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Glicolisi

Articolo scritto da: 51D_Pedro il Giovedi, 24 Settembre 2009 (7:00:00)

-Biochimica




La glicolisi è un processo catabolico utilizzato dal nostro organismo per demolire il glucosio fino ad ottenere energia sotto forma di atp, e fornire molecole utili per la biosintesi,si può dividere principalmente in due fasi: la prima di attivazione del glucosio e sua trasformazione con l'utilizzo di atp. La seconda fase consiste nella ossidazione dei triosi con produzione di atp e piruvato come prodotto finale che finirà nel ciclo di Krebs.





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Glicolisi

<Gli-co-lì-si> s.f. Processo di conversione, nei tessuti, dei carboidrati in acido piruvico o in acido lattico:è la principale via metabolica che conduce alla degradazione del glucosio. [Comp. Di glico- e –lisi].

Il catabolismo del glucosio avviene prevalentemente attraverso la glicolisi, un processo metabolico di 10 reazioni che nei tessuti animali provoca la demolizione del glucosio fino ad acido lattico.
Attraverso questa via, una molecola di glucosio è scissa (da qui il termine glico-lisi) in due acido piruvico, composto a tre atomi di carbonio.
Dato che gli acidi nelle cellule sono ionizzati, spesso si preferisce definirli con il nome dell’anione (atomo che ha acquistato un elettrone,diventando uno ione negativo): acido piruvico = piruvato.
La sequenza di reazioni che porta al piruvato avviene nel citoplasma e non richiede la presenza di ossigeno atmosferico, si parla infatti di processo anaerobio.
Poiché i primi organismi viventi comparvero in un’atmosfera priva di ossigeno, la glicolisi anaerobia è quasi certamente la via metabolica più antica per ricavare energia dal glucosio e dalle molecole organiche in esso convertibili.
La glicolisi ha un duplice scopo:

I. Degradare il glucosio per ricavare energia sottoforma di ATP.
II. Fornire molecole utili per le biosintesi.

La trasformazione del glucosio in piruvato avviene più o meno velocemente a seconda della necessità di ATP delle cellule.
La demolizione metabolica del glucosio può essere rappresentata globalmente attraverso
la reazione: (imm.1)
 
Questa reazione chimica è in realtà la risultante di una serie di  trasformazioni enzimatiche.
All’origine di queste lo Alimenti: Zuccherozucchero di partenza viene fosforilato e si trasforma in esoso-fosfato.
In seguito l’esoso fosfato va incontro a una serie di processi metabolici che lo scindono in due unità di triosofosfato; a sua volta, ciascuna delle suddette unità è destinata a fornire una molecola di acido piruvico, metabolica fondamentale del ricambio glucidico e di tutto il metabolismo intermedio.
Il complesso degli eventi biochimici appena citati si realizza in condizioni di anaerobiosi e ha modesta importanza dal punto energetico.
La scissione del glucosio ad acido piruvico può avvenire per via diretta (via di Embden – Meyerhof) oppure per la via di derivazione dei pentosi.
L’acido piruvico formato viene ulteriormente demolito a CO2 e H2O, liberando forti quantità di energia; Questo processo, strettamente aerobio, avviene nel cosiddetto “Ciclo di Krebs” o ciclo citrico o degli acidi tricarbossilici.
Esaminiamo ora brevemente le tappe della degradazione metabolica del glucosio.

Fosforilazione del glucosio e del glicogeno;

La fosforilazione del glucosio avviene nel citoplasma delle cellule a opera dell’enzima esochinasi o glucochinasi in presenza di ioni di Mg++ e di ATP.
Tale reazione è favorita dall’ormone pancreatico insulina e porta alla sintesi del glucosio -6- fosfato (G-6-P).
Nel fegato nei muscoli il catabolismo glucidico origina non tanto dalla demolizione del glucosio assimilato dagli alimenti, quanto dall’utilizzazione dei depositi di glicogeno.
La fosforilazione del glicogeno è alquanto più complessa di quella di quella del glucosio e richiede l’intervento di svariati enzimi.
Come è noto il glicogeno è costituito da catene di unità di glucosio unite in posizione 1-4;
In questa struttura si inseriscono di tanto in tanto unità glucidiche con legame 1-6.
La divisione dei due tipi di legame richiede l’intervento di due distinti sistemi enzimatici.
Sui legami 1-4 del glicogeno agisce la  fosforilasi, in presenza di fosfato libero formando il glucosio
 -1-fosfato (G-1-P); tale reazione è reversibile (inversa) e può portare a opera dello stesso enzima  alla sintesi del glicogeno dal glucosio.
L’andamento della reazione nel senso della glicogenosintesi o della glicogenolisi dipende dal rapporto tra la concentrazione dei fosfati e del G-1-P nelle cellule.
In eccesso di fosfati la fosforilasi catalizza la demolizione del glicogeno, nel caso opposto ne determina la sintesi dal G-1-P.
Nelle cellule la fosforilasi è presente in forma inattiva; la sua attivazione avviene attraverso l’intervento dell’AMP-ciclico (adenosina monofosfato); è stato infatti accertato che la fosforilasi inattiva si attiva in seguito all’acquisto di un gruppo fosfatico fornito da una molecola di AMP-ciclico; la rottura dei legami 1-6 del glicogeno non porta alla formazione di G-1-P, ma alla sintesi di glucosio libero.
Il glucosio-1-P prodotto in seguito alla fosforilazione del glicogeno viene trasformato in G-6-P; questo, a sua volta può andare incontro ai processi della glicolisi oppure ripristinare glucosio per azione della glucosio-6-fosfatasi.

Demolizione del G-6-P attraverso la via di Embden- Meyerhof;

Tale complesso di reazioni biochimiche inizia con la trasformazione del G-6-P in fruttosio-6-P catalizzata da una particolare mutasi (fosfoesoso-isomerasi).
L’ATP trasforma quindi il fruttosio-6-P in fruttosio –1,6-difosfato, molecola simmetrica che si scinde in due unità di gliceraldeide-monofosfato; quest’ultima viene convertita in acido piruvico previa formazione di acido fosfoglicerico e fosfoenolpiruvico.

Formazione del lattato;

L’acido piruvico può essere ulteriormente trasformato per riduzione in acido lattico (imm. 2).
 
Ordinariamente tale reazione avviene nei tessuti isolati che lavorano in anaerobiosi; se il rapporto di ossigeno alle cellule è inadeguato o assente il processo resta confinato nel citoplasma, poiché i meccanismi ossidativi dei mitocondri sono bloccati.
Il piruvato in tal caso, viene trasformato, tramite riduzione, in acido lattico o lattato, si parla allora di glicolisi anaerobia.
L’energia che se ne ricava è poca, rispetto a quella ottenuta dalla glicolisi aerobia, perché l’acido lattico è un metabolica ancora ricco di energia: si ottengono infatti 2 ATP per ogni molecola di glucosio, pari al 5% di quella racchiusa nei legami chimici del glucosio, contro i 38 ATP del processo aerobio.
In certi tipi di tessuti e organi, come nel rene, negli eritrociti, nei leucociti, nella mucosa gastrica, in parte nel cervello e nel midollo osseo e nei muscoli affaticati; vi è la trasformazione /conversione del glucosio in lattato (anche in condizioni aerobie).
Durante un’ esercizio fisico strenuo la degradazione anaerobia del glucosio può diventare di fondamentale importanza: consente infatti alle cellule muscolari di continuare a contrarsi nonostante la respirazione e la circolazione riforniscano scarsamente di ossigeno.
Questo meccanismo biologico in cui si contrae un debito di ossigeno, tuttavia, ha un limite, poiché l’acido lattico viene smaltito lentamente, il suo accumulo provoca affaticamento dei muscoli, fino al “crampo” e al loro blocco totale.
Solo dopo un’ adeguato riposo, durante il quale si consuma un eccesso di ossigeno per “pagare il debito” contratto, l’acido lattico accumulato viene smaltito.

La via del pentoso-fosfato o shunt dell’esoso monofosfato;

In questa via (alternativa alla glicolisi), che ha luogo nel citoplasma; una molecola di glucosio si trasforma in un pentoso, tramite il distacco di un atomo di carbonio, ossidato a CO2, con la contemporanea riduzione del coenzima NADP+ a NADPH + H+.
Questo processo, oltre a fornire i pentosi ribosio e desossiribosio per la sintesi degli acidi nucleici e dei coenzimi, è particolarmente utile nel fegato, nel tessuto adiposo, nelle ghiandole mammarie in allattamento, nella corteccia delle surreni e nelle gonadi in cui il NADPH è utilizzato per le biosintesi degli acidi grassi e del colesterolo.
 

Guarda la Mappa Concettuale

Allegati o Link utili:

Bibliografia:
Complementi di scienza dell’alimentazione; P.Cappelli, V.Vannucchi; Zanichelli;
Grande enciclopedia vol.IX; Istituto geografico de agostani – Novara;
Grande enciclopedia vol.V; Istituto geografico de agostani – Novara;
Nuovissimo vocabolario della lingua Italiana; G.Devoto, G.C.Oli; Selezione.


Data originaria pubblicazione: 24/9/09 h. 7:00:00





 





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Re: Glicolisi (Voto: 1)
di Eben_94 il Mercoledi, 22 Febbraio 2012 (12:18:05)
(Info Utente | Invia un Messaggio)
Parole chiave: glicolisi, glucosio, energia, ATP, catabolismo, anabolismo, acido lattico, piruvato, citoplasma, via metabolica, fosforilazione, glucosio -6- fosfato, glicogeno, acidi grassi, colesterolo, aerobia, anaerobia, glicogenosintesi, glicogenolisi, ossigeno.




Re: Glicolisi (Voto: 1)
di brontolina il Lunedi, 2 Aprile 2012 (18:47:04)
(Info Utente | Invia un Messaggio)
Non mi è stato facile comprendere a pieno ciò che c'era scritto su questa ricerca, per quanto riguarda la prima parte devo dire che è fatto abbastanza bene, dove ho avuto difficoltà invece è stata la dove parla della fosforilazione del glucosio e del glicogeno che avendolo riletto anche più di una volta non l' ho compreso ancora a pieno. Per il resto il lavoro è buono, anche la mappa concettuale devo dire che non è male.



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