Concetti Chiave
- Le cellule β del pancreas producono insulina in risposta all'aumento della glicemia, mentre le cellule α producono glucagone quando la glicemia diminuisce.
- Il glucagone attiva la glicogenolisi e la lipolisi nel fegato, aumentando la disponibilità di glucosio nel sangue e convertendo acidi grassi in corpi chetonici.
- L'adrenalina, rilasciata durante situazioni di stress, aumenta l'attività cardiaca e stimola la glicolisi nei muscoli, oltre ad attivare la gluconeogenesi e glicogenolisi nel fegato.
- Il fegato funge da centrale di smistamento del metabolismo, metabolizzando nutrienti dall'intestino e distribuendoli ai tessuti, oltre a sintetizzare molecole e smaltire tossine.
- Tra le funzioni esclusive del fegato ci sono la chetogenesi, l'omeostasi del glucosio, la sintesi di proteine plasmatiche e la degradazione di sostanze tossiche.
Funzione delle cellule β e α
Cellule β: producono insulina quando la glicemia sale (dopo i pasti).
• Cellule α: producono glucagone quando la glicemia scende. Akt inibisce la GSK3, che normalmente blocca la glicogeno sintasi. Tolto questo freno, la glicogeno sintasi si attiva e il glucosio viene trasformato in glicogeno. Attiva anche la PP1=attiva la glicogeno sintasi e inattiva la glicogeno fosforilasi. La produzione di insulina nelle cellule β inizia quando il glucosio entra, produce ATP, il quale chiude i canali del potassio. La depolarizzazione apre i canali del calcio, provocando l’esocitosi dell'insulina nel sangue. Una volta in circolo, l'insulina attiva la PKB che produce i suoi effetti: aumenta il trasporto di GLUT4 sulle membrane, attiva gli enzimi della sintesi, bloccando contemporaneamente quelli che demoliscono le riserve.
Meccanismo del glucagone e adrenalina
Glucagone e Adrenalina sono gli opposti dell’insulina ed intervengono quando c’è mancanza di nutrimento o servono le risorse energetiche pronte all’uso. Il Glucagone viene rilasciato dalle cellule α del pancreas e agisce principalmente sul fegato. Si lega al suo recettore e attiva la produzione di cAMP, che a sua volta attiva la PKA. La PKA attiva la fosforilasi, che a sua volta attiva la glicogeno fosforilasi, e inattiva la parte PFK-2 della proteina bifunzionale, facendo diminuire il fruttosio-2,6-bisfosfato, che normalmente stimola la glicolisi.
In questo modo attiva la degradazione del glicogeno, così il fegato libera glucosio nel sangue.
Il glucagone stimola anche la lipolisi nel tessuto adiposo fosforilando le lipasi ormone-dipendenti e le perlipine. Gli acidi grassi verranno poi convertiti in corpi chetonici a causa di mancanza dell’ossalacetato nel ciclo di Krebs.
• L'Adrenalina: viene rilasciata dalla midollare del surrene in risposta allo stress ed ha come bersaglio principale il muscolo, ma anche il fegato. Gli effetti prodotti sono l’aumento dell’attività cardiaca, dilata i bronchi e attiva la glicolisi nei muscoli, mentre nel fegato attiva la gluconeogenesi e glicogenolisi. Nel tessuto adiposo attiva la lipolisi.
L'AMPK si attiva all'interno della singola cellula quando aumenta l’AMP.
Quando si attiva spegne l’anabolismo (consuma ATP) e attiva il catabolismo (produce ATP).
Ad esempio, inibisce la sintesi di colesterolo perché inibisce la HMG-reduttasi.
In più, AMPK inattiva mTOR, favorendo l’autofagia.
Ruolo del fegato nel metabolismo
Il fegato è la centrale di smistamento del metabolismo: i metaboliti provenienti dall'intestino arrivano al fegato, il quale li metabolizza e li distribuisce ai tessuti extraepatici. Oltre alla funzione metabolica, sintetizza molecole per tutto l’organismo e smaltisce le sostanze tossiche.
Il fegato è composto principalmente da due tipi di cellule:
• Gli Epatociti: sono le cellule metabolicamente attive, che trasformano le sostanze nutritive ottenute dalla dieta in composti capaci di generare energia o in precursori necessari per altri organi.
• Le Cellule di Kupffer: sono macrofagi specializzati, che fagocitano sostanze estranee, ma hanno un ruolo chiave anche nel catabolismo dell’EME.
A livello strutturale, il fegato ha due lobi. Il sangue giunge alla vena centrale del fegato da due fonti:
- La Vena Portale: porta sangue ricco di nutrienti dall’intestino. È collegata alla vena centrale con le sinusoidi.
- L’Arteria Epatica: porta il sangue ricco di ossigeno.
La bile, invece, viene incanalata nel dotto biliare.
Il fegato riesce nella sua funzione omeostatica perché ha un metabolismo molto flessibile, cioè può variare in base alle condizioni fisiche. Questa flessibilità è dovuta al fatto che può modulare i suoi enzimi in modo molto più veloce degli altri organi.
Il fegato ha funzioni esclusive:
• Chetogenesi.
• Omeostasi del glucosio.
• Sintesi di proteine plasmatiche (albumina)
• Sintesi dei sali biliari
• Degradazione di bilirubina, etanolo e sostanze tossiche o estranee (xenobiotici).
Poi ci sono funzioni non esclusive, ma prevalenti:
• Gluconeogenesi.
• Ureogenesi e Uricogenesi (l’uricohenesi deriva dalla degradazione di purine).
Domande da interrogazione
- Qual è la funzione principale delle cellule β e α nel pancreas?
- Come agiscono il glucagone e l'adrenalina nel metabolismo?
- Qual è il ruolo del fegato nel metabolismo?
- Quali sono le principali cellule presenti nel fegato e le loro funzioni?
- In che modo il fegato mantiene la sua funzione omeostatica?
Le cellule β producono insulina quando la glicemia aumenta, mentre le cellule α producono glucagone quando la glicemia diminuisce, regolando così i livelli di glucosio nel sangue.
Il glucagone e l'adrenalina sono opposti dell'insulina e vengono rilasciati in situazioni di mancanza di nutrimento, attivando processi come la glicogenolisi e la lipolisi per liberare energia nel sangue.
Il fegato funge da centrale di smistamento del metabolismo, metabolizzando i nutrienti dall'intestino e distribuendoli ai tessuti, oltre a sintetizzare molecole e smaltire sostanze tossiche.
Gli epatociti sono le cellule metabolicamente attive che trasformano i nutrienti in energia, mentre le cellule di Kupffer sono macrofagi che fagocitano sostanze estranee e partecipano al catabolismo dell'EME.
Il fegato mantiene la sua funzione omeostatica grazie alla sua flessibilità metabolica, che gli consente di modulare rapidamente i suoi enzimi in base alle condizioni fisiche, garantendo così un'efficace regolazione del metabolismo.
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