La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI LIPIDI I lipidi passano praticamente immodificati attraverso la bocca e lo stomaco. La loro digestione avviene principalmente.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI LIPIDI I lipidi passano praticamente immodificati attraverso la bocca e lo stomaco. La loro digestione avviene principalmente."— Transcript della presentazione:

1 DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI LIPIDI I lipidi passano praticamente immodificati attraverso la bocca e lo stomaco. La loro digestione avviene principalmente nel duodeno, secondo lo schema seguito riportato: PANCREAS lipasi pancreatica e varie esterasi DUODENO pH = 7- 8 sali biliari sali biliari (prodotti di trasformazione metabolica del colesterolo, emulsionano i grassi) CISTIFELLEA trigliceridi lipasi + colipasi esteri del colesterolo colesterolo + acidi grassi esterasi 2-mono-acilgliceroli + 2 molecole di acidi grassi (vengono idrolizzati i legami esterei nelle posizioni 1 e 3 del glicerolo, 2-mono-acilgliceroli monogliceridi si formano così i 2-mono-acilgliceroli (monogliceridi), in cui l’acido grasso è legato all’-OH in posizione 2) 2-mono-acilgliceroli isomerizzati a1-mono-acilgliceroli esterasi esterasi glicerolo + 1 molecola di acidi grasso

2 : trigliceridi colesterolofosfolipidivitamine liposolubili Con la dieta introduciamo lipidi sottoforma di: trigliceridi (98%), colesterolo, fosfolipidi e vitamine liposolubili (2%). lipasi La digestione dei lipidi è profondamente condizionata dalla loro insolubilità in acqua, che rappresenta l’elemento fondamentale all’interno del tubo digerente. Così, quando si trovano nell’ambiente acquoso della saliva e delle secrezioni gastriche, intestinali, pancreatiche e biliari, i grassi si aggregano tra loro, separandosi dal mezzo acquoso e formando delle goccioline lipidiche. Tale caratteristica complica enormemente i processi digestivi, poiché le lipasi, essendo idrosolubili, riescono ad aggredire solamente i lipidi di superficie, senza riuscire a penetrare all’interno della goccia. La loro efficacia è quindi modesta. CH 2 -OCOR Trigliceride Trigliceride CH-OCOR CH2-OCOR.

3 I lipidi passano così praticamente immodificati attraverso la bocca e lo stomaco. lipasi gastricatrigliceridi acidi grassi liberi di-gliceridi (diacil-gliceroli) lipasi salivari Nello stomaco la lipasi gastrica attacca i trigliceridi, staccando uno dei tre acidi grassi, con conseguente formazione di acidi grassi liberi e di-gliceridi (diacil-gliceroli). L'efficacia digestiva di questo enzima è fortemente ridotta dalla natura idrofobica dei lipidi e dalla forte acidità gastrica. Nelle 2-4 ore in cui il cibo rimane nello stomaco questo enzima, insieme alle lipasi salivari, digerisce solo il 10-30% dei lipidi alimentari.

4 secretina bicarbonato (HCO 3 - ) L’acidità dello stomaco induce la liberazione dell’ormone secretina che stimola a sua volta il pancreas a rilasciare bicarbonato (HCO 3 - ) nel tenue. Il bicarbonato ha lo scopo di neutralizzare l’acidità dovuta all’acido cloridrico e il pH viene così portato a valori = 7-8. lipasi pancreatica Nel duodeno viene riversato la lipasi pancreatica. sali biliari sali biliaricistifellea Rispetto alle lipasi salivare e gastrica, la sua azione digestiva è facilitata dai sali biliari presenti nella bile e dalla leggera basicità (pH = 7-8) che caratterizza il lume intestinale. I sali biliari, contenuti nella bile proveniente dalla cistifellea, attraverso il dotto coledoco, hanno la funzione di emulsionare in micelle sempre più piccole i lipidi della dieta. prolipasilipasi colipasiglicerolo 2acidi grassi2-monogliceridi (2- mono-acilgliceroli)2 acidi grassi Dal dotto pancreatico viene emessa la prolipasi, attivata a lipasi per proteolisi limitata specifica, che, con l’aiuto della proteina colipasi, idrolizza i legami esterei tra il glicerolo e 2 acidi grassi nelle posizioni 1 e 3 del glicerolo, dando origine a 2-monogliceridi (2- mono-acilgliceroli) e ai sali sodici di 2 acidi grassi (saponi). Secretina HCO 3 - La vera digestione inizia nel duodeno inizia nel duodeno

5 sali biliari emulsione lipasi colipasi pancreatica monogliceridi2acidi grassi liberi L’intero processo che coinvolge i sali biliari prende il nome di emulsione ed è irreversibile. Grazie a questa riduzione delle gocce lipidiche, la superficie di contatto delle lipasi aumenta notevolmente e insieme a essa anche l'efficacia digestiva di questi enzimi. L'adesione delle lipasi alle goccioline di grasso è ostacolata dallo strato di sali biliari che circonda la goccia lipidica. Per questo motivo è richiesta la presenza di un'ulteriore enzima pancreatico, chiamato colipasi, che aumenta l'adesione della lipasi alle goccioline lipidiche. Come detto, a differenza della lipasi gastrica, quella pancreatica stacca dal trigliceride non 1, ma 2 acidi grassi, con formazione di monogliceridi e 2 acidi grassi liberi. acidi grassi liberimono-gliceridi (momo- acilgliceroli) I prodotti finali della digestione lipidica sono quindi gli acidi grassi liberi e i mono-gliceridi (momo- acilgliceroli), i quali vengono veicolati fino agli enterociti deputati al loro assorbimento [ se la bile non venisse riversata nell'intestino buona parte dei grassi assunti con gli alimenti passerebbero nelle feci in forma non digerita (steatorrea), vedi diapositiva successiva ]. colesterolovitamine liposolubili colesterolo esterificato colesterolo libero acido grasso esterasi Il colesterolo libero e le vitamine liposolubili vengono assorbiti come tali, senza subire particolari processi digestivi. Il colesterolo esterificato viene idrolizzato a colesterolo libero + acido grasso dall'esterasi.

6

7 idrolisi dei trigliceridi lipolisi Il processo di idrolisi dei trigliceridi viene chiamata lipolisi. 2-monogliceridi2-mono-acil-gliceroli 1-monogliceridi 1-mono-acil-gliceroli I 2-monogliceridi o 2-mono-acil-gliceroli possono essere assorbiti direttamente o subire l’azione di una isomerasi, che sposta l’acido grasso dalla posizione 2 alla posizione 1 del glicerolo formando così 1-monogliceridi o 1-mono-acil-gliceroli. lipasiacido grasso glicerolo In seguito alla ulteriore azione della lipasi si libera l’ultimo acido grasso e il glicerolo. acidi grassi L’assorbimento degli acidi grassi avviene nel digiuno (tratto dell’intestino tenue) per semplice diffusione. acidi grassi trigliceridi chilomicroni All’interno delle cellule della mucosa intestinale gli acidi grassi vengono risintetizzati in trigliceridi, con consumo di energia, e inglobati in strutture lipoproteiche chiamate chilomicroni.

8 trigliceridi trigliceridi chilo Queste lipoproteine sono il mezzo di trasporto usato dai trigliceridi alimentari per muoversi in un mezzo acquoso come la linfa e il sangue. I trigliceridi, a differenza di ciò che succede ai carboidrati e agli aminoacidi, non passano nei vasi sanguigni, ma vengono assorbiti dai vasi linfatici. La linfa assume un aspetto lattiginoso e viene chiamata chilo. chilochilomicroni Il chilo viene riversato nella vena succlavia avviando i chilomicroni verso il fegato, che è il centro di raccolta e smistamento di qualsiasi molecola abbia un interesse metabolico. sali biliari trigliceridi I sali biliari utilizzati per emulsionare i trigliceridi vengono riassorbiti nell’intestino e riportati al fegato che, rinviandoli successivamente alla cistifellea, li rimetterà in circolo. chilomicronilipoproteina lipasi Not Esterified Fatty Acids (NEFA) albumina I chilomicroni vengono attaccati da un enzima, lipoproteina lipasi, liberato da cuore, polmone, muscolo e tessuto adiposo. Dalla lipolisi si liberano acidi grassi non esterificati, Not Esterified Fatty Acids (NEFA), trasportati nel sangue complessati con la proteina albumina. I chilomicroni sono lipoproteine a densità molto bassa aggregati molecolari Sono aggregati molecolari costituiti da: trigliceridifosfolipidicolesteroloproteine trigliceridi, fosfolipidi, colesterolo e proteine.

9 Schema della digestione e dell’assorbimento dei trigliceridi

10 lipoproteine colesteroloesteri del colesterolofosfolipiditrigliceridi Le lipoproteine sono aggregati macromolecolari derivanti dalla combinazione di una proteina con colesterolo, esteri del colesterolo, fosfolipidi e trigliceridi. lipidi I lipidi possono essere trasportati nel torrente ematico lipoproteine soltanto se legati a specifiche lipoproteine. Le lipoproteine

11 Struttura di una lipoproteina Struttura di una lipoproteina lipoproteine plasmatiche aggregati molecolari lipidi Le lipoproteine plasmatiche sono aggregati molecolari composti da specifiche proteine, apo-proteine, e vari tipi di lipidi (colesterolo, colesterolo esterificato, fosfolipidi e trigliceridi) presenti in percentuali variabili. lipoproteine Come già detto, la funzione delle lipoproteine è quella di trasportare nell’ambiente acquoso plasmatico i lipidi idrofobici. Nella struttura, le molecole idrofile quali proteine, fosfolipidi e colesterolo presenti sulla loro superficie rendono queste particelle compatibili con l’ambiente acquoso. Nel loro interno sono presenti molecole idrofobiche (trigliceridi, colesterolo esterificato) che devono essere trasportate. NEFA (Not Esterified Fatty Acids) albumina Nello stato post-assorbitivo il plasma umano contiene circa 500 mg di lipidi totali/100 ml, di cui circa 120 mg di trigliceridi, 220 mg di colesterolo (2/3 esterificato e 1/3 libero), 160 mg di fosfolipidi. I NEFA (Not Esterified Fatty Acids) la cui concentrazione normale è di circa 8-30 mg/100ml, sono trasportati dall’albumina sierica, proteina che costituisce circa la metà delle proteine del siero e lega con interazioni deboli gli acidi grassi non esterificati, liberi nella proporzione di 1 monomero di albumina/10 molecole di acidi grassi.

12 Lipoproteine Chilomicroni VLDL LDL HDL Densità (g/ml) Diametro Å* Composizione: proteine % lipidi % < Lipide maggiore Trigliceridi Colesterolo Funzione principale Trasporto TG esogeni (assunti con gli alimenti) Trasporto TG endogeni (sintetizzati dall'organismo) Trasporto colesterolo ai tessuti periferici Trasporto colesterolo dai tessuti periferici al fegato OrigineIntestinoFegato Metabolismo delle VLDL Intestino Fegato (*) L'angstrom ( Å ) è un'unità di lunghezza equivalente a 10 −10 metri, 0.1 nanometri. Principali caratteristiche delle lipoproteine plasmatiche

13 lipoproteine plasmatiche Le classi principali di lipoproteine plasmatiche sono: a) chilomicroni maggiori dimensioni densità minima trigliceridi lipoproteina lipasi acidi grassi a) chilomicroni, sintetizzati nelle cellule epiteliali dell’intestino tenue, sono le lipoproteine di maggiori dimensioni e densità minima, a causa del contenuto molto elevato di trigliceridi. Trasportano i lipidi di origine alimentare, compreso le vitamine liposolubili, ai tessuti e organi periferici, al tessuto adiposo, al cuore, al muscolo scheletrico, dove per azione di lipoproteina lipasi specifiche rilasciano il contenuto di acidi grassi, degradabili per produrre energia oppure per essere conservati; b) Very Low Density Lipoproteins (VLDL)densità molto bassa trigliceridi  -ossidazione b) Very Low Density Lipoproteins (VLDL), lipoproteine a densità molto bassa, sono sintetizzate nel fegato e trasportano trigliceridi al tessuto adiposo (conservazione) e al cuore  -ossidazione degli acidi grassi per produzione energetica); c) Low Density Lipoproteins (LDL)bassa densità trigliceridi colesterolo libero esterificato LDL-colesterolo LDLcattivo c) Low Density Lipoproteins (LDL), lipoproteine a bassa densità, sono particelle residue delle VLDL, dopo la sottrazione dei trigliceridi da parte dei tessuti, in cui percentualmente rimane un elevato contenuto di colesterolo libero ed esterificato. Vengono comunemente indicate come LDL-colesterolo. L’aterosclerosi, patologia correlata ad alti livelli di colesterolo nel sangue, particolarmente legato alle LDL (colesterolo “cattivo”), è caratterizzata dall’accumulo di placche ateromatose che possono ostruire i vasi sanguigni. I danni al cuore dovuti alla occlusione delle arterie coronarie sono una delle principali cause di morte nei paesi industrializzati;

14 d) High Density Lipoproteins (HDL)alta densità colesterolo liberoHDL colesterolo HDL-colesterolo buono d) High Density Lipoproteins (HDL), lipoproteine ad alta densità per l’alto contenuto percentuale di proteine e basso di lipidi. Sono sintetizzate nel fegato e nell’intestino tenue, contengono quantità limitate esclusivamente di colesterolo libero. Il ruolo delle HDL è di riportare al fegato il colesterolo che viene in parte convertito in sali biliari. HDL-colesterolo è considerato il colesterolo “buono”. e) Intermediate Density lipoproteins (IDL) IDL chilomicroniVLDL e) Intermediate Density lipoproteins (IDL), esiste un quinto tipo di lipoproteine plasmatiche, che tuttavia non raggiunge concentrazioni significative a causa del suo rapido ricambio. Si tratta delle IDL, a densità intermedia, prodotte per effetto della degradazione dei chilomicroni e delle VLDL (contengono trigliceridi e colesterolo in parti quasi uguali). trigliceridienergia colesterolo fosfolipidi Fra i lipidi trasportati dalle lipoproteine solamente i trigliceridi forniscono energia in seguito alla loro demolizione: infatti, il colesterolo ricopre molti ruoli importanti nelle cellule, ma non viene demolito per la produzione di energia e i fosfolipidi hanno un ruolo strutturale (membrane).

15 Formazione dei chilomicroni Formazione dei chilomicroni intestino tenue

16 Produzione di VLDL, LDL e HDL

17 chilomicroniVLDL LDL LDL HDL HDL IDL chilomicroniVLDLtrigliceridi colesterolo Esiste un quinto tipo di lipoproteine plasmatiche, che tuttavia non raggiunge concentrazioni significative a causa del suo rapido ricambio. Si tratta delle IDL, a densità intermedia, prodotte per effetto della degradazione dei chilomicroni e delle VLDL (contengono trigliceridi e colesterolo in parti quasi uguali).

18 Struttura di una VLDL

19 Proteine Proteine % Trigliceridi Trigliceridi % Fosfolipidi Fosfolipidi % Colesterolo Colesterolo %Chilomicroni VLDL LDL HDL Le lipoproteine plasmatiche: composizione %

20 acidi grassi glicerolo lipasi sottoposta a regolazione ormonale acetil-CoA gluconeogenesi/glicolisi trigliceridi  -ossidazione Catabolismo dei trigliceridi acidi grassi  -ossidazione trigliceridi Le fonti principali di acidi grassi per la  -ossidazione sono la dieta e le riserve (essenzialmente trigliceridi negli adipociti). acidi grassi trigliceridilipoproteine lipoprotein-lipasi Gli acidi grassi della dieta vengono trasportati sotto forma di trigliceridi dalle lipoproteine attraverso il circolo dall'intestino agli organi, dove i trigliceridi vengono idrolizzati da specifiche lipoprotein-lipasi. trigliceridilipasi ormono-sensibile acidi grassi albumina I trigliceridi degli adipociti vengono idrolizzati dalla lipasi ormono-sensibile e gli acidi grassi trasportati agli organi legati all'albumina.

21 Catabolismo dei trigliceridi - ossidazione del glicerolo: trigliceridiglicerolo acidi grassiglicerolo gluconeogenesiglucosio come abbiamo detto i trigliceridi sono costituiti dall'unione del glicerolo con tre acidi grassi. Il glicerolo (alcol trivalente a 3C) viene rimosso e utilizzato nella gluconeogenesi, il processo che (come vedremo) porta alla sintesi di glucosio a partire da composti non glucidici (lattato, piruvato, alcuni aminoacidi e, appunto, glicerolo). glicerologlicerolo glicerolo-3-fosfatoATP glicerolo-3-fosfatodiidrossiacetonfosfato gliceraldeide-3-fosfatoglicolisi Il glicerolo non può essere accumulato e nel citosol il glicerolo viene trasformato in glicerolo-3-fosfato a spesa di una molecola di ATP (fosforilazione/esterificazione dell’ossidrile alcolico -OH in posizione C3). Il glicerolo-3-fosfato viene ossidato a diidrossiacetonfosfato a sua isomerizzato a gliceraldeide-3-fosfato, metabolita della glicolisi.

22 Conversioneglicerologliceraldeide-3-fosfato

23 - Attivazione degli acidi grassi con formazione di acil-CoA β-ossidazioneacido grasso (R-COOH) Coenzima A (CoA-SH) acil-CoA ATP La β-ossidazione inizia nel citoplasma con l'attivazione dell'acido grasso (R-COOH) mediante un legame tioestere con il Coenzima A (CoA-SH) (la reazione R-COOH + HS-R = R-CO-S-R + H 2 O è già stata da noi considerata quando abbiamo studiato la reazione dei tioalcoli R-SH con gli acidi carbossilici R-COOH), formando l'acil-CoA e consumando ATP. Esempio di acil-CoA: CH 3 (CH 2 ) n - CO-S- CoA acido grasso + ATP + HS-CoA = acil-CoA + PPi (pirofosfato) + AMP acil-CoA sintetasi La reazione è catalizzata dall’enzima acil-CoA sintetasi. acil-CoAR-CO-S-CoA Formula generale dell’acil-CoA: R-CO-S-CoA legame tioestere legame tioestere

24 CH 3 CH 2 COOH CoA-SH ATP acil-CoA CH 3 CH 2 CO-CoA acido grasso carbonio  carbonio  L’attivazione di un acido grasso a 10C con formazione di acil-CoA L’attivazione di un acido grasso a 10C con formazione di acil-CoA

25 Schema dell’attivazione degli acidi grassi con formazione di acil-CoA acil-CoA

26

27 - Trasporto degli acidi grassi nel mitocondrio acil-CoA acil-CoA non Sebbene alcune piccole molecole di acil-CoA siano in grado di attraversare spontaneamente la membrana interna dei mitocondri, la maggior parte degli acil-CoA prodotti non è in grado di attraversare tale membrana. acile (R-CO-)carnitina carnitina aciltransferasi I acil- carnitina In questi casi il gruppo acile (R-CO-) viene trasferito alla carnitina grazie all'intervento catalitico dell’enzima carnitina aciltransferasi I, situata sulla membrana esterna del mitocondrio. Esso è particolarmente attivo durante il digiuno quando i livelli plasmatici di glucagone e di acidi grassi sono elevati. Il legame acile + carnitina prende il nome di acil- carnitina. acil-carnitinaacile(R-CO-) carnitina aciltransferasi II acil-CoAβ- ossidazione L'acil-carnitina entra nel mitocondrio e dona il gruppo acile (R-CO-) ad una molecola di CoA interna, per intervento dell'enzima carnitina aciltransferasi II. Si viene così nuovamente a formare una molecola di acil-CoA la quale entrerà nel processo chiamato β- ossidazione.

28 carnitina

29 La traslocazione dell’acilcarnitina

30 Rappresentazione dell’attivazione e del trasporto degli acidi grassi nei mitocondri acil-CoA

31 La β-ossidazione (prima fase della respirazione cellulare) β-ossidazione acetil-CoA(CH 3 CO-CoA) CH 2 -CH 2 -COOH(carbonio β) β-ossidazione La β-ossidazione consiste nel separare dall'acido grasso due atomi di carbonio alla volta sotto forma di acetil-CoA (CH 3 CO-CoA) ossidando sempre il terzo carbonio (C-3 o carbonio β) a partire dalla estremità carbossilica -CH 2 -CH 2 -COOH (carbonio β). Per questo motivo l'intero processo prende il nome di β-ossidazione. CH 2 -CH 2 -CO-CoACH 3 CO-CoA -CH 2 -CH 2 -CO-CoA CH 3 CO-CoA acil-CoA acetil-CoA acil-CoA acetil-CoA β-ossidazione ciclo di Krebs acetil-CoA catena respiratoria NADHFADH 2 ciclo di Krebs β-ossidazione La β-ossidazione è un processo ciclico che ha luogo nella matrice mitocondriale ed è strettamente collegato al ciclo di Krebs (per l'ulteriore ossidazione dell'acetil-CoA) e alla catena respiratoria (per la riossidazione dei coenzimi NADH e FADH 2 prodotti nel ciclo di Krebs e nella β-ossidazione). β

32

33 Per il distacco di ogni acetile le reazioni della  -ossidazione sono 4: β-ossidazione acil-CoA deidrogenasiFAD FADFADH 2 La prima reazione della β-ossidazione è la deidrogenazione dell'acido grasso ad opera di un enzima chiamato acil-CoA deidrogenasi. Questo enzima è un enzima FAD dipendente e permette la formazione di un doppio legame tra il C  e il C  : i 2 atomi di idrogeno persi grazie alla deidrogenasi si legano al FAD che diventa FADH 2. La seconda reazione consiste nell'addizionare una molecola di acqua al doppio legame (idratazione). deidrogenazione NAD NADH +H + La terza reazione è un'altra deidrogenazione (che trasforma il gruppo ossidrilico C-OH sul C  in gruppo carbonilico –C=O). L'accettore di idrogeno questa volta è il NAD che si riduce a NADH + H +. acetil-CoAacil-CoA La quarta reazione comporta la scissione (del chetoacido da parte di una tiolasi) con formazione di un acetil-CoA e un acil-CoA con catena più corta (2C in meno). Ciò che è importante ricordare è che 2 delle 4 reazioni sono ossidazioni e che quindi: acetil-CoA acil-CoA per ogni acetil-CoA che si stacca dall’ acil-CoA 1NADH (+H + )1FADH 2 si formano 1NADH (+ H + ) e 1FADH 2.

34 Le 4 reazioni della  -ossidazione Questa serie di reazioni viene ripetuta tante volte quanti sono gli atomi di C della catena diviso 2 meno uno, poiché in fondo si formano due acetil-CoA. Es: palmitoil-CoA 16:2-1 = 7 volte. Le 4 reazioni che avvengono per staccare ogni acetile. (da non imparare)

35 CH 3 CH 2 CO-CoA 4 reazioni acil-CoA a 8C CH 3 CH 2 CO-CoA acil-CoA a 10C carbonio  carbonio  La  -ossidazione di un acido grasso a 10 atomi di C 1 Con la prima serie di 4 reazioni si forma 1 acil-CoA a 8C: + 1 CH 3 CoA (acetil-CoA) + 1 NADH+H FADH 2

36 CH 3 CH 2 CO-CoA 4 reazio ni acil-CoA a 6C CH 3 CH 2 CO-CoA acil-CoA a 8C carbonio  carbonio  La  -ossidazione di un acido grasso a 10 atomi di C 1 Con la seconda serie di 4 reazioni si forma 1 acil-CoA a 6C: + 1 CH 3 CoA (acetil-CoA) + 1NADH+H + + 1FADH 2

37 CH 3 CH 2 CO-CoA 4 reazioni acil-CoA a 4C CH 3 CH 2 CO-CoA acil-CoA a 6C carbonio  carbonio  La  -ossidazione di un acido grasso a 10 atomi di C 1 Con la terza serie di 4 reazioni si forma 1 acil-CoA a 4C: + 1 CH 3 CoA (acetil-CoA) + 1NADH+H + + 1FADH 2

38 CH 3 CH 2 CO-CoA 4 reazioni acil-CoA a 4C CH 3 CO-CoA acil-CoA a 4C carbonio  carbonio  La  -ossidazione di un acido grasso a 10 atomi di C 2 Con la quarta serie di 4 reazioni si formano 2 acetil-CoA (a 2C): + 1NADH+H + + 1FADH 2 2

39 La demolizione di un acido grasso a 10C produce: 5 acetil-CoA (CH 3 Co-CoA) 4NADH (+H + ) 4 FADH 2 acil-CoAacetil-CoA L’acil-CoA viene frammentato in tante molecole di acetil-CoA quanti sono gli atomi di C che lo costituiscono diviso due.

40 Bilancio energetico della  -ossidazione di una acido a 10C 5acetil-CoA ciclo di Krebs - 5 acetil-CoA che entrano nel ciclo di Krebs producono 12x5= 60 ATP 4NADH+H + catena respiratoria - 4 NADH+H + alla catena respiratoria producono 3*x4= 12 ATP 4 FADH 2 catena respiratoria - 4 FADH 2 alla catena respiratoria producono 2*x4= 8 ATP TOTALE 80 ATP 1ATP Se si considera che 1ATP è stato consumato all’inizio per l’attivazione dell’acido grasso: il bilancio netto è di 79 ATP. * [Come vedremo, in catena respiratoria mitocondriale, 1NADH+H + produrrà 3ATP e 1FADH 2 2ATP]

41 La  -ossidazione dell’acido palmitico acido palmitico CH 3 -(CH 2 ) 14 -COOH CH 3 -(CH 2 ) 14 -CO-CoA palmitoil- CoA 1acetil-coA1NADH + H + 2 acetil-CoA L’acido palmitico CH 3 -(CH 2 ) 14 -COOH [attivato come CH 3 -(CH 2 ) 14 -CO-CoA palmitoil- CoA] è un acido grasso a 16 atomi di C e subisce 7 cicli di reazioni con liberazione in ogni passaggio di 1acetil-coA, 1FADH 2 e 1NADH + H +. Nell’ultimo passaggio si liberano contemporaneamente 2 acetil-CoA dal residuo di acido grasso di soli 4 atomi di carbonio.  -ossidazioneacido palmitico 8 acetil-CoA ciclo di Krebs Al termine della  -ossidazione dell’acido palmitico il prodotto sarà di 8 acetil-CoA che potranno afferire al pool, seguendo poi vari destini metabolici a seconda delle necessità della cellula (nello schema che segue il ciclo di Krebs). 7 FADH 2 7 NADH + H + catena respiratoria mitocondrialeATP Saranno prodotti inoltre 7 FADH 2 e 7 NADH + H + il cui destino sarà la riossidazione nella catena respiratoria mitocondriale con grande produzione di ATP.

42

43 La  -ossidazione, il ciclo di Krebs e la catena respiratoria

44 Ossidazione degli acidi grassi a numero dispari di atomi di carbonio acido grasso  -ossidazione propionil-CoA (CH 3 CH 2 CO-CoA) succinil-CoAciclo di Krebssuccinil-CoA (HOOC-CH 2 CH 2 -CO-CoA) ciclo di Krebs gluconeogenesipropionil-CoA acetil- CoAglucosio Se il numero di atomi di C dell'acido grasso è dispari, alla fine della  -ossidazione si ottiene una molecola a 3 atomi di C il propionil-CoA (CH 3 CH 2 CO-CoA) che, attraverso una serie di reazioni, verrà trasformato in succinil-CoA (intermedio del ciclo di Krebs) [vedi diapositiva seguente]. Il succinil-CoA (HOOC-CH 2 CH 2 -CO-CoA) può essere utilizzato direttamente o indirettamente in una grande varietà di processi metabolici, come ad esempio il ciclo di Krebs (di cui è un intermedio) o la gluconeogenesi (vedi più avanti). Dal propionil-CoA quindi, a differenza dell'acetil- CoA, è possibile sintetizzare glucosio. acidi grassi poliinsaturi  -ossidazione  - ossidazione Gli acidi grassi poliinsaturi vanno incontro a  -ossidazione, ma richiedono l'intervento di specifici enzimi che rendono l'acido grasso aggredibile dagli enzimi della  - ossidazione.

45 Trasformazione del propionil-CoA in succinil-CoA, intermedio del ciclo di Krebs.

46 Regolazione della  -ossidazione e della sintesi degli acidi grassi glucosioadrenalina glucagoneacidi grassi Bassi livelli di glucosio nel sangue stimolano la secrezione di due ormoni, l'adrenalina e il glucagone che con la loro azione favoriscono l'ossidazione degli acidi grassi. insulinaacidi grassiglucosioinsulina glucosioglucosio glicogeno glucosiomalonil-CoA carnitina aciltransferasiacidi grassi L'insulina ha invece azione opposta e con il suo intervento stimola la biosintesi degli acidi grassi. Un aumento del glucosio ematico causa un aumento della secrezione di insulina che con la sua azione facilita il passaggio del glucosio all'interno delle cellule. Il glucosio in eccesso viene convertito in glicogeno e depositato come riserva nei muscoli e nel fegato. Un aumento del glucosio epatico causa l'accumulo di malonil-CoA che inibisce la carnitina aciltransferasi, rallentando la velocità di ossidazione degli acidi grassi.

47 Regolazione a breve termine: carnitina-aciltransferasi Imalonil-CoA (CH 3 CH 2 CO- CoA)insulinaacetil- CoA carbossilasiCO 2 acetil-CoA 1)inibizione della carnitina-aciltransferasi I da parte del malonil-CoA (CH 3 CH 2 CO- CoA), i cui livelli aumentano in seguito all'attivazione da parte dell' insulina della acetil- CoA carbossilasi, che catalizza la reazione di addizione di CO 2 all’acetil-CoA; adrenalinaglucagonelipasi ormono-sensibile 2)gli ormoni adrenalina e glucagone attivano la lipasi ormono-sensibile del tessuto  -ossidazione adiposo e quindi rendono disponibili gli acidi grassi per la  -ossidazione.

48 Regolazione a lungo termine: lipoprotein-lipasi 1)i livelli della lipoprotein-lipasi del tessuto adiposo aumentano in seguito a stimolazione insulinica (diminuiscono, invece durante il digiuno); lipoprotein-lipasi 2)i livelli della lipoprotein-lipasi del cuore aumentano durante il digiuno e diminuiscono insulina in presenza di insulina.

49 Tessuto adiposo bianco e tessuto adiposo bruno tessuto adiposobiancobruno bruno tessuto adiposo bianco Nei mammiferi esistono due differenti tipi di tessuto adiposo: quello bianco e quello bruno. Il primo, nonostante il nome, ha un colorito giallognolo, legato al suo contenuto in carotenoidi. Da solo rappresenta la quasi totalità del grasso di riserva. L’altro tipo di tessuto adiposo, detto bruno, è abbondante nei mammiferi che vanno in letargo. Nell’uomo il tessuto adiposo bruno è presente in piccole quantità nel neonato (zona ascellare e interscapolare). Con la crescita buona parte di questo tessuto si trasforma in tessuto adiposo bianco. Principali funzioni del tessuto bianco: trigliceridi - sintetizzare trigliceridi e immagazzinarli come riserva energetica ; trigliceridiacidi grassi - idrolizzare i trigliceridi depositati e immettere acidi grassi liberi nel sangue; trigliceridiglucosio - sintetizzare trigliceridi a partire dal glucosio; - ammortizzatore meccanico, isolante termico e produttore di ormoni tra cui la leptina, deputata alla regolazione dell’appetito. tessuto adiposo bruno ATP sintetasiATP Il tessuto adiposo bruno ha invece esclusivamente la funzione di produrre calore, perché i mitocondri delle cellule adipose hanno meno ATP sintetasi, l'enzima che catalizza la sintesi dell'ATP nella catena respiratoria mitocondriale.


Scaricare ppt "DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI LIPIDI I lipidi passano praticamente immodificati attraverso la bocca e lo stomaco. La loro digestione avviene principalmente."

Presentazioni simili


Annunci Google