Bioenergetica

FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA

Avviene dopo la catena respiratoria attraverso l’ATP sintasi. Questo ATP Sintasi fa passare

l’H+ e attraverso il passaggio di questo H+ che crea energia, questa energia viene utilizzata

dall’ATP sintasi per produrre ATP. Nella catena respiratoria, grazie al potenziale

elettrochimico che si sviluppa, si producono 2,5 molecole di ATP per ogni coenzima NADH +

H+ riossidato e 1,5 molecole di ATP per ogni FADH2.

GLICOLISI -> Ciclo di KREBS -> FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA

tutto questo porta alla formazione di 36 molecole di ATP.

METABOLISMO DEI CARBOIDRATI

Il glucosio può provenire dalla dieta, in quanto tale, o derivare dalla demolizione di

carboidrati complessi. è l’unica fonte di energia per i globuli rossi e per le cellule del sistema

nervoso.

Metabolismo del glicogeno:

Il glicogeno è il carboidrato di deposito degli organismi animali, presente nel fegato (per il

controllo della glicemia) e nel muscolo (dove fornisce energia per la contrazione).

Il fegato contiene circa il 10% in peso di glicogeno, mentre i muscoli solo l’1-2% del loro

peso totale, ma il glicogeno depositato nei muscoli è molto di più, dato che la massa del

tessuto muscolare è molto maggiore di quella del fegato.

Il glucosio ematico viene trasportato nelle cellule e viene immediatamente fosforilato

dall’enzima esochinasi e con il consumo di 1 ATP forma il glucosio 6 fosfato. A questo punto,

G6P può prendere tre strade: andare verso la glicolisi, per produrre energia, prendere la via

dei pentosofosfati, per la produzione di ribosio-5-fosfato, oppure indirizzarsi alla

glicogenosintesi. In quest’ultimo caso G6P viene isomerizzato a G1P.

La sintesi del glicogeno = E’ un processo fortemente endoergonico, stimolato dall’ insulina; il

glicogeno viene prodotto dai carboidrati in eccesso derivanti dalla dieta, ma non può essere

accumulato oltre un certo limite. Dopo l’somerizzazzione a G1P questo viene fatto reagire

con uridina trifosfato e va a formare UDPG. Dopodichè L’UDP-glucosio ora trasferisce il

glucosio su una catena costituita da almeno 4 unità di glucosio, formando un legame 1,4

glicosidico, ad opera dell’enzima glicogeno sintasi, liberando UDP. Questa poi viene

ritrasformata in UTP a spese di una molecola di ATP.

L’enzima ramificante poi stacca dalla catena un frammento di almeno 6 unità per legarlo,

sulla stessa catena o su un’altra, con un legame 1,6 glicosidico, a non meno di 4 unità di

distanza da un’altra ramificazione. Le ramificazioni rendono il glicogeno più solubile, e

soprattutto dotato di un maggior numero di residui terminali, sui quali possono agire gli

enzimi glicogeno sintasi e glicogeno fosforilasi, aumentando la velocità sia di sintesi che di

degradazione.

GLICOGENOLISI:

Il glicogeno è immagazzinato nel citosol. Grazie alla sua struttura molto ramificata è in grado

di mobilizzare più unità di glucosio idrolizzandosi rapidamente al bisogno, in seguito al

segnale degli ormoni glucagone e adrenalina, ad opera della glicogeno fosforilasi e

dell’enzima deramificante. In genere non viene demolito del tutto ma solo ridotto di

dimensioni.

Gli enzimi glicogeno sintasi e glicogeno fosforilasi sono modulati da ormoni: l’insulina stimola

la sintasi e inibisce la fosforilasi, quindi induce l’accumulo di glicogeno, mentre il glucagone

opera nel senso contrario. L’adrenalina, o epinefrina, agisce come il glucagone ma con

maggior potenza e solo nelle cellule dei muscoli o negli adipociti, ma non nel fegato.

VIA DEI PENTOSOFOSFATI

È una via metabolica del glucosio che avviene al di fuori dei mitocondri e il cui scopo non è

la produzione di ATP (quindi di energia) ma la produzione di NADPH e la produzione di

zuccheri diversi dal glucosio, in particolare ribosio.

La via dei pentosofosfati è la via principale attraverso la quale viene prodotto NADPH.

Il NADPH viene utilizzato come riducente in processi anabolici, come la biosintesi degli acidi

grassi (vedi). Viene anche utilizzato per ridurre la forma ossidata del glutatione e per

mantenere lo ione ferro dell’emoglobina

La produzione di NADPH tramite la via dei pentosofosfati è energeticamente dispendiosa: se

si fanno reagire 6 molecole di G6P si ha

6 G6P + 12 NADP+ -> 6 ribulosio-5-P + 12 NADPH + 6 CO2.

Il ribulosio, attraverso vari passaggi, può essere riconvertito a glucosio, e dato che il

ribulosio è un pentoso (5 C) mentre il glucosio è un esoso (6 C), i 30 atomi C di 6 molecole

di ribulosio-5-P vanno a formare 5 molecole di G6P. Il processo complessivo è

6 G6P + 12 NADP+ -> 12 NADPH + H + + 6 CO2 + 5 G6P

in cui una molecola di glucosio viene completamente ossidata per ottenere NADPH.

GLUCONEOGENESI

Il glucosio è indispensabile al funzionamento di alcuni organi, come i globuli rossi o il

cervello, e quindi quando la sua disponibilità è scarsa è necessario che venga sintetizzato a

partire da precursori non glucidici, come gli acidi grassi o le proteine.

La sintesi di glucosio si ottiene da 2 molecole di piruvato con l’uso di 6 ATP.

Richiede più energia di quella ricavabile dalla glicolisi e utilizza una diversa catena

enzimatica. E’ regolata in modo opposto alla glicolisi.

La gluconeogenesi avviene in senso inverso alla glicolisi; tuttavia è necessario aggirare le

tre tappe irreversibili, che non possono essere ripercorse all’inverso dagli stessi enzimi:

BIOSINTESI DEGLI ACIDI GRASSI