Biochimica

Funzioni svolte da ghiandole e tessuti dell’apparato digerente nella digestione e nell’assorbimento

Biochimica

Omogenizzazione, idratazione ed idrolidi dell’amido

Cellule principali: HCl, pepsinogeno/pepsina (denaturazione delle proteine e idrolisi)

Cellule acinose:NaHCO3, NaCl, propeptidasi, amilasi, prolipasi

Acidi biliari

Duodeno: aumento del pH, attivazione del tripsinogeno, propeptidasi, fosfolipasi A2 idrolisi di amido, proteine e lipidi

Digiuno: idrolisi di di- e oligosaccaridi, oligopeptidi; assorbimento di monosaccaridi, amminoacidi liberi,, di- e tri-peptidi, acidi grassi liberi e monoacil gliceroli

Ileo: assorbimento di acidi biliari e NaCl

Assorbimento di NaCl e acqua

Biochimica

Digestione dei glucidi

Le cellule dell’intestino assorbono solo monosaccaridi perciò è indispensabile una digestione preliminare di…:

Bocca: amilasi salivare (optimum a pH 7 perciò nello stomaco viene inattivata)

Duodeno: amilasi pancreatica

Classe di enzimi coinvolti: idrolasi

Sono delle endoglucosidasi: solo legami α-1,4

Gli oligosaccaridi prodotti nel lume intestinale vengono digeriti da enzimi ancorati alla membrana delle cellule mucose

Biochimica

cccc

Gli oligosaccaridi prodotti nel lume intestinale vengono digeriti da enzimi ancorati alla membrana delle cellule mucose: disaccaridasi e oligosaccaridasi; saccarosio e lattosio sono digeriti da una saccarasi e una lattasi, maltosio da una maltasi, mentre i leg α-1,6 da una isomaltasi

Biochimica

Assorbimento intestinale

I monosaccaridi vengono assorbiti dal digiuno con meccanismi differenti:

Glucosio e galattosio

Fruttosio viene assorbito per diffusione facilitata solo secondo gradiente

Una volta assorbiti sono in parte rilasciati nel circolo portale e convogliati al fegato

1.Assorbiti e trasformati in glicogeno2.Riversati nella circolazione sistemica e trasportati in altri distretti

SGLT

GLUT

Biochimica

Fruttochinasi(fegato)

Aldolasi a

Tale via metabolica del fruttosio è più veloce del metabolismo glucidico perché aggira la tappa regolatoria della glicolisi

Biochimica

galattochinasi

UDP esoso 4 epimerasi

epimerasi

Biochimica

Prova di carico

siero Normali mg/dl

Diabeticimg/dl

Normali mM

DiabeticimM

A digiuno 70-105 > 140 3,9-5,8 > 7,8

A 60 min 120-170 ≥ 200 6,7-9,4 ≥ 11

A 90 min 100-140 ≥ 200 5,6-7,8 ≥ 11

A 120 min 70-120 ≥ 140 3,9-6,7 ≥ 7,8

Biochimica

Il glucosio entra nelle cellule in favore di gradiente per diffusione facilitata da carrier specifici (famiglia di GLUT )

Nel cervello, nel fegato e negli eritrociti il trasporto è indipendente dall’insulina

Esochinasi o glucochinasitransferasi

G6P

Destini del glucosio

Nel Muscolo scheletricoCuoreTessuto adiposoIl trasporto è insulino-dip.

Biochimica

GLICOLISI Degradazione del glucosio ad acido piruvico e/o lattatoProcesso ubiquitario con localizzazione citoplasmatica

Esistono delle cellule/tessuti strettamente dip. dalla glicolisi:EritrocitiCellule della midollare del reneTesticoliLeucociti Muscolari biancheCornea cristallinoAlcune zone della retina

Anaerobia:Da Glucosio a lattato

Aerobia: da glucosio a piruvato

E’ un processo ossidativo:

Giornalmente l’encefalo consuma 120 gr di glucosio

40 gr die

Biochimica

Biochimica

G6PF2,6difosfato

E’ stata spesa energia

ATP, citrato e acidi grassiF-1,6-BP

1 molecola di ATP e NADH per ogni molecola di 3 fosfoglicerato prodotto

Biochimica

Biochimica

Tappa preferenziale negli eritrociti

Biochimica

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Regolazione della glicolisi:

Esochinasi: è inibita da G6P, ha KM bassa: alta affinità, la fosforilazione del glucosio è efficiente anche a basse concentrazioni di glucosio; Vmax bassa perciò nelle cellule non possono essere sequestrate quantità di G6P superiore alle necessità

Glucochinasi (fegato e pancreas): KM alta: bassa affinità, funziona bene solo quando il glucosio ha un’alta concentrazione. Vmax elevata permette al fegato di fosforilare una grande quantità di glucosio eliminandolo dal sangue portale. Quando la conc. di glucosio è bassa, l’enzima è sequestrato nel nucleo.

PFK-1: è inibita allostericamente da ATP (abbondanza di substrati ad alta energia) e da citrato è stimolata da AMP (impoverimento energetico della cellula) e da F2,6 BP

Piruvato chinasi: è inibita con modificazione covalente (fosforilazione) è attivata allostericamente da F1,6 BP prodotto da lla reazione della PFK1 (regolazione anteroattiva);

Gli enzimi regolatori della glicolisi sono maggiormente espressi a seguito dell’aumento della concentrazione di insulina

Biochimica

Destini del piruvato

Resa energetica :

Biochimica

Metabolismo del glicogeno

Muscolo a riposo circa400gr

Fegato fino a 100gr

Omopolisaccaride ramificato con legami α-1,4 e α-1,6

Avviene nel citosol

...è possibile un accumulo anche in altre cellule

2 diversi significati metabolici:-Nel muscolo scheletrico funge da riserva di combustibile-Nel fegato serve al mantenimento della concentrazione ematica del glucosio (digiuno)

Biochimica

Le ramificazioni sono presenti ogni 8-10 residui

Biochimica

pirofosfatasi

GLICOGENO SINTESIMeccanismo della fosfoglucomutasi

UDPglucosio pirofosforilasi

fosfoglucomutasi

Biochimica

Reazione catalizzata dalla

Glicogeno sintasi

È necessario un INNESCO:

glicogenina

Biochimica

La glicogeno sintasi non può agire da sola:

Biochimica

sintesi demolizione

Enzima chiave:Glicogeno sintasi

Enzima chiave:Glicogeno fosforilasi

Biochimica

Meccanismo di glicogenolisi

Glicogeno fosforilasi

Glucosio 6PATP (glucosio)

AMP, Ca++

La via degradazione NON è l’inverso della via di sintesi

Biochimica

Glicogeno fosforilasi

GLICOGENOLISI

Biochimica

Enzima deramificante

Estremità non riducenti

Glucosio non fosforilato

Biochimica

Regolazione del metabolismo del glicogeno:

Dipende dallo stato nutrizionale dell’organismo e dall’attività fisica

Regolazione allosterica degli enzimi chiave e regolazione ormonale (insulina, glucagone e adrenalina)

Un’alta concentrazione di substrati e un buon livello energetico stimolano la sintesi

Glicogeno sintasi: è attivata da G6P, è inibita tramite fosforilazione

Glicogeno fosforilasi: è inibita da G6P e ATP, nel muscolo in esercizio viene stimolata attraverso fosforilazione a seguito della formazione Ca2+- calmodulina, e da un aumento di AMP, è attivata da fosforilazione

Biochimica

Regolazione della sintesi del glicogeno

insulina

Biochimica

Regolazione della degradazione del glicogeno

Biochimica

Inibizione della sintesiStimolazione della degradazione

Regolazione coordinata tra sintesi e degradazione

SOLO IL G6P FORMATO NEL FEGATO PUO’ ESSERE RILASCIATO

SOLO IL G6P prodotto nel fegato PUO’ ESSERE RILASCIATO NEL SANGUE:

G6P fosfatasi catalizza la reazione di defosforilazione a glucosio

Biochimica

Perché immagazziniamo glucosio anche come glicogeno e non solo come grasso ?

1. Gli acidi grassi non sono rilasciati dai lipidi così rapidamente

2. I lipidi non possono essere fonte di energia in assenza di ossigeno

3. I lipidi non possono essere convertiti in glucosio per mantenere la glicemia richiesti dall’encefalo

Biochimica

VIA del PENTOSO FOSFATO

Ruolo prevalente è ricavare pentosi necessari per la sintesi dei nucleotidi e degli acidi nucleici, e sintesi di NADPH come potere riducente da utilizzare nelle vie di sintesi degli acidi grassi e del colesterolo

Attivo nel tessuto adiposo e nella ghiandola mammaria e negli eritrociti, nella gh. surrenale

Avviene nel citoplasma

G-6P DH

NADPHAcidi grassi liberi

6 fosfogluconolattone idrolasi

Fase ossidativa

NADPH + H+

Biochimica

Fase ossidativa

6-fosfogluconato DH

Biochimica

Fase non ossidativa

fosfopentodsoisomerasi

Fosfopentoso epimerasi

Tali reazioni avvengono in tutti i tipi cellulari che sintetizzano nucleotidi acidi nucleici

Biochimica

Biochimica

Come è utilizzato il NADPH?

-nei processi biosintetici riduttivi (sintesi di acidi grassi, steroidi)

-Mantiene in forma ridotta il GSH attraverso meccanismi enzimatici GSH dip. (GR): attività antiossidante (nel globulo rosso può portare alla lisi cellulare)

-Idrossilazione degli steroidi da parte del cit. P450 monoossigenasi mitocondriale, detossificazione di xenobiotici nel RE

-Attività antimicrobica nei neutrofili e macrofagi attraverso l’attività della NADPH ossidasi

-Agisce da coenzima nella reazione della NOS che produce NO radicale coinvolto nella vasodilatazione dei vasi sanguigni, impedisce l’aggrgazione piastrinica è un neurotrasmettitore nell’encefalo