Metabolismo degli zuccheri: dalla digestione all'energia cellulare

Il metabolismo degli zuccheri (glucidi) è il processo biochimico centrale che permette all'organismo di ottenere energia (ATP) dai carboidrati alimentari. Coinvolge digestione, assorbimento, regolazione ormonale, vie cataboliche (glicolisi, ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa) e anaboliche (glicogenesi, lipogenesi).

Dalla bocca alla cellula: digestione e assorbimento

I carboidrati complessi (amido) e i disaccaridi (saccarosio, lattosio, maltosio) vengono idrolizzati da amilasi (salivare, pancreatica) e disaccaridasi (saccarasi, lattasi, maltasi) dell'orletto a spazzola intestinale in monosaccaridi (glucosio, fruttosio, galattosio). Questi vengono assorbiti dall'epitelio intestinale (SGLT1 per glucosio/galattosio, GLUT5 per fruttosio) e immessi nel circolo portale verso il fegato.

Regolazione ormonale: il trio glucagone-insulina-epinefrina

• Insulina: secreta in risposta a iperglicemia; promuove uptake glucosio (muscolo, adipociti, fegato), glicogenesi, lipogenesi, sintesi proteica.
• Glucagone: secreto in ipoglicemia; stimola glicogenolisi e gluconeogenesi epatica, chetogenesi.
• Epinefrina (adrenalina): risposta a stress/esercizio; mobilizza glicogeno muscolare/epatico, lipolisi adiposa.

Destino metabolico del glucosio epatico e muscolare

Fegato: organo gluco-stat. In stato nutrito: glicogenesi, lipogenesi, secrezione VLDL. In digiuno: glicogenolisi, gluconeogenesi (da aminoacidi, lattato, glicerolo), chetogenesi. Il fegato rilascia glucosio libero nel sangue (ha glucosio-6-fosfatasi).
Muscolo: usa glucosio per contrazione. Accumula glicogeno come riserva propria (manca glucosio-6-fosfatasi → non rilascia glucosio libero). Durante esercizio intenso anaerobico: glicolisi → lattato (ciclo di Cori: lattato → fegato → gluconeogenesi → glucosio → muscolo).

Glicogenesi e glicogenolisi: il ciclo di riserva

• Glicogenesi (anabolismo): glucosio-6-P → glucosio-1-P → UDP-glucosio → glicogeno (glicogeno sintasi). Attivata da insulina.
• Glicogenolisi (catabolismo): glicogeno → glucosio-1-P → glucosio-6-P (glicogeno fosforilasi). Attivata da glucagone/epinefrina (via cAMP/PKA).

ATP: la valuta energetica

L'ossidazione completa di 1 glucosio produce ~30-32 ATP (2 glicolisi + 2 ciclo Krebs + ~26-28 catena trasporto elettroni). L'ATP alimenta contrazione muscolare, trasporto attivo, sintesi macromolecole, segnalazione cellulare.