Appunti secondo semestre

Omeostasi metabolica

Permette di organizzare le nostre attività senza compromettere la nostra capacità funzionale. Non introduciamo nutrienti in modo continuo, ma discontinuo; il momento in cui mangiamo non corrisponde al massimo dell'attività. Abbiamo richiesta metabolica variabile e introduzione di energia discontinua, il nostro sistema è settato su input variabile di nutrienti che possono andare verso l'utilizzo diretto per fare energia (processi ossidativi) oppure deposito di energia (lipidi come trigliceridi e glucosio come glicogeno), se non avessimo la possibilità di indirizzare l'eccesso di quello che introduciamo verso deposito di energia dovremmo mangiare continuamente. L'energia di deposito deve rientrare in gioco quando non introduciamo nutrienti. Abbiamo formazione di ATP per permettere ai processi che necessitano ATP di avere energia: ci sono processi che producono energia altri che la consumano.

Devo tenere in equilibrio

le disponibilità di substrati energetici (dieta e immagazzinato) e necessità tissutali tramite: - livello ematico di nutrienti - livello degli ormoni: insulina, glucagone, adrenalina e cortisolo. Insulina e glucagone regolano le attività per modificazione covalente e trascrizionale (meno il glucagone) - impulsi nervosi: può governare l'uptake di nutrienti o la necessità di nutrienti in una reazione di stress Questi sistemi contribuiscono al mantenimento dell'omeostasi metabolica. L'insulina è il segnale della sazietà, promuove il deposito di substrati energetici dopo un pasto e la crescita: - stimola il deposito del glucosio come glicogeno (muscolo e fegato) - stimola la sintesi e il deposito di acidi grassi dopo un pasto ad alto contenuto di carboidrati - stimola la captazione degli aa e la sintesi proteica L'insulina è l'unico attore in condizione di grande disponibilità di substrato energetico, i

Contrormoni dell'insulina intervengono nella regolazione dei processi metabolici quando la disponibilità energetica diminuisce, sono tre:

• Glucagone: che mobilizza i substrati energetici e mantiene i livelli di glucosio nel sangue durante il digiuno:
  1. Attiva la gluconeogenesi e la glicogenolisi (fegato) durante il digiuno
  2. Attiva il rilascio degli acidi grassi dal tessuto adiposo
• Adrenalina: mobilizza i substrati energetici durante uno stress acuto:
  1. Stimola la produzione di glucosio dal glicogeno
  2. Stimola il rilascio di acidi grassi dal tessuto adiposo
• Cortisolo: provvede alle richieste di cambiamento a lungo termine:
  1. Stimola la mobilizzazione degli aa dalle proteine muscolari
  2. Stimola la gluconeogenesi
  3. Stimola il rilascio degli acidi grassi dal tessuto adiposo

STATO DI BUONA NUTRIZIONE

Condizione legata al momento in cui stiamo assumendo nutrienti, siamo in una condizione in cui il nostro organismo ha a disposizione di tutto contemporaneamente.

Dall'intestino arrivano glucidi, lipidi e proteine. I glucidi vengono assorbiti come singoli monomeri, la maggior parte di disaccaridi è costituita da glucosio (99% zuccheri è glucosio). Il trasporto di glucosio a livello intestinale è attivo da lume a cellula -> accumulo di glucosio nella cellula che diffonde in modo passivo verso il circolo, attraverso la vena porta va al fegato -> tutto il glucosio passa per il fegato. Un discorso simile vale per le proteine, bisogna convertirle in monomeri -> assorbiamo aa. Entrano con trasporto proteina mediato attivo o passivo, vengono indirizzati al fegato. I lipidi sono ricomposti nell'enterocita -> sono insolubili e uso lipoproteine per il trasporto, i lipidi non hanno lo stesso percorso dei glucidi, non passano nel fegato ma vanno direttamente in circolo. I chilomicroni vanno in circolo partendo dal sistema linfatico, saltando il fegato e possono arrivare a dare energia al muscolo o possono arrivare al.sono il fruttosio e il galattosio. Il fruttosio viene principalmente metabolizzato nel fegato, dove viene convertito in glucosio o glicogeno. Il galattosio, invece, viene convertito in glucosio nel fegato prima di essere utilizzato come fonte di energia. PROTEINELe proteine sono costituite da amminoacidi, che sono i mattoni fondamentali per la loro sintesi. Le proteine possono essere utilizzate come fonte di energia solo in casi di estrema necessità, poiché il loro principale ruolo è quello di svolgere funzioni strutturali e regolatorie nel corpo. Durante la digestione, le proteine vengono scomposte in amminoacidi che vengono poi utilizzati per sintetizzare nuove proteine o per produrre energia. LIPIDII lipidi sono una fonte di energia molto concentrata. Durante la digestione, i lipidi vengono scomposti in acidi grassi e glicerolo. Gli acidi grassi possono essere utilizzati per produrre energia attraverso la beta-ossidazione, un processo che avviene nei mitocondri delle cellule. Il glicerolo, invece, può essere convertito in glucosio nel fegato attraverso un processo chiamato gluconeogenesi. VITAMINE E MINERALIIl corpo ha bisogno di vitamine e minerali per svolgere varie funzioni metaboliche. Le vitamine sono molecole organiche che svolgono ruoli chiave nel metabolismo, come coenzimi o antiossidanti. I minerali, invece, sono elementi inorganici che svolgono ruoli strutturali o regolatori nel corpo. Vitamine e minerali non forniscono energia direttamente, ma sono essenziali per il corretto funzionamento del metabolismo. In conclusione, il corpo umano utilizza diversi nutrienti come fonti di energia. Il glucosio è la principale fonte di energia per il cervello, gli eritrociti e le cellule dipendenti dal glucosio. I lipidi possono essere utilizzati come fonte di energia quando il glucosio è scarso, mentre le proteine vengono utilizzate solo in casi di estrema necessità. Le vitamine e i minerali sono essenziali per il corretto funzionamento del metabolismo, ma non forniscono energia direttamente.

Sono fruttosio e galattosio. Il galattosio può essere assorbito a livello intestinale tramite trasporto attivo (glut1, fruttosio glut5).

Fruttosio e galattosio arrivano al fegato, dove hanno un sistema di utilizzo che non li mette in diretta competizione col glucosio. Il fruttosio può lavorare attraverso una via di fosforilazione propria, è una fosforilazione in 1 ad opera della fruttochinasi → fruttosio 1 fosfato che può andare incontro a scissione aldolica. Dalla scissione del fruttosio 1-6 fosfato ottengo due molecole a 3C entrambe fosforilate. Dalla scissione di fruttosio 1 fosfato ottengo diidrossiacetone fosfato e gliceraldeide che è convertita in G3P dalla chinasi e va verso glicolisi.

Sono enzimi specifici per il metabolismo del fruttosio, possono essere modificati con perdita di funzione → situazione patologica. Quando manca la fruttochinasi 1 non ho fruttosio 1 fosfato e tutto il fruttosio è convertito in fruttosio 6P.

ho accumulo di fruttosio e aumento di fruttosio nelle urine → ha facile via di eliminazione. Se c'è un deficit di aldolasi abbiamo accumulo di fruttosio 1P che ha un impatto severo su molte vie metaboliche dei glucidi, questo comporta un danno più severo → disregolazione del metabolismo glucidico → intolleranza al fruttosio, deve essere trattata, si può arrivare a coma ipoglicemico, deve essere trattata con la rimozione del fruttosio dalla dieta.

Galattosio: Il galattosio a livello epatico può essere convertito in galattosio 1 fosfato. La reazione nel neonato dalla reazione che converte galattosio in UDP galattosio usando UDP glucosio come donatore di nucleotidi, UDP galattosio è poi convertito in UDP glucosio con una epimerasi. Nell'adulto interviene un enzima che usa direttamente UTP per convertire galattosio in UDP galattosio. Questo enzima può essere carente nel neonato → bisogna arrivare all'età in cui

viene prodotto l'enzima.

Glucosio

Il glucosio è il principale metabolita sotto stretto controllo omeostatico, è un substrato universale - tutti i tessuti sanno usare glucosio, deve essere mantenuto in concentrazione in circolo che soddisfi le km. Ho bisogno di mantenere la concentrazione costante per tutti i tessuti dipendenti da glucosio; devo mantenerla costante anche rispetto agli effetti tossici che il glucosio può avere che sono legati a variazioni della pressione osmotica e alla possibilità che ha il glucosio di modificare per glicosilazione delle proteine circolanti facendogli perdere la funzione.

Ho bisogno di un sistema che dopo assunzione di cibo fa sì che il picco di glucosio torni alla glicemia base. Ho un picco debolissimo di glucosio in circolo, l'insulina regola tutto questo - la glicemia è mantenuta costante. Alla glicemia costante corrisponde il fatto che ho un profilo di rilascio dell'insulina che ha un

andamentodiverso → l’insulina inibisce la sintesi di glucagone quindi in contemporanea ho diminuzione di glucagone.E’ un sistema omeostatico → è indipendente dalla volontà. Ho un percettore che rileva la variazione di condizione esterna; un centrodi controllo che impone le modalità operative, per riportare la condizione a quella ottimale; un effettore che esegue quello che gliviene ordinato dal centro di controllo.

INSULINA: L’aumento di glucosio promuove il rilascio di insulina → se aumenta il glucosio aumenta la glicolisi e aumenta il rapporto ATP/ADPche porta a chiusura canali K che aumenta calcio e favorisce il rilascio di insulina. L’aumento di glucosio percepito dalle cellule delβpancreas ha come risposta il rilascio di insulina. Il centro di controllo è rappresentato dal recettore dell’insulina perché l’insulina vain circolo e agisce sui recettori che sono su fegato, muscolo e tessuto adiposo.

liver determina un aumento della captazione di glucosio attraverso il trasportatore glut2 → il secondo effetto di insulina è aumentare la captazione di glucosio da parte del fegato → diminuisce la concentrazione di glucosio nel sangue. L'insulina svolge anche un ruolo importante nella regolazione del metabolismo dei lipidi. In presenza di insulina, il tessuto adiposo aumenta la sintesi dei trigliceridi e inibisce la lipolisi, cioè la degradazione dei trigliceridi in acidi grassi. Questo porta ad un accumulo di grasso nel tessuto adiposo. Inoltre, l'insulina stimola la sintesi proteica nel muscolo, favorendo la crescita e il ripristino dei tessuti muscolari. In sintesi, l'insulina svolge un ruolo chiave nella regolazione del metabolismo dei carboidrati, dei lipidi e delle proteine.

Il fegato ha un trasportatore non sensibile a insulina, mentre la glucochinasi è sensibile a insulina. Nel fegato, il glucosio entra secondo gradiente. L'aumento di glucosio determina l'attivazione della glucochinasi specifica dell'epatocita e lavora a concentrazioni alte di glucosio. Il glucosio favorisce il distacco della proteina regolatrice che trattiene la glucochinasi nel nucleo e permette la traslocazione dal nucleo al citoplasma, che è il primo segnale del fegato per potenziare l'utilizzazione di glucosio tramite fosforilazione.

Il muscolo e il tessuto adiposo accumulano glucosio ma non sono coinvolti nel rilascio di glucosio. Il fegato ha una doppia funzione come trasportatore neutro nella direzione di flusso.

Glut1 è un trasportatore di glucosio ubiquitario che lavora intorno a una concentrazione di 5 millimolare (concentrazioni ematiche normoglicemiche). Glut2 è specifico per le cellule del pancreas, la mucosa intestinale e il tubulo renale. È capacitivo.

lta km, fa fluire il glucosio nelle due direzioni a seconda delle concentrazioni. Nel fegato è bidirezionale, nell'intestino va dal citoplasma al circolo. Glut3 lavora a basse concentrazioni.