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Luigi Avallone » 12.Ricambio energetico


Ricambio energetico

L’energia necessaria allo svolgimento dei fondamentali processi biologici deriva dall’ossidazione degli idrati di carbonio, delle proteine e dei grassi.

Le ossidazioni avvengono in modo lento e l’energia prodotta viene immagazzinata sotto forma di nuovi composti.

CATABOLISMO: fase dell’ossidazione.

ANABOLISMO: fase di sintesi.

METABOLISMO: associazione di catabolismo e anabolismo.

Unità di misura dell’energia metabolica è la CALORIA.

Metabolismo basale

Rappresenta la quantità di energia impiegata in condizioni di neutralità termica, nel soggetto sveglio, ma in condizioni di totale rilassamento fisico e psichico.

  • E’ dunque il minimo dispendio energetico necessario a mantenere le funzioni vitali e lo stato di veglia.
  • In un individuo sano e sedentario rappresenta circa il 65-75% del dispendio energetico totale. E’ più alto nel maschio rispetto alla femmina.
  • Diminuisce con l’aumentare dell’età.

Metabolismo basale

Rappresenta dunque la quantità di energia necessaria a mantenere le funzioni vitali indispensabili: respirazione, circolazione del sangue, mantenimento della temperatura corporea, etc.

Per determinare il metabolismo basale si ricorre alla misura del consumo di ossigeno nell’unità di tempo minimizzando le attività dell’animale.

Fattori che influenzano il metabolismo:

  1. Età
  2. Sesso
  3. Razza
  4. Alimentazione
  5. Temperatura
  6. Ventilazione
  7. Gradiente di umidità

Adenosintrifosfato o ATP

Ribonucleotide trifosfato formato da una base azotata (adenina), dal Ribosio (zucchero pentoso), e da tre gruppi fosfato.

È uno dei reagenti necessari per la sintesi dell’RNA, ma soprattutto è il collegamento chimico fra catabolismo e metabolismo.

Esso viene idrolizzato ad ADP (adenosindifosfato), che viene riconvertito in ATP mediante vari processi.

L’ATP è il composto ad alta energia richiesto dalla maggior parte delle reazioni metaboliche endoergoniche.

Esso viene prodotto secondo la reazione endoergonica:

  • ADP + Pi + E = ATP
ATP

ATP

ADP

ADP


Adenosintrifosfato o ATP

E’ ottenuto mediante due tipi di reazioni:

  • Anaerobiche
  • Aerobiche

La degradazione del glucosio in anaerobiosi dà luogo alla formazione di ac. Piruvico o Lattico in mancanza di ossigeno.

La fonte principale di energia di cui sono dotate le cellule aerobiche è la respirazione (ossidazione enzimatica delle molecole che vengono combuste).


Ciclo di Krebs

I carboidrati, i lipidi e gli amminoacidi sono ossidati nel Ciclo di Krebs.

In questo complesso di reazioni entrano sotto forma di acetilcoenzima A che dà luogo per 4 volte alla produzione di due idrogenioni i cui elettroni sono liberati e captati da un trasportatore quale il NAD o la succinicodeidrogenasi.

La riduzione del NAD a NADH2 permette il trasferimento dell’idrogeno alla catena respiratoria che fa capo all’ossigeno.

Con questo sistema l’energia viene captata da tre punti specifici in cui ha luogo la sintesi dell’ATP.

Ciclo di Krebs

Ciclo di Krebs


Quoziente respiratorio

Rappresenta il rapporto tra la quantità di anidride carbonica emessa e la quantità di ossigeno introdotta nell’organismo. E’ dipendente dalla produzione di calore.

GLUCOSIO: per ogni molecola di glucosio ossidata si utilizzano 6 molecole di ossigeno e si producono 6 molecole di anidride carbonica.

La valutazione del QR nei monogastrici non presenta difficoltà in quanto l’anidride carbonica emessa e l’ossigeno introdotto rispondono alle reali condizioni metaboliche dell’animale.

Negli erbivori, in particolare i bovini, nel tratto gastro-intestinale si formano notevoli quantità di anidride carbonica, quale risultato della imponente fermentazione microbica anaerobica. Per cui la valutazione del QR è senz’altro più indaginosa e meno sensibile.

Glucosio

Rappresenta il più importante zucchero utilizzato dall’organismo per una serie di processi vitali.

Una parte di glucosio assorbito a livello intestinale viene polimerizzato e depositato a livello epatico sotto forma di glicogeno. Esso rappresenta un deposito di energia a cui l’organismo attinge ogni qual volta sia necessario, come nel caso di un lavoro muscolare intenso.

Nei ruminanti, gli zuccheri semplici sia di origine alimentare, sia prodotti dalla scissione dei polisaccaridi, hanno vita brevissima nel rumine, per cui la loro concentrazione ematica è più bassa delle altre specie di animali.

Alla nascita e nei primi periodi di vita, infatti la glicemia presenta valori analoghi a quelli dei monogastrici. Si abbassa durante lo svezzamento ovvero in corrispondenza dello sviluppo dei prestomaci. L’abbassamento di tale valore costituisce un adattamento metabolico alle particolari esigenze ruminali.

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