Test ammissione Alimentazione - parte A (biochimica)

Test di ammissione alla magistrale in alimentazione e nutrizione umana

Contenuti richiesti nell’ambito della biochimica

Glicolisi

La glicolisi è una via universale attraverso la quale il glucosio è ossidato a 2 molecole di piruvato, e viene prodotta energia sotto forma di 2 ATP e 2 NADH. I 10 enzimi della glicolisi sono localizzati nel citosol, e i dieci intermedi sono composti fosforilati a 3 o 6 atomi di carbonio.

Reazioni e regolazione

Per assicurare un costante rifornimento di energia, la glicolisi è strettamente regolata tramite la regolazione allosterica di enzimi, tra cui l’esochinasi, la PFK-1 e la piruvato-chinasi (quindi è regolata a livello delle reazioni irreversibili, quelle cerchiate). Su scala più ampia, è regolata da glucagone (indica basso glucosio, quindi inibisce la glicolisi) e insulina (indica abbondanza di glucosio quindi attiva la glicolisi).

Il glucosio deriva sia dalla demolizione dei polisaccaridi della dieta, che dall’amido e glicogeno endogeni, usati come deposito d’energia. In questo caso la conversione di glicogeno in glucosio-1-fosfato è catalizzata dalla glicogeno fosforilasi, e questo è convertito in G6P dalla fosfoglucomutasi.

Anche fruttosio, galattosio e mannosio possono entrare nella via glicolitica, dopo essere stati opportunamente trasformati in G6P, F6P o F1P. La conversione del galattosio coinvolge due derivati nucleotidici degli zuccheri, UDP galattosio e UDP glucosio.

La glicolisi avviene in assenza di ossigeno. Dopo la glicolisi, in condizioni anaerobiche avviene la fermentazione e in condizioni aerobiche la respirazione.

Fermentazione

Per continuare la glicolisi deve essere rigenerato NAD⁺, necessario come accettore di elettroni nelle fasi successive. In anaerobiosi questo avviene trasferendo gli elettroni dal NADH al piruvato, con formazione di lattato (fermentazione lattica) o etanolo + CO₂ (fermentazione alcolica, nei lieviti). Diversi microrganismi possono fermentare gli zuccheri presenti nei cibi freschi, aumentandone la conservabilità.

Gluconeogenesi

Processo che produce glucosio da piruvato, lattato, ossalacetato o un qualsiasi intermedio che sia convertibile in uno di questi. Gli enzimi sono gli stessi della glicolisi, ad eccezioni di quelli che catalizzano le reazioni irreversibili che sono specifici della gluconeogenesi:

• Il piruvato è convertito in PEP da piruvato carbossilasi (si forma ossalacetato) e PEPcarbossiK.
• La defosforilazione del F1,6BP è catalizzata dalla FBPasi-1.
• La defosforilazione del F6P è catalizzata dalla G6Pasi.

La gluconeogenesi richiede energia: per formare una molecola di glucosio dal piruvato servono 4 ATP, 2 GTP e 2 NADH. Nei mammiferi avviene...