Metabolismo dei Carboidrati

Le molecole che introduciamo con la dieta e che liberano energia sono: carboidrati (zuccheri), trigliceridi (acidi grassi) e proteine (amminoacidi).

La glicolisi è il processo di metabolismo del glucosio che libera energia e avviene in tutti i tessuti del corpo.

Gli eritrociti (globuli rossi) non hanno mitocondri e quindi dipendono dal glucosio come unica fonte di energia.

Il cervello, pur avendo mitocondri, è protetto dalla barriera ematoencefalica che impedisce l'ingresso di acidi grassi. Il glucosio è la principale fonte di energia per il cervello.

La glicolisi è suddivisa in due fasi: la fase endoergonica (investimento) dove vengono utilizzate due molecole di ATP e la fase esoergonica (recupero energetico) dove vengono create quattro molecole di ATP.

La fase di investimento della glicolisi crea intermedi altamente energetici con gruppi fosfato.

I muscoli non hanno una barriera e quindi qualsiasi sostanza nel sangue può entrarvi. Dopo un pasto, l'insulina fa entrare grandi quantità di glucosio nei muscoli.

La glicolisi è il processo di trasformazione del glucosio in piruvato, che può essere utilizzato per produrre energia tramite il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa.

Il processo di produzione di ATP che avviene nell'ambito della glicolisi, attraverso la scissione di legami chimici ad alta energia.

La reazione che converte il glucosio in glucosio 6-fosfato, aggiungendo un gruppo fosfato.

L'enzima che catalizza la fosforilazione del glucosio.

Isomerizzazione del glucosio 6-fosfato in fruttosio 6-fosfato.

L'enzima che catalizza l'isomerizzazione del glucosio 6-fosfato.

La seconda fosforilazione nella glicolisi, producendo fruttosio 1,6-bifosfato.

L'enzima che regola la glicolisi, catalizzando la seconda fosforilazione.

La rottura del fruttosio 1,6-bifosfato in due molecole a 3 atomi di carbonio.

L'enzima che catalizza la degradazione del fruttosio 1,6-bifosfato.

Interconversione tra diidrossiacetonefosfato (DAP) e gliceraldeide 3-fosfato (GAP).

L'enzima che catalizza l'isomerizzazione tra DAP e GAP.

Reazione che porta alla formazione di 1,3-bisfosfoglicerato e NADH + H+.

L'enzima che catalizza la deidrogenazione e fosforilazione del GAP.

La prima fosforilazione a livello del substrato, producendo ATP.

L'enzima che catalizza la prima fosforilazione a livello del substrato.

L'enzima fosfofruttochinasi 1 (PFK1) regola la glicolisi, fungendo da "interruttore" per accenderla o spegnerla.

Quando la cellula ha abbastanza ATP, la PFK1 viene inibita, rallentando la glicolisi. Al contrario, quando la cellula ha bisogno di energia, la PFK1 viene attivata, accelerando il processo.

L'ADP e l'AMP indicano che la cellula ha bisogno di più ATP e quindi attivano la PFK1, accelerando la glicolisi.

Il citrato, un prodotto del ciclo di Krebs, indica che la cellula ha abbastanza energia e inibisce la PFK1, rallentando la glicolisi.

L'acido lattico, se presente in quantità eccessiva, può abbassare il pH sanguigno e inibire la PFK1, frenando la glicolisi.

Il fruttosio 2,6-bisfosfato è un attivatore della PFK1, accelerando la glicolisi. Viene prodotto dall'enzima fosfofruttochinasi 2 (PFK2).

L'insulina, un ormone prodotto dal pancreas, attiva la PFK2, che a sua volta produce fruttosio 2,6-bisfosfato, stimolando la glicolisi.

Il glucagone e l'adrenalina, ormoni rilasciati in condizioni di digiuno o stress, inattivano la PFK2, riducendo la produzione di fruttosio 2,6-bisfosfato e rallentando la glicolisi.

Il glucosio in eccesso viene immagazzinato come glicogeno nel fegato e nei muscoli. Questo processo aiuta a regolare i livelli di glucosio nel sangue.

L'esochinasi è un enzima che converte il glucosio in glucosio-6-fosfato, il primo passo della glicolisi.

L'esochinasi viene inibita quando la cellula ha già abbastanza glucosio-6-fosfato, evitando un eccesso di questo intermedio.

Il fegato ha un enzima aggiuntivo chiamato glucochinasi che converte il glucosio in glucosio-6-fosfato, anche quando la concentrazione di questo intermedio è alta. Questo aiuta il fegato ad assorbire il glucosio dal sangue, indipendentemente dai livelli intracellulari.

La regolazione della glicolisi avviene su enzimi chiave come la PFK1, garantendo che il processo avvenga solo quando necessario e con la giusta velocità.