Salute e malattia
La conversione di proteine o altri substrati non carboidrati – che siano di origine alimentare o endogena – in glucosio è nota come gluconeogenesi. Il processo avviene principalmente nel fegato, ma anche nei reni in misura minore. La sintesi de novo del glucosio è necessaria per mantenere adeguati livelli di glucosio nel sangue per i tessuti che ne dipendono esclusivamente, ovvero i globuli rossi e il cervello (anche se i chetoni possono fornire parzialmente le sue esigenze energetiche). La gluconeogenesi avviene continuamente a velocità variabili, a seconda delle condizioni.
Finché l'organismo funziona, la gluconeogenesi è in atto e, per inferenza, alcune delle proteine alimentari vengono convertite in glucosio. Insieme alla formazione del glicogeno e alla glicogenolisi (scissione del glicogeno immagazzinato in glucosio), la gluconeogenesi è un meccanismo integrale utilizzato dall'organismo per mantenere normali concentrazioni di glucosio nel sangue.
Il catabolismo degli aminoacidi e la produzione di nuovo glucosio aumentano drammaticamente in qualsiasi forma di stress fisiologico. Regolatori ormonali come glucocorticoidi, catecolamine e citochine – tutti i quali stimolano il catabolismo degli aminoacidi – vengono rilasciati in maggiori quantità sotto stress, inclusi sforzi fisici e psicologici, infezioni e traumi.
Nel normale corso della lavorazione degli aminoacidi, il fegato converte alcuni degli aminoacidi alimentari in glucosio. Inoltre, le cellule intestinali metabolizzano circa il 20% delle proteine ingerite che, dopo una lunga serie di passaggi, raggiungono il fegato per potenzialmente subire la gluconeogenesi.
Il glicogeno epatico si esaurisce entro 18 ore se non si consumano carboidrati, a quel punto il fegato entra in azione per sintetizzare glucosio da vari precursori – inclusi gli aminoacidi derivati dal catabolismo proteico. Ogni volta che c'è glucosio insufficiente per soddisfare le richieste energetiche, avviene la gluconeogenesi.
L'organismo risponde a bassi livelli di glucosio nel sangue, come nel caso di un apporto calorico insufficiente, rilasciando gli ormoni glucagone ed epinefrina (adrenalina), che promuovono la conversione epatica di substrati non glucidici (es. aminoacidi) in glucosio. Ciò comporta ovviamente anche un aumento della degradazione delle proteine endogene (es. tessuto muscolare).
Gli aminoacidi non utilizzati dall'organismo per la crescita o il mantenimento vengono semplicemente catabolizzati e bruciati come carburante, immagazzinati come glicogeno o depositati come tessuto adiposo, a seconda del bilancio calorico complessivo. Tuttavia, l'eccesso di proteine pone uno stress inutile su fegato e reni.
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