Biochimica - domande

FUNZIONE DEL FEGATO E FUNZIONE DEL METABOLISMO SPECIFICO DEGLI EPATOCITI RISPETTO ALLE CELLULE DEGLI ALTRI ORGANI

Il fegato è una vera e propria centrale metabolica per tutto l'organismo, questo anche per la sua collocazione strategica: si trova tra il circolo portale ed il circolo generale. Esso riceve sostanze dall'alimentazione, ed è in grado di selezionare le varie sostanze che gli arrivano dall'intestino e dal circolo generale smistandole (alcune le utilizza per sé, altre invece le cede) ed eventualmente detossificandole; il fegato è inoltre fondamentale per l'omeostasi delle sostanze nutritive (glucosio, lipidi plasmatici, aminoacidi), dove per omeostasi s'intende il mantenimento del bilancio tra assunzione di sostanze nutritive, richiesta di sostanze nutritive, immagazzinamento e mobilizzazione delle stesse. Inoltre, esso sintetizza, degrada, ricicla e modifica le lipoproteine, e sintetizza molte delle proteine plasmatiche, nonché i sali biliari che poi secerne, ed è in grado di degradare l'emoglobina. Tra tutte le funzioni a cui quest'organo assolve, possiamo distinguere di esclusive e di prevalenti (che cioè avvengono anche in altri organi e tessuti, ma che comunque a livello del fegato sono più pronunciate). Partendo dalle funzioni prevalenti, il fegato rappresenta la sede principale della sintesi e degradazione del glicogeno (processo presente anche nel tessuto muscolare, ma svolto cmq per la gran parte dal fegato, il quale accumula glicogeno fino al 10% del suo peso; nel momento in cui la glicemia cala, la cellula epatica rilascia glucosio in seguito alla demolizione del glicogeno prima in singole molecole di glucosio 1-P e poi in glucosio 6-P, il quale grazie alla glucosio 6-fosfatasi viene convertito in glucosio e portato nel sangue dal glut 2 in favore dei tessuti che ne avevano bisogno); è anche sede della gluconeogenesi (che consiste nella sintesi del glucosio a partire da sostanze non glucidiche; fanno da precursori il piruvato, il lattato, alcuni AA che danno luogo a piruvato o ad ossalacetato, il glicerolo; la gluconeogenesi è svolta anche dai reni, anche se in maniera minore, essendo anche più piccoli del fegato); ancora, abbiamo l'ureogenesi, ovvero la sintesi dell'urea a partire dalla detossificazione dell'ammoniaca; e l'urico genesi, che consiste nella sintesi di acido urico a partire dalle basi. Tra le funzioni esclusive: chetogenesi (formazione di corpi chetonici a partire dal coenzima A[trigliceridi -> lipolisi-> acidi grassi e glicerolo che va al fegato per la gluconeogenesi] che poi vengono mandati in circolo e costituiscono un combustibile messo a disposizione dal fegato per gli altri tessuti in condizione di digiuno; verranno utilizzati in particolare dal cuore e dal muscolo, che non é dotato degli enzimi necessari alla chetogenesi, e che userà i corpi chetonici riconvertendoli ad Acetil CoA; nel digiuno prolungato anche l'encefalo li utilizza, risparmiando così glucosio e proteine); sintesi di lipoproteine e proteine plasmatiche (tramite il sistema portale al fegato arrivano AA derivati dalla scissione delle proteine dell'alimentazione; il fegato li utilizza per sintetizzare proteine, non soltanto proprie ma anche proteine plasmatiche in particolare VLDL e HDL, e come anche l'albumina, responsabile della pressione osmotica e trasportatore di composti idrofobici, ma anche la transferrina, alcune proteine della coagulazione, alcune apoproteine delle lipoproteine... In condizione di digiuno, invece, il fegato utilizza gli AA che gli arrivano dall'arteria epatica per la gluconeogenesi, con una correlata produzione di urea); sintesi di sali biliari a partire dal colesterolo (prodotti finali del colesterolo, solubili, favoriscono l'assorbimento dei lipidi: quest'azione del fegato costituisce l'unica via attraverso la quale possiamo eliminare il colesterolo attraverso le feci; i sali biliari confluiscono nella bile, per arrivare così all'intestino; ); la sintesi di pigmenti biliari (otteniamo bilirubina dalla scissione dell'emoglobina in globina ed eme libero [eme ossigenasi], che viene convertito in biliverdina con liberazione di CO; la biliverdina è poi ridotta a eh come bilirubina

TESSUTO ADIPOSO (TERMOGENESI DEL TESSUTO ADIPOSO BRUNO)

Il tessuto adiposo costituisce circa il 15-20% del peso corporeo totale, e garantisce protezione meccanica agli organi interni, svolge funzioni di isolamento termico e di secrezione di sostanze di natura organica, costituisce una riserva di metaboliti energetici, e, nello specifico il tessuto adiposo bruno, si occupa della termogenesi.

Il tessuto adiposo bianco contiene per l'85-90% lipidi (trigliceridi) e per il restante 10% è costituito da acqua. Gli adipociti del tessuto adiposo bianco costituiscono una vera e propria riserva energetica, hanno la funzione di immagazzinare trigliceridi, e sono caratterizzati da un basso metabolismo ossidativo, e perciò da un basso consumo d'ossigeno (si basano per lo più sulla biosintesi e degradazione di trigliceridi).

La sintesi di trigliceridi come avviene: dobbiamo avere glicerolo in forma attivata (glicerolo 3-fosfato) più 3 acidi grassi -> quindi stiamo parlando di situazioni di buona alimentazione! Il glicerolo 3-fosfato deriva dal diidrossi-aceton-fosfato (che proviene dalla glicolisi, la quale nel tessuto adiposo è importante non soltanto per ottenere ATP, ma anche appunto per ottenere il diidrossi-aceton-fosfato) che viene ridotto su un carbonio e dà glicerolo 3-fosfato. Ciò significa che per la cellula adiposa il GLUCOSIO è fondamentale poiché la glicolisi fornisce lo scheletro carbonioso su cui esterificare gli acidi grassi per costituire trigliceridi. Anche l'INSULINA è d'importanza fondamentale, poiché favorisce il processo della glicolisi poiché va a stimolare un enzima, la fosfofruttochinasi-1; inoltre l'insulina favorisce anche l'ingresso del glucosio nella cellula adiposa, perché nella cellula adiposa (così come in quella muscolare) il trasportatore del glucosio è GLUT 4, il quale è regolato appunto dall'insulina.

Gli acidi grassi, invece, da dove li otteniamo? BIOSINTESI degli acidi grassi (ma solo per il 10% circa; la biosintesi richiede GLUCOSIO che viene convertito in acetil coenzima A e parte la sintesi degli acidi grassi) e per il 90% derivano dai lipidi dell'alimentazione: in condizioni di buona alimentazione avremo in circolo due tipi di lipoproteine, i CHILOMICRONI che raccolgono i lipidi che derivano direttamente dalla dieta, e le VLDL, ricche anch'esse di trigliceridi, ma si tratta di trigliceridi di neosintesi, soprattutto da parte del fegato, che cioè si sono formati dall'eccesso di trigliceridi e gluconeogenesi).

I DELLA COAGULAZIONE

Essa si trova nel sangue sotto forma di fibrinogeno poiché il fibrinogeno, al contrario della fibrina, è solubile e non è in grado di aggregare, quindi non forma reticoli. Fibrino peptidi vengono tagliati via dalla TROMBINA, la quale così facendo permette alla fibrina di aggregare, con altre molecole di fibrina, testa-coda e lato-lato...forma proprio una rete. La trombina è il FATTORE II DELLA COAGULAZIONE. Questo coagulo è detto COAGULO MOLLE, perché non è saldato; affinché possa diventare un coagulo "duro", saldato si devono formare legami crociati covalenti tra una molecola e l'altra. L'enzima detto FATTORE XIII DELLA COAGULAZIONE forma questi legami crociati, è una TRANSAMIDASI. Il fattore XIII si trova nel sangue in forma inattiva: viene attivato anch'esso dalla TROMBINA, la quale in presenza di calcio, attraverso idrolisi, rimuove un pezzo di molecola dell'enzima attivando così il fattore XIII.

4) ATP: PRODUZIONE DI ENERGIA ANAEROBICA NEL MUSCOLO SCHELETRICO

Per effettuare una contrazione muscolare viene utilizzata l'energia liberata dalla rottura del legame fosfoanidridico che tiene uniti i P dell' ATP. La concentrazione di ATP nella cellula non è poi così elevato per cui se necessita una continua risintesi. I meccanismi di sintesi e risintesi dell' ATP variano a seconda della durata e del tipo di sforzo che viene effettuato, pertanto è necessario comprendere la tipologia di metabolismo che viene utilizzato. Per quanto riguarda il metabolismo anaerobico gli sforzi prevvedono una durata breve ed un alta intensità, non prevedendo l'utilizzo di ossigeno. I principali meccanismi di produzione di energia sono tre: risintesi di ATP tramite fosfocreatina; risintesi catalizzata dall'adenilato chinasi; risintesi attraverso glicolisi anaerobica.

Il primo processo prevede l'utilizzo di fosfocreatina: quando ci serve ATP nell'immediatazza non possiamo utilizzare la fosforilazione ossidativa che è un processo troppo lento, quindi utilizziamo la fosfocreatina, che è un sistema più rapido perché costituito da una singola reazione. Questa molecola costituisce un vero e proprio magazzino energetico nei momenti di rapida necessità di energia, è una riserva di energia rapidamente disponibile. La fosfocreatina è una molecola presente in concentrazione cinque volte superiore all'ATP. La PC dona il suo fosfato all'ADP e otteniamo così ATP + Creatina, il passaggio del fosfato avviene grazie alla presenza dell'enzima creatin-chinasi (PCK). Questo meccanismo di risintesi è molto veloce, ma permette di sostenere solo i primi secondi di lavoro (6sec). A conclusione di questo arco di tempo le scorte di fosfocreatina si esauriscono e con esse la possibilità di mantenere l'esercizio fisico a quell'intensità, perciò è necessario diminuire l'intensità per permettere il ripristino della fosfocreatina.

Il secondo processo prevede la risintesi di ATP catalizzata dall'adenilato chinasi o miokinasi: questa reazione consiste nella conversione di 2 molecole di ADP rispettivamente in una molecola di ATP ed una di AMP, provocando lo spostamento di un P da un ADP all'altro. Questa reazione produce un irrosio quantitativo di ATP, ma risulta comunque importante per l'effetto regolatore dell'AMP, infatti esso stimola la glicogenolisi e la glicolisi (è un effetto allosterico positivo della fosfofruttochinasi). L'AMP deaminasi deamina l'AMP trasformandolo in IMP con liberazione di NH3. La produzione di NH3 durante la deaminazione di AMP serve a ridurre la concentrazione di protoni conseguente a produzione di lattato.