Appunti Biochimica (prof. Prinetti)

BIOCHIMICA (prof. Alessandro Prinetti)

DIGESTIONE

Principi alimentari= grosse molecole polimeriche che devono essere demolite con

l’ottenimento di molecole più semplici (nutrienti) utilizzabili senza ulteriori demolizioni

3 categorie: carboidrati, proteine, grassi

DIGESTIONE dei principi alimentari = IDROLISI delle molecole polimeriche ad unità

monomeriche

ASSORBIMENTO dei nutrienti= passaggio di molecole semplici attraverso le mucose

del tratto gastroenterico nel torrente circolatorio o linfatico (e distribuzione a tutte le

cellule dell’organismo)

Digestione e assorbimento sono costituiti da una complessa serie di eventi

(bio)chimici e fisici:

1. Omogeneizzazione (esposizione di maggiore superficie del S all’enzima

digestivo), idratazione e miscelazione delle sostanze solide ingerite con i

secreti del tratto gastrointestinale.

Il cibo procede in senso cranio caudale grazie ai movimenti del tratto

gastrointestinale.

2. Secrezione di

a) Enzimi digestivi che catalizzano l’idrolisi delle macromolecole (amilasi,

proteasi, lipasi)

b) Elettroliti (acidi e basi) che creano l’ambiente chimico ottimale per

l’azione degli enzimi digestivi

c) Agenti tensioattivi (acidi biliari) che stabilizzano l’emulsione dei

grassi consentendone digestione e assorbimento

ottengo: oligomeri, dimeri e monomeri

 3. Idrolisi di oligomeri e dimeri a opera di enzimi digestivi localizzati alla superficie

delle cellule intestinali (digestione terminale) in corrispondenza dell’orletto a

spazzola

4. Assorbimento

Alcuni nutrienti dopo la digestione luminale (enzimi secreti ed enzimi alla superficie

delle cellule intestinali) vanno incontro a digestione intracellulare.

Intervento di numerosi ORGANI DEL TRATTO GASTROINTESTINALE:

1. Ghiandole salivari: secrezione di fluidi ed enzimi digestivi inizio della



digestione degli zuccheri (amilasi)

2. Stomaco: secrezione di acido cloridrico e proteasi (pepsina) inizio digestione



delle proteine

3. Pancreas: secrezione di bicarbonato di sodio e numerosi enzimi idrolitici 

Digestione delle proteine (tripsina, chimiotripsina, elastasi,

 carbossipeptidasi)

“ dei lipidi (lipasi, colesterolo esterasi, fosfolipasi)

 “ dei carboidrati (amilasi)



4. Fegato/colecisti: secrezione e immagazzinamento della bile digestione e



assorbimento dei lipidi

5. Intestino tenue:

enzimi digestivi alla superficie delle cellule epiteliali digestione

 

terminale

sistemi di trasporto assorbimento delle sostanze nutritive

 

La digestione gastrica degli alimenti non è essenziale per una corretta alimentazione

in quanto può essere compensata da un aumento dell’attività pancreatica e

intestinale.

Gli enzimi pancreatici sono riversati insieme alla bile nel lume del duodeno.

I carboidrati sono scissi in monosaccaridi per essere trasportati negli enterociti,



invece di e tri-peptidi possono passare negli enterociti e qui vengono digeriti dalle

peptidasi intracellulari con formazione di aa liberi.

REGOLAZIONE NEUROENDOCRINA attività secretagoga

La regolazione dei processi secretori avviene grazie a sostanze ad

che interagiscono con i recettori sulla superficie delle cellule esocrine. Possono essere

neurotrasmettitori, mediatori locali (oppure farmaci e tossine batteriche).

Neurotrasmettitori: segnali nervosi da SNC+ riflessi locali (sistema nervoso

enterico)

- Acetilcolina: principale neurotrasmettitore nella regolazione del tratto

gastrointestinale. Stimolo della secrezione di enzimi salivari, gastrici,

pancreatici.

(recettori muscarinici)

- Peptide vasoattivo intestinale (VIP): stimolo secrezione di elettroliti

Mediatori locali: secreti da cellule endocrino-epiteliali del tratto g.i.

AMMINE BIOGENE

- Istamina (deriva da istidina): cellule della mucosa gastrica.

Agisce sul recettore H2 presente sul lato controluminale della MP delle cellule

parietali e stimola la produzione di HCl.

È implicata nelle reazioni allergiche legandosi al recettore H1.

- Serotonina: stomaco e intestino. Riversata soprattutto nel circolo ematico ma ha

azione paracrina stimolando la secrezione di elettroliti.

ORMONI PEPTIDICI

- Gastrina: stomaco.

presente in una forma di 17 e una forma di 34 aa: piccola e grande gastrina.

Entrambe le forme sono attive perché la porzione attiva è il pentapeptide

carbossi-terminale.

Stimola secrezione di HCl.

- Colecistochinina/pancreozimina: la stessa molecola ha due azioni. Prodotta nel

duodeno, determina:

a) Contrazione della colecisti con riversamento di bile nel duodeno

b) Secrezione del succo pancreatico

AA liberi e peptidi che derivano dalla parziale digestione delle proteine nello

stomaco (che di persè è irrilevante) stimolano le cellule endocrino-epiteliali.

- Secretina: prodotta nel duodeno quando in esso arriva il contenuto dello

stomaco. Se Ph del contenuto gastrico <5 viene stimolata produzione di

secretina che agisce a livello pancreatico stimolando la secrezione di un succo

pancreatico ricco di bicarbonato di sodio (NaHCO3) che serve a neutralizzare

l’acidità.

Gli enzimi duodenali hanno un Ph vicino alla neutralità, inoltre un Ph basso è

potenzialmente dannoso per un epitelio perché la mucosa del duodeno non ha

meccanismi di protezione.

Guanilina: peptide prodotto dalle cellule mucipare e liberata nel lume intestinale, si

lega ad un recettore sull’orletto a spazzola e stimola la secrezione di NaCl.

Gli enzimi digestivi vengono secreti in forma di proenzimi

La secrezione è esocrina in quanto diretta verso il lume intestinale.

Le proteine vengono sintetizzate sui ribosomi adesi al RER e nel Golgi e poi conservate

granuli di zimogeno

in (vescicole). Gli zimogeni sono i proenzimi inattivi.

CAVO ORALE

Avviene la masticazione e la secrezione della saliva che è un vero e proprio succo

digestivo. Essa idrata i cibi solidi e contiene due enzimi:

1. Amilasi: inizia la digestione dei carboidrati (amido). È l’unico enzima digestivo

della saliva

2. Lisozima: depolimerizza la parete batterica (idrolasi). Tra i batteri che

assumiamo alcuni sono potenzialmente pericolosi lisozima abbassa carica



batterica

I principali carboidrati presenti nella dieta sono saccarosio, amido e lattosio.

Monosaccaridi assorbiti direttamente



Disaccaridi e oligosaccaridi enzimi orletto

Polisaccaridi amilasi + enzimi orletto

 AMIDO= polisaccaride vegetale di riserva, carboidrato

più abbondante nella dieta. Accumulato sotto forma di

granuli

Formato da: legami

- Amilosio (20%): catena di glucosio con

 1-4 glicosidici

- Amilopectina (80%) (rapporto legame 1,6/legame 1,4 è di 1:20)

Il glicogeno è un polisaccaride di riserva negli animali simile all’amilopectina ma con

ramificazioni più frequenti. (1:4).

endosaccaridasi (glucosidasi) presente in saliva e succo pancreatico.

-amilasi=

Specificità alfa amilasi: legami 1-4 interni, no legami adiacenti a quelli 1,6.



Alfa-amilasi pancreatica e salivare non sono identiche ma hanno lo stesso tipo di

specificità e di modalità d’azione.

Cellulosa (fibra alimentare) ha legami beta quindi non siamo in grado di digerirla e

assorbirla (non è un nutriente). Risultato della digestione di è una miscela di

-amilasi

oligomeri: - Destrine limite (prodotto principale) = oligosaccaridi

formati in media da 8 unità di glucosio centrati attorno

ad un legame 1,6.

- Maltosio = disaccaride formato da 2 molecole di

glucosio con legame 1,4 (non si forma l’isomaltosio =



disaccaride formato da 2 molecole di glucosio con

legame 1,6)



- Maltotriosio = 3 molecole di glucosio

- Glucosio libero

Amilasi salivare idrolizza il 30% dei legami covalenti dell’amido e

più il cibo permane in bocca più l’azione dell’enzima aumenta.

La grande quota di carboidrati che mangiamo è in forma di

polisaccaridi ma assumiamo anche disaccaridi: lattosio e saccarosio. Questi non

vengono digeriti nel cavo orale ma da enzimi specifici dell’orletto a spazzola nel tenue

Trealosio: idrolasi (trealasi) nell’orletto a spazzola.

In un pasto per 1000 cal i carboidrati valgono circa il 40-60%. Meno del 35%: dieta low

carb, 50% dieta mediterranea

Carboidrato più assunto è amido (80% delle 500-600 calorie)

NB: La velocità con cui avviene la digestione influenza la velocità di immissione in

circolo delle molecole (es: il glucosio che deriva dalla digestione dell’amido viene

immesso in circolo tardi).

STOMACO

[HCl] nello stomaco è molto alta Ph nello stomaco prima che arrivi il bolo



alimentare è prossimo allo 0. 6

Tra Lume dello stomaco e sangue c’è una differenza di Ph di 6,5 10 : fortissimo



gradiente di protoni a cavallo della mucosa gastrica.

- ∆[H+] dovuta soprattutto a pompa

protonica gastrica (antiporto) presente

sul versante luminale delle cellule parietali

gastriche. Scambia protoni con ioni potassio

idrolizzando una molecola di ATP. Le cellule

della mucosa usano una grande quantità di

ATP.

I protoni che si trovano nella cellula della

parete gastrica derivano dalla dissociazione

dell’acido carbonico.

- Il bicarbonato viene immesso nel sangue in

scambio con uno ione cloruro (antiporto)

- Cl- trasportato in simporto con K+ (che esce

secondo gradiente). Il gradiente di K viene

creato dalla sodio potassio ATP-asi -> altro

consumo di ATP

Il ph acido è necessario per:

1. Denaturare le proteine

2. Diminuzione della carica batterica: grande riduzione. Anche se non tutti i batteri

vengono eliminati

3. Attivazione della pepsina

PEPSINA= endopeptidasi (non proteasi perché le proteine sono state denaturate)

Rilasciata sotto forma di pepsinogeno (inattivo) che per essere attivato deve subire

un taglio proteolitico. Questa è una modifica covalente della struttura di un enzima ma

non è un modo di regolazione perché non è reversibile.

Il pepsinogeno è molto debolmente attivo in ambiente molto acido autoattivazione



+ idrolisi non enzimatica in ambiente acido

Dopo attivazione la prima proteina idrolizzata è il pepsinogeno rimanente.

Catalisi carbossilica (2 gruppi carbossilici nel sito attivo dell’enzima)

La pepsina idrolizza legami ammidici in cui il gruppo amminico è fornito da un aa

aromatico.

Quindi prodotto dell’idrolisi è formato da una miscela di:

- Grossi peptidi

- Piccoli peptidi

- aa liberi

Nella dieta quantità di proteine assunta ogni giorno è di 70-100g.

MECCANISMI DI PROTEZIONE:

Secrezione di acido cloridrico non è continua ma si attiva solo quando arriva il

 bolo

Muco: insieme di carboidrati complessi che formano una barriera fisica che

 protegge la mucosa gastrica. Prodotto dalle cellule della mucosa gastrica.

Sostanze con effetto di regolazione di HCl: molecole bioattive, derivate di acidi

 grassi essenziali. Sono le prostaglandine. Importantissima azione protettiva:

blocco di pompa protonica e stimolo secrezione di muco.

Principale causa di ulcera gastrica: ulcera iatrogena (i medici prescrivono ai

pazienti antinfiammatori che esercitano il loro effetto perchè sono inibitori

dell’enzima che catalizza la prima tappa della sintesi delle prostaglandine).

Omeprazolo: inibitore della pompa protonica.

DUODENO

Mucosa priva di protezione dell’acidità quindi è necessario neutralizzare l’acidità ->

pancreozimina.

Ambiente neutro o lievemente alcalino è favorevole per enzimi che vengono riversati

attraverso il succo pancreatico nel duodeno:

Amilasi pancreatica: identica a quella salivare. Porta avanti digestione ma

 non idrolizza destrine libere, maltosio e maltotriosio.

Lipasi

 Enzimi precursori di peptidasi

 Tutte le peptidasi del succo pancreatico vengono secrete sotto forma di

precursore inattivo (zimogeno).

PEPTIDASI

Peptidasi con specificità diverse (preferenza per alcuni residui piuttosto che

altri, luogo del legame)

Molto diverse tra loro da un punto di vista catalitico.

Sono 5:

- Tripsina, chimotripsina ed elastasi appartengono alla famiglia delle

proteasi a serina che usano oh come nucleofilo per idrolizzare il legame

peptidico.

- Carbossipeptidasi A e B: meccanismo catalitico prevede come elemento

determinante nel sito catalitico la presenza di uno ione zinco (acido di lewis).

Sono le uniche esopeptidasi (prodotto = polipeptide + aa)

Elastasi efficiente nell’idrolisi di legami peptidici che coinvolgono piccoli

amminoacidi

B aa basici



A aa idrofobici

Risultato:

- Piccoli peptidi

- Aa liberi

Livelli di regolazione del tratto gastrointestinale

1° LIVELLO: secrezione dei mediatori locali da parte delle

cellule endocrino epiteliali in risposta alla progressione del cibo

-> secrezione di proenzimi ed elettroliti

2° LIVELLO: l’attivazione dei proenzimi non è indipendente dal

segnale che ne ha determinato la secrezione La CCK agisce



anche su enterocita che è in grado di produrre

l’enteropeptidasi (o enterochinasi) = peptidasi che ha come principale substrato

il tripsinogeno (attivatore). La tripsina attiva altre molecole di tripsinogeno e tutti gli

altri zimogeni del succo pancreatico.

Enteropeptidasi peptidasi che non digerisce proteine alimentari ma inizia cascata

proteolitica che attiva peptidasi digestive.

Se il secreto pancreatico non è sufficientemente basico a neutralizzare acidità oppure

se c’è un’eccessiva attività idrolitica si può avere un’ulcera duodenale.

LIPASI I principali lipidi che ingeriamo sono trigliceridi (o triacilgliceroli) principale

 

lipasi è trigliceride-lipasi.

Questa libera acidi grassi dai trigliceridi.

Colesteroloesterasi: Colesterolo ha gruppo OH che può essere esterificato ad

 un acido grasso -> l’enzima idrolizza gli esteri del colesterolo

Fofolipasi: idrolizzano fosfolipidi.



I cibi contenenti lipidi sono molto compatti.

In una dieta tipo quantità di lipidi al giorno che varia da 60 a 150g. di questi circa il

90% sono trigliceridi. Il rimanente 10% miscela di vari lipidi: fosfolipidi, colesterolo in

forma libera, esterificata, acidi grassi liberi (in piccola quantità).

Nel tratto gastrointestinale oltre ai lipidi della dieta transita una mole di lipidi di origine

endogena perché nel duodeno, per effetto del CCK, la colecisti riversa la bile.

Questa contiene:

- SALI BILIARI (derivati del colesterolo), molecole con forti capacità

emulsionanti (antipatiche)

- 7-20 g di FOSFATIDILCOLINA: emulsionante (anche nelle preparazioni

alimentari)

FASI DELLA DIGESTIONE DEI LIPIDI:

I lipidi tendono a formare una massa unica = grande goccia lipidica

a) La digestione inizia nello stomaco (lipasi gastriche): 30% dell’idrolisi totale dei

trigliceridi.

b) Gli acidi grassi si dispongono sulla superficie esterna frammentando la goccia

(più accessibile ad enzimi): emulsificazione in ambiente acquoso, agevolata

dalla peristalsi dello stomaco goccioline lipidiche

Il chimo rilasciato nel duodeno contiene di 2mm (D).

c) Emulsificazione continua nell’intestino, in cui agiscono le lipasi pancreatiche=

principali enzimi

Gli acidi grassi stabilizzano sempre l’emulsione (che non è un sistema stabile).

Intervengono anche:

- Fosfatidilcolina: ha 2 code idrofobiche che si inseriscono nella micella e una

testa idrofila a contatto con l’ambiente acquoso.

- Sali biliari: si dispongono sulla goccia lipidica perché hanno una struttura ad

anello alifatico che è idrofobico da una parte e idrofilico dall’altra e hanno un

gruppo chimico altamente polare.

micella mista

A questo punto si è creata una (vero substrato delle lipasi, forma

di bastoncino).

i Sali biliari sono dei forti inibitori della lipasi stessa. Nel succo pancreatico c’è



la colipasi che forma un complesso con la lipasi che è in grado di superare

l’inibizione dei Sali biliari.

Le sostanze alcoliche migliorano la digestione dei grassi.

La digestione dei lipidi è più complessa di quella delle proteine perché sono necessarie

condizioni chimico fisiche particolari.

Dopo un pasto la principale forma di lipidi che trovo nel sangue sono i trigliceridi

perchè per essere assorbiti devono essere risintetizzati.

Trigliceridi con acidi grassi a lunga catena (>12C)  

- Lipasi pancreatica scinde legame estereo in posizione con formazione di -

monoacilgliceroli + 2 acidi grassi liberi

- Attività lipasi molto bassa su 2 acilglicerolo ma su superficie di enterociti attività

enzimatiche che lo idrolizzano con rilascio di un altro acido grasso libero e una

di glicerolo

- Gli acidi grassi liberi vengono legati da proteine su superficie di enterociti e li

trasportano nell’enterocita. Gli acidi grassi liberi infatti non sono ben solubili.

- Nell’enterocita si legano ad altre proteine di trasporto (FAB o FABP2) che li

portano al reticolo endoplasmatico

- L’acido grasso libero viene attivato usando una molecola di ATP con idrolisi di

due legami ad alta energia: formazione di un acil-coenzimaA (legame

tioestereo ad alta energia deriva idrolisi ATP). Questi acil coenzimaA possono

trovare o monoacilglicerolo o glicerolo, e si ha quindi la risintesi dei

trigliceridi nel reticolo endoplasmatico (il glicerolo viene prodotto dal glicerolo

3 fosfato che deriva dal glucosio quindi enterocita ha sempre abbastanza

glicerolo per la sintesi).

- Sintesi dei chilomicroni nel reticolo endoplasmatico: CHILOMICRONI =

lipoproteine globulari che presentano in superficie fosfolipidi e Apolipoproteine

(in particolare ApoB48) che creano una superficie idrofilica attorno ai lipidi.

- Secrezione dei<