Ciclo glucosio-alanina

Ciclo glucosio-alanina

Il muscolo in condizioni di intensa attività fisica degrada le proteine e produce glutammato (per smaltire NH2). Allo stesso tempo il muscolo produce anche piruvato dalla glicolisi. Per liberarsi di questo azoto tossico, il muscolo utilizza l’enzima Alanina Aminotransferasi che trasferisce il gruppo amminico dal glutammato al piruvato. Il glutammato torna ad essere alfa-chetoglutarato. Abbiamo così ottenuto l’amminoacido alanina che non è tossico e viene rilasciato nel sangue, fino a raggiungere il fegato.
Nel fegato avviene l’esatto opposto. Il lattato arriva nel fegato che è ricco di NAD+ e viene riconvertito in piruvato. A questo punto tale piruvato farà la gluconeogenesi. Quindi i muscoli, che hanno poco NAD+ producono lattato (poco NAD+=glicolisi) e il fegato, che ha tanti NAD+ lo riconvertono in piruvato (tanti NAD+=gluconeogenesi).

Via del Pentosio Fosfato

La via dei pentoso fosfato è una via metabolica citoplasmatica alternativa all'ossidazione del glucosio (glicolisi). Non ha come scopo primario la produzione di ATP, ma ha 2 obiettivi:
• Produzione di NADPH: un potente agente riducente necessario per le biosintesi riduttive (acidi grassi, colesterolo, ormoni steroidei) e per contrastare lo stress ossidativo neutralizzando i ROS. Infatti la cellula utilizza il glutatione ridotto per neutralizzare i ROS, ma durante questa reazione si ossida. Per rigenerarsi l’enzima glutatione reduttasi utilizza il NADPH.
• Produzione di Ribosio 5-fosfato: un carboidrato a 5 atomi di carbonio essenziale per la sintesi dei nucleotidi e di coenzimi. Abbiamo sia la fase ossidativa che la fase non ossidativa:
1) Fase ossidativa: le fasi di queste reazioni sono:
- Apertura del 6-fosfoglucono-delta-lattone tramite una lattonasi, producendo 6-fosfogluconato. 2) Fase non ossidativa: L’enzima che sposta i 2C è una transchetolasi (contiene la TPP). L’enzima che sposta i 3C è la transaldolasi. Questa via può essere utile in diversi scenari. La via del pentosio fosfato è interconnessa con glicolisi e gluconeogenesi (infatti avvengono tutte nel citosol), perché gli zuccheri a 5C che ha prodotto può trasformarli in intermedi della glicolisi per bruciarli e ottenere energia o gluconeogenesi se ha energia sufficiente. La scelta dipenderà dalla presenza di NADPH, che come abbiamo visto prima decide se procedere verso la via del pentosio o verso la glicolisi. Ora vediamo un po’ le applicazioni cliniche di questa via. Questa via è principalmente importante per gli epatociti e adipociti per sintetizzare acidi grassi.

Tiammina

La tiammina (famiglia vitamina B) è precursore della TPP. Carenze di tiammina determinano difetti nell’enzima transchetolasi, di conseguenza questa via si blocca, caratterizzando accumulo di fluidi corporei e problemi al tessuto nervoso (malattia beriberi). Anche la sindrome di Wernicke-Korsakoff è simile, con problemi neurologici. Questa sindrome è particolarmente diffusa tra chi è affetto da alcolismo: il consumo cronico di alcol a dosi elevate interferisce con l'assorbimento intestinale della tiammina. Altra malattia dovuta ad alterazioni di questa via è il Favismo. Se l’enzima non funziona si possono avere crisi emolitiche. Le fave digerite, producono grandi quantità di H2O2, che mette in difficoltà i globuli rossi e possono scoppiare.