Biochimica 3: destini di glucosio e piruvato; glicolisi

Destini di glucosio e piruvato

Destini del glucosio

Il glucosio, nell’organismo, può andare incontro a diverse vie metaboliche:

• Ossidazione a CO₂ e H₂O, partendo dalla glicolisi per produrre piruvato, decarbossilato ad acetil-CoA attraverso la decarbossilazione ossidativa, per poi arrivare al ciclo di Krebs e alla fosforilazione ossidativa per produrre grandi quantità di ATP;
• Ossidazione e poi riduzione a lattato in assenza di O₂, virando verso la via della fermentazione lattica, invece che verso la decarbossilazione ossidativa, dopo la glicolisi;
• Assemblaggio di glicogeno, prendendo la via della glicogenosintesi;
• Ossidazione alternativa attraverso la via del pentoso fosfato, per produrre ribosio-5-fosfato, importante intermedio per la sintesi dei nucleotidi e di alcuni amminoacidi, e NADPH, essenziale per l’equilibrio delle redox intracellulari (rigenerazione del glutatione ridotto GSH) e delle reazioni di ossidazione;
• Sintesi di polisaccaridi strutturali come glicosaminoglicani (GAG) o proteoglicani.

Destini del piruvato

Il piruvato o acido piruvico è il prodotto finale della glicolisi, prima via metabolica di ossidazione del glucosio. Anch’esso può andare incontro a diversi destini:

• Decarbossilazione ossidativa ad acetil-CoA, per entrare nel ciclo di Krebs e poi produrre grandi quantità di ATP attraverso la fosforilazione ossidativa;
• Riduzione a lattato, attraverso la fermentazione lattica in condizioni di anaerobiosi, lattato poi riconvertito a piruvato o degradato nel fegato;
• Transaminazione ad alanina, poiché come detto ne è l’α-chetoacido coniugato, come nel caso del sistema navetta alanina-glucosio dei gruppi amminici provenienti dal muscolo scheletrico verso il fegato;
• Carbossilazione ad ossalacetato, intermedio del ciclo di Krebs e primo intermedio della gluconeogenesi.

Glicolisi

La glicolisi è la via attraverso il quale il glucosio viene ossidato a piruvato. Le tappe della glicolisi sono, in tutto, 10; comunque, grossolanamente, si può dividere la glicolisi in tre fasi principali: la fase in cui il glucosio viene convertito in fruttosio-1,6-bisfosfato, la fase in cui tale molecola viene scissa in due isomeri, ovvero la gliceraldeide-3-fosfato e il diidrossiacetone-fosfato, convertito poi anch’esso in gliceraldeide-3-fosfato, e la fase in cui ciascuna molecola di trioso-fosfato viene convertita in piruvato con la produzione di ATP.

Prima fase

La prima fase della glicolisi consiste nella conversione di una molecola di glucosio in una di fruttosio-1,6-bisfosfato. Questa fase comprende tre tappe e ha bisogno di due molecole di ATP.

• Nella prima tappa, il glucosio viene fosfo...