Biochimica - parte 2

FIBRA MUSCOLARE

poter ed essereentrare nel mitocondrio trasformato attraverso la beta-in (= pacchetto energetico in grado di alimentare ilossidazione acetil-CoACiclo di Krebs per la produzione di energia).

b. = viene , particolaril’acido grasso trasformato in corpi chetonici

FEGATOforme energetiche alternative al glucosio -> vengono eriversate nel sanguepotranno (tra cui anche il muscolo)andare ad alimentare i vari tessuti doveall’interno di questi tessuti per di .vengono smontati produzione acetil-CoA

FIBRA MUSCOLAREPer è necessario che (R)attivare un acido grasso la catena di acido grasso reagisca, grazie a un enzima -> vengono staccati 2 gruppi fosfatocon una molecola di ATPdalla molecola di ATP, che diventa AMP il quale si lega all’acido grasso e si formaun derivato.Con un’altra serie di reazione esce -> quindil’AMP ed entra un CoA-SH si forma.acil-CoA : .2 ATP

COSTO ENERGETICO DELL’ATTIVAZIONEIl viene e si forma lagruppo acile

dell'acil-CoA trasferito sull'OH della carnitina molecola. Questa dall'enzima reazione è catalizzata acil-carnitina carnitina acil-che è presente sulla membrana mitocondriale esterna. transferasi 1 (CAT1) Questo enzima è l'enzima sul quale avviene la regolazione della beta-ossidazione per diffusione facilitata sul L'acil-carnitina arriva trasportatore presente acilcarnitina/carnitina sulla membrana mitocondriale interna il viene dalla Nella matrice gruppo acile trasferito al CoA carnitina acil-transferasi; la attraverso il riformando l'acil-CoA carnitina ritorna all'esterno2 mitocondriale trasportatore. La è dal (1° intermedio sintesi acidi carnitina-aciltransferasi 1 inibita malonil-CoA grassi), ciò impedisce che avvengano simultaneamente la sintesi e la degradazione. degli acidi grassi I prodotti a base di carnitina servono per migliorare la prestazione nello sport? determina un L'esercizio fisico aerobico.

Graduale incremento delle concentrazioni. La somministrazione di Carnitina potrebbe migliorare la performance atletica, permettendo l'afflusso di maggiori quantità di lipidi nel mitocondrio. Tuttavia della supplementazione con Carnitina in ambito sportivo l'efficacia non è, ANZI numerosi lavori scientifici hanno dimostrato che la supplementazione di L-Carnitina non migliora la prestazione atletica.

Perché? Perché non dipende solo dall'entrata degli acidi grassi all'interno del mitocondrio dall'attività della carnitina acil-transferasi 1 -> ma dipende dalla capacità del trasportatore della carnitina che è un trasportatore SATURABILE (= entra una sola molecola per volta).

L'acido grasso sottoforma di acil-CoA entra nella matrice mitocondriale e subisce la vera e propria β-ossidazione - degradazione.

Fase 1: β-ossidazione - viene ossidato l'acil-CoA per

Staccare un gruppo acetil-CoA attraverso rimozioni successive demolita tutta la catena dell'acido grasso.

Fase 2: ciclo di Krebs. I gruppi acetil-CoA vengono trasformati in CO2 e molecole energetiche.

Fase 3: catena di trasporto degli elettroni. Gli elettroni vengono ceduti all'O2 dalla catena respiratoria mitocondriale, che fornisce l'energia per la sintesi di ATP attraverso la fosforilazione ossidativa.

La β-ossidazione (A) avviene con la rimozione di un gruppo acetil-CoA dall'acido grasso, ad ogni ciclo viene rimosso un acetil-CoA dalla estremità carbossilica. L'obiettivo è inserire un atomo di ossigeno legato al carbonio beta (in particolare trasformare il carbonio beta in un carbonile).

(B) La produzione di N molecole di acetil-CoA che entrano nel Ciclo di Krebs per essere bruciate! Nella β-ossidazione degli acidi grassi con numero dispari di atomi di carbonio, sono

necessarie. L'ultimo ciclo dialtre tre reazioni per concludere la -ossidazioneβ-ossidazione :β forma un propionil-CoA• Il (3C) tramite una carbossilasi (propionil-CoA carbossilasi)propionil-CoAtrasformato in D-metilmalonil-CoAviene (4C)D-metilmalonil-CoA epimerizzato in L-metilmalonil-CoA• Il viene quindi (4C)dalla metilmalonil-CoA epimerasi.L'L-metilmalonil-CoA• viene quindi in (4C,trasformato succinilCoAintermedio del Ciclo Krebs) tramite una metilmalonilCoAmutasi.In questo modo chel’acido grasso può essere scisso in molecole di Acetil-CoAper essere .vanno nel Ciclo di Krebs prodotta energiaglucosio + KrebsDall’ossidazione completa di una molecola di (a 6 atomi dicarbonio) otteniamo a secondo dello shuttle che viene utilizzato.30-32 ATP acido grasso + KrebsDall’ossidazione di una molecola di (a 6 atomi di carbonio) siottengono .38 ATP! I contengono .grassi più energia dei glucidiCorpi chetoniciRappresentano una .

La funzione energetica alternativa al glucosio può avvenire in caso di digiuno prolungato, dieta, diabete o attività fisica duratura. Il digiuno non compensato, una dieta non adeguatamente ricca di carboidrati (come le diete low-carb, chetogeniche o iperproteiche) e l'attività fisica prolungata determinano lo svuotamento delle riserve di glicogeno e conseguente ipoglicemia. In queste condizioni, l'organismo reagisce liberando ormoni come il glucagone e l'adrenalina, che attivano specifici processi catabolici come la lipolisi (catabolismo dei grassi) e il catabolismo proteico muscolare. La lipolisi determina che gli acidi grassi liberati nel sangue arrivano al muscolo e al fegato, dove vengono impiegati per generare energia (nel muscolo) o produrre corpi chetonici nel fegato (chetogenesi), che vengono poi riversati nel sangue - causando la chetosi - in queste condizioni, poiché il ciclo di Krebs nel fegato è bloccato. La chetosi è un modo alternativo in cui il corpo funziona per produrre energia quando il glucosio non è disponibile.

Fronteggiare la fame significa temporaneamente cambiare la fonte primaria di energia cellulare da glucosio a grasso. Internamente, il corpo converte i grassi in chetoni, che vengono poi riversati nel sangue e utilizzati come fonte di energia dai tessuti. L'ipoglicemia, una bassa concentrazione di glucosio nel sangue, è l'evento scatenante che provoca la secrezione dell'ormone glucagone da parte del pancreas. Il glucagone è in grado di attivare la gluconeogenesi nel fegato, un processo che produce glucosio a partire dall'ossalacetato, un intermedio del Ciclo del Krebs. Tuttavia, poiché l'ossalacetato viene utilizzato per la biosintesi del glucosio, il Ciclo di Krebs non può avviarsi. Nonostante ciò, gli enzimi del Ciclo di Krebs funzionano comunque in condizioni di ipoglicemia, grazie anche all'azione del glucagone, che attiva il catabolismo delle proteine. In questo modo, gli scheletri carboniosi degli amminoacidi vengono utilizzati come fonte di energia.

introdotti all'interno del Ciclo di Krebs e possono continuare a produrre ossalacetato, ma verrà sottratto perché non servirà per concludere il Ciclo di Krebs, quindi diventa inattivo. Il fegato ha come prioritario produrre glucosio attivando la gluconeogenesi. Inoltre, essendo in grado di attivare la lipolisi, il glucagone fornisce più disponibilità di acidi grassi nel fegato che subiscono la beta-ossidazione per essere trasformati in chetoni. Essendo che viene a mancare l'ossalacetato nel fegato, l'Acetil-CoA non può entrare nel Ciclo di Krebs, ma deve essere smaltito - ciò avviene attraverso la formazione di chetoni mediante la chetogenesi. Inoltre, il glucagone agisce come inibitore della PDH (Piruvato Deidrogenasi), bloccando in questo modo il piruvato che proviene dalla demolizione del glucosio. I chetoni escono dal fegato e...

– aumentando la chetosi – perpassano nel sanguechetoni muscolo scheletrico, cuore corteccia renaleandare ad come ealimentare tessuticervello(anche il nel digiuno prolungato).

I corpi chetonici sono : .3 acetone, aceto acetato, beta-idrossibutirrato

Essi vengono quindi . Più precisamenteprodotti dal fegato a partire dall’acetil-CoAderivano da che si a formare un2 molecole di Acetil-CoA uniscono aceto-acetil--> grazie all’entrata di una terza molecola di Acetil-CoA (che poi esce nellaCoAtappa successiva) in .viene trasformata aceto-acetato

L’aceto-acetato verrà da un lato intrasformato b-idrossibutirrato (consuma une dall’altro in .acetoneNADH)! , soprattutto nelle persone che hanno molti corpi chetonici, è unL’acetonesottoprodotto . Mentre ileliminato nei polmoni durante la respirazione b-se in eccesso viene .idrossibutirrato eliminato attraverso le urine

Quando non sono in eccesso nel muscolo, alinvece -> i arrivanocorpi chetonicicuore,

Ai reni, ecc.. e vengono (in modo particolare il b-riconvertiti in Acetil-CoAidrossibutirrato).
Entra quindi -> viene riconsegnando unnei tessuti ritrasformato in aceto-acetato
Viene quindi ->attivato ad scisso in 2 molecole di Acetil-Aceto-Acetil-CoANADH.che vengono poi .CoA consumate per produrre energia
Le i .diete ricche in acidi grassi aumentano livelli ematici dei chetonie complessivamente il
L’elevato apporto lipidico e proteico diminuisce senso della(effetto anoressizzante) efame costringe l'organismo a spendere parecchie calorie.per metabolizzarli! TUTTAVIA -> (come quelli ottenuti
Livelli eccessivi di corpi chetonici nel sanguein seguito a diete chetogeniche) vengono eliminati con la ventilazione polmonare e(aumenta il carico di lavoro dei reni).
con le urine
NB: Se la produzione di corpi chetonici oltrepassa la capacità di smaltimentodell'organismo, si accumulano nel sangue abbassandone il pH acidosi->(tipica dei diabetici)

nonmetabolica trattati). Casi estremi in all'acidosi