Il ruolo cruciale del glucosio nel metabolismo energetico degli organismi

Importanza dei carboidrati

I carboidrati costituiscono la maggiore fonte di energia di un organismo. Lo zucchero più utilizzato in qualità di combustibile nella cellula è il glucosio. Il glucosio ha un ruolo centrale nel metabolismo di tutti gli organismi. In condizioni nutrizionali normali il cervello dei mammiferi trae l’energia esclusivamente dal glucosio, e durante uno sforzo muscolare intenso i muscoli lo degradano per sostenere la loro attività.

• l’amido nelle piante;

• il glicogeno negli animali, attraverso il processo della glicogenosintesi.

Processi di sintesi e degradazione

Se un organismo si trova in condizione di necessità e le risorse di glucosio sono esaurite, per esempio durante stati di digiuno o sforzi intensi, la cellula è in grado di sintetizzare il glucosio attraverso il processo della gluconeogenesi. La concentrazione del glucosio nel sangue è mantenuta costante dall’azione del fegato. Il glucosio può derivare o dalla degradazione dei carboidrati introdotti con gli alimenti o dalla degradazione del materiale di riserva, ossia il glicogeno; questo polimero viene degradato mediante il processo della glicogenolisi.

Digestione e assorbimento dei carboidrati

Il glucosio proveniente dagli alimenti si forma dall’idrolisi dell’amido, del glicogeno, del saccarosio e del lattosio nel corso della digestione. I carboidrati complessi, come l’amido e il glicogeno, sono inizialmente convertiti in carboidrati più semplici dall’enzima a-amilasi salivare nella cavità orale e, in seguito, nell’intestino tenue dall’a-amilasi pancreatica. Ulteriori enzimi completano la trasformazione degli oligosaccaridi prodotti in unità monosaccaridiche di glucosio.

Il saccarosio e il lattosio sono scissi, rispettivamente, in glucosio e fruttosio dalla saccarasi e in glucosio e galattosio dalla lattasi.

I monosaccaridi così prodotti (glucosio, fruttosio, galattosio) passano dalle cellule della mucosa intestinale al sangue, per essere poi trasportati al fegato, che ha il compito di mantenere costante la concentrazione di glucosio nel sangue.

II fruttosio e il galattosio sono trasformati in derivati del glucosio e come tali entrano nel metabolismo del glucosio stesso.

Metabolismo del glucosio

L’energia necessaria alla cellula può essere estratta dal glucosio mediante la glicolisi, attraverso la quale questo composto è ossidato a piruvato. Se la glicolisi opera in condizioni anaerobiche si ha la fermentazione. Negli organismi aerobici, invece, il piruvato entra nel ciclo di Krebs dove è ossidato a CO2, e H20. La rimanente energia dalla demolizione del glucosio si ricava nella catena di trasporto degli elettroni e nella fosforilazione ossidativa. Inoltre, il glucosio può essere ossidato a pentoso attraverso la via del pentoso fosfato, importante dal punto di vista biologico perché rifornisce la cellula di precursori delle biomolecole e perché fornisce potere riducente, sotto forma di NADPH. Riassumendo, il metabolismo del glucosio è l’insieme delle vie metaboliche che consentono l’apporto adeguato di glucosio nel sangue e il suo utilizzo '"come fonte di energia per lo svolgimento delle attività dell’organismo.