Gluconeogenesi - Schemi riassuntivi di Biochimica

Gluconeogenesi

Nei mammiferi alcuni tessuti dipendono quasi totalmente dal glucosio per l'approvvigionamento di energia metabolica. Per il cervello e il sistema nervoso dell'uomo, i testicoli, la parte midollare del rene e i tessuti embrionali, il glucosio presente nel sangue è la sola o la principale sostanza nutriente. Non sempre la quantità di glucosio fornito è sufficiente al fabbisogno dell'organismo. Tra i pasti e durante esercizi fisici più lunghi o più impegnativi, il glicogeno viene consumato. In queste occasioni per gli organismi è necessario un modo per sintetizzare il glucosio da precursori non glucidici. La formazione di glucosio da precursori non saccaridici è chiamata gluconeogenesi.

Questo processo utilizza il piruvato e i composti a 3 o 4 atomi di C a esso correlati. Negli animali i precursori del glucosio sono i composti a 3 atomi di C come il lattato, il piruvato, il glicerolo e altri amminoacidi. La gluconeogenesi, dunque, è una via anabolica utilizzata per re-sintetizzare glucosio a partire da molecole non glucidiche.

Sebbene le riserve di glucosio possano essere immagazzinate nel fegato sotto forma di glicogeno, in condizioni di forte digiuno, tale riserva può alimentare il glucosio come carburante principale solo per poco tempo. Durante il digiuno quindi la maggior parte del glucosio necessario al corpo per “funzionare” deve essere sintetizzato tramite la gluconeogenesi.

Confronto tra gluconeogenesi e glicolisi

La gluconeogenesi e la glicolisi non sono vie metaboliche identiche percorse in direzioni opposte, anche se condividono diverse tappe. Sette delle 10 reazioni enzimatiche della gluconeogenesi sono reazioni della glicolisi che avvengono nella direzione opposta. Tre reazioni della glicolisi sono però essenzialmente irreversibili in vivo e non sono utilizzabili nella gluconeogenesi:

• La conversione del glucosio in glucosio 6-fosfato da parte dell'enzima esochinasi
• La fosforilazione del fruttosio 6-fosfato a fruttosio 1,6-bisfosfato da parte della fosfofruttochinasi-1
• La conversione del fosfoenolpiruvato in piruvato da parte della piruvato chinasi

Nelle cellule, queste 3 reazioni hanno una variazione dell'energia libera, ΔG, fortemente negativa, mentre le altre 7 reazioni hanno un valore di ΔG vicino a 0. Nella gluconeogenesi, queste 3 tappe sono superate mediante un diverso gruppo di enzimi, che catalizzano reazioni sufficientemente esoergoniche da essere ugualmente irreversibili nella direzione della sintesi del glucosio.

Il fatto che la via catabolica (glicolisi) e la via anabolica (gluconeogenesi) siano separate permette alle due vie di esser regolate indipendentemente l'una dall'altra.

Inizio della gluconeogenesi

L'ossalacetato è il componente di partenza della gluconeogenesi. Tutte le molecole di partenza per la sintesi di glucosio devono essere prima convertite in ossalacetato.