FISIOLOGIA DEL CONTROLLO GLUCIDICO METABOLISMO: complesso delle reazioni chimiche che si svolgono nelle cellule dell’organismo METABOLISMO INTERMEDIO: degradazione, sintesi e trasformazione di proteine, lipidi e carboidrati DIGESTIONE: le grandi molecole nutrienti sono degradate in subunità più piccole e assorbibili e vengono trasferite dal canale alimentare al sangue

ANABOLISMO: costruzione o sintesi di macromolecole organiche grandi a partire da piccole subunita’. Reazioni che richiedono energia (ATP). Queste reazioni determinano: materiali richiesti dalla cellula o prodotti di secrezione, 2) immagazzinamento di nutrienti ingeriti (glicogeno) in eccesso non immediatamente richiesti per produrre energia o costituire unità costitutive della cellula. CATABOLISMO: idrolisi di macromolecole organiche nelle loro subunità più piccole (processo simile alla digestione, ma queste reazioni avvengono nelle cellule piuttosto che nel lume del canale alimentare, ossidazione di subunità più piccole (come il glucosio) per produrre ATP. In generale in un soggetto adulto le velocità di anabolismo e catabolismo sono all’equilibrio. Durante la crescita, l’anabolismo supera il catabolismo. Le molecole organiche sono interconvertibili, ma esistono dei limiti: i nutrienti essenziali, vitamine e amminoacidi che non sono sintetizzabili dall’organismo. Considerare che: 1) i nutrienti assunti ai pasti devono essere rilasciati nei periodi interprandiali, 2) l’encefalo necessita di glucosio

Il glicogeno (fegato e muscolo) è una riserva piccola che può supplire al fabbisogno energetico giornaliero. Il glicogeno rimanente va nel tessuto adiposo per sintetizzare trigliceridi. I trigliceridi immagazzinati forniscono energia per 2 mesi, di più in un individuo in sovrappeso = principale sito di immagazzinamento di energia è il tessuto adiposo. Catabolismo trigliceridi: acidi grassi (= fonte di energia - 90%) + glicerolo (può essere convertito in glucosio dal fegato - 10%). AA in eccesso sono convertiti in glucosio e acidi grassi. Le proteine sono immagazzinate nel muscolo scheletrico ma non rappresentano una fonte energetica cui attingere Glicemia: 70-110 mg/100 ml plasma In condizioni di digiuno: glicogeno epatico i tessuti non dipendenti dal glucosio usano altri nutrienti catabolismo proteine e conversione aa in glucosio.

Glucosio ematico In un individuo normale il livello di glucosio ematico oscilla nel corso della giornata  tra i 65-75 mg/dl (al mattino) e i 130-150 mg/dl (dopo i pasti). Nel corso delle 24 ore si ha un’alternanza tra i pasti e periodi di digiuno (come quello notturno) che possono durare 10-12 ore; mantenere la glicemia a un livello stabile in presenza di condizioni diverse richiede che il sistema moduli adeguatamente il flusso dei vari nutrienti.

Fase di post-assorbimento (digiuno) Fase di assorbimento (alimentazione) Fase di post-assorbimento (digiuno) Assorbimento nutrienti Glucosio abbondante Le cellule usano glucosio, non lipidi e proteine i nutrienti in eccesso sono immagazzinati (glicogeno, trigliceridi) Si mobilizzano le riserve energetiche Gluconeogenesi e risparmio glucosio lo rendono disponibile per l’encefalo Catabolismo di lipidi e proteine per formare glucosio Gluconeogenesi

Glicemia

Ormoni che controllano la glicemia Gli ormoni preposti a questa funzione sono l’insulina e il glucagone, prodotti dalle isole di Langerhans del pancreas endocrino, le catecolamine e il cortisolo, prodotti rispettivamente nella midollare e nella corticale del surrene, e il GH. L’insulina e il glucagone svolgono il ruolo principale nel controllo della glicemia e più in generale dei nutrienti.

Pancreas Insert fig. 18.26 Esocrino: Endocrino: Acini: Secernono succo pancreatico. Endocrino: Isole di Langerhans: Secernono insulina e glucagone. Insert fig. 18.26

Ormoni Pancreatici Sono rapidi e potenti regolatori del metabolismo: la loro azione integrata coordina il destino dei principi nutritivi. Gli ormoni pancreatici (endocrini) originano nelle isole di Langerhans (1-2% della massa totale) queste formazioni sono distinte in: Cellule  : 60% delle totali secernono insulina Cellule  : 25% delle totali secernono glucagone Cellule  : somatostatina Cellule e : grelina Cellule F: sostanza PP (polipetide pancreatico)

Metabolismo dei Carboidrati  Glucosio plasmatico Trasporto di glucosio dal plasma al citoplasma. Inibizione della glicogenolisi, gluconeogenesi + produzione di glicogeno Insulina Abbassa i livelli di glucosio, acidi grassi e aa e ne promuove il trasporto e l’immagazzinamento

Effetto dell’insulina su tessuti adiposo e muscolare scheletrico (insulinodipendenti)

Effetto dell’insulina sulle cellule epatiche ...e il SNC???

Insulina Metabolismo delle proteine Anabolismo proteico  Nel muscolo stimola il trasporto di amminoacidi Attiva la trascrizione e la traduzione di messaggi necessari alla sintesi proteica Inibisce degradazione proteica Metabolismo dei Grassi  Facilita il trasporto di AGL dai trigliceridi Aumento del deposito degli AGL non utilizzati Inibizione della lipolisi Metabolismo dei Carboidrati  Glucosio plasmatico Trasporto di glucosio dal plasma al citoplasma. Inibizione della glicogenolisi, gluconeogenesi + produzione di glicogeno Insulina

Regolazione della Secrezione Glucosio Amminoacidi AGL/chetoacidi Potassio Stimolazione delle cellule  del pancreas al rilascio di Insulina Glucosio Amminoacidi AGL/chetoacidi Potassio Stimolazione della captazione del metabolismo e del deposito Inibizione della secrezione

Stress? Temperatura? Esercizio fisico? Pasto proteico?

Variazioni circadiane della glicemia Post-assorbimento

Stato post-assorbimento Periodo di 6-12 ore successive a un pasto, durante il quale si ha la transizione dallo stato post-prandiale a quello di digiuno e i livelli di glicemia sono stabili: la quantità di glucosio che entra nel circolo ematico è equivalente alla quantità rimossa. Nello stato post-assorbimento (come nel digiuno) tutto il glucosio che entra nel torrente ematico proviene in pratica dal fegato: 1) utilizzando le riserve di glicogeno attraverso la glicogenolisi 2) sintetizzando glucosio de novo mediante il processo di gliconeogenesi. Durante il digiuno notturno è la glicogenolisi il fenomeno predominante, mentre il contributo della gliconeogenesi aumenta con il digiuno prolungato.

Regolazione a feedback della produzione di glucagone Glucosio AGL/chetoacidi Stimolazione delle cellule  del pancreas al rilascio di Glucagone Glucosio AGL/chetoacidi Potassio Stimolazione alla produzione di Glucosio AGL/chetoacidi Inibizione della secrezione

Glucagone Metabolismo delle proteine Inibisce sintesi proteica epatica Promuove degradazione proteica Metabolismo dei Grassi Promuove degradazione lipidi Inibisce sintesi trigliceridi Metabolismo dei Carboidrati Aumento di produzione e rilascio di glucosio dal fegato Ridotta sintesi di glicogeno e aumento glicogenolisi Glucagone

Regolazione ormonale della glicemia