Le Proteine: Fondamenti e Alimentazione

Proteine

• Le proteine sono sostanze indispensabili per la vita.
• Sono i costituenti principali delle cellule e dei tessuti dell'organismo vivente.

Proteine e Alimentazione

• Assumere proteine tramite gli alimenti permette di assumere aminoacidi essenziali.
• Un singolo alimento difficilmente contiene quantità sufficienti di tutti gli aminoacidi essenziali di cui si necessita.
• Un'alimentazione varia permette di combinare le diverse quantità di amminoacidi contenute nei vari alimenti.

Valore Biologico delle Proteine

• Il valore biologico di una proteina è determinato dalla quantità di aminoacidi presenti.
• Proteine ad alto valore biologico si trovano negli alimenti di origine animale come latte e derivati, uova, carne, pesce e crostacei.
• Le proteine a basso valore biologico sono complete, ma contengono gli otto aminoacidi essenziali in quantità insufficiente.
• Le proteine a basso valore biologico sono contenute in alimenti di origine vegetale come legumi e cereali.
• Combinare pasta e fagioli oppure riso e piselli completa le proteine assunte, rendendole paragonabili a quelle ad alto valore biologico.
• Le proteine a valore biologico nullo sono incomplete, ma comunque utili all'organismo per la fabbricazione delle "sue" proteine.
• Le proteine a valore biologico nullo si trovano nella frutta, negli ortaggi e nei tuberi.

Digestione delle Proteine

• Durante la digestione, l'organismo demolisce le proteine alimentari trasformandole in aminoacidi.
• Gli aminoacidi vengono poi utilizzati per produrre proteine specifiche dell'organismo, come ormoni, enzimi e anticorpi.
• La digestione delle proteine avviene per idrolisi dei legami peptidici che legano i singoli amminoacidi nella catena polipeptidica, catalizzata dagli enzimi chiamati proteasi.

Proteasi

• Le proteasi intestinali sono idrolasi specifiche per la catena laterale degli aminoacidi, distinte in due classi: endopeptidasi ed esopeptidasi.
• Le endopeptidasi idrolizzano i legami peptidici all'interno della catena polipeptidica e sono prodotte dallo stomaco e dal pancreas esocrino.
• Le esopeptidasi si dividono in carbossipeptidasi, che rimuovono aminoacidi dall'estremità C-terminale dei peptidi e sono prodotte dal pancreas esocrino, e aminopeptidasi, che agiscono sull'estremità N-terminale dei peptidi e sono prodotte dagli enterociti.
• Le proteasi sono sintetizzate e secrete in forma inattiva (zimogeni o proenzimi).
• Gli zimogeni sono concentrati in vescicole delimitate da membrane chiamate granuli di zimogeno all'interno della cellula.
• Quando la cellula viene stimolata, la membrana del granulo si fonde con quella plasmatica e gli zimogeni vengono rilasciati per esocitosi.

Fasi Della Digestione

• Nella digestione intestinale delle proteine si possono individuare due fasi: la prima nello stomaco e l'altra nel duodeno.
• La digestione delle proteine inizia nello stomaco dove ha un ruolo "preparatorio" per gli eventi che si verificheranno nel duodeno.
• La presenza del cibo nello stomaco stimola la secrezione in circolo da parte delle cellule G della mucosa dell'antro gastrico e della porzione prossimale nel duodeno della gastrina, un ormone peptidico.
• La gastrina è un ormone polipeptidico secreto dalle cellule G (mucosecernenti) della mucosa gastrica dell'antro pilorico e del duodeno.
• La gastrina stimola le cellule parietali dello stomaco alla secrezione di acido cloridrico.
• Nelle ghiandole gastriche sono presenti le cellule mucose del colletto che producono muco e le cellule principali rilasciano pepsinogeno.
• Il succo gastrico ha un pH compreso tra 1 e 2,5 e ha un'azione antisettica uccidendo la maggior parte di batteri e cellule estranee.
• Il succo gastrico ha inoltre azione denaturante in quanto rompe i legami non covalenti che mantengono la struttura nativa delle proteine, facilitando l'accesso delle proteasi intestinali ai legami peptidici.
• Diversi isoenzimi del pepsinogeno, come il tipo I sintetizzato dalle cellule del corpo e del fondo dello stomaco e il tipo II prodotto in tutto lo stomaco, vengono convertiti in enzima attivo.
• L'attivazione si verifica per autocatalisi a valori di pH inferiori a 5 tramite un processo intramolecolare consistente nell'idrolisi di un legame peptidico specifico con distacco di un piccolo peptide dall'estremità N-terminale del proenzima.
• La pepsina idrolizza i legami peptidici delle proteine, trasformandole in polipeptidi (polipeptide < 40 aminoacidi, proteina > 40 amminoacidi).
• La pepsina ha un pH ottimale di 1,6 e idrolizza il 10-20% delle proteine presenti nel pasto.
• Quando il contenuto gastrico passa nel duodeno, l'acidità determina la secrezione in circolo da parte delle cellule S, localizzate nella mucosa del duodeno e della parte prossimale del digiuno, dell'ormone secretina.
• Il succo pancreatico alcalino, ricco di bicarbonato e povero di enzimi, attraverso il dotto pancreatico raggiunge il duodeno dove neutralizza l'acido cloridrico di origine gastrica, portando il pH rapidamente intorno a 7.
• La presenza di aminoacidi nel duodeno porta al rilascio in circolo della colecistochinina (CCK) da parte di cellule endocrine lungo il duodeno ed il digiuno.
• La colecistochinina stimola la secrezione di un succo pancreatico ricco di diversi enzimi, prodotti e secreti in forma di zimogeni dal pancreas esocrino.
• Gli enzimi specifici sono tripsinogeno, chimotripsinogeno e proelastasi (endopeptidasi con specificità diversa dalla pepsina), e procarbossipeptidasi A e B (esopeptidasi che staccano un aminoacido alla volta dal C-terminale dei peptidi).
• Nello specifico, l'enteropeptidasi idrolizza il legame peptidico in corrispondenza di residui di lisina e arginina, e, oltre ad agire sulle proteine da digerire, è in grado di attivare altre molecole di tripsinogeno, chimotripsinogeno, la proelastasi e le procarbossipeptidasi A e B.
• Esiste un sistema di protezione (inibitore pancreatico della tripsina) per prevenire l'azione intrapancreatica della tripsina.
• Gli amminoacidi liberati, insieme a di- e tripeptidi, possono essere assorbiti dagli enterociti.
• I di- e tripeptidi sono in genere idrolizzati negli aminoacidi costituenti all'interno degli enterociti; ciò spiega perché nel circolo portale si ritrovano in pratica solo aminoacidi liberi.

Assorbimento

• Gli aminoacidi giungono al fegato, organo che ne regola il metabolismo: distribuzione ai tessuti, sintesi di proteine plasmatiche e di aminoacidi non essenziali, degradazione degli amminoacidi in eccesso o derivanti dal catabolismo delle proteine muscolari.
• Gli aminoacidi non vengono utilizzati totalmente per costruire proteine, una parte viene demolita per produrre glucosio tramite gluconeogenesi, oppure trasformata in grassi e immagazzinata nel tessuto adiposo.
• L'assorbimento degli aminoacidi è rapido nel duodeno e digiuno, lento nell'ileo, e richiede trasportatori specifici: uno per aminoacidi neutri (ala, ser), uno per quelli basici (arg, lys), uno per gli acidi (glu, asp) e uno per glicina, prolina e idrossiprolina​.

Trasporto degli Aminoacidi

• Gli aminoacidi assorbiti dall'intestino entrano in circolo attraverso la vena porta per giungere al fegato, da cui poi raggiungono i vari tessuti per la sintesi proteica.

Pool Amminoacidico

• Il pool amminoacido comprende il ricambio proteico (sintesi e degradazione), la quantità variabile di aminoacidi, e la sintesi di diverse sostanze.
• Gli aminoacidi derivati dalla degradazione delle proteine della dieta o intracellulari sono l'ultima classe di biomolecole che l'ossidazione contribuisce per la generazione di energia metabolica nella cellula.

Patologie correlate

• L'intolleranza permanente al glutine è causata da una proteina ricca di prolina e acido glutammico, presente in avena, frumento, farro, orzo, ecc.
• Il glutine si forma durante l'impasto con acqua della farina di alcuni cereali come avena, frumento, farro, kamut, orzo, segale, spelta e triticale​.
• Nei celiaci, l'assorbimento di polipeptidi del glutine genera infiammazione e risposta anticorpale, causando danni tissutali alla mucosa intestinale e malassorbimento.
• L'unica terapia valida per la celiachia è eliminare tutti gli alimenti contenenti glutine dalla dieta.

Conclusioni

• Nel corso delle lezioni si sono trattati i seguenti argomenti: proteine e alimentazione; valore biologico; digestione delle proteine: le fasi; assorbimento degli AA; trasporto AA; pool amminoacidico; celiachia.

Carboidrati: Funzioni

• Metabolica (glucosio, fruttosio, amido)
• Strutturale (cellulosa, chitina, glicosamminoglicani)
• Informazione e riconoscimento (glicoproteine di membrana)
• Anticoagulante (eparina)
• Eliminazione epatica di composti lipofili (acido glucuronico)

Carboidrati Definizione

• Un glucide è un derivato aldeidico o chetonico di un alcol polivalente.
• La molecola deve essere formata da almeno tre atomi di carbonio.

Fonti Alimentari di Carboidrati

• Comprendono sia i carboidrati naturalmente presenti negli alimenti che quelli aggiunti durante la preparazione di alimenti e bevande, come bibite, dolci, e caramelle.

Fonti Alimentari di Monosaccaridi

• Glucosio e fruttosio sono naturalmente presenti in piccole quantità nel miele e nella frutta.
• Dal 1970, negli Stati Uniti, l'industria alimentare ha sostituito gli zuccheri raffinati con monosaccaridi a basso costo prodotti dall'amido di mais.
• Questo include il corn syrup (100% glucosio) e l'high-fructose corn syrup (HFCS), con circa 50% glucosio e 50% fruttosio.

Fonti Alimentari di Disaccaridi

• Lattosio: galattosio + glucosio, sintetizzato dalla ghiandola mammaria dei mammiferi.
• Saccarosio: glucosio + fruttosio, usato come dolcificante e conservante.
• Maltosio: glucosio + glucosio, presente in piccole quantità in grano e orzo e in alimenti lavorati a seguito di idrolisi dell'amido.
• Trealosio: glucosio + glucosio, presente in lieviti, funghi e crostacei di mare.
• In accordo con la FAO e l'OMS, il termine "zuccheri" si riferisce a disaccaridi e monosaccaridi.

Fonti Alimentari di Polisaccaridi

• Amido: sintetizzato dalle piante come riserva di energia, accumulato in semi, tuberi, radici e alcuni frutti.
• Assunto dall'uomo con cereali, legumi, patate, carote e alcuni frutti.
• Formato da amilosio (20-30%) e amilopectina (70-80%).

Altri Oligosaccaridi e Polisaccaridi Alimentari

• I vegetali contengono oligosaccaridi e polisaccaridi non digeribili, ma che possono avere effetti benefici sulla salute, entrando a far parte della fibra alimentare, fermentabile dai batteri nel colon.
• Esempi includono stachiosio e raffinosio (legumi), cellulosa (cereali integrali, legumi, verdure, frutta), emicellulosa (parete cellulare), inulina (polimero di fruttosio), pectine (buccia di molti frutti) e gomme (legumi, crusca d'avena)​.

Derivati Alcolici dei Carboidrati

• Non sono definiti zuccheri ma considerati carboidrati dalla legislazione europea.
• Sono prodotti di sintesi o presenti in piccole quantità in frutta e vegetali, come xilitolo, sorbitolo, mannitolo, lattitolo e maltitolo.
• Usati come dolcificanti nell'industria alimentare, sono a basso tenore calorico e hanno ridotta risposta glicemica.
• Il loro scarso assorbimento può causare diarrea osmotica, e l'etichetta può riportare che "un eccessivo consumo può avere effetto lassativo"​.

Valore Energetico dei Carboidrati

• Può variare tra 3,7 e 4,2 kcal/g, ma viene assegnato un valore energetico di 4 kcal/g per legge.
• Il valore energetico della fibra può variare tra 0 e 2,3 kcal/g, con FAO/OMS che hanno stabilito 2 kcal/g di fibra alimentare.
• Il valore calorico dei derivati alcolici varia tra 0 e 2,3 kcal/g (2,3 kcal/g per l'etichettatura CE).

Amido

• L'amido è un polimero del glucosio (C6H10O5) estratto macinando i semi dei cereali o raspando le patate.
• Rappresenta la parte più cospicua dei carboidrati alimentari ed è formato da amilosio (catena non ramificata) ed amilopectina (catena ramificata)​.

Digestione dei Carboidrati: Caratteristiche Generali

• La digestione dell'amido avviene tramite alfa-amilasi, che sono endoglicosidasi che idrolizzano i legami glicosidici α-(1→4) interni, liberando maltosio, maltotrioso e alfa-destrine​​.
• Le alfa-destrine sono oligosaccaridi ramificati, mentre dalla digestione dell'amilosio si formano solo maltosio e maltotrioso​.

Glicogeno

• Interessa in minima parte la digestione poiché dopo la morte dell'animale va incontro a rapida degradazione in glucosio e acido lattico.

Digestione dei Carboidrati: le fasi

• La digestione dell'amido inizia nella bocca con l'alfa-amilasi salivare (ptialina).
• L'alfa-amilasi salivare scinde l'amido in maltosio e destrine.
• Nello stomaco, l'acidità gastrica inattiva l'alfa-amilasi salivare.
• Nell'intestino tenue, lo ione bicarbonato secreto dal pancreas neutralizza l'acidità gastrica, e l'amilasi pancreatica continua la digestione.
• L'ultima fase della digestione dei carboidrati è portata a termine da enzimi prodotti dagli enterociti, che agiscono sui prodotti dell'amilasi, e anche su disaccaridi come saccarosio e lattosio​.
• Diverse glicosidasi agiscono solo sui legami alfa-glicosidici, come saccarasi, glucoamilasi e alfa-destrinasi.

Assorbimento dei Carboidrati

• Dopo l'azione enzimatica, i prodotti sono generalmente glucosio, galattosio e fruttosio​.
• L'assorbimento del glucosio e galattosio avviene dal lume attraverso l'epitelio tramite il trasportatore SGLT-1, dipendente dal sodio​.
• L'assorbimento del fruttosio avviene tramite il trasportatore GLUT5, con trasporto facilitato secondo gradiente​.
• La fuoriuscita dei monosaccaridi nel torrente ematico avviene attraverso il trasportatore GLUT2​​.

Gluts

• Sono trasportatori specifici di diverse varietà:
  • GLUT1: negli eritrociti​.
  • GLUT2: intestino, fegato e cellule beta del pancreas​.
  • GLUT3: cervello e placenta​.
  • GLUT4: muscolo e tessuto adiposo regolato dall'insulina​.
  • GLUT5: specifico per il fruttosio​.

Conclusioni

• Nel corso di queste lezioni, si è parlato delle funzioni dei carboidrati, delle loro fonti alimentari (monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi, derivati alcolici), del valore energetico, dell'amido, della digestione dei carboidrati (fasi ed enzimi), dell'assorbimento, dei trasportatori GLUT e del glicogeno.

Digestione dei Lipidi: Caratteristiche Generali

• La digestione dei lipidi e il loro assorbimento sono processi complessi che coinvolgono enzimi solubili in ambiente acquoso e substrati insolubili, neutri e anfipatici.
• Questi processi si svolgono soprattutto nello stomaco e nel piccolo intestino.
• I lipidi presenti nella dieta dell'uomo sono trigliceridi, fosfolipidi, steroidi (colesterolo), vitamine liposolubili (A, D, E, K) e carotenoidi.
• Possono essere presenti come grassi solidi a temperatura ambiente o oli liquidi.

Trigliceridi

• Rappresentano circa il 90% dei lipidi ingeriti e sono formati da una unità di glicerolo esterificata a tre acidi grassi.
• Hanno una densità energetica più che doppia rispetto ai carboidrati (9 kcal/g contro 3,75 kcal/g), e devono liberare i loro acidi grassi per essere utilizzati come composti energetici.

Fosfolipidi

• Sono i costituenti principali delle membrane biologiche, formati da glicerolo esterificato a due acidi grassi (sn-1 e sn-2) e un acido ortofosforico (sn-3).
• Il gruppo fosfato lega un gruppo idrofilico come colina, serina o inositolo.

Colesterolo

• Presente solo negli alimenti di origine animale, è in forma non esterificata (85-90%) e viene assorbito​.
• Non rappresenta una fonte di energia.

Digestione dei Lipidi: le Tappe

• La digestione dei lipidi inizia nella bocca, prosegue nello stomaco e termina nel piccolo intestino.
• Gli enzimi responsabili della digestione dei trigliceridi sono le lipasi, che catalizzano l'idrolisi parziale dei trigliceridi in acidi grassi liberi e acilgliceroli.
• Esistono diverse lipasi: la più importante è prodotta dal pancreas esocrino, ma ci sono anche la lipasi linguale, gastrica e quella presente nel latte materno.
• Grazie alla masticazione, il cibo viene ridotto in piccole particelle e mescolato alla lipasi linguale.
• La lipasi linguale libera acidi grassi a catena corta o media, e diacilglicerolo, la cui digestione termina nel duodeno.
• La lipasi gastrica molto attiva sui trigliceridi del latte è molto attiva anche sul latte materno.
• Può idrolizzare il 10-30% dei trigliceridi ingeriti o fino al 50% dei trigliceridi del latte materno nei neonati.
• I lipidi nello stomaco incontrano la lipasi gastrica ed assieme all'opera di rimescolamento dello stomaco portano alla formazione di un'emulsione.
• Nel duodeno si mescola alla bile, il cui rilascio ad opera della colecisti è stimolato dalla colecistochinina.
• I sali biliari emulsionano i lipidi e producono micelle che consentono l'attacco degli enzimi digestivi e l'assorbimento del lipide attraverso la mucosa intestinale, e sono fondamentali per l'assorbimento delle vitamine liposolubili A, D, E e K.
• La lipasi pancreatica catalizza l'idrolisi dei trigliceridi con acidi grassi a catena corta e media, distaccando preferenzialmente quelli in posizione sn-1 e sn-3.
• Il succo pancreatico contiene anche la colesterolo esterasi, che idrolizza gli esteri del colesterolo ed è stimolata dai sali biliari.
• La digestione dei fosfolipidi avviene per la maggior parte ad opera della fosfolipasi A2 pancreatica, attivata dalla tripsina, che catalizza il distacco dell'acido grasso in posizione sn-2 del fosfolipide​​.

Assorbimento dei Lipidi: le Tappe

• Le ridotte dimensioni e i sali biliari rendono solubili le micelle permettendo ai loro componenti, una volta in prossimità dei microvilli, di attraversare la membrana plasmatica degli enterociti per poi essere rilasciati nel plasma o nella linfa.
• A questo punto, le sostanze devono riunirsi e formare lipoproteine​, chiamate chilomicroni i quali sono costituiti un cuore lipidico (trigliceridi, fosfolipidi, colesterolo e vitamine) circondato da molecole proteiche.
• Dopo essere usciti dall'enterocita tramite esocitosi, i chilomicroni passano nel liquido interstiziale e ai vasi linfatici interni ai villi.
• I chilomicroni trasportano la maggior parte dei lipidi assunti verso i tessuti periferici tramite la circolazione linfatica ed ematica.
• I chilomicroni poveri di trigliceridi (detti rimanenze) arrivano al fegato, dove gli epatociti li digeriscono, liberando il contenuto lipidico.
• I trigliceridi vengono utilizzati come riserva o degradati in glicerolo e acidi grassi, che entrano nel ciclo di Krebs per produrre ATP.

Lipoproteine e Classificazione

• VLDL (Lipoproteine a Bassissima Densità): Sintetizzate dagli epatociti, trasportano trigliceridi dal fegato ai tessuti periferici.
• LDL (Lipoproteine a Bassa Densità): Derivano dalle VLDL e trasportano colesterolo ai tessuti periferici.
• HDL (Lipoproteine ad Alta Densità): Secrete nel sangue da fegato e intestino, trasportano il colesterolo dai tessuti periferici al fegato.

Conclusioni

• Nel corso di queste lezioni, si è approfondita la digestione dei lipidi, affrontando le caratteristiche generali, i trigliceridi, i fosfolipidi, il colesterolo, le tappe della digestione, l'assorbimento e le lipoproteine con la loro classificazione.

Respirazione Cellulare

• La respirazione, attraverso i polmoni, permette alle cellule di avere sempre ossigeno a disposizione. L'ossigeno è necessario per estrarre energia dalle sostanze nutritive: glucosio e ossigeno determinano anidride carbonica, acqua ed energia.
• Il processo di respirazione cellulare comprende tre fasi: glicolisi, ciclo di Krebs e catena di trasporto degli elettroni (ETC).
• La Glicolisi si verifica in condizioni anaerobiche (senza necessità di ossigeno) nel citosol delle cellule. Tuttavia, poichè alla fine dell'intero processo c'è la necessità dell'utilizzo dei prodotti nella catena elettronica, tutta la respirazione può essere definita aerobica.

Glicolisi

• Si divide in due fasi: di investimento (con consumo di energia) e di rendimento (con produzione di energia).
• Nella fase di investimento il glucosio viene fosforilato a glucosio-6-fosfato per poi essere scisso in due molecole di gliceraldeide-3-fosfato usando due molecole di ATP.
• Nella fase di rendimento le due molecole di gliceraldeide-3-fosfato si trasformano in piruvato, con una produzione di quattro molecole di ATP e due di NADH. Vi è un recupero di energia, ad un guadagno netto di energia.

Fasi della Glicolisi

1. Il glucosio del sangue entra nella cellule e si lega ad un gruppo fosfato ceduto da una molecola di ATP, generando glucosio-6-fosfato: viene consumata una molecola di ATP.
2. Il glucosio-6-fosfato subisce una riorganizzazione e forma una molecola di fruttosio-6-fosfato.
3. Un'altra molecola di ATP viene utilizzata per aggiungere un gruppo fosfato al fruttosio-6-fosfato a fruttosio-1,6-difosfato.
4. La molecola di fruttosio-1,6-difosfato si scinde in gliceraldeide-3-fosfato e diidrossiacetone fosfato che si trasformano a vicenda.
5. Viene quindi ossidata la gliceraldeide. Una molecola di NAD+ viene ridotta a NADH, con l'aggiunta di un gruppo fosfato producendo acido 1,3-difosfoglicerico.
6. L'acido 1,3-difosfoglicerico perde uno dei gruppi fosfato trasformandosi in acido 3-fosfoglicerico; l'energia di questa reazione viene utilizzata per unire questo gruppo fosfato ad una molecola di ADT producendo ATP.
7. L'acido 3-fosfoglicerico si trasforma in acido fosfoenolpiruvico con trasferimento del gruppo fosfato si produce ATP.
8. La fosfoglicerato mutasi rimuove il fosfato in posizione 3 da una molecola di 2,3-bisfosfoglicerato generando il prodotto 2-fosfoglicerato.
9. La penultima reazione è essenzialmente una disidratazione del 2-fosfoglicerato che porta alla formazione di fosfoenolpiruvato, un composto ad alta energia, ed acqua. L'enzima enulasi catalizza questa disidratazione.

Resa Energetica

• Al termine della glicolisi il guadagno di energia è di 2 ATP + 2 NADH / 1 glucosio.

Destini Piruvato

• Il destino del piruvato dipende dal tipo di organismo, compartimento cellulare e condizioni aerobiche o anaerobiche.
  • Ciclo dell'acido citrico.
  • In taluni tipi di cellule, convertono il glucosio in lattato anche in condizioni aerobiche.
  • Vi sono tessuti di piante e microoganismi che attuano processi metabolici differenti.
  • Può avere destini anche anabolici.

Fermentazione Etanolica

• In condizioni anaerobiche, alcuni organismi fermentanti, come il lievito, convertono il piruvato in etanolo e CO2. Questo processo avviene in due tappe e attuato da due enzimi.
  • Piruvato decarbossilasi: decarbossilazione irreversibile del piruvato ad acetaldeide e CO2. Sono necessari Tiamina pirofosfato (TPP) e ioni Mg2+ per attività dell'enzima.
  • Alcol deidrogenasi: riduzione dell'acetaldeide ad etanolo tramite il coenzima NADH convertito a NAD. La fermentazione colica rigenera il NAD, impedendo l'arresto della glicolisi.
  • Il piruvato porta ad etanolo + CO2, con vino e birra e etanolo rilasciato e pane CO2 rilasciato.

Tiamina (Vitamina B1)

• È una vitamina si ritrova sia negli alimenti di origine animale e vegetale.
• Particolarmente ricchi di tale vitamina sono i legumi ed il germe ed il pericarpo dei cereali, fegato, rene, nel cervello e nell'intestino ed inoltre il lievito di birra.

Fermentazione Alcolica ed Alimenti

• Produzione di etanolo come solvente o combustibile (competizione con la sintesi chimica).
• Produzione di bevande (vino, birra ecc).
• Produzione di bevande distillate (liquori).
• Produzione di biomassa di lievito.

Fermentazione Lattica

• Viene attivata da lieviti e batteri in assenza di ossigeno, e dai tessuti muscolari per eccessivo affaticamento, con produzione di acido lattico.
• La fermentazione trasforma il latte in yogurt o formaggio.
• Gli agenti coinvolti sono batteri Streptococcus e Lactobacillus, che trasformano il glucosio in acido lattico.

Lo Yogurt

• Lo yogurt è composto da Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus.
• L'acido è il responsabile della coagulazione delle caseine donando un aspetto denso e cremoso.
• Lo yogurt è ricco di fermento, per effetto dell'attività batterica.

Verdure Lattofermentate

• E' un comprovato metodo di conservazione della verdure.
• Il processo è operato da batterie lattici che le lavorano.

Conclusioni

• La lezione affronta i temi della respirazione cellulare, della glicolisi, della resa energetica, dei destini del piruvato, della fermentazione alcoolica e lattica, dello yogurt e delle verdure.

Destino del Piruvato

• In assenza di ossigeno, si ha fermentazione.
• In presenza di ossigeno, si ha respirazione cellulare.

Decarbossilazione Ossidativa del Piruvato: Caratteristiche Generali

• La decarbossilazione ossidativa del piruvato è una via metabolica che converte il piruvato in acetil-coenzima-A e avviene a cavallo del mitocondrio.
• Dalla glicolisi la cellula ottiene il piruvato, tramite una serie di reazioni l'acido piruvico è metabolizzato in acetil-coenzima-A.

Piruvato Deidrogenasi

• La via metabolica della decarbossilazione ossidativa del piruvato richiede un complesso enzimatico formato dagli enzimi piruvato deidrogenasi (E1), diidrolipoil transacetilasi (E2) e diidrolipoil deidrogenasi (E3) assieme a cinque cofattori (tiamina pirofosfato, NAD, FAD, Coenzima A) e il lipoato​.

Valore Energetico

• Le reazioni di decarbossilazione del piruvato ottimizzano la capacità di ottenere energia dal glucosio tramite l'acetil-coenzima.

Decarbossilazione Ossidativa del Piruvato: le Tappe

• Dopo la glicolisi il piruvato, in presenza di ossigeno, continua l'ossidazione nel mitocondrio, dove effettua la decarbossilazione tramite un trasportatore specifico con un simporto di protone.
• Il piruvato entra nella matrice mitocondriale, dove un complesso multienzimatico (piruvato deidrogenasi) ne catalizza la trasformazione avviene in quattro tappe:
  1. Il piruvato perde il gruppo carbossilico e si lega alla tiamina pirofosfato (E1)
  2. Il piruvato deidrogenasi (E1) veicola due idrogeni nel residuo del lipoato ( legato alla diidrolipoil transacetilasi)
  3. Il codeinza ne asporta il gruppo acetilico e forma acetil-coenzima A
  4. Viene ripristinata la forma ridotta dal FAD con l'intervento del NAD.

Destino Acetil-CoA

• A questo punto, può entrare nel ciclo di Krebs oppure diventare il precursore per la biosintesi dei lipidi.

Ciclo di Krebs: Caratteristiche Generali

• Il ciclo dell'acido citrico è una via metabolica aerobica a 8 tappe che converte gruppi acetile derivati da carboidrati, acidi grassi e amminoacidi in CO2, producendo NADH, FADH2 e GTP​.

Ciclo di Krebs: le Tappe

1. L'acetil-CoA va incontro ad idrolisi e il gruppo acetilico si lega al gruppo carbonilico ossalacetato. La reazione è catalizzata della citrato sintasi.
2. il citrato si trasforma in isocitrato (attraverso il cis-Aconitato) tramite il gruppo -OH posto precedentemente sul carbonio 4
3. L'isocitrato deidrogeno decarbassila il carbonio determinando α-Heto glutarato.
4. Una secona decarbossilazione aggiunge coenzima A per formare succinil . L'enzima che catalizza la reazione è simile al complesso dei doriogenasi.
5. Il coenzima A viene isolato per fomare GTP. Il processo è attuato dal sucinil.
6. Il saccinato si viene ossidato a fumarato grazie al flavoprotenina saccinato deidrogenasi accetta e riduce H.
7. Se si usa le fumarasi per dare reazione L all'isolatore mediante la formazione cardiocatico.
8. In questa fase l'enzima riformatta ossalocetato avviene la Deidrogenasi. Equilibrio che fa deviare le sostanze a destrato da costate deidrogenasi.

Regolazione Ciclo di Krebs

• Il ciclo è regolato dalle necessità energetiche della cellula, cioè dalla concentrazione di ATP.
• Quando questa è elevata, la velocità della catena si riduce e la concentrazione di NADH aumenta di concentrazione.
• Quando la concentrazione di ATP è elevata diminusice e FADH rientra per fare trasposrto di Elektoron localizzata nella membrana interna del mitcrocandrio.

Funzione biosintetica

• Alcuni metaboliti di questo ciclo che ne donano L glutamico che li trasmette. Ci sono casi che il succinile porta alle mitonina, lisania, treonina e leucina.

Funzione biosintetica

• Gli acidi si hanno in eccesso dalla condensazione di acetale COZ possono fluoriesce dai mitocondri e prodruce in citosolacetal coi per la setosi acidi grassi.

Trasporto di Membrana

• Traportandono coacervati e lipoproteine contribuiscono allo sviluppo di acidi pirovici.