Biochimica dell'esercizio fisico

ERITROPROTEINA UMANA (EPO)

È una proteina composta da 193 amminoacidi (i primi 27 scissi durante la secrezione). Viene prodotto principalmente dalle cellule interstiziali peritubulari del rene, sotto il controllo di un gene situato sul cromosoma 7. Dopo la secrezione, a livello del tessuto osseo, si lega ad un recettore (EPO-R). In presenza di anemia o ipossiemia la sintesi di EPO cresce rapidamente di più di 100 volte e conseguentemente aumenta la sopravvivenza.

METABOLISMO ERITROCITARIO

Hanno la forma di un disco biconcavo.

GLOBULI ROSSI

Sono gli elementi anucleati più numerosi del sangue. Non possiedono organelli.

VIA METABOLICHE CITOSOL

Glicolisi e via dei penosi fosfati. ATP formato dai globuli rossi viene usato per il trasporto ionico attraverso la membrana plasmatica, la fosforilazione delle proteine di membrana e nelle prime reazioni della glicolisi.

GLICOLISI

1 molecola di glucosio viene degradata in 2 di piruvato. Avviene nel citosol, 10 tappe, è un...

Il processo anaerobico è caratterizzato dalla produzione di ATP e NADH. Durante l'ossidazione del glucosio a piruvato, viene rilasciata energia che viene convertita in ATP e NADH.

Le reazioni successive del piruvato dipendono dalle condizioni metaboliche. Se è presente ossigeno, avviene la respirazione cellulare e il piruvato si converte in acetil CoA. In assenza di ossigeno, avviene la fermentazione lattica e il piruvato si converte in lattato.

La lattato deidrogenasi permette a una molecola di NADH di reagire con una molecola di piruvato per formare NAD e acido lattico. Questa reazione ha lo scopo di produrre NAD, necessario per continuare la glicolisi.

Il lattato prodotto nei globuli rossi finisce nel fegato, dove si converte in piruvato attraverso l'azione della lattato deidrogenasi. Il piruvato, attraverso la gluconeogenesi, si converte in glucosio. Questo glucosio torna nel sangue e ricomincia il ciclo.

Se la pressione esterna di ossigeno è minore, come avviene in alta montagna, può succedere che ai tessuti arrivi poco ossigeno. In questo caso, si attiva un meccanismo di adattamento dopo qualche giorno di permanenza ad alta quota.

alta quota i livelli di 2,3-DPG aumentano.- La sua presenza è un segnale di necessità di O2.- Una volta legato a Hb(fra le due catene BETA ) stabilizza la forma deossi, favorisce il rilascio di O2 al tessuto.

ConVIA DEI PENTOSO MONOFOSFATIalta concentrazione 2,3-DPG ,si abbassa l’affinità per l’ossigenoProcesso citoplasmatico parallelo alla glicolisi in grado di generare NADPH e zuccheri pentosiSi divide in due fasi fase non ossidativa e fase ossidativa . Quest’ultima partendo da glucosio 6 p si ottiene il ribosio 5p

GLUTATIONE :antiossidante .svolge un’ importante nel globulo rosso ,proteggendo tali cellule da pericoli ossidativiche causerebbero l’emolisi . Elemento importante per il suo funzionamento è il NADPH

METABOLISMO DELL’EME E DEL FERROEME: gruppo proteico di diverse proteine: EMOGLOBINA, MIOGLOBINA ,CITOCROMI .L’EME è costituito da un anello porfirinico legato allo ione ferroso .

EMOGLOBINA : proteina

Tetramerica costituita da una parte proteica costituita da CATENE GLOBINICHE e una parte non proteica costituita da GRUPPO EME.

SINTESI DELL'EME: è sintetizzato in quasi tutti i tessuti dei mammiferi. La sintesi è molto abbondante nel midollo osseo e nel fegato dove è incorporato rispettivamente nell'emoglobina e nei citocromi. Avviene nel mitocondrio. Catalizzata da ALA sintasi. La reazione richiede piridossalfosfato come coenzima. Succinil coa + glicina -> ALA attraverso enzima ALA SINTASI. DA ALA a PORFOBILINOGENO tramite ALADEIDRATASI uscita di 2 h2o.

PORFIRIE: malattie metaboliche rare dovute ad un deficit di uno degli enzimi della biosintesi dell'eme. AUMENTA SINTESI DI ALA SINTASI.

LOCALIZZAZIONE DEL FERRO NELL'ORGANISMO (contenuto totale 3-5 g circa in un maschio adulto):

• 60-70% eritrociti (emoglobina)
• 15-30% depositi fegato, milza, midollo osseo (ferritina, emosiderina)
• 4-5% muscolo

MA IL FERRO È SOLO BENEFICIO? IL FERRO È ANCHE UN POTENTE TOSSICO. PRODUZIONE DI RADICALI LIBERI -> INVECCHIAMENTO PRECOCE E MORTE CELLULARE. IL FERRO IN ECCESSO PUÒ CREARE DANNO ALL'ORGANISMO: cirrosi epatica, diabete, cardiomiopatia, disturbi sessuali, artropatia, tumore al fegato

EPDICINA: ormone peptidico prodotto dal fegato in risposta all'aumento del ferro sierico. Questo ormone REGOLA NEGATIVAMENTE IL TRASPORTO DEL FERRO NEL PLASMA

DEGRADAZIONE EME (macrofagi di fegato e milza): Dopo circa 120 giorni di permanenza in circolo, i globuli rossi (85% dell'eme degradato) sono catturati dal sistema reticolo-endoteliale (RE) specialmente nel fegato e nella milza.

CATENE GLOBINICHE DELL'EMOGLOBINA vengono trasformate in amminoacidi

EME DELL'EMOGLOBINA -> L'eme libero viene degradato dall'enzima eme ossigenasi (in presenza di NADPH)

Formazione di bilirubina:

1. La bilirubina è prodotta dalla degradazione dell'emoglobina.
2. Viene poi eliminata attraverso l'escrezione.

Trasporto della bilirubina al fegato:

La bilirubina è scarsamente solubile nel plasma. Per raggiungere il fegato deve legarsi in modo non covalente all'albumina. La bilirubina si dissocia dall'albumina per entrare negli epatociti.

Metabolismo del fegato:

La comunicazione tra i tessuti dipende dal sistema nervoso, dalla disponibilità di sostanze nel circolo sanguigno e dalla variazione dei livelli di ormoni plasmatici.

L'integrazione del metabolismo energetico è controllata primariamente dall'azione di due ormoni, INSULINA e GLUCAGONE, alla quale si aggiunge il ruolo di supporto da ADRENALINA e NORADRENALINA.

Glucagone: secreto da cellule alfa del pancreas

Insulina: secreta da cellule beta del pancreas

Somatostadina: secreta da cellule delta del pancreas

Insulina Glucagone-

Basso livello ematico del glucosio (digiuno notturno o prolungato):

1. Stimolazione secrezione degli ormoni glucosio (come la secretina) che aumenta sia l'insulina che il glucagone. Il glucagone impedisce l'ipoglicemia che altrimenti si avrebbe in seguito all'aumentata secrezione di insulina dopo un pasto.
2. Dall'aumento di concentrazione di glucosio ematico derivante dall'assunzione di proteine (con il conseguente aumento del livello plasmatico degli amminoacidi). L'adrenalina stimola la liberazione del glucagone.
3. Un elevato livello di adrenalina circolante e/o della noradrenalina stimolano la liberazione del glucagone (periodi di stress o in seguito a esercizio intenso).
4. Scarse sostanze nutrienti a causa di un livello ematico elevato di glucosio e insulina.
5. Inibizione secrezione delle dieta a causa di un livello ematico elevato di glucosio e insulina. Entrambe le sostanze aumentano in seguito all'assunzione di glucosio o di un pasto ricco di carboidrati.

Questi effetti sono mediati

deitrigliceridistimola l'ingresso degli il glucagone fa aumentareEffetto su sintesi di proteine amminoacidi nelle cellule e la l'assunzione di amminoacidisintesi delle proteine da parte delle celluleepatiche,il che comporta unamaggiore disponibilità discheletri carboniosi per lagluconeogenesi. Di conseguenza il livelloplasmatico degli amminoacididiminuisce.

INIBIZIONE SECREZIONE INSULINALa sintesi e la secrezione dell'insulina diminuiscono quando le sostanze nutrienti delle dieta scarseggiano enei periodi di stress. Questi effetti sono mediati principalmente dall'adrenalina secreta dalla midolla surrenale inrisposta allo stress, a un trauma o a un esercizio fisico molto intenso. In tali condizioni la liberazione dell'adrenalina èprovoca una rapida mobilizzazione delle riservecontrollata soprattutto dal sistema nervoso .l'adrenalinaenergetiche, glucosio presente nel fegato acidi grassitra cui il (prodotto per glicogenolisi o

gluconeogenesi) e glidel tessuto adiposo. L'adrenalina può talvolta precedere e annullare la normale liberazione di insulina stimolata dal glucosio.

*****************LA STIMOLAZIONE DELLA SECREZIONE DEL GLUCAGONE

Il glucagone è un ormone polipeptidico secreto dalle cellule alfa degli isolotti di Langerhans del pancreas. Assieme all'adrenalina, al cortisolo, all'ormone della crescita (GH) contrasta molte delle azioni dell'insulina. Mantiene costante il livello ematico di glucosio attivando la glicogenolisi epatica e la gluconeogenesi.

SISTEMI GLUCOREGOLATORI (sistemi di regolazione del glucosio)

Negli esseri umani sono due, entrambi attivati da ipoglicemia:

• Isolotti di langerhans che liberano il glucagone
• Alcuni recettori dell'ipotalamo: possono innescare sia la secrezione di adrenalina, sia la liberazione di ACTH e dell'ormone della crescita (GH) da parte dell'ipofisi anteriore.

Glucagone e adrenalina, cortisolo —>

Orrmoni controregolatori

I ormoni controregolatori contrastano l'azione dell'insulina. I principali ormoni controregolatori sono il glucagone e l'adrenalina. Questi ormoni sono importanti nella regolazione del livello ematico di glucosio.

Concentrazione plasmatica di glucosio

La concentrazione plasmatica di glucosio è il risultato dell'equilibrio tra l'azione ipoglicemizzante dell'insulina e l'azione iperglicemizzante degli ormoni anti-insulina.

Metabolismi specifici

Il fegato, il tessuto adiposo, il muscolo scheletrico e il cervello sono i principali organi coinvolti nei metabolismi specifici.

Fegato

Il fegato è un organo altruista. La vena porta è la via di trasporto che collega gli organi della digestione con il fegato.

Funzioni metaboliche del fegato

• Metabolismo dei carboidrati
• Metabolismo dei lipidi
• Metabolismo delle proteine
• Metabolismo dell'eme
• Deposito del ferro