nessun titolo diapositiva - med.unipg.it didattico... · metabolismo glucidico. a-amilasi salivare...
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a-amilasisalivare e
pancreatica
maltotrioso maltosio glucosiodestrina
Digestione degli zuccheriDigestione degli zuccheri
maltotrioso maltosio glucosiodestrina
lattosio
amido
saccarosio
oligosaccaridasi
maltosiomaltotrioso
destrine
maltasi
saccarasi
lattasi galattosio
fruttosio
glucosio
superficie luminaledegli enterociti
glucosio-6-fosfato
glicogeno
riservautilizzazione
a scopi energeticigrassiglucosio
Utilizzazione del glucosio
glucosio-6-fosfato
piruvatoribosio-5-fosfato
glicolisigluconeogenesi
via deipentoso fosfati
Il glucosio viene trasportato dentro le cellule con unmeccanismo di diffusione facilitata in favore digradiente, che utilizza trasportatori proteici dellamembrana plasmatica, i GLUT (GLUcose Transportes).
Nel fegato, nel cervello e negli eritrociti il trasporto èindipendente da insulina.
Nel muscolo e nel tessuto adiposo il trasporto èdipendente da insulina. L’insulina favorisce ilreclutamento dei GLUT sulla membrana plasmatica
Il glucosio viene trasportato dentro le cellule con unmeccanismo di diffusione facilitata in favore digradiente, che utilizza trasportatori proteici dellamembrana plasmatica, i GLUT (GLUcose Transportes).
Nel fegato, nel cervello e negli eritrociti il trasporto èindipendente da insulina.
Nel muscolo e nel tessuto adiposo il trasporto èdipendente da insulina. L’insulina favorisce ilreclutamento dei GLUT sulla membrana plasmatica
dopo i pastisangue epatocita
insulina
induzione
sintesi delglicogeno
R nucleo
glucosio glucosio glucosio-6P
ATP ADP
glucochinasi
induzione
glicolisi
+
+
L’insulina è un ormone ipoglicemizzante secretodalle cellule β delle isole di Langerhans delpancreas.
L’insulina favorisce l’utilizzazione del glucosioda parte del fegato, attivando la glicolisi e laglicogenosintesi.
L’insulina favorisce anche l’ingresso del glucosionell’adipocita, indirizzandolo verso la glicolisi, enel muscolo, indirizzandolo verso laglicogenosintesi.
L’insulina è un ormone ipoglicemizzante secretodalle cellule β delle isole di Langerhans delpancreas.
L’insulina favorisce l’utilizzazione del glucosioda parte del fegato, attivando la glicolisi e laglicogenosintesi.
L’insulina favorisce anche l’ingresso del glucosionell’adipocita, indirizzandolo verso la glicolisi, enel muscolo, indirizzandolo verso laglicogenosintesi.
GlicolisiE’ una via metabolica di ossidazione parziale delglucosio, presente nel citoplasma di tutte le cellule.Da una molecola di glucosio (6 C) si ottengono duemolecole di acido piruvico (3 C).La degradazione del glucosio è accompagnata daproduzione di ATP e di NAD ridotto.Gli equivalenti riducenti del NAD possonoraggiungere la catena respiratoria del mitocondrioed essere trasferiti fino all’ossigeno, che vieneridotto ad H2O. Al trasferimento di elettroni èaccompagnata la produzione di ATP.
GlicolisiE’ una via metabolica di ossidazione parziale delglucosio, presente nel citoplasma di tutte le cellule.Da una molecola di glucosio (6 C) si ottengono duemolecole di acido piruvico (3 C).La degradazione del glucosio è accompagnata daproduzione di ATP e di NAD ridotto.Gli equivalenti riducenti del NAD possonoraggiungere la catena respiratoria del mitocondrioed essere trasferiti fino all’ossigeno, che vieneridotto ad H2O. Al trasferimento di elettroni èaccompagnata la produzione di ATP.
O H
OHH
OH
OH
H
H
O
H
CH2OH
H
O H
OHH
OH
OH
H
H
O
H
CH2OPO3
H
glucosio
ATP
ADP
esochinasiglucochinasi
2-
fruttosio-6-P
2-
Fase di attivazione del glucosioa spese di ATP
H
O CH2OH
OHO
OH
H
OH
H
O3POCH2
O H
OHH
OH
OH
H
H
O
H
CH2OPO3
H
H
O CH2OPO3
OHO
OH
H
OH
H
O3POCH2
glucosio-6-P
glucosio-6-Pisomerasi
ADP
fosfofruttochinasi
fruttosio-1,6-diP
ATP
2- 2-
fruttosio-6-P
2-
OHOH
H
O CH2OH
OHO
OH
H
OH
H
O3POCH2
Fase ossidativa
aldolasi
trioso-fosfatoisomerasi
CC OHHCH2O P
OHCH2O PC OCH2OH
CH2O PC OCO HC OHC
HOHH
CH2O P
Hfruttosio-1,6-diP(forma aperta)
gliceraldeide-3-P trioso-fosfatoisomerasi
NAD+
NADH+H+
gliceraldeide-3-fosfatodeidrogenasi
CC OHHCH2O P
OHCH2O PC OCH2OH
CC OHHCH2O P
O O P~
Pi
NAD+
NADH+H+
Pi
1,3-diP-glicerato
DHAP
Fase ossidativa: 1° fosforilazione a livello del substrato
CC OHHCH2O P
O O P~
ADPfosfoglicerato chinasi
ADP
1,3-diP-glicerato COOC OHHCH2O P
fosfoglicerato mutasi
3-P-glicerato-
COOC OHHCH2O P
ATPATP
3-P-glicerato- COO
C OHCH 2OH
P 2-P-glicerato-
2° fosforilazione a livello del substrato
COOC OHCH 2OH
P
enolasiH2OH2O
2-P-glicerato
-
COOC OCH2
P~
enolasiH2OH2O
fosfoenolpiruvato
- piruvato chinasi
ATPADP
COOCCH3
O
piruvato
-
COOCCH3
O
piruvato
- COOCCH3
HO H
lattato
lattatodeidrogenasi
NAD+NADH+H+
-
NAD+
citoplasma
mitocondrio
anaerobiosi
CO2CCH3
OSCoA~
NAD+
NADH+H+
CoASH
+
piruvatodeidrogenasi
acetil-CoA
aerobiosi
glucosio + ATP
glucosio -6P + ADP
fruttosio-6P
fruttosio-1P,6P
gliceraldeide-3P + diidrossiacetone-3P (DHP)
esochinasiglucochinasi
isomerasi
Glicolisi Fase 1: consumo di ATP
(6 C) glucosio + ATP
glucosio -6P + ADP
fruttosio-6P
fruttosio-1P,6P
gliceraldeide-3P + diidrossiacetone-3P (DHP)
fosfofruttochinasi
aldolasi
ATP
ADP
(3 C)(3 C)
gliceraldeide-3P DHP
acido-3-fosfoglicerico
acido-2-fosfoglicerico
acido fosfo enolpiruvico
acido piruvico
deidrogenasi
isomerasi
ADP+P
ATP
NAD+
NADH•H+
chinasi
Fase 2: produzione di ATPgliceraldeide-3P DHP
acido-3-fosfoglicerico
acido-2-fosfoglicerico
acido fosfo enolpiruvico
acido piruvico
isomerasi
enolasi
piruvatochinasi
ADP
ATPx 2
Tab. 18.1 - Bilancio energetico della glicolisi aerobia
+ 52 piruvato → 2 acetil-CoA + 2 CO2
+ 3-52 NADH+H+→ 2 NAD+
+ 4fruttosio-1,6-P → 2 piruvato
- 2glucosio → fruttosio-1,6-P
ATPTappa
+ 30-32ATP/glucosio ossidato
+ 52 piruvato → 2 acetil-CoA + 2 CO2
L’ossidazione completa del glucosio (C6H12O6)a 6 CO2 + 6 H2O
avviene con una resa netta di30-32 molecole di ATP
+ 202 acetil-CoA → 4 CO2
dopo i pastisangue epatocita
insulina
induzione
sintesi delglicogeno
R nucleo
glucosio glucosio glucosio-6P
ATP ADP
glucocinasi
induzione
glicolisi
+
+
IL GLICOGENO
legame α-1,6-glicosidico
legami α-1,4-glicosidici
O
O HOH
H
CH2OH
H
H
H
OH
O
O HOH
H
CH2OH
H
H
H
OH
O
legami α-1,4-glicosidici
O HOH
H
CH2OH
H
H
H
OH
OO
O HOH
H
CH2OH
H
H
H
OH
O
O HOH
HH
H
H
OH
O
CH2
O HOH
H
CH2OH
H
H
H
OH
O
La molecola di glicogeno offre numerosi puntidi accrescimento e di degradazione,
rappresentati dalle estremità non riducentidella molecola
I depositi più significativi sono quelli del fegatoe del muscolo.
Fegato- Il glicogeno del fegato ( 200-400 g perfegato) può variare notevolmente. Costituiscela riserva di glucosio per l’intero organismo emantiene costante la glicemia.
Muscolo- Il glicogeno dei muscoli vieneutilizzato dal muscolo stesso per fornirel’energia necessaria alla contrazione.
I depositi più significativi sono quelli del fegatoe del muscolo.
Fegato- Il glicogeno del fegato ( 200-400 g perfegato) può variare notevolmente. Costituiscela riserva di glucosio per l’intero organismo emantiene costante la glicemia.
Muscolo- Il glicogeno dei muscoli vieneutilizzato dal muscolo stesso per fornirel’energia necessaria alla contrazione.
Glicogenosintesi
E’ la via metabolica attraverso la quale una quota delglucosio-6P viene immagazzinata sotto forma diglicogeno.
G-6P G-1P
G-1P + UTP UDP-G + PP
UDP-G + glicogenoglucosio n glicogenoglucosio (n+1)
Il glicogeno verrà demolito a riformare glucosio-6P nellasuccessiva fase di digiuno.
Glicogenosintesi
E’ la via metabolica attraverso la quale una quota delglucosio-6P viene immagazzinata sotto forma diglicogeno.
G-6P G-1P
G-1P + UTP UDP-G + PP
UDP-G + glicogenoglucosio n glicogenoglucosio (n+1)
Il glicogeno verrà demolito a riformare glucosio-6P nellasuccessiva fase di digiuno.
glicogenosintetasi
fosfoglucomutasi
glucosio-6-P
glucosio-1-P
UDP-glucosio
glicogeno n
UDP
glicogeno sintetasi
O H
OHH
OH
OH
H
H
O
H
CH2O P
H
O H
O PHOH
H
O
H
CH2OH
H
uridina–P P P (UTP)~ ~
P–uridina~
O H
OPH
OH
OH
H
H
O
H
CH2OH
H
2 Pigucosio-1-P uridiltransferasi
UDP-glucosio
glicogeno n + 1
UDP
O HOH
H
CH2OH
H
H
H
OH
O14
O HOH
H
CH2OH
H
H
H
OH
OHO
14
legame α-1,4-glicosidico
1
O P
OHH
OH
G-6P
G-1P
UDP-glucosio
glicogenon+1
UTP
PP
insulina
+
dopo i pasti epatocita
R
G-6P
G-1P
UDP-glucosio
glicogenon+1
glicogenosintetasi a
glicogenosintetasi b
attiva
P
UTP
PP
dopo i pastisangue epatocita
insulina R
glicolisi
glucosio-6Pnon immagazzinato
in glicogeno
acidopiruvico
+
acidopiruvico
acetil-CoA
acidi grassitrigliceridi
VLDLtessutoadiposo
GLICOGENOLISIÈ la via metabolica che degrada il glicogeno a glucosio-6-fosfato
•Glicogeno fosforilasi
Glicogeno (n)+ H3PO4 glicogeno (n-1) + Glucosio-1-P
•Isomerasi
Glucosio-1-fosfato Glucosio-6-fosfato
GLICOGENOLISIÈ la via metabolica che degrada il glicogeno a glucosio-6-fosfato
•Glicogeno fosforilasi
Glicogeno (n)+ H3PO4 glicogeno (n-1) + Glucosio-1-P
•Isomerasi
Glucosio-1-fosfato Glucosio-6-fosfato
digiuno: glicogenolisisangue epatocita
glucagoneglicogeno
RATP
cAMP +
glicogenofosforilasi
(inattiva)
glicogenofosforilasi-P
(attiva)
glucosio glucosio glucosio-6Pfosfatasi
Il glucagone è un ormone iperglicemizzante secreto dalpancreas
glicogenofosforilasi-P
(attiva)
glicogeno n
glicogeno fosforilasiattiva
Pi
glicogeno n - 1
glucosio-6-Pfosfatasi
CH2OH CH2O P
glucosio
glucosio-1-P glucosio-6-P
fosfoglucomutasiglucosio-6-P
fosfatasi
Pi
O H
O PH
OH
OH
H
H
O
H
CH2OH
H
O H
OHH
OH
OH
H
H
O
H
CH2O P
H
digiuno: gluconeogenesisangue epatocita
glucagoneamminoacidiglucogeneticiR
ATP
cAMP
+
glucosioacido piruvico
ointermediciclo di Krebs
+
via inversadella glicolisi
G-6P
Il fegato ha un ruolo fondamentale nellaregolazione della glicemia.
Dopo i pasti, tramite l’azione dell’insulina,contribuisce all’abbassamento della glicemia,assumendo glucosio dal sangue ed utilizzandolo ascopi energetici e per la sintesi di glicogeno e digrassi.
Lontano dai pasti, tramite l’azione del glucagone,favorisce l’innalzamento della glicemia:1. Attingendo alla sua riserva di glicogeno perriformare glucosio.2. Operando la trasformazione di amminoacidiglucogenetici in glucosio.
Il fegato ha un ruolo fondamentale nellaregolazione della glicemia.
Dopo i pasti, tramite l’azione dell’insulina,contribuisce all’abbassamento della glicemia,assumendo glucosio dal sangue ed utilizzandolo ascopi energetici e per la sintesi di glicogeno e digrassi.
Lontano dai pasti, tramite l’azione del glucagone,favorisce l’innalzamento della glicemia:1. Attingendo alla sua riserva di glicogeno perriformare glucosio.2. Operando la trasformazione di amminoacidiglucogenetici in glucosio.
Sintesi del lattosio
lattosio + UDPglucosio:UDP-galattosil trasferasi
UDP-galattosio + glucosio
α-lattoalbumina+ progesterone-
+
prolattina
+-
Alta [glucosio] nel sangue
Secrezione insulina
Trasporto glucosioTrasporto glucosio Induzione glucocinasi
glicogenosintesiglicogenosintesi
MUSCOLO
glicolisi
ADIPOCITAFEGATO
glicolisi
Acido piruvico
Acetil-CoA
Acidi grassi-trigliceridi
VLDL
glicogenosintesi glicolisi
Glicerolo-3-P
TRIGLICERIDI
Bassa [glucosio] nel sangue
Aumento secrezione glucagone
Aumento[cAMP]
Aumento forme fosforilate deglienzimi
Attivazione glicogenolisi
Attivazione gluconeogenesi
Aumento glicemia
Adrenalina
Aumento[cAMP]
Aumento forme fosforilatedegli enzimi
Aumento glicogenolisi eglicolisi
Aumento produzione diATP
Contrazione muscolare
MUSCOLOFEGATO
Bassa [glucosio] nel sangue
Aumento secrezione glucagone
Aumento[cAMP]
Aumento forme fosforilate deglienzimi
Attivazione glicogenolisi
Attivazione gluconeogenesi
Aumento glicemia
Adrenalina
Aumento[cAMP]
Aumento forme fosforilatedegli enzimi
Aumento glicogenolisi eglicolisi
Aumento produzione diATP
Contrazione muscolare