Chimica biologica

GLUCAGONE

Ormone peptidico costituito da una unica catena polipeptidica di 29 amminoacidi; non ci sono punti disolfuro. Viene prodotto in forma precursore e poi convertito in ormone attivo dalle cellule alfa del pancreas. Ha una emivita molto breve. È un ormone che è molto conservato in tantissimi organismi.

Meccanismo d'azione: la stimolazione viene stimolata da bassi livelli di glucosio e dall'aumento di catecolamine nel sangue. La sua produzione passa dalle proteine G, produzione della AMP-ciclico (che viene disattivato da una fosfo diesterasi che lo trasforma in una AMP che ha ruolo opposto a quello ciclico). Si attivano protein-chinasi C dipendenti e il rilascio della proteina catalitica promuovono la fosforilazione. Si attiva la cascata chinasica che viene stimolata con la produzione di glucagone.

Gli effetti biologici sono opposti a quelli dell'insulina: si riflette sul metabolismo dei carboidrati perché ha un'azione iperglicemizzante demolendo il glicogeno.

Promuovendo la gluconeogenesi, l'ossidazione degli acidi grassi o la mobilizzazione degli acidi grassi dal tessuto adiposo, si aumenta la chetogenesi e l'assunzione degli amminoacidi, causando una demolizione delle proteine.

Quando abbiamo una diminuzione del glucosio? Quando la concentrazione di glucosio ematico scende sotto i 40mg/dl si hanno dei sintomi "sintesi neuroglicopenici". Se scende la glicemia tra i 60-40 si hanno dei sintomi adrenergici (ansia, palpitazioni, tremori, sudorazione); se scende sotto i 40 si cominciano ad avere sintomi neurologici come perdita di parola, convulsioni, e oltre un certo livello si ha la morte.

Controllo del livello di glucosio: Insulina per controllare gli alti livelli di glucosio e abbiamo tantissimi livelli per controllare l'ipoglicemia come il cortisolo, l'adrenalina (sintetizzati entrambi dalle ghiandole surrenali), sono ormoni che vanno a stimolare la produzione di glucosio ormoni iperglicemizzanti. Il pancreas produce il

glucagone¹ - Lo scopo è non arrivare a situazioni pericolose che possono portare al coma e alla morte. Abuso di alcool (sia cronico che no) si arriva a livelli di ipoglicemia talmente bassi che si arriva al coma e alla morte². ORGANI DEL CORPO UMANO PER I PROCESSI METABOLICI INTESTINO: organo deputato all'assorbimento delle sostanze che vengono dalla dieta e passaggio dal circolo portale di materiale che andrà destinato al fegato e alla circolazione sistemica (ematico e linfatico). FEGATO: processamento delle macromolecole, sintetizza e gestisce il carico lipidico, gestisce la regolazione del colesterolo, regola il bilancio azotato, fa sintesi delle proteine come l'albumina (principale proteina che abbiamo nel plasma con molteplici azioni), regola la glicemia, organo di riserva del glicogeno. PANCREAS: secerne insulina e glucagone ma anche molti altri enzimi. TESSUTO ADIPOSO: magazzino di energia a lungo termine, mobilizza i trigliceridi del tessuto bianco in risposta a.

unmessaggio ormonale

SISTEMA LINFATICO: porta i trigliceridi e le lipoproteine dall'intestino al fegato

CUORE: importante organo che pompa sangue e quindi pompa ossigeno fondamentale per tutti i processi → organismi aerobi

MUSCOLO: consuma molta ATP. Il muscolo scheletrico oltre all'attività meccanica funge anche da riserva di prodotti gluconeogenici perché al bisogno c'è un continuo scambio di materiale amminoacidico utilizzato per fare gluconeogenesi.

CERVELLO: integra tutti i messaggi che vengono dall'esterno e regola. Ha un consumo di ATP e di ossigeno molto alta, deve mantenere una concentrazione ionica altissima per il mantenimento del potenziale di membrana

VARIAZIONE DEL METABOLISMO: la regolazione del metabolismo. Quali sono i meccanismi attraverso cui si ha la regolazione metabolica? Ovvero si passa da una regolazione di minuti a una regolazione di ore e giorni.

Si parla di regolazione enzimatica. Quali sono i meccanismi più veloci

per regolare gli enzimi? (ordine dei minuti)

La disponibilità dei substrati (reagenti) e il prodotto che a sua volta è il substrato per un'altra reazione. Lo stesso substrato che viene poi trasformato in prodotto ha una regolazione che va a riflettersi sulla regolazione dell'enzima.

La regolazione allosterica da parte di metaboliti intermedi vicini alla reazione stessa oppure prodotti che stanno alla fine di una sequenza di reazioni che vanno a modulare le prime tappe.

Possiamo avere anche una regolazione a feedback positivo: substrati a monte vanno a regolare positivamente tappe che stanno in fondo per evitare che si accumulino (meccanismo del metabolismo dei nucleotidi.

Sempre nell'ambito dei minuti vi è la modificazione covalente degli enzimi ovvero la fosforilazione degli enzimi che avviene nell'ordine dei minuti ma possono, promuovendo la formazione di proteine, andare a modulare dei fattori di trascrizione che vanno a riflettersi su un

Riconoscimento a livello genico della sequenza del DNA e quindi ditrasduzione (a livello temporale ci spostiamo da ore a giorni); posso metterci giorni a produrre quel livello di enzima o di proteina che va ad attivare qualche cascata.

SITUAZIONE DI DIGIUNO:

1° mezzora post pranzo il glucosio sale in un tempo variabile (di quanto dipende da che alimenti) e che abbia un livello di glicemia che dipende dal metabolismo del carboidrati.

1° ora glicemia torna in condizioni di normoglicemia. Tante ore la glicemia diminuisce oltre un certo livello tale per cui si sintetizza glucagone che fa glicogenolisi e si rialza la glicemia perché viene rilasciato glucosio dal fegato. (Il muscolo riceve lo stimolo di fare glicogenolisi ma non avendo il glucosio-6-fosfatasi e quindi il glucosio rimane dentro le cellule muscolari.)

Passano le ore il glucosio esaurisce, si cominciano a reclutare i precursori gluconeogenici come il lattato, l'ossalacetato che derivano dal fatto che vado

a utilizzare gli amminoacidi ma nel frattempo sto mobilitando gli acidigrassi liberi grazie al glucagone che attiva delle lipasi a livello del tessuto adiposo che tagliano i trigliceridi rilasciando acidi grassi che vengono caricati dall'albumina che li porta al muscolo e al fegato. Il cervello non può far nulla degli acidi grassi. Con il coenzima A facciamo chetogenesi. Giorni di digiuno non posso continuare a fare gluconeogenesi fruttando le proteine muscolari quindi alcuni organi non usano il glucosio che deriva dagli amminoacidi ma cercano di usare materiale che deriva dalla demolizione degli acidi grassi cioè i corpi chetogeni. Quali sono gli enzimi che vengono modificati covalentemente nella situazione post-prandiale e nel digiuno? Come rispondono tessuto adiposo, muscolare scheletrico e cervello? POST-PRANDIALE: Produciamo insulina che va a permettere di assumere glucosio. Sintesi di glucosio, proteine e acidi grassi. Cascata enzimatica di fosforilazione edefosforilazione: l'insulina va ad attivare le fosfatasi che defosforilano. NON faccio glicogenolisi, gluconeogenesi e nemmeno chetogenesi o lipolisi Risposta del fegato in una situazione post-prandiale? 1. Favorisce la fosforilazione del glucosio 2. Aumento della glicogenosintesi favorisce l'immagazzinamento del glucosio 3. Aumento della via dei pentoso fosfati 4. Aumento della glicolisi 5. Aumento della sintesi di acidi grassi e trigliceridi 6. Aumento dell'assorbimento di amminoacidi 7. Aumento della sintesi proteica Enzimi coinvolti nella modificazione covalente (defosforilazione)? Glicogeno chinasi, fosfofruttochinasi... Enzimi bloccati nella defosforilazione? Tutti i processi inversi: Glicogeno fosforilasi-chinasi... Risposta del tessuto adiposo in una situazione post-prandiale? Il tessuto adiposo recluta il glucosio grazie all'insulina e al GLUT-4; il glucosio viene utilizzato per fare piruvato, acetilCoA che viene usato per fare acidi grassi nuovi e anche.NADPH. Abbiamo enzimi sensibili agli ormoni. La lipoproteina lipasi è attiva e permette il reclutamento dell'acido grasso dalle VLDL. La lipasi ormone sensibile chefavorisce la mobilizzazione degli acidi grassi è inattiva. Risposta del muscolo in una situazione post-prandiale? GLUT-4 attivo, reclutamento del glucosio. Il muscolo attiva la glicogenosintesi e utilizza il glucosio per glicolisi, ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa e produzione di ATP; inoltre dal circolo sanguigno prende anche amminoacidi per produrre le proteine. Risposta del cervello in una situazione post-prandiale? GLUT-1 attivo, insensibile agli ormoni e si attiva grazie al gradiente. DIGIUNO (3-4 ORE): glucagone viene prodotto perché c'è una diminuzione del glucosio ematico; si abbassa la secrezione dell'insulina e si favorisce quella del glucagone. Il glucagone farà attivare i processi che fanno aumentare il livello di glucosio: glicogenolisi, gluconeogenesi, chetogenesi.

Assunzione di amminoacidi tramite l'attivazione di protein chinasi. È tutto incentrato sul fegato e sul tessuto adiposo. In priorità il fegato comincia a nutrire tutti gli altri organi rifornendo glucosio che viene dal glicogeno epatico, rilascio il glucosio che viene distribuito al cervello (principale consumatore di glucosio, utilizza i corpi chetonici ma solo in secondo luogo se il glucosio finisce). Il muscolo usa le proprie proteine per produrre ATP; le proteine del muscolo in una situazione di digiuno vengono degradate (prima l'albumina). Gli amminoacidi rilasciati dal muscolo (alanina + altri) vengono presi dal fegato per produrre il glucosio che mi serve. Dal fegato produco glucagone, dal pancreas produco adrenalina. Quando demoliamo trigliceridi a livello del tessuto adiposo rimangono le tre catene di acidi grassi e il glicerolo (un substrato gliconeogenico). Interrelazione tra organi: Il fegato, l'organo centrale del metabolismo, assume glucosio ematico.

Che si è alzato attraverso un trasportatore che è insensibile all'insulina (GLUT-2); il glucosio nel fegato viene dirottato nella glicolisi, nella formazione di glicogeno e nella produzione di NADPH per produrre tantissime molecole tra cui gli ormoni steroidei, le basi nucleotidiche.

L'insulina promuove anche la sintesi delle proteine.

BILANCIO AZOTATO quando mangiamo: positivo. Assumiamo azoto attraverso gli amminoacidi e lo usiamo per un discorso biosintetico.

Inoltre, il fegato riconfeziona e distribuisce gli acidi grassi arrivati tramite l'intestino e il sistema linfatico che verranno poi distribuite nel tessuto adiposo.

Organi come il muscolo e il cervello si prendono il glucosio direttamente dal sangue per le loro necessità come la produzione di energia (il muscolo prenderà anche amminoacidi circolanti per la costituzione delle proteine) (il cervello col glucosio fa glicolisi e ciclo di Krebs per la fosforilazione ossidativa).

Tessuto adiposo e

cellule muscolari utilizzano un sistema di tr