Metabolismo energetico e digestione dei nutrienti

Funzione della Mioglobina e Metabolismo dei Lipidi

La mioglobina è una proteina presente nei muscoli che ha il compito di legare l'ossigeno in modo reversibile, facilitando il trasporto di ossigeno alle cellule muscolari. La sua curva di dissociazione dell'ossigeno è iperbolica, indicando una forte affinità per l'ossigeno a basse concentrazioni. Nel metabolismo energetico, i lipidi sono immagazzinati sotto forma di trigliceridi, principalmente nel tessuto adiposo e, in misura minore, nei muscoli. I trigliceridi sono costituiti da una molecola di glicerolo e tre acidi grassi. Il glicerolo può essere convertito in glucosio attraverso la gluconeogenesi o può entrare nella via della glicolisi, mentre gli acidi grassi vengono mobilizzati attraverso la lipolisi, un processo stimolato da ormoni come il glucagone e l'adrenalina. L'insulina, al contrario, promuove la sintesi lipidica e inibisce la lipolisi. La lipasi sensibile agli ormoni, attivata da questi ormoni, catalizza la scissione dei trigliceridi in acidi grassi liberi e glicerolo.

Ossidazione degli Acidi Grassi e Resa Energetica

Gli acidi grassi, dopo essere stati liberati dai trigliceridi, subiscono un processo di ossidazione mitocondriale noto come β-ossidazione, che richiede ossigeno e si svolge in tre fasi: attivazione, trasporto e ossidazione. Nella fase di attivazione, gli acidi grassi reagiscono con ATP e Coenzima A (CoA) per formare Acil-CoA, con un consumo netto di due ATP. Il trasporto dell'Acil-CoA attraverso la membrana mitocondriale interna è mediato dalla carnitina. Durante l'ossidazione, l'Acil-CoA viene degradato a frammenti di due carboni sotto forma di Acetil-CoA, generando anche NADH e FADH2, che entrano nel ciclo di Krebs e nella catena di trasporto degli elettroni, rispettivamente. Ad esempio, l'ossidazione completa di un acido grasso a catena lunga può produrre una quantità significativa di ATP, come nel caso di un acido grasso a 12 atomi di carbonio che può generare fino a 95 ATP, dedotti i 2 ATP spesi per l'attivazione.

Digestione dei Lipidi e Metabolismo dei Corpi Chetonici

La digestione dei lipidi inizia nell'intestino, dove i trigliceridi alimentari vengono emulsionati dai sali biliari e idrolizzati dalle lipasi pancreatiche in acidi grassi e monoacilgliceroli. Questi prodotti vengono assorbiti dalle cellule epiteliali intestinali e riassemblati in trigliceridi, che si combinano con colesterolo e proteine apolipoproteiche per formare i chilomicroni, trasportati poi nel sistema linfatico. In condizioni di carenza di carboidrati, come nel digiuno prolungato o nell'esercizio fisico intenso, il fegato converte l'eccesso di Acetil-CoA in corpi chetonici. Questi metaboliti includono l'acetoacetato, il β-idrossibutirrato e l'acetone, e possono essere utilizzati come fonti energetiche da vari tessuti. Tuttavia, un'eccessiva produzione di corpi chetonici può portare a chetosi o chetoacidosi, condizioni che possono alterare l'equilibrio acido-base del sangue.

Catabolismo degli Amminoacidi e Ciclo dell'Urea

Gli amminoacidi sono costituenti fondamentali delle proteine e non vengono immagazzinati nell'organismo. Essi provengono dalla dieta, dalla sintesi endogena e dalla degradazione delle proteine corporee. Il pool di amminoacidi è utilizzato per la sintesi proteica e per la produzione di energia, glucosio, glicogeno, acidi grassi e corpi chetonici. Nel catabolismo degli amminoacidi, il gruppo amminico viene rimosso e convertito in urea attraverso il ciclo dell'urea, un insieme di reazioni epatiche che trasformano l'ammoniaca tossica in urea, un composto meno tossico escretato nelle urine. Il ciclo dell'urea è cruciale per mantenere l'omeostasi dell'azoto e prevenire l'accumulo di ammoniaca nel corpo.