azione dell’adrenalina è descritto in dettaglio nel video.
  • Glucagone. Ha gli stessi effetti dell’adrenalina o epinefrina.
Omeostasi del glucosio

Omeostasi del glucosio


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