Appunti Biochimica sistematica umana

ATP

È un nucleotide costituito da:

¤ una base azotata

¤ ribosio: uno zucchero a 5 atomi di carbonio. →

¤ 3 gruppi fosfato→ questi 3 gruppi fosfati sono legati tra loro mediante legami fosfoanidrici. 2 legami

anidridici e uno estero

Sugli ossigeni dei gruppi fosfati troviamo delle cariche negative che si respingono perché hanno la stessa

carica; quindi, per tenerli legati hanno bisogno di molta energia che viene rilasciata con la rottura di un

legame anidridico. Questa energia che viene rilasciata viene utilizzata per riformare il legame fosfoanidridico

e quindi ATP mediante ADP+Pi→ATP

Quando si parla di bilancio energetico si considerano le molecole di ATP,infatti durante la glicolisi abbiamo

un bilancio caratterizzato da:

Il bilancio della glicolisi è dato da:

→ consumo 2 molecole ATP

→produzione 4 molecole ATP

→ guadagno netto di 2 ATP

→ produzione di 2 NADH →

Durante questo processo vengono ridotti 2 NAD+ a 2 NADH questo perché il NAD rappresenta un

cofattore che funge da accettore o donatore di elettroni.

In presenza di ossigeno le molecole di PIRUVATO entrano nel ciclo di Krebs quindi nei mitocondri e viene

convertito in AcetilcoA;→ succede che i 2 piruvato entrano nel ciclo di Krebs e vengono decarbossilati, il

piruvato perde un atomo formando il gruppo acetile che si attacca al coenzima A e mediante il processo

ossidativo si formano altre 2 molecole di NADH. All’interno dei mitocondri quindi si forma l’acetilcoA. In

condizioni anaerobiche invece, il piruvato viene ridotto tramite il processo di fermentazione che si verifica

quando la cellula è in carenza di ossigeno. Ad esempio, la fermentazione lattica in cui il piruvato viene

convertito in acido lattico. La fermentazione produce solo 2 ATP che vengono usati per la contrazione

muscolare e di 2 molecole di acido lattico che provoca crampi a causa della sua acidità. Successivamente

l’acido lattico viene neutralizzato nel nostro organismo dal sistema tampone BICARBONATO che si

decompone in acqua e CO2 che viene liberata con la respirazione.

CICLO DI KREBS:

il ciclo di Krebs è il 2° stadio ed è un processo aerobico che avviene nei mitocondri, questo perché l’ossigeno

non può circolare liberamente perché è tossico; infatti, tutto il processo di respirazione cellulare avviene

all’interno di organi subcellulari che tengono l’ossigeno separato.

Il processo del Ciclo di Krebs porta alla completa ossidazione del CARBONIO, che VIENE LIBERATO come

ANIDRIDE CARBONICA

ad ogni ciclo viene prodotta 1 molecola di ATP, 3 NADH + H e 1 FADH2

CATENA DI TRASPORTO DEGLI ELETTRONI

I coenzimi NAD e FAD entrano poi nella catena di trasporto degli elettroni dove vengono RIOSSIDATI. In

questo processo la RIDUZIONE DELL’O2 e l’OSSIDAZIONE dei COENZIMI avviene grazie all’utilizzo dei

citocromi; quando gli elettroni vengono trasportati da un citocromo all’altro viene liberata energia che può

essere convertita in ATP. Gli elettroni arrivano all’O2 che è l’accettore finale degli elettroni andando a

ridurre l’O2 ad acqua.

Quindi alla fine dell’ossidazione del glucosio avremo:

2 ATP prodotte nella glicolisi

2 ATP prodotte nel ciclo di Krebs

32-34 ATP nella catena di trasporto degli elettroni

→ La molecola di glucosio, quindi, produce tra le 36-38 molecole di ATP.

Alte concentrazioni di glucosio fanno si che il glucosio entra nel fegato e nel muscolo, dove avviene la sintesi

del GLICOGENO. A livello del fegato avvengono 2 processi ovvero:

1) SINTESI di GLICOGENO

2) DEGRADAZIONE del GLICOGENO

Questi 2 processi però non devono funzionare simultaneamente

in questi processi sono coinvolti anche 2 enzimi che sono: la glicogeno fosforilasi che libera glucosio e la

glicogeno sintetasi che sintetizza glicogeno

questi processi sono controllati da degli ormoni che sono:

→ INSULINA: che a livello del fegato STIMOLA la SINTESI di GLICOGENO e INIBISCE la DEGRADAZIONE del

GLICOGENO

→GLUCAGONE: STIMOLA la DEGRADAZIONE di GLICOGENO e INIBISCE la SINTESI del GLICOGENO

→ADRENALINA: STIMOLA la DEGRADAZIONE del GLICOGENO e INIBISCE la SINTESI del GLICOGENO→

l’adrenalina però a differenza del glucagone, agisce in tempi molto più rapidi

La GLICEMIA è la concentrazione di glucosio nel sangue, è un valore che deve essere mantenuto costante,

infatti i valori normali sono tra 65-110. Al di sotto di questi, si parla di IPOGLICEMIA, al di sopra

IPERGLICEMIA

è importante mantenerla costante perché sulla superfice delle cellule sono presenti i trasportatori GLUT che

lavorano in funzione del glucosio nel sangue→ infatti, le cellule che hanno bisogno di glucosio come il

cervello hanno un GLUT che porta glucosio anche a basse concentrazioni; mentre le cellule che

immagazzinano glucosio hanno dei GLUT che lo trasportano solo quando ci sono alte concentrazioni.

Il glucosio quando è presente in elevate concentrazioni può provocare il fenomeno della GLICAZIONE

ovvero il fenomeno che porta al legame del GLUCOSIO con alcuni AA; il processo della glicazione può

danneggiare le proteine come ad esempio→ l’emoglobina e l’albumina

il dosaggio dell’emoglobina glicata è importante perché si fa per monitorare il livello di glucosio nel sangue

nell’arco di 3 mesi

se la glicemia supera il valore di 160-180, si verifica il fenomeno della GLICOSURIA ovvero la presenza di

glucosio nelle urine, in quanto il riassorbimento renale del glucosio non avviene

LIPIDI

I lipidi sono importanti costituenti della dieta perché consentono l’assorbimento delle vitamine liposolubili e

degli acidi grassi essenziali (come omega 3 e 6), che non possono essere sintetizzati

dall’organismo→devono essere assunti con la dieta in quanto non possiamo sintetizzarli,alcuni esempi

sono: ACIDO LINOLEICO che è un omega 6 e l’ACIDO LINOLENICO che è un omega 3

I lipidi sono biomolecole organiche insolubili in acqua e hanno diverse funzioni:

-deposito e trasporto: sono la principale forma in cui viene immagazzinata l’energia.

-hanno ruolo di rivestimento, con funzione isolante

-strutturale, infatti costituiscono la membrana cellulare

Possono essere classificati anche dal punto di vista (funzionale (1),) chimico (2)

funzionale: in lipidi di deposito di energia (trigliceridi) e in lipidi cellulari in quanto entrano nella

formazione di strutture cellulari (fosfolipidi, glicolipidi, colesterolo)

chimico: in lipidi semplici o non saponificabili, dove nella molecola non presentano un legame estere, come

ad esempio gli steroli; oppure in lipidi complessi o saponificabili, come ad esempio i trigliceridi e fosfolipidi. I

lipidi complessi sono saponificabili e quindi possiedono legami esteri→ sono quindi costituiti da una

molecola in cui è presente un legame estere, la cui idrolisi con una base forte porta alla formazione del

sapone;

I gliceridi sono costituiti da una molecola di glicerolo, che presenta 3 gruppi alcolici e quindi può reagire con

1,2,3 gruppi carbossilici di acidi grassi formando monogliceridi, digliceridi e trigliceridi

I lipidi sono classificati in 3 gruppi:

TRIGLICERIDI: GLICEROLO+ 3 ACIDI GRASSI

FOSFOLIPIDI: GLICEROLO + 2 ACIDI GRASSI+ GRUPPO FOSFATO

STEROLI: 4 ANELLI DI CARBONIO + CATENE LATERALI

ACIDI GRASSI:

sono delle catene carboniose non ramificate, una molecola di acido grasso è costituita da una catena di

atomi di C ed H con un gruppo carbossilico all’estremità alpha e un gruppo metilico (CH3) all’estremità

omega

Gli acidi grassi si dividono in:

- saturi: soli legami semplici fra gli atomi di carbonio→ non presentano doppi legami, sono catene lineari

quindi possono compattarsi tra loro di più, quindi le interazioni tra le catene sono più forti, infatti a

temperatura ambiente si presentano solidi quindi grassi

- insaturi: presentano delle piegature, presentano doppi legami, non si compattano bene tra loro e per

questo essendo meno densi, a temperatura ambiente sono liquidi quindi oli

→ nei grassi (solidi) sono più compattati, mentre negli oli (liquidi) ci sono acidi grassi insaturi che riducono

la densità→ in questo è importante la REAZIONE DI IDROGENAZIONE che consiste nel sommare IDROGENO

e trasformare il doppio legame in legame semplice. (è il processo che si usa per passare da un olio ad un

grasso solido)

SAPONIFICAZIONE:

Processo attraverso cui si produce il sapone e consiste in una reazione di idrolisi basica che è la

saponificazione attraverso cui un ESTERE e un trigliceride reagiscono con una base che può essere NaOH o

KOH e tramite una reazione di idrolisi del legame estereo si forma il GLICEROLO→ ma dato che le catene

degli acidi grassi contengono un gruppo carbossilico che è un acido, il gruppo carbossilico in presenza di

→

una BASE FORTE→ forma dei Sali che sono i saponi. ovvero i Sali di sodio (Na) sono i saponi solidi,

mentre i Sali di potassio (K) sono i saponi liquidi.

I saponi hanno la funzione di pulizia perché questi composti hanno la testa polare e una coda apolare e

micelle

formano le , dove all’interno si sciolgono le sostanze sporche e insolubili in acqua, in modo tale che

possono essere asportate.

Della famiglia dei lipidi Saponificabili ne fanno parte i FOSFOLIPIDI:

sono costituiti da una molecola di GLICEROLO + 2 ACIDI GRASSI + 1 GRUPPO FOSFATO. Sono molecole

ANFIPATICHE in quanto hanno una porzione polare e una apolare.

(Oltre al gruppo fosfato presentano anche un amminoalcol che si lega al fosfato, determinando l’identità dei

fosfolipidi)

Nelle membrane biologiche l’unione dei fosfolipidi è dovuta all’interazione idrofobica in quanto non ci

sono legami covalenti; nelle membrane cellulari ci sono delle proteine come i GLUT che sono i trasportatori

di glucosio e per mandare il glucosio dall’esterno verso l’interno della cellula→ le proteine all’interno della

membrana devono muoversi in quanto la membrana non deve essere rigida, infatti si parla di MODELLO A

MOSAICO FLUIDO e questa fluidità viene conferita dalla presenza di acidi grassi saturi e insaturi, ma anche

di molecole di colesterolo che hanno la funzione di infilarsi fra i fosfolipidi così da diminuire la loro

interazione rendendo la membrana più fluida. Oltre a questo, il colesterolo è precursore di:

acidi biliari, androgeni, estrogeni e vitamina D, che viene sintetizzata dall’organismo a partire dal

colesterolo→ con i raggi UV il colesterolo si trasforma in PROVITAMINA D3 e poi in vitamina D.

-prostaglandine:

Derivano dagli acidi grassi e hanno un’attività ormonale sono chiamate così perché sono state trovate nel

plasma del liquido seminale. Presentano 2 funzioni:

- pr