Metabolismo del glicogeno, ciclo di krebs e fosforilazione ossidativa

Il glicogeno è un polisaccaride costituito da unità di glucosio, è il

polisaccaride +diffuso nel corpo umano, che costituisce una riserva

energetica per l organismo. La sue dimensioni dipendono quindi da

quanto glucosio viene immagazzinato. È immagazzinato in muscoli e

fegato, che necessitano di molta energia rispettivamente per compiere

esercizio fisico e produrre enzimi ormoni ecc. Quando l organismo non

ha bisogno di energia il glucosio va a compattarsi nel glicogeno,

quando ha bisogno di energia il glucosio viene rilasciato. Il

glicogeno permette anche di mantenere costante la glicemia, perché

il glucosio presente nel sangue è il primo a essere usato per

produrre energia quindi dev essere sempre disponibile.

Immagine al microscopio elettronico del glicogeno:

La localizzazione cellulare del g. è citoplasmatica

ed è rilevabile al microscopio elettronico sotto

granuli di

forma di particelle dense dette

glicogeno. Tutte le cellule sembra che lo

contengano, ma è soprattutto accumulato

nel fegato (che ne è l’organo percentualmente

più ricco) e nei muscoli (che per l’entità della loro

massa rappresentano il maggior deposito) per

essere poi consumato a seconda delle necessità dell’organismo: il g. del

fegato è utilizzato per mantenere normale il livello della glicemia; quello

dei muscoli per l’espletamento del lavoro muscolare. (Treccani)

Si tratta di un polimero ramificato. I glucosi sono legati tra loro da

leg cov di tipo glicosidico, l idrolisi di questi leg per rilasciare glucosio

richiede energia, si tratta di leg molto stabili. I leg della catena lineare

sono di tipo alpha-1,4 glicosidico perché avvengono tra il C1 del gluc1

e il C4 del gluc2, mentre quelli delle ramificazioni sono di tipo alpha-

1,6 glicosidico perché avvengono tra il C1 del gluc1 e il C6 del gluc2. La

[] di rami e del glicogeno dipende dalla [] di glucosio presente.

Metabolismo del glicogeno e controllo ormonale del glicogeno. La sintesi

del glicogeno ovvero la via anabolica è detta glicogenesi, viene

attivata durante lo stato di riposo in muscoli e fegato, da parte dell

insulina che è un ormone prodotto dal pancreas quando percepisce

una glicemia alta, che viene riconosciuta da dei recettori su fegato e

muscoli. La degradazione del glucosio ovvero la via catabolica

ovvero la glicogenolisi si riscontra durante lo stato di attività in

muscoli e fegato, è attivata dal glucagone che è un ormone prodotto

dal pancreas e viene riconosciuto solo dal fegato o l epinefrina che

viene riconosciuta sia da muscoli che fegato in risposta a glicemia

bassa. L epinefrina, detta anche adrenalina, è un ormone prodotto dalle

ghiandole surrenali.

La glicogenesi è utile per attivare la glicolisi ma anche il contrario perché

condividono la prima tappa di reazione. La glicogenesi inizia insieme

alla prima reazione della glicolisi, ovvero la fosforilazione del

glucosio sul C6 a formare glucosio-6P grazie alla esochinasi. Da

qui può seguire la via della glicolisi o della glicogenesi, viene

semplicemente attivato con il gruppo fosfato. Dato che questo passaggio

può attivare anche la glicogenesi allora non può essere usato come

punto di regolazione della glicolisi nonostante sia irrev. Se entra

nella glicogenesi, il fosfato viene spostato dal C6 al C1 formando

glucosio-1P.

Poi un enzima induce il rilascio di un pirofosfato da parte dell UTP

(uridin-trisfostato, molto simile all atp), che viene idrolizzato a UMP

e che si lega poi al gruppo fosfato del glucosio-1P formando l

UDP-glucosio (UDPG). Questa

sarebbe una reaz reversibile, ma il

pirofosfato PPi è un composto

altamente instabile che a contatto

con l acqua si scinde in due

gruppi fosfato Pi, con una reaz

irrev, catalizzata dalla pirofosfatasi

inorganica. In questo modo tutta la

reazione complessiva risulta

irrev.

Poi la glicogeno sintasi forma la catena lineare aggiungendo i

glucosi e formando nuovi leg alpha-1,4 glicosidici. Questo enzima

lavora a partire da un frammento di 7 glucosi prefabbricato da un

altro enzima, che partendo da una piccola proteina detta glicogeno

primer o glicogenina aggiunge 7 glucosi formando l inizio della cat lin,

e poi la glicogeno sintasi può agire giustapponendo altri glucosi e

rilasciando l udp ad ogni aggiunta.

Le ramificazioni sono create da un enzima ramificante, che

trasferisce un frammento di 7 glucosi da uno dei rami e lo

attacca su un punto della catena lineare, formando un leg alpha-

1,6 glicosidico e un nuovo ramo. Due rami successivi devono

essere separati da minimo 4 glucosi altrimenti la glicogeno sintasi

per il suo ingombro sterico non riuscirebbe ad agire per allungare le

catene lineari.

La glicogenolisi consiste nel rilascio di un glucosio-1P da parte del

glicogeno. La glicogeno fosforilasi è un enzima in grado di staccare

un glucosio dal glicogeno aggiungendo un gruppo fosfato sul C1. Può

lavorare solo lungo la catena lineare e si ferma 4 residui prima del

ramo.

Due enzimi deramificanti convertono la struttura ramificata in

una lineare. Uno trasferisce 3 residui da un ramo a un terminale

della catena lineare del glicogeno. Un altro idrolizza il leg alpah-1,6

glicosidico tra la catena lineare e l ultimo glucosio del ramo.

Ciclo di krebs o ciclo dell acido citrico o TCA=ciclo dell acido

tricarbossilico. È la via catabolica in grado di produrre la maggior

quantità di energia. Parte dall acetil coenzima A (Acetil-coA) e

produce energia sottoforma di NADH FADH2 e GTP e come scarto

la CO2. Le molecole energetiche vengono successivamente

convertite in ATP attraverso la via della fosforilazione ossidativa.

Il piruvato è il prodotto finale della glicolisi. Il complesso della

piruvato deidrogenasi (PDC) converte il piruvato in acetil-coA

mediante una reazione di deacetilazione ossidativa, ovvero il

piruvato perde il COOH, viene ossidato e si lega al coenzima A, mentre il

NAD+ si riduce a NADH, con eliminazione di CO2. A sinistra l immagine

della PDC.