Anatomia e Fisiologia II (Italiano)

Grassi (trigliceridi) all’interno del corpo sono ingeriti come alimenti o come sintetizzato dagli adipociti o epatociti da carboidrati precursori., Il metabolismo lipidico comporta l’ossidazione degli acidi grassi per generare energia o sintetizzare nuovi lipidi da molecole costituenti più piccole. Il metabolismo dei lipidi è associato al metabolismo dei carboidrati, poiché i prodotti del glucosio (come l’acetil CoA) possono essere convertiti in lipidi.

Figura 1. Una molecola di trigliceridi (a) si scompone in un monogliceride (b).,

Il metabolismo lipidico inizia nell’intestino dove i trigliceridi ingeriti vengono suddivisi in acidi grassi a catena più piccola e successivamente in molecole monogliceridiche dalle lipasi pancreatiche, enzimi che abbattono i grassi dopo che sono stati emulsionati dai sali biliari. Quando il cibo raggiunge l’intestino tenue sotto forma di chimo, un ormone digestivo chiamato colecistochinina (CCK) viene rilasciato dalle cellule intestinali nella mucosa intestinale., CCK stimola il rilascio di lipasi pancreatica dal pancreas e stimola la contrazione della cistifellea per rilasciare sali biliari immagazzinati nell’intestino. CCK viaggia anche al cervello, dove può agire come un soppressore della fame.

Figura 2. I chilomicroni contengono trigliceridi, molecole di colesterolo e altre apolipoproteine (molecole proteiche)., Funzionano per trasportare queste molecole insolubili in acqua dall’intestino, attraverso il sistema linfatico e nel flusso sanguigno, che trasporta i lipidi nel tessuto adiposo per la conservazione.

Insieme, le lipasi pancreatiche e i sali biliari scompongono i trigliceridi in acidi grassi liberi. Questi acidi grassi possono essere trasportati attraverso la membrana intestinale. Tuttavia, una volta che attraversano la membrana, vengono ricombinati per formare nuovamente molecole di trigliceridi., All’interno delle cellule intestinali, questi trigliceridi sono confezionati insieme a molecole di colesterolo in vescicole fosfolipidiche chiamate chilomicroni. I chilomicroni consentono ai grassi e al colesterolo di muoversi all’interno dell’ambiente acquoso dei sistemi linfatici e circolatori. I chilomicroni lasciano gli enterociti per esocitosi ed entrano nel sistema linfatico attraverso i lattei nei villi dell’intestino. Dal sistema linfatico, i chilomicroni vengono trasportati al sistema circolatorio., Una volta in circolazione, possono andare al fegato o essere immagazzinati in cellule adipose (adipociti) che comprendono tessuto adiposo (grasso) trovato in tutto il corpo.

Lipolisi

Per ottenere energia dal grasso, i trigliceridi devono prima essere suddivisi per idrolisi nei loro due componenti principali, acidi grassi e glicerolo. Questo processo, chiamato lipolisi, avviene nel citoplasma. Gli acidi grassi risultanti vengono ossidati dalla β-ossidazione in acetil CoA, che viene utilizzato dal ciclo di Krebs., Il glicerolo che viene rilasciato dai trigliceridi dopo la lipolisi entra direttamente nella via della glicolisi come DHAP. Poiché una molecola di trigliceridi produce tre molecole di acidi grassi con fino a 16 o più carboni in ciascuna, le molecole di grasso producono più energia dei carboidrati e sono un’importante fonte di energia per il corpo umano. I trigliceridi producono più del doppio dell’energia per unità di massa rispetto ai carboidrati e alle proteine. Pertanto, quando i livelli di glucosio sono bassi, i trigliceridi possono essere convertiti in molecole di acetil CoA e utilizzati per generare ATP attraverso la respirazione aerobica.,

La disgregazione degli acidi grassi, chiamata ossidazione degli acidi grassi o beta (β)-ossidazione, inizia nel citoplasma, dove gli acidi grassi vengono convertiti in molecole di acile CoA grasso. Questo acil COA grasso si combina con la carnitina per creare una molecola di acil carnitina grassa, che aiuta a trasportare l’acido grasso attraverso la membrana mitocondriale. Una volta dentro la matrice mitocondriale, la molecola grassa della carnitina dell’acile è convertita indietro nel coa grasso dell’acile e poi nel COA dell’acetile., L’acetil CoA di nuova formazione entra nel ciclo di Krebs e viene utilizzato per produrre ATP allo stesso modo dell’acetil CoA derivato dal piruvato.

Figura 3. Clicca per ingrandire l’immagine. Durante l’ossidazione degli acidi grassi, i trigliceridi possono essere suddivisi in molecole di acetil CoA e utilizzati per l’energia quando i livelli di glucosio sono bassi.

Chetogenesi

Se un eccesso di acetil CoA viene creato dall’ossidazione degli acidi grassi e il ciclo di Krebs è sovraccarico e non può gestirlo, l’acetil CoA viene deviato per creare corpi chetonici., Questi corpi chetonici possono servire come fonte di carburante se i livelli di glucosio sono troppo bassi nel corpo. I chetoni servono come combustibile in tempi di fame prolungata o quando i pazienti soffrono di diabete incontrollato e non possono utilizzare la maggior parte del glucosio circolante. In entrambi i casi, le riserve di grasso vengono liberate per generare energia attraverso il ciclo di Krebs e genereranno corpi chetonici quando si accumula troppo acetil CoA.

In questa reazione di sintesi chetonica, l’eccesso di acetil CoA viene convertito in idrossimetilglutaril CoA (HMG CoA)., HMG CoA è un precursore del colesterolo ed è un intermedio che viene successivamente convertito in β-idrossibutirrato, il corpo chetonico primario nel sangue.

Figura 4. L’eccesso di acetil CoA viene deviato dal ciclo di Krebs alla via della chetogenesi. Questa reazione si verifica nei mitocondri delle cellule epatiche. Il risultato è la produzione di β-idrossibutirrato, il corpo chetonico primario trovato nel sangue.,

Ossidazione del corpo chetonico

Gli organi che classicamente si pensava dipendessero esclusivamente dal glucosio, come il cervello, possono effettivamente utilizzare i chetoni come fonte di energia alternativa. Ciò mantiene il cervello funzionante quando il glucosio è limitato. Quando i chetoni vengono prodotti più velocemente di quanto possano essere utilizzati, possono essere suddivisi in CO2 e acetone. L’acetone viene rimosso per espirazione. Un sintomo della chetogenesi è che l’alito del paziente ha un odore dolce come l’alcol. Questo effetto fornisce un modo di dire se un diabetico sta controllando correttamente la malattia., L’anidride carbonica prodotta può acidificare il sangue, portando alla chetoacidosi diabetica, una condizione pericolosa nei diabetici.

I chetoni si ossidano per produrre energia per il cervello. beta (β)-idrossibutirrato viene ossidato in acetoacetato e NADH viene rilasciato. Una molecola HS-CoA viene aggiunta all’acetoacetato, formando acetoacetil CoA. Il carbonio all’interno dell’acetoacetil CoA che non è legato al CoA si stacca, dividendo la molecola in due. Questo carbonio poi attacca ad un altro HS-CoA libero, con conseguente due molecole del COA dell’acetile., Queste due molecole di acetil CoA vengono quindi elaborate attraverso il ciclo di Krebs per generare energia.

Figura 5. Quando il glucosio è limitato, i corpi chetonici possono essere ossidati per produrre acetil CoA da utilizzare nel ciclo di Krebs per generare energia.

Lipogenesi

Quando i livelli di glucosio sono abbondanti, l’eccesso di acetil CoA generato dalla glicolisi può essere convertito in acidi grassi, trigliceridi, colesterolo, steroidi e sali biliari., Questo processo, chiamato lipogenesi, crea lipidi (grasso) dall’acetil CoA e si svolge nel citoplasma degli adipociti (cellule adipose) e degli epatociti (cellule epatiche). Quando mangi più glucosio o carboidrati di quelli di cui il tuo corpo ha bisogno, il tuo sistema utilizza acetil CoA per trasformare l’eccesso in grasso. Sebbene ci siano diverse fonti metaboliche di acetil CoA, è più comunemente derivato dalla glicolisi. La disponibilità di acetil CoA è significativa, perché avvia la lipogenesi., La lipogenesi inizia con acetil CoA e avanza con la successiva aggiunta di due atomi di carbonio da un altro acetil CoA; questo processo viene ripetuto fino a quando gli acidi grassi sono la lunghezza appropriata. Poiché questo è un processo anabolico che crea legami, l’ATP viene consumato. Tuttavia, la creazione di trigliceridi e lipidi è un modo efficace per immagazzinare l’energia disponibile nei carboidrati. Trigliceridi e lipidi, molecole ad alta energia, sono immagazzinati nel tessuto adiposo fino a quando non sono necessari.,

Sebbene la lipogenesi si verifichi nel citoplasma, l’acetil CoA necessario viene creato nei mitocondri e non può essere trasportato attraverso la membrana mitocondriale. Per risolvere questo problema, il piruvato viene convertito sia in ossaloacetato che in acetil CoA. Per queste conversioni sono necessari due diversi enzimi. L’ossaloacetato si forma attraverso l’azione della piruvato carbossilasi, mentre l’azione della piruvato deidrogenasi crea acetil CoA. Ossaloacetato e acetil CoA si combinano per formare citrato, che può attraversare la membrana mitocondriale ed entrare nel citoplasma., Nel citoplasma, il citrato viene riconvertito in ossaloacetato e acetil CoA. L’ossaloacetato viene convertito in malato e quindi in piruvato. Il piruvato attraversa la membrana mitocondriale per attendere il prossimo ciclo di lipogenesi. L’acetil CoA viene convertito in malonil CoA che viene utilizzato per sintetizzare gli acidi grassi. La figura 6 riassume le vie del metabolismo lipidico.

Figura 6. I lipidi possono seguire una delle diverse vie durante il metabolismo. Glicerolo e acidi grassi seguono percorsi diversi.,

Capitolo Recensione

I lipidi sono disponibili per il corpo da tre fonti. Possono essere ingeriti nella dieta, immagazzinati nel tessuto adiposo del corpo o sintetizzati nel fegato. I grassi ingeriti nella dieta vengono digeriti nell’intestino tenue. I trigliceridi sono suddivisi in monogliceridi e acidi grassi liberi, quindi importati attraverso la mucosa intestinale. Una volta attraversati, i trigliceridi vengono risintetizzati e trasportati al fegato o al tessuto adiposo., Gli acidi grassi sono ossidati attraverso acido grasso o β-ossidazione in molecole di acetil COA a due atomi di carbonio, che possono quindi entrare nel ciclo di Krebs per generare ATP. Se l’eccesso di acetil CoA viene creato e sovraccarica la capacità del ciclo di Krebs, l’acetil CoA può essere utilizzato per sintetizzare corpi chetonici. Quando il glucosio è limitato, i corpi chetonici possono essere ossidati e utilizzati per il carburante. L’eccesso di acetil CoA generato dall’eccesso di glucosio o dall’ingestione di carboidrati può essere utilizzato per la sintesi o la lipogenesi degli acidi grassi. Acetyl CoA è usato per creare lipidi, trigliceridi, ormoni steroidei, colesterolo e sali biliari., La lipolisi è la ripartizione dei trigliceridi in glicerolo e acidi grassi, rendendoli più facili da elaborare per il corpo.

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