Appunti Biochimica PDF

BIOCHIMICA Scienza che studia : le sostanze CATABOLISMO reazioni demolizione...

BIOCHIMICA Scienza che studia : le sostanze CATABOLISMO reazioni demolizione rottura legami di cui sono costituiti gli esseri viventi le REAZIONI chimiche che esse subiscono METABOLISMO ANABOLISMO : reazioni sintesi formazione di legami Gli elementi principali di cui è fatto l'uomo al 99 % carbonio , idrogeno , ossigeno e atoto. L'1 % è costituito tostoro , calcio , iodio potassio , da , sodio , magnesio , cloro G li esseri viventi sono costituiti da : ACQUA (H20) è l'elemento più abbondante nell'organismo , è il solvente di TUTTE Le Reazioni Biologiche è e prodotto di molte reazioni reagente MOLECO LE ORGANICHE Perché siamo tatti di acqua ? L'acqua è presente nel citoplasma di tutte le cellule. Non tutti siamo tatti dalla stessa percentuale di acqua 75 % bebe 60% uomo 55 % donna IN : L'acqua arriva da bevande , alimenti e dal metabolismo ossidativo dei substrati energetici (250-350 mildie) presente al 90 % in trutta e verdura, poi fonti proteiche e carboidrati. Non hanno acqua i grassi , sale e zucchero. OUT Perdo acqua attraverso urina , teci ed evaporazione Livello di assunzione di riterimento di nutrienti ed energia Maschi + 18 : 2, 5 1/ die temmine + 18 : 2 , 01/die in gravidanza : + 350mL allattamento : + 750 mL Come capisco se bevo abbastanza ? Attraverso il colore delle Urine : se è troppo scura, non sono idratato Le acque non sono tutte uguali cambia il Residuo fisso : quantità di sali mineralisciolti nell'acqua (11). Le acque con un buon rapporto di minerali sono classificate in : acque minimamente mineralizzate (meno so gr litro acque oligominerali (50-300 mg/litro) a cque minerali propriamente dette/300-1500 mg/litro a que fortemente mineralizzate ( + 1500 mg/ litro > Tipo di acqua in base alle sostanze presenti : l'importante è che NON CONTENGA NITRITIO NITRATI /innocui al di sotto li3mg/1) bicarbonata che sono pericolosi e devono essere assenti. solta rata pericolosità è relativa alla possibilità di legarsi con le ammine presenti nelle proteine Co rurata Calci co magnesie formare sostante anceredetermpediscono il normale tra o e terrugino e polvere di Na L'alto livello di calcio le vende particolarmente indicate durante la crescita , in caso di menopausa , oppure per arricchire la dieta di persone gravidanza o anziane , contribuendo a prevenire l'osteoporosi e l'ipertensione. Il calcio presente in queste acque è BIODISPONIBILE : assorbibile dall'organismo senza essere eliminato , pertanto può integrare quello assunto con alimentazione completa ed equilibrata. Dal punto di vista nutrizionale , non vi è al luna differenza tra l'acqua naturale e quella frizzante , sia essa addizionata o naturalmente effervescente. L'acqua non ta ingrassare zero calorie Per il sodio è stato stabilito un obiettivo nutrizionale per la prevenzione popolazione adulta : consumo di sale 5 gr al giorno range :anzianiconsumo giorseriore Acqua povera di sodio Va bene quindi scegliere un'acqua con un basso contenuto di sodio , ma dovremmo concentrarci di più su quello che mangiamo piuttosto che sulla scelta del tipo di acqua. SALE , POCO E MEGLIO cercare di sostituire il sale comune con quello iodato Lo iodio Ha importante nel regolare la produzione un ruolo di energia dell'organismo , favorisce la Crescita e lo Sviluppo STIMOLANDO IL METABOLISMO BASALE e AIUTANDO L'ORGANISMO A BRUCIARE IL GRASSO IN ECCESSO. Lo troviamo in tutti i tipi difauna e vegetazione marina. es pesce , alghe , fagioli, spinali Il corpo umano normalmente ne contiene dai 20 di so mg La quantità assunta con gli alimenti non è sufficiente a garantirne l'adeguato apporto giornaliero lo iodio viene assorbito attraverso la pelle e nel tratto gastrointestinale e viene trasportato attraverso il flusso sanguigno alla tiroide che ne trattiene circa 30 % I GLUCIDI C 2 n carbonio idrogeno ossigeno funzione energetica es amido e glicogeno funzione strutturale es. Cellulosa MONOSACCARID zuccheri semplici Si distinguono in DISACCARIDI zuccheri POLISACCARIDI complessi MONOSACCARID CHO Glucosio aldoesoso : gr. aldeidico e 6 C Ricorda anche RIBOSIO , DESOSSIRIBOSIP GALATTO SIE Co 126 CO FRUTTOSIO Chetoesoso chetonico e 6 C : gr. C126 DISACCARIDI SACCAROSIO GLUCOSIO FRUTTOSIO : Legame d-1 , 2 glicosidico LATTOSIO GLUCOSIO + GALATTOSIO : Legame B-1 , 4 glicosidico MALTOSIO Glucosio + Glucosio : Legame d-1 , 4 glicosidico POLISACCARID Lineari d-1 , 4 glicosidici Funzioni animali forma catene GLICOGENO : monomeri di glucosio vamiticate d-1 , 6 glicosidici & cumula nel tegato linearidgioidia NUTRIZIONALI O di RISERVA AMIDO : Vegetali monomeri di glucosio forma catene CELLULOSA : Vegetali monomeriglusorio uniti da legamiB-1 , 4 glicocidici costituente parete cellulare STRUTTURALE O di SOSTEGNO 6) Il COSAMMINOGLICANI O CHITINA : animali LE PROTEINE Le Unità di base delle proteine sono gliamminoacidi 20 amminoacidi in natura : fondamentali hanno isomeria ( Si distinguono in ESSENZIALI : Valina il nostro corpo non riesce a sintetizzarli , vanno introdotti con la dieta Leucind Isoleucina Treonina Metin Lisina I stidina Arginina NON ESSENZIALI : Glicina Ald in e se Acido aspartico Acido glutammico Prolind Idrossiprolina Cisteina  Gli amminoacidi si legano tramite Legami pePTIMCI a formare proteine. si formano tramite reazione di idrolici : Viene eliminata 1 molecola di 2 Le proteine possono essere suddivise in : costituite da soli amminoacidi semplici COMPOSIZIONE complesse costituite da amminoacidi legati a zuccheri o lipidi gruppi gruppi a non fibrose actina miosina collagene , e STRUTTURALI globulari emoglobina FUNZIONALI : Catalisi enzimatica trasporto deposito protezione ANTICORPI : proteine del nostro sistema immunitario contrazione ANTIENI batteri Ci ditendono dagli molecole estranee es. regolazione ormonale legandoli e neutralizzando la loro azione dannosa strutturale regolazione genica Prodotte dai LINFOCITIB e sono glicoproteine ricezione e trasduzione del segnare Sono formate da 2 CATENE PESANTI 2 PONTI DISOLFURO 2 CATENE LEGGERE 1 PONTE DISOCFURO I LIPIDI 3 acidi grassi + 1 glicerolo Nell'evoluzione un gene ancestrale codificava per un solo dominio Ig. DEPOSITO : funzione energetica e protettiva trigliceridi Tale gene si èauplicatopiù volte e le parti duplicate sono andate incontro a piccole mutazioni, dando luogo a geni con vari esoni 9 Kal X grammo di lipidi US L Kcal X grammo di carboidrati per domini Ig. Steroide STRUTTURALI : Costituenti delle membrane cellulari tostolipidi glicolipidi colesterolo possono attraversare facilmente paretidei capillari , e Ig680 : formazione lenta : lo giorni si formano prima in 2-3 ORMONI STEROIDE : Comunicazione cellulare esposizione al sole · IgM = : giorni · VITAMINE LIPOSOLUBILI : Costituenti della dieta A-D-E-k · IgA 12 : siero e secrezioni saliva , sudore , lacrime Intervengono nelle intezioni locali e sono legate all'antigene per eliminazione proprietà · INSOLUBIUTà nei solventi polari IDROFOBICITA · IgD e IGe 1 superficie linfociti B · SOLUBILITÀ nei solventiapolari LIPOFILICITA L'unità di base è l'ACIDO Grasso formato da Una TESTA POLARE CODA APOLARE Si dividono in saturi no doppilegami lineari e ordinati es Acido oleico Solidi a temperatura ambiente punto fusione tacilmente digeribili alto disordinati INSATURI doppio tripli legami liquidi atemperatura amiee se es acido linoleico. puntofusion linolenico e esterei > ACIDI GRASSI + 1 GICEROLO 3 TRIGUCERIDE : tramite esterificazione legami eliminazione 32 fonte di riserva energetica più abbondante  FOSFOLIPIDI-FOSFOGLICERID polare ACCRASO GLERO FOSFATO AMMINOAICOL es. Colina etanolammina serina a polari Derivano dalla esterificazione di 2 gr alcolici del glicerolo con acidi grasci. esterificazione del 30 gr alcolico con l'acido fostorico. legato estericamente amminoalco Sono molecole ANFIFILIChe o Antipatiche a Causa della coesistenza di una porzione polare e una apolare Sono i principali costituenti delle Membrane doppio strato fostolipidico COLESTEROLO STEROIDE formato da L anelli aromatici di quali sono legati una lunga coda lipidica. Presenta una Testa IDROFILA costituita da un gruppo of legato ad un ("3. Svolge diverse funzioni : modula tividità membrana plasmatica · precursore ormoni steroidei biliari · precursore di sali e acidi GLI ACIDI NUCLEICI Zucchero desossiribocio - ribosio Gli acidi nucleici presenti negli esseri viventi sono DNA e RNA sono eteropolimeri costituiti da NUCLEOTID gruppo tostato legato al 5 base azotata legata al 213 Si dividono in : a PURINE (adenina-guanina EMOPROTEINE · PIRIMIDINE citosina-uracile-timina Le proteine del sangue sono la : Mioglobina proteina globulare localizzata nelle fibrocellule del miocardio e del muscolo scheletrico riservadiossigeno Svolge 2 funzioni momentidistoperchmuscoli sicontraggono e facilità la diffusione intracellulare EMOGLOBINA proteina globulare che si trova nei globuli rossi , Coinvolta nel trasporto dai polmoni di tessuti Struttura emoproteine MIOGLOBINA lunga 153 amminoacidi ed è formata da 8 segmenti ad a elica e contiene un gruppo EME, che lega una sola molecola di 2. EMOGIOBINA TETRAMERO formato da 2 segmenti delica 141 amminoacidi e 2 segmenti B 146 amminoacidi e contiene y gruppieme che legano li molecole di 2. Si trova nei GlOBUlI ROSSI. Gruppo EME mitocondrio ANELLO TETRAPIRROLICO , si tratta di Una PROTOPORFIRINA : 8 Succinil-CoA + 8 glicine. La sintesi avviene citosol E fezt una struttura rigida piana e contiene uno IONE FERROso al centro. lo ione terroso può tare 6 legami : Li Con N Febloccato all'interno dell'anello 1 con istidina nella tasca idrotibica 1 inclinato perché con 2 legame nella tasca c'è poco spazio Una molecola di emoglobina contiene l gruppi eme e ciascuno è in grado di legque REVERSIBILMENTE UN OSSIGENO Hb + 402 Hb 02 4 emoglobina satura al 100 Mando lega l ossigeni desossiHb Ossilb basse tensioni 02 elevate tensioni c = tessuti periterici = polmoni emoglobina scarica satural 100 in caso di diminuizione circa il 50 di 2 della pressione parziale l'Hb è in guado di cedere 2 ancora più facilmente Curva di dissociazione Mb us Hb LA MIOGLOBINA HA AFFINITA PER 2 RISPETTO ALL'EMOGLOBINA nei tessuti periterici &inche a basse pressioni la Mb è satura di 2 al 100 scarica2 solo a pressioni davvero bassissime Svolge una FUNZIONE DI RISERVA utile nei momenti di storzo I fattori che influenzano il legame dell'emoglobina e dell'ossigeno PH : se c'è un ph acido nei tessuti periferici l'affinità diminuisce , se c'è un pH più basico nei polmoni l'affinità aumenta. L'emoglobina è in grado di legare protoni e tampona l'acidità del Sangue legando a se protoni e ledendo ossigeno tessuti periferici C : in presenza di anidride carbonica nei tessuti peritici l'emoglobina vilascia maggiormente ossigeno perché ne diminuisce l'affinità. L'emoglobina svolge un ruolo attivo nella rimozione della Ce prodotta dai tessuti 10. La restante in parte viene trasformata in acido carbonico e in parte è trasportata come tale dal sangue per essere eliminata a livello dei reni e dei polmoni. La Ca non si lega allo ione terroso dell'EME ma alle estremità di ciascuna subunità con legame covalente. , 3-BPG 2 1 , 3- BIFOSFOGLICERATO La diminuire l'affinità per l'ossigeno , BPG si inserisce nella cavità interna della deosiemoglobina , formando una struttura più stabile ma meno disponibile a legare l'ossigeno. Esso deriva dal metabolismo del glucosio e si trova in elevate concentrazioni nei globuli rossi. In risposta all'ipossia cronica la concentrazione di BPG nei globuli rossi aumenta. Alti livelli di BPG significano bassa attinità per l'ossigeno che viene liberato nei capillari. 1 monossido di carbonio c) è un gas inodore , incolore e insapore che ostacola il trasporto di Ossigeno nel sangue. Esso si lega all'emoglobina più facilmente dell'ossigeno. cervello non riceve sufficiente ossigeno # C si lega al terro del gruppo Eme con un'attinità centinaia di volte superiore a quella dell'ossigeno. Di conseguenza il legame è irreversibile Con il passare del tempo Hb + C CHb carbossiemoglobina , se CHb 30 la capacità di ossigenazione dei tessuti risulta insufficiente e porta l'individuo alla morre. C è presente anche nel tumo del tabacco (Hb Fumatori CHb non tumatori tumatori accaniti 50 Due patologie legate all'emoglobina sono : TALASSEMIA : Causata da un errore genetico , dove troviamo una difettosa sintesi di una o più subunità costitutive ↓: mancanza di una o più catene a dell'emoglobina B "anemia mediterranea" : Mancanza di una o più Catene B dell'emoglobina ANEMIA FALCIFORME : Mutazione che cambia un amminoacido della subunità B GLUTAMMATO ALINA degli ammassi tibrosi che deformano il aspetto a talce che viene poi rimosso dal circolo emoglobina insolubile forma globulo rosso , dandogli un , più facilmente , questo non scorre nei capillari e ostruisce il flusso sanguigno. L'omozigote avrà una vita massimo di 25 anni , l'eterozigote è asintomatico. ENZIMI proteine catalizzatrici I G eutile per comprendere il funzionamento degli enzimi. L'energia libera G è una funzione termodinamica che rappresenta Una misura dell'energia utile energia in grado di compiere un lavoro Il G è l'energia contenuta nei legami chimici e rappresenta l'indice della spontaneità della reazione capacità di un sistema di compiere lavoro utile. * si trasforma in B e libera energia che si può usare lavoro per compiere un VARIAZIONE DI ENERGIA LIBERA Ad una reazione chimica è sempre associata una variazione di energia : G = Gprodutti - Greagenti G TRASFORMAZIONE SPONTANEA ed ESOERGONICA G TRASFORMAZIONE NON ESPONTANEA Ed ENDOERGONICA · G = 0 REAZIONE E All'EQUILIBRIO SOLO LE REAZIONI SPONTANEE , CHE LIBERANO ENERGIA POSSONO ESSERE CATALIZZATE LIBERAMENTE DAGLI ENZIMI Le reazioni chimiche spontanee sono molto lente, quindi per aumentare la velocità : aumentando la temperatura impossibile negli organismi viventi utilizzo di catalizzatori negli organismi viventi sono gli enzimi proteine in grado di catalizzare le reazioni Chimiche , AUMENTANDO LA VELOCITÀ di Una REAZIONE senza alterare l'equilibrio della stessa. composto chimico che partecipa a una reazione ma si ritrova INALTERATO alla fine della reazione Gli enzimi prendono il nome dalla reazione che catalizzano , hanno desinenza - así ed hanno il nome del substrato e dell'azione compiuta. OSSIDOREDUTTASI : Catalizzano le Ossidoriduzioni TRANSFERASI : Catalizzano trasferimento di gruppi contenenti C,N P IDROCISI : Catalizzano la scissione dei legami mediante l'aggiunta di acqua LIASI : catalizzano la scissione dei legami C-C : C-S ; C- N ISOMERASI : Catalizzano la racemizzazione di isomeri ottici o geometrici Il GASI : Catalizzano la formazione di legami tra Le 0 , So N , accoppiata all'idrolisi di tostati ad alta energia L'enzima velocizza le reazioni esorgoniche reazioni in cui l'energia del substrato A è dell'energia del prodotto B. Per passare da A + B livello utilizzata è utilizzata è l'ENERGIA a P + a serve raggiungere un energetico più elevato detto STATO di TRANSIZIONE , l'energia di ATTIVAZIONE più è elevata minore è la velocità reazione spontanea : G eso AtB C+ D di reazione senza enzima il raggiungimento dello stato di transizione deriva dagli urti tra le molecole e dipende dall'energia cinetica delle molecole e della T. Nella reazione catalizzata l'enzima diminuisce il valore dell'energia di attivazione. I substrati legati all'enzima si trovano in uno stato più reattivo. attività % Non richiede un aumento di temperatura e svolgono la loro a 37 C. L'enzima è una proteina con un sito catalitico che : riconosce il substrato e lo lega lo trasforma nel prodotto aumentando la velocità di reazione CATALISI legata di gruppi R degli amminoacidi la cui natura e disposizione residua individua una tasca detta Sito ATTNo. E fondamentale la conformazione nativa della proteina per la sua funzione catalitica. se Modificata con DENaturazione l'enzima viene disattivato. La FORMAZIONE del COMPLESSO ENZIMA-SUBSTRATO è la prima Tappa nella catalisi enzimatica : potere catalitico degli enzimi deriva dalla loro capacità di AVVICINARE I substrati con un Orientamento favorevole e promuovere la formazione di stati di transizione · enzimi formano il complesso es in una specifica regione SITO ATTIVO regione a cui si lega il substrato, costituito da una tasca tridimensionale formata da gruppi Che derivano da parti diverse della sequenta amminoacidica della proteina. Esso occupa una parte relativamente piccola del volume totale dell'enzima costituiti da + 100 amminoacidi TEORIA del SISTEMA CHIAVE-SERRATURA entimi possiedono un sito Catalitico dove alcuni amminoacidi specifici permettono al sito catalitico di essere riconosciuto dal substrato , di interagire con esso e di trasformarlo in prodotto & TEORIA dell'ADATTAMENTO INDOTTO il legame enzima substrato avviene quando il substrato si trova nel suo stato di transizione aumenta la probabilità di tar passare il substrato subisce substrato nel suo stato energ · Interiore delle modificazioni Un enzima complementare al suo substrato potrebbe essere un cattivo enzima. Per poter Catalizzare una reazione , un enzima deve essere COMPLEMENTARE ALIO STATO DI TRANSIZIONE DELLA REAZIONE. I fattori che influenzano l'attività catalitica enzimi sono degli : PH : con un ph fisiologico entima veloce alcuni enzimi non seguono la regola con un ph acido o basico entima lento TEMPERATURA : a temperature elevate , l'attività di un enzima diminuisce drasticamente a causa della sua denaturazione Cinetica entimatica La velocità di una reazione enzimatica varia al variare della concentrazione del substrato e viene descritta dall'equazione di Michaelis-Menten. rappresenta graticamente tramite carva iperbolica la velocità iniziale di una reazione aumenta quasi linearmente all'aumentare della concentrazione del substrato La proporzionalità tra velocità e substrato progressivamente diminuisce e la velocità iniziale diventa indipendente dalla concentrazione del substrato.  La velocità iniziale massima della reazione si osserva quando tutto l'enzima è presente sottoforma di Complesso Es. Tale condizione però esiste solo quando la concentrazione del substrato è elevata. lostante di Michaelis-Menten km e attinità Un valore BASSO di Km indica Alta Affinità per il substrato ENZIMA FUNZIONA BENE Un Valore Alto di Km indica Bassa Affinità per il substrato ENZIMA FUNZIONA MALE Tutte le vie metaboliche sono regolare da entimi : regolando l'enzima si regola anche la via metabolica. Regolazione enzimatica COSTITUTIVI : gene sempre presente e trascritto · REGOLAZIONE A LIVELLO GENICO avviene solo in certi casi INDUTTIVI : trascrizione genica sotto controllo : · ph e Temperatura la cui variazione fa aumentare o diminuire l'attività dell'enzima , ogni enzima ha pi e temperatura ottimali IRREVERSIBILE INIBIZIONE ENZIMATICA REVERSIBILE : Competitiva e non competitiva · ASSOCIAZIONE e DISSOCIAZIONE attività è legata all'associatione dissociazione di più monomeri - proteina Chinaci A , PKA & MODIFICAZIONI COVALENTI FOSFORICAZIONI , DEFOSFORILAZIONI , ZIMOGENI · INIBIZIONE DA PRODOTTO · PRECURSORI INATTIVI · REGOLAZIONE ALLOSTERICA INIBIZIONE ENZIMATICA · IRREVERSIBILE inibitore lega l'enzima e non può più staccarsi PENICILLINA : Agisce modificando covalentemente l'enzima transpeptidaci e in questo modo la sinteci della parete batteria viene bloccata e i batteri tendono a morire · REVERSIBILE inibitore lega l'entima ma si può staccare GAS NERVINI : agiscono alterando l'entina acetil-colina- esterasi bloccando le giunzioni , neuromuscolari , le sinapsi nervose che contengono tale enzima , e tutti i tessuti che esprimono recettori di tipo colinergico COMPETITIVA : inibitore compete con il substrato per il sito catalitico NON COMPETITIVA : inibitore non compete per il sito Catalitico e si lega a un sito diverso  ASSOCIAZIONE - DISSOCIAZIONEi l legame di CAMP alle subunità regolatrici della proteina chinaci dipendente da CAMP PKA ne induce un cambiamento conformazionale che determina la loro dissociazione dalle subunità catalitiche che risultano attivate INIBIZIONE Da PRODOTTO la trasformazione substrato - prodotto comporta un passaggio attraverso prodotti intermedi = sempre presente un Enzima Chiave inizio che può subire regolazione da prodotto troppo prodotto finale blocca l'attività dell'enzima Chiave Con un Meccanismo INIBIZIONE NON COMPETITIVA Feedback negative PRECURSORI INATTIVI alcunientimi possono pericolori essere molto es gli enzimi digestivi prodotti dal pancreas degradano tutte le proteine # sistema nervoso centrale stimola la produzione e il rilascio di PROENZIMI INATTIVI ZIMOGEN orilasciati solo in Corrispondenta delle tasi digestive · attivati dal taglio proteolitico Entimi con indicatori diagnostici · inattivati per degradazione reciproca La determinazione degli entimi nel siero viene utilizzata come importante ausilio diagnostico. Il livello di attività o quantità di numerosi entimi aumenta in differenti condizioni patologiche localizzazione enzimatica v e ilascio Gli enzimi sono liberi nelle cellule di diversi tessuti ed organi , oppure si trovano continati in particolari strutture all'interno delle cellule stesse oppure in un determinato tessuto ed organi specifici. Quando le strutture cellulari vengono danneggiate gli entimi cellulari si liberano e si riversano nel circolo sanguigno. In questo modo un aumento della loro concentrazione nel campione può rappresentare un indice abbastanza preciso di un danno cellulare. Meccanismi responsabili di un aumento di enzimi nel plasma · NECROSI O DANNO CELLULARE enzimi del citoplasma fuoriescono dalle cellule per citolisi · AUMENTO TURNOVER CELLULARE accrescimento, rigenerazione cellulare , neoplasie · AUMENTA SINTESI PROTEICA DELL'ENZIMA per induzione enzimatica · OSTRUZIONE DEI DOTTI ESCRETORI enzimi normalmente presenti in secrezioni esocrine vengono riversati nel plasma Isoenzimi enzimi esistenti in forme molecolari diverse , catalizzanti la stessa reazione H = heart es LATTICO DEIDROGENASI (DH : tetramero formato dalla diversa composizione di 2 subunità M muscle. = diversi isoentimi : LDH-1 , IDH-2 , LDH-3 , CDH-4 , IDH-3 E molto importante la tessuto specificità di questa famiglia di isoenzimi per la diagnosi di danni a carico dei diversi organi TRANSAMINASI entimi ubiquitari ma particolarmente abbondanti in tegato e muscolo striato che catalizzano reazioni di trasferimento di un gruppo amminico da un amminoacido donatore di solito una-cheroacido accettore , secondo lo schema generale glutammato su : #A 1 Glu + KAz KAndkA + AAz Alt : alaninatransaminaci AST : aspartico transaminasi METABOLISMO ENERGETICO Le molecole introdotte con gli alimenti sono degradate nelle diverse vie metaboliche degradazione delle molecole = produzione di energia METABOLISMO Insieme direazioni chimiche che avvengono nell'organismo al fine di mantenere l'omeostasi cellulare · CATABOLISMO : demolizione o ossidazione di molecole complesse in molecole più piccole con liberazione ATP energia Sono reazioni ESERGONiche che possono avvenire spontaneamente es. ossidazione glucosio Cos e Izo nella respirazione cellulare digestione macromolecole carboidrati , lipidi , proteine · ANABOLISMO : Sintesi di grandi molecole con dispendio di ATP energia reazioni ENDOERGONiche che non possono avvenire spontaneamente es. Sintesi proteine BIDENERGETICA studia quantitativamente le conversioni energetiche che avvengono nelle cellule e la natura e funzione dei processi chimici che vi sono alla base L'organismo è in grado di scambiare con l'ambiente sia materia che energia SISTEMA TERMODINAMICO APERTO NON ISOLATO Solo le reazioni spontane e possono essere catalizzate liberamente dagli enzimi, tuttavia molte reazioni biologiche sono ENDOERGONICHE POSSONO AVVENIRE ACCOPIANDO AD ESSE L'IDROLISI DI ATP ATP + H2O GNEGATIVO ESPONTANEA CATALIZZATA ATP L'energia necessaria per le funzioni dell'organismo deriva da alcuni composti ad alta energia che per idrolisi danno energia , il principale è l'ATP. Oltre alla produzione di ATP è strategia comune al catabolismo produrre COENZIMI RIDOTTI 1) NADA e il FAdhz , che dovranno poi essere riossidati altrimenti metabolismo cellulare si mitocon Con to storilazione ossidativa. arresterebbe. Tale riossidazione è alla base della catena di trasporto degli elettroni che fornisce l'energia necessaria per sintetizzare ATP- prodotta da : ADP + ione tostato + combustibile ATP + prodotti degradazione Glucosio Produzione ATP e reazioni redox Durante le reazioni redox si ossidano molecole complesse a Cc e Hz generazione di un flusso elettronico per produrre ATP riducono i Coenzimi NADeFAD NADHeFADH2 Le redox sono reazioni in cui si passa da carboni ridotti a carboni estremamente ossidati Molecole ossidabili · ACIDI GRASSI C estremamente ridotti · Glucosio già parzialmente ossidato per la presenza dei gruppi Oh sono molto più calorici dei carboidrati perché si possono ossidare più gruppi Che Coenzimi NAD e FAD aiutano gli enzimi Coinvolti nelle reazioni di DEIDROGENAZIONE Ossidazione del C prendendo provvisoriamente l'energia di legame contenuta nei legami del C riducendoci. L'energia incamerata viene donata alla CATENA di TRASPORTO degli ELETTRONI , sottoforma di elettroni. Derivano dalle vitamine assunte dall'organismo con la dieta · NAD-NADH NITOTINAMMIDE ADENINA DINUCLEOTIDE precursore della NIACINA Vitam B3 situova in cereali , latte , carne , tegato · FAD-FADHI FLAVINA ADENINA DINUCLEOTIDE precursore della RIBOFLAVINA Vitam Bz si trova nel latte e nel fegato Schema riassuntivo del metabolismo energetico glucosio I LICOLIN trigliceridi 1 glicer010 3 acidi grassi amminoacidi 7 SCOPO : OSSIDARE ACIDI GRASSI e GlUCOSIO per la maggior parte non sono trasformati in ACETIL-COA perché servono per la produzione proteine massimo statoriossidati nella FOSFORILAZIO NE Ossidatione del C OSSIDATIVA NAD e FAD da cui si ricava damoleleed USO ATP per ATP costruire molecole ATR complesse FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA caricati di e- membrana int processo mitocondriale in cui l'ossidazione dei Coenzimi ridotti nella catena respiratoria si accoppia alla fosforilazione di ADP in ATP quindi per faria servono i MITOCONDRI dunque non tutte le cellule la tanno es globulirosci MEMBRANA MITOCONDRIALE ESTERNA : Molto permeabile no selezione molecole in entrata ed in Uscita SPAZIO INTERMEMBRANA MEMBRANA MITOCONDRIALE INTERNA : totalmente impermeabile anche di protoni forma le CRESTE MITOCONDRIALI a suo interno si trova la MATRICE Le cellule + ricche di mitocondri sono quelle che necessitano di maggior ATP. Con si ha MAD essa FAD A NAD complessi proteine trans membrana detti complessi e sono s trasportano elettroni dai coenzimi vidotri ossidati all'O2 ridotto ad H20 OGNI 4 e- 1 Oz viene ridotto a 2H2O Oz respirato serve per ciossidare il complesso della catena respiratoria FLUSSO ELETTRONICO : forma di energia che i complessi struttano per pompare H nello Spazio intermembrana GRADIENTE PROTONICO I complessi della catena respiratoria La catena respiratoria è un complesso proteico di trasportatori di elettroni deputato al trasferimento degli e dai coenzimi vidotti all'O2. Spazie ATP SINTASI Unità Fo : Canale passaggio H+ Unità Fa : siti attivi per la sintesi ATP Ht H+ FADH2 FAD Pochi protoni ht UBICHINONE spazio inter : tanti H + V Nello spazio intermembrand si accumulano protoni DIFFERENZA Di POTENZIALE ELETTRONICO Matrice : pochi H+ i protoni tendono a ritornare verso la matrice ma trovano la membrana interna impermeabile L'unico modo per rientrare nella matriceè ATP SINTASI genera forza proton motrice che spinge H+ nella matrice tramite ATP sintaci  a causa della rotazione la subunità modifica la sua forma ed espone il sito attivo per la cintesi ATP Servono 3H + ATP per ogni subunità F1 ruota J prodotta con reazione ADP + Pi ATP + Hzo gli H + ci diffondono attraverso il Canale RESA NADH 3 ATP 3 NADH : 3x3 = a ciclo di Krebs : 12 ATP ogni 1 FADH2 : 1x2 = 2 FADH2 2 ATP 1 GTP : 1x1 = 1 Blocco della catena respiratoria Esistono numeroci farmaci-veleni in grado sostanze di bloccare il flusso diè- lungo la catena respiratoria agendo sui differenti complesci ERCURIO , ROTENONE e BARBITUBICI bloccano il complesso I ANTICIMINA A inibisce il Complesso CIANURO e MONOSSIDO Di CARBONIO legano i citocromi del Complesso DISACCOPPIANTI disaccoppiano la fostorilazione ADP dal flusso di e- famiglia della UCP : uncoupling proteins molto importante UCP 1 termogenina tessuto adiposo bruno produzione di calore : permette di protoni di RIENTRARE MATRICE : Senza produrre ATP inibisce gradiente elettrochimico dissipazione energia sottoforma calore ~ veniva un tempo usato come farmaco dimagrante Causa però brusco aumento metabolismo, sudora zione intensa , collasso e quindi morte. ALIMENTI E DIGESTIONE CARBOIDRATI Costituiti da Saccarid più importante è il Glucosio Sono contenuti nel pane , pasta , riso, , frutta e verdura i carboidrati dovrebbero costituire il 43-60 della fonte energetica 1gr 4 kcal La digestione dei carboidrati Inizia in bocca tramite l'azione dell'enzima d-AMILASISALIVARE che ha azione blanda : rompe i legami a 1, 4 glicosidici prodotti : MALTOSIO e DESTRINE si prosegue nello stomaco dove d amilari salivare Viene bloccato , (ARBOIDRATI NO DIGERITI NELLO STOMACO poi si giunge all'INTESTINO , dove vi è lo sbocco del dotto pancreatico produzione entimi digestivi d AMILASI PANCREATICA che ha azione maggiore si occupa sempre di rompere i legami ↓ I ,4 glicosidici Interviene infine la Oligo 1 , 6 Giucosidasi che rompe ilegami d 1,6 glicosidici enzima presente sulla membrand cellule intestinali vi Sono anche le DI-SACCARIDAS SACCARASI SACCAROSIO GLUCOSIO e FRUTTOSIO LATTASI LATTOSIO 2) LUCOSIO e GALATTOSIO MALTASI MALTOSIO GLUCOSIO e GLUCOSIO Cellulosa polisaccaride del glucosio con legami BI , 4 glicosidici presente in frutta e verdura NON ESISTONO NELL'UOMO ENZIMI CAPACI DI ROMPERE QUESTO LEGAME Costituisce le FIBRE funzione digestiva , mobilità intestinale NO ENERGETICA apporto ideale di fibra 25 30 gr al giorno Trasporto attivo un trasportatore lo SGIT1 O SGLUT5 sodium glucose transporter permette l'ingresso del glucosio nell'enterocita insieme a 2 ioni sodio Na dispendio ATP > Con un altro trasportatore la GuTz giungono nel circolo ematico Intolleranza al lattosio ASSENZA O MAIFUNZIONAMENTO della LATTASI LATTOSIO RESTA IN FORMA DIMERICA nell'INTESTINO RICHIAMO di Ha nell'INTESTINO LIPIDI Hanno un ALTO CONTENUTO ENERGETICO a Kcal g tra i lipidi vi sono alcune vitamine liposolubili A , K , E , D I più importanti dal punto di vista metabolico sono gli ACIDI GRASSI Chiamati comunemente TRIGLICERIDI sono notevole di substrati energetici una sorgente Funzione energetica a cidi grasci + colestero V Sono i più abbondanti e svolgono : Funzione sostegno ↑ unzione isolamento Termico Sono molto abbondanti nel corpo umano GLICEROLo : glicerolfostolipidi triacigliceridi , Esterificati COLESTEROLO : Esteri del colesterolo possono contenere uno o più doppi legami Funzioni dei lipidi ENERGETICA quantità consigliata 20-35 TERMIC A MECCANICA STRUTTURALE PRECURSORE DI ORMONI CON AZIONE AUTOCRINA-PARACRINA Digestione dei lipidi 90 trigliceridi Lipidi assunti con la dieta 10 colesterolo ed i suoi esteri fostolipidi acidi grassi liberi Molecole IDROFOBICHE Che si ritrovano a transitare in un ambiente acquoso formano infatti MICELLE emulsioni di goccioline lipidiche BOCCA e STOMACO DIGESTIONE INTESTINO : DUODENO e DIGIUNS ASSORBIMENTO DIGIUNO ILE8 1. BOCCA : LIPASILINGUALE C12, latte azione meccanica blanda 2. STOMACO : LIPASI ACIDO-STABILE azione blanda perché stacca 1 acido grasso di solito (10 (3 No Il C perché ha l'ingombro sterico prodotti : digliceridi DUODENO LIPASIPANCreatica azione digestiva consistente perché stacca 2 acidi grassi. 3 INTESTINO DIGIUNO > prodotti : monoaciglicerolo 1 acido grasso + glicerolo 2 acidi grassi liberi & intata dalla COLIPASI ↓ IDROFILICA perché ha 2 Of Attacco delle micelle acido colico A viene per opera degli ACIDI BILIARI derivati del colesterolo e sintetizzati nel fegato acido che nodeossicalico immagazzinati nella cistitelled e secreti nel duodeno acido taurocolico cido glicolico - a Trasformati in SALI BILIARI acido taurochenodeossicolico acido glicochenodeossicalico - prima di lasciare il fegato sono coniugati con GLICINA e TAURINA I sali biliari hanno tanti idrofilici distanziandole per favorire l'azione enzimi Oh sono entrano nelle goccioline lipidiche degli formano MICELLE MISTE con lipidi emulsionata , la lipasi viene agganciata alla micella e inizia l'attività di degradazione S I lipidi degradati lasciano la micella mista e passano nel lume intestinale sottoforma di : · grassi acidi · monogliceridi · colesterolo · fostolipidi Digestione tostolipidi digeriti dalla Fosfolipasi Az : stacca un acido grasso prodotti : 1 lisofostolipide 1 acido grasso Digestione del Colesterolo negli alimenti è presente in forma Esterificata idrofobico il gruppo de in posizione 3 è sostituito da un acido grasso Staccato dalla COLESTEROLO ESTERASI prodotti : acido grasso colesterolo libero in posizione 3 ha il gruppo Oh Assorbimento dei lipidi I prodotti digeriti per diffusione entrano nell'enterocità acidi grassi catturati dal FABF : Fatty Acid Binding Protein e portati nel reticolo endoplasmico dove viene rimontato il trigliceride avviene questo riassemblaggio intracellulare perché : lipidi assorbiti hanno diversa origine animale Mantenere diff concentratione. per favorire diffusione Trasporto degli acidi grassi CHILOMICRONI Lipoproteine tipiche delle cellule intestinali che e il Colesterolo raccolgono e trasportano i trigliceridi introdotti con la dieta Per Esocitosi passano nel sistema linfatico e poi nel circolo essendo idrofilo si attacca alle teste dei fostolipidi  A livello dei vasi la LIPOPROTEINCIPASI che presenta una testa con attività recettoriale riconosce la Apo -Il e la