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METABOLISMO DEI GLUCIDI
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DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI GLUCIDI ALIMENTARI
BOCCA AMIDO, GLICOGENO MALTOSO Denaturata dal pH acido dello stomaco amilasi salivare PANCREAS DUODENO amilasi pancreatica DEMOLIZIONE DEI POLISACCARIDI RESIDUI MALTOSO GLUCOSO + GLUCOSO SACCAROSO GLUCOSO + FRUTTOSO LATTOSO GLUCOSO + GALATTOSO maltasi Assorbiti nei capillari dei villi intestinali e, attraverso la vena porta, veicolati al fegato saccarasi lattasi
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Entrata nella glicolisi di altri esosi
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SCHEMA DELLE PRINCIPALI VIE CATABOLICHE
fruttoso galattoso glucoso mannoso pentosi GLICOGENO ATP glicogenolisi GLUCOSO 6-P fegato via dei pentosi glicolisi PIRUVATO RIBOSO NADPH + H+ ACIDO GLUCURONICO LDH LATTATO
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LA VIA DEI PENTOSI RIBOSO e NADPH + H+
La via dei pentosi, citoplasmatica, è una via catabolica del glucoso e viene attivata secondo specifiche esigenze metaboliche. Lo scopo di questa via non è di ossidare glucoso per produrre ATP, ma per produrre RIBOSO e NADPH + H+ Il riboso viene utilizzato per la sintesi dei nucleotidi liberi (ATP, GTP, CTP, UTP) e degli acidi nucleici. Il NADP+ costituisce, in forma ridotta NADPH + H+ il “potere riducente”, cioè una forma di energia utilizzata in sede extra-mitocondriale per numerosi processi di biosintesi di molecole altamente ridotte (acidi grassi, colesterolo). NAD+ e NADP+, coenzimi molto simili per struttura, hanno ruoli completamente diversi in compartimenti cellulari differenti. NADH riossidato in catena respiratoria mitocondriale 3ATP NADPH impiegato nel citoplasma biosintesi di molecole altamente ridotte
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Relazione tra la glicolisi e la via del pentoso fosfato
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LA GLICOGENOLISI (CITOPLASMA)
sottoposto a regolazione ormonale Glicogeno fosforilasi Glucoso 1-P Isomerasi Glucoso 6-P Enzima deramificante Estremità attaccate dalla glicogeno fosforilasi
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La glicolisi Il glucosio è la principale fonte energetica dell'organismo, in grado di fosforilare l'ADP e trasformarlo in ATP. Le reazioni che portano alla rottura del glucosio o di altre molecole ad alto contenuto energetico, sono ossidoriduzioni che avvengono in modo graduale.
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La glicolisi le prime tappe di questo complesso processo prendono il nome di glicolisi e avvengono nel citoplasma delle cellule. si tratta di una serie di reazioni che inizialmente portano al consumo di 2 ATP per ogni molecola di glucosio, ma che poi permettono la produzione di 4 ATP, con un guadagno netto di 2 ATP.
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La glicolisi 4 gruppi fosfato si legano a molecole derivate dal glucosio e successivamente vengono ceduti per la formazione di 4 molecole di ATP. Durante il processo vengono inoltre prodotti 2 NADH.
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La reazione complessiva è:
La glicolisi Al termine della glicolisi, il glucosio è stato trasformato in 2 molecole di acido piruvico, una molecola a 3 atomi di carbonio, che contiene ancora nei suoi legami una certa quantità di energia. La reazione complessiva è: Glucosio + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+--->2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
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LA GLICOLISI E LA FOSFORILAZIONE A LIVELLO DEL SUBSTRATO
La glicolisi è una via metabolica che si svolge nel citoplasma in assenza di ossigeno (anaerobiosi) e nei mitocondri (aerobiosi): riguarda il catabolismo del glucosio-6P. In anaereaobiosi si ha una sequenza lineare di reazioni, in cui gli intermedi sono tutti fosforilati per impedire che fuoriescano dalla cellula, suddivisa in 2 fasi: I FASE (consumo di ATP) consumo di 2 molecole di ATP per attivazione dei substrati (glucoso, fruttoso-6P) II FASE (produzione di ATP) rottura della molecola a 6 atomi di carbonio in 2 molecole a 3 atomi di carbonio 2 reazioni di ossido-riduzione che, grazie alla presenza in 2 substrati (1,3BPG e PEP) di legami “altamente energetici”, conducono alla sintesi di ATP “a livello del substrato” così definita per differenziarla dalla fosforilazione ossidativa che avviene nel mitocondrio accoppiata alla catena respiratoria.
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LE TAPPE DELLA GLICOLISI (ANAEREOBIOSI)
Glicogeno, amido fruttoso, galattoso glucoso, mannoso pentosi ATPADP glucoso 6-P Pi Glucoso 1-P fruttoso 6-P ATPADP fruttoso 1,6-P gliceraldeide 3-P (2 molecole) Pi 2 NAD 2 NADH+H+ 1,3 BPG (2) 2 ADP 2 ATP Acido 3 fosfoglicerico (2) Acido 2 fosfoglicerico (2) PEP (2) 2 ADP 2 ATP acido piruvico (2) acido lattico (2) LDH
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LA GLICOLISI: BILANCIO ENERGETICO (CITOPLASMA)
Glucoso + ATP Glucoso 6-P Bilancio energetico 4 ATP – 2 ATP = 2 ATP prodotti esocinasi + ATP Fruttoso 1,6-BP 2 molecole di 1,3 BPG 2 ATP Sintesi “a livello del substrato” 2 molecole di fosfoenol-piruvato (PEP) 2 ATP NAD+ NADH+H+ 2 molecole di piruvato 2 molecole di lattato LDH
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LE TAPPE DELLA GLICOLISI
Glicogeno glucoso, fruttoso, galattoso, mannoso ATPADP glucoso 6-P Pi FASE PREPARATORIA SPESA ENERGETICA Glucoso 1-P fruttoso 6-P ATPADP fruttoso 1,6-P gliceraldeide 3-P (2 molecole) diidrossiacetone-P Pi 2 NAD 2 NADH+H+ 1,3 BPG (2) 2 ADP 2 ATP 3 fosfoglicerato (2) FASE DI RECUPERO ENERGETICO 2 fosfoglicerato (2) PEP (2) 2 ADP 2 ATP piruvato (2) lattato (2) LDH
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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Glicolisi
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E' un enzima tetramero composto da 4 subunità
Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK E' un enzima tetramero composto da 4 subunità
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tutte le subunità si trovano nella conformazione inattiva T
Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK PFK inattiva tutte le subunità si trovano nella conformazione inattiva T
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Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK
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La Fosfogliceraldeide (PGA) funziona da inibitore della PFK
Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK La Fosfogliceraldeide (PGA) funziona da inibitore della PFK
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Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK PFK attiva in presenza di attivatori quali l'ADP e AMP, l'enzima si trasforma nella sua conformazione attiva
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perchè possa funzionare è necessaria la presenza di ioni Mg2+
Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK Mg2+ e ATP perchè possa funzionare è necessaria la presenza di ioni Mg2+
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amminoacidi che costituiscono il sito catalitico
Glicolisi Fosfofruttochinasi PFK amminoacidi che costituiscono il sito catalitico
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LA DECARBOSSILAZIONE OSSIDATIVA DEL PIRUVATO (MITOCONDRIO)
Piruvato deidrogenasi (decarbossilasi) NAD+, TPP, CoA CO2 ACETIL S-CoA
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GLICOLISI ANAEROBIA + NADH + H+ LDH (lattato deidrogenasi) + NAD+
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