Biochimica: metabolismo dei lipidi

DIGESTIONE).

TESSUTO ADIPOSO → deposito di trigliceridi.

TRIGLICERIDI INTRAMUSCOLARI → riserva di grassi che sono utilizzati per una maggiore

energia da parte dei muscoli, iniziano il supporto energetico in attesa di TRIGLICERIDI da parte

del TESSUTO ADIPOSO.

LIPOPROTEINA LIPASI → demolisce i trigliceridi presenti nel CHILOMICRONE, diventano così

ACIDI GRASSI e GLICEROLO. Gli ACIDI GRASSI poi entrano nelle cellule in attesa di essere

utilizzati. L’ADIPOCITA quando è pieno di

TRIGLICERIDI, prende la forma

illustrata nella foto, il GRASSO è

quello bianco e preme verso gli

organelli. Mano a mano che il

grasso si consuma,

l’ADIPOCITA diminuisce.

MOBILIZZAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI NEL TESSUTO ADIPOSO

Immaginiamo un tessuto che deve ossidare grassi, il primo passo è il RECLUTAMENTO di acidi

grassi (i quali stanno nel tessuto adiposo) verso il tessuto che ne necessita. Solo che nel TESSUTO

ADIPOSO sono ancora TRIGLICERIDI, quindi dovranno essere prima DEMOLITI, poi

TRASPORTATI, poi SINTETIZZATI ed infine ASSORBITI.

Il METABOLISMO degli acidi grassi inizia con la LIPOLISI.

C’è un’azione ormonale che dice all’ADIPOLITA che deve iniziare la LIPOLISI, e sono

GLUCAGONE ed ADRENALINA che lo attiveranno attraverso un processo di

FOSFORILAZIONE. GLUCAGONE ed ADRENALINA controllano tutte le vie metaboliche che

devono essere attivate in caso di un aumento della richiesta energetica.

Dopo la LIPOLISI gli acidi grassi sono liberi, poiché fuoriusciti dall’ADIPOCITA insieme al

GLICEROLO. Il GLICEROLO arriva al fegato e contribuisce alla GLUCONEOGENESI,

altrimenti rimane nell’ADIPOCITA per ricreare altri TRIGLICERIDI.

* NB: il trasporto degli ACIDI GRASSI della LIPOLISI avviene tramite la proteina ALBUMINA,

presente le PLASMA.

L’azione contraria avviene invece tramite l’INSULINA (ormone che duce che c’è troppa energia in

circolo) che quindi fa avvenire la DEFOSFORILAZIONE.

* GLICEROLO è SOLUBILE.

METABOLISMO DEI LIPIDI

Il metabolismo dei lipidi prende il nome di BETA-OSSIDAZIONE, segue un’altra serie di reazioni

e avviene nella MATRICE MITOCONDRIALE (quindi deve necessariamente esserci un passaggio

tra CITOPLASMA e MITOCONDRIO) perché tutte le ossidazioni andranno a riossidare NADH e

FADH2 tramite la FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA che avviene nella MEMBRANA

MITOCONDRIALE INTERNA. Prima di arrivare quindi alla BETA-OSSIDAZIONE l’ACIDO

GRASSO, entrato nel CITOPLASMA, deve subire un processo di ATTIVAZIONE e di

TRASPORTO dal CITOPLASMA al MITOCONDRIO.

ATTIVAZIONE → rende più reattiva la molecola in questione e la prepara alla via metabolica

(come ad esempio il PIRUVATO nel ciclo di krebs che diventa AcoA).

QUINDI L’ACIDO GRASSO SUBISCE 3 FASI:

L’ACIDO GRASSO è una lunga catena idrocarburica che finisce con un gruppo carbossilico, e

derivano da trigliceridi con catena da 16/20 atomi di CARBONIO: CH3(CH2)nCOH.

L’acido grasso si lega al COENZIMA A andando a formare l’ACIL COENZIMA A, e questa

attivazione avviene nel CITOPLASMA e LA CELLULA SPENDE 2 ATP PER FARLO.

L’ACIL COENZIMA A nel citoplasma ora deve

arrivare alla MATRICE MITOCONDRIALE (fase di

trasporto), attraversa liberamente la MAMBRANA

MITOCONDRIALE ESTERNA e si ritrova nello

SPAZIO INTERMEMBRANA, e a questo punto non

può attraversarla quella INTERNA (poiché è meno

permeabile di quella ESTERNA), e in questo spazio

c’è una molecola che si chiama CARNITINA, ed

avviene un passaggio del GRUPPO ACILE dal

COENZIMA A alla CARNITINA, quindi ora

abbiamo una molecola di nome ACIL CARNITINA,

la quale ha dei canali specifici (proteine canale) che

ne consentono il passaggio nella membrana interna.

Una volta che l’ACIL CARNITINA è entrata nella

MATRICE MITOCONDRIALE INTERNA, la

CARNITINA cede nuovamente il GRUPPO ACILE

al COENZIMA A, il quale è già presente nella MATRICE MITOCONDRIALE INTERNA,

dopodichè la CARNITINA fuori esce attraverso le stesse proteine canale con le quali è entrata e

ripete tutto il procedimento, in sostanza funziona da navetta.

CARNITINA → proteina derivante dalla LISINA (amminoacido) e la supplementazione di essa non

ha senso, poiché anche se si aumentano le molecole di carnitina, le proteine canale sono sempre lo

stesso numero, quindi alcune molecole rimarrebbero inutilizzate siccome comunque ne viaggerebbe

una per volta.

A questo punto inizia il processo di BETA-

OSSIDAZIONE, che inizia con l’ACIL COENZIMA A.

Questo processo non è ne ciclico come il ciclo di krebs e

ne lineare come la glicolisi, ma è classificato come una

VIA A SPIRALE, ovvero un processo di demolizione

dell’ACILE, costituito da 4 REAZIONI, al termine delle

quali avremo la stessa molecola iniziale ma accorciata di 2

atomi di carbonio, e questa molecola ricomincerà il giro e

così via finché non finirà i suoi atomi di carbonio o

meglio, finché non glie ne rimangono solo 2. In queste 4

reazioni ogni giro produce 1 FAD e 1 NAD. Quando

stacchiamo un FRAMMENTO BICARBONIOSO, si

distacca sottoforma di ACETIL COENZIMA A, quindi

ogni giro si produce anche 1 ACETIL COENZIMA A,

ma conta anche l’ultimo frammento.

ESEMPIO: se ci sono 18 atomi di carbonio, allora questo processo compie 8 giri per fare in modo

che l’ACILE sia ossidato totalmente. Alla fine ci troveremo 8 FAD, 8 NAD e 9 ACETIL

COENZIMA A. MA QUANTI ATP?

Si produrranno 3 ATP per ogni NAD, 2 per ogni FAD e 12 per ogni ACETIL COENZIMA A perché

questo alla fine entra nel ciclo di krebs, quindi produce 12 ATP: 108+40-2 = 146 (si levano 2 ATP

perché sono quelli utilizzati inizialmente per l’attivazione della molecola).

Alla fine troviamo una biforcazione, che indica che spesso non tutto l’ACETIL COENZIMA A

prodotto entrerà nel ciclo di krebs, poiché dipende da quanto OSSALACETATO (il quale deriva dal

piruvato che deriva quindi dal glucosio) ci sta (1° TAPPA LIMITANTE), mentre l’ACETIL

COENZIMA A non potrà mai mancare, quindi non tutto l’ACETIL COENZIMA A entra nel ciclo di

krebs, e in questo caso, quello in eccesso, viene deviato verso altre vie metaboliche.

La completa ossidazione di un acido grasso dipende dal ciclo di krebs che deve avere una giusta

disponibilità di OSSALACETATO, quindi PER OSSIDARE I GRASSI SONO NECESSARI I

CARBOIDRATI.

Come notiamo da questo schema, l’ACETIL COENZIMA A è al centro di ogni via metabolica

dell’organismo, e deriva da PIRUVATO, ACIDI GRASSI e viene usato per il CICLO DI KREBS,

SINTESI DI COLESTEROLO e SINTESI DI NUOVI ACIDI GRASSI, oppure la SINTESI DI

CORPI CHETONICI.

I CORPI CHETONICI, che derivano da un eccesso di ACETIL COENZIMA A, sono sempre

prodotti, come ad esempio l’acido lattico con il piruvato, e finché i loro valori sono a un livello

fisiologico va bene, ma se abbiamo un eccesso di produzione di CORPI CHETONICI si possono

avere dei problemi.