palestini niguarda covegno 28 3 2014

Le conseguenze plurisistemiche e metaboliche

del digiuno

Paola Palestini

Scuola di SpecializzazioneScienza dell’AlimentazioneUniversità Milano-Bicocca

Insulina/Glucagone

GLUCOSIO FRUTTOSIO

C6H12O6

NADH

FADH2

SUBSTRATI ENERGETICI NELLA FASE DI BUONA ALIMENTAZIONE

INSULINA

70 Kg

RISERVE ENERGETICHEGrammi Kcal

70 400

400 1.600

3 12

12000 108.000

6000 24.000

134.012

100

TOTALE 134.012 Kcal

Considerando che il fabbisogno energetico (approx 2400

Kcal/giorno) diminuisce col digiuno, le riserve sono

teoricamente sufficienti per più di 100 giorni

In pratica il limite di sopravvivenza è di

circa 40 giorni, in regime di idratazione

Si instaurano adattamenti metabolici per risolvere questo problema

• Le scorte di glucosio sono molto più limitate rispetto a

quelle di proteine e lipidi e si esauriscono nel giro di

24 ore

• Alcuni tessuti consumano Glucosio• prevalentemente (cervello)

• solamente (eritrociti)

La carenza di glucosio nel digiuno

I FASE Digiuno notturno

I FASE Digiuno notturno

Il metabolismo principale, neldigiuno breve (fino a 24 ore),

è la glicogenolisiepatica

L’ormone dominante

è il Glucagone

II FASE 0-16 ore

II FASE Parametri ematici correlati al metabolismo energetico, nel digiuno breve

La disponibilità di substrati

energetici nel digiuno breve diminuisce leggermente

Muscolo • Il muscolo non ha: -recettori per il glucagone. -l’enzima per liberare glucosio

LIPOLISI attivata da GLUCAGONE

• Al fegato arrivano gli acidi grassi liberi (NEFA) per la produzione di

energia

• GLICEROLO per la gluconeogenesi

FEGATO

FEGATO

II FASE 0-16 ore

III FASE 24 ore-2 giorni

GLUCONEOGENESI

(90% fegato)

PRECUSORI

• Glicerolo

• Lattato

• Amminoacidi gluconeogenetici

GLUCOSIO

4 ATP

2 GTP CORTISOLO

III FASE 24 ore-2 giorni

CORTISOLO

CORTISOLO

Aumento della trascrizione degli enzimi implicati nella GluconeogenesiLipolisi

• Proteina emivita conc

Albumina 20 days 3.30 a 4.80 g per dL

Transferrina 10 days 0.16 a 0.36 g per dL

Prealbumina 2 days 16.0 a 35.0 mg per dL

Conseguenze a tempi lunghi:Edema

Mancanza di anticorpiRitardo nella cicatrizzazione

Nel digiuno vengono consumate in particolare le

proteine più abbondanti e disponibili: proteine

plasmatiche

Proteine muscolariCiclo dell’alanina

Conseguenze a tempi lunghi Perdita di massa muscolare, Debilitazione muscolare

LIPOLISI

TG

Il digiuno prolungato può favorire

l’accumulo di trigliceridi nel fegato

STEATOSI

Al fegato arrivano acidi grassi in quantità sovrabbondante rispetto alle necessità energetiche

Gli acidi grassi in eccesso vengono trasformati in trigliceridi nel fegato

I trigliceridi non vengono esportati dal fegato come VLDL perché nel digiuno manca la sintesi delle apo-lipoproteine

ATP

I CORPI CHETONICI (acido

acetoacetico, acido

betaidrossibutirrico, acetone)

vengono sintetizzati dal fegato

nei mitocondri e utilizzati dal

cervello e dai muscoli

(cardiaco/scheletrici) per

produrre energia –ATP-

Vengono Eliminati per via urinaria

(tranne acetone)

Sono tossici provocano acidosi

III FASE 24 ore- 2 giorni

IV-V FASE 2-40 giorni

• Glicogeno

• Gluconeogenesi

• Β-Ossidazione

• Produzione Corpi chetonici

• Proteine plasmatiche e muscolari

Gluconeogenesi renale • Insieme al fegato il rene rappresenta il principale

organo sede della gluconeogenesi.

• Durante il digiuno le cellule della porzione corticale svolgono una intensa

gluconeogenesi

• Il glucosio sintetizzato viene ceduto inparte alle cellule della midollare, in parte serve a mantenere costante la glicemia.

• Nel digiuno prolungato, la Gluconeogenesirenale può contribuire anche al 50% del glucosio ematico

Metabolismo glutammina

Le cellule renali contengono

GLUTAMMINASI , enzima

mitocondriale in grado di

rilasciare il gruppo –NH2 alla

glutammina, trasformandolo in

NH3 e producendo acido

glutammico.

Quest’ultimo viene trasformato

in acido alfa-chetoglutarico e

da questo è possibile formare,

con la gluconeogenesi, glucosio.

Fonte energetica

• Muscolo Corpi Chetonici Acidi Grassi

• Fegato Acidi Grassi

• Encefalo Corpi chetonici Glucosio

• Globuli rossi Glucosio

• Rene Acidi grassi –Corticale- Glucosio –Midollare-

Indici Biochimici--Albumina, transferrina, pre- albu mina, RBC, bilancio azotato negativo

Indici immunologici--Conta dei linfociti, C3ipersensibilità cutanea ritardata

Dopo 40 giorni

• La riduzione delle proteine plasmatiche

provoca passaggio di acqua negli spazi

interstiziali (edema). Il cocktail tra chetosi

(acidosi), diminuzione delle difese

immunitarie, ridotta efficienza respiratoria

(catabolismo delle proteine del diaframma e

dei muscoli intercostali) provoca la morte

Digiuno associato a processi morbosi ein condizioni di Stress

Traumi, ustioni, interventi chirurgici, sepsi

Processi morbosi e condizioni di stress sono caratterizzati da aumento di ormoni: glucagone, glucocorticoidi, catecolamine

(adrenalina), ormone somatotropo

Stimolano

glicogenolisi e gluconeogenesi (demolizione glucosio epatico, demolizione di proteine muscolari)

Provocano

Liberazione di acidi grassi- Equilibrio azotato negativoAumento dispendio energetico- Perdita di proteine

(un intervento chirurgico aumento del metabolismo basale del 10-15%).

Processi morbosi e condizioni di stress sono caratterizzati da un rilascio di citochine

Aumentano Citochine, prodotte da monociti e linfociti

• IL1 attiva proteolisi nel muscolo scheletrico• IL6 stimola il fegato a produrre proteine di fase acuta: fibrinogeno, proteine del complemento, α2 macroglobulina

• TNFα deprime sintesi TG, inibisce lipoproteina lipasi, stimola la lipolisi, inibisce rilascio di insulina

Provocano• Febbre• Iperglicemia (indipendente da insulina), Insulino-resistenza, • Liberazione di acidi grassi,• Perdita di proteine- Equilibrio azotato negativo• Aumento dispendio energetico• Azoturia elevata nei traumi gravi, ricambio di proteine• Bilancio azotato negativo molto più che nel normale digiuno

TNFα

MASTER II livello

a OTTOBRE

Informazioni

paola.palestini@unimib.it

emanuela.cazzaniga@unimib.it