BIOCHIMICA DEI MACRONUTRIENTI
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18/05/12<br />
<strong>BIOCHIMICA</strong> <strong>DEI</strong> <strong>MACRONUTRIENTI</strong><br />
Dott. Chiara Modricky<br />
Trieste, 22 maggio 2012
18/05/12
Le cellule estraggono energia dalle sostanze organiche<br />
Il complesso delle reazioni che permettono l’estrazione di energia<br />
dalle sostanze organiche è il metabolismo energetico.<br />
L’energia potenziale<br />
immagazzinata nei legami<br />
• si libera durante la loro<br />
ossidazione che avviene<br />
per tappe successive<br />
(respirazione cellulare)<br />
• viene sfruttata per<br />
sintetizzare ATP
I processi mediante i quali le<br />
molecole biologiche vengono<br />
scisse e risintetizzate formano<br />
una rete di reazioni enzimatiche,<br />
complessa e finemente regolata,<br />
detta metabolismo<br />
dell’organismo.<br />
Questa rete consente di<br />
produrre ed utilizzare energia<br />
libera.
Il metabolismo<br />
Le reazioni per l’ottenimento di energia a partire<br />
dagli alimenti costituiscono il metabolismo<br />
energetico<br />
Le macromolecole base sono demolite secondo le<br />
seguenti reazioni:<br />
glucidi + O 2 → CO 2 + H 2 O + energia<br />
protidi + O 2 → CO 2 + H 2 O + composti azotati + energia<br />
lipidi + O 2 → CO 2 + H 2 O + energia
Il metabolismo<br />
• Metabolismo: insieme di trasformazioni di materia e di energia<br />
che avvengono in un organismo<br />
• Le attività metaboliche di una cellula comprendono:<br />
– reazioni che portano alla sintesi di molecole complesse<br />
(anabolismo). Sono reazioni endoergoniche, richiedono<br />
energia<br />
– reazioni per la degradazione di molecole complesse in<br />
composti semplici (catabolismo). Sono reazioni<br />
esoergoniche,liberano energia<br />
Anabolismo e catabolismo<br />
sono accoppiati<br />
(il trasportatore di energia è l’ATP)
Schema generale del metabolismo energetico<br />
Le sostanze introdotte con i cibi<br />
• vengono idrolizzate e trasformate prevalentemente in<br />
monosaccaridi, aminoacidi, glicerolo, acidi grassi<br />
• subiscono varie trasformazioni in modo che il loro livello (pool) nel<br />
sangue si mantenga costante
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ATP adenosina trifosfato<br />
ATP + H 2O ADP + P i<br />
ΔG°’ = - 30.5 kJ . mole -1<br />
ATP + H 2O AMP + PP i<br />
ΔG°’ = - 32.2 kJ . mole -1
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GLICOLISI
La glicolisi<br />
Con la glicolisi il<br />
glucosio viene<br />
parzialmente ossidato<br />
a piruvato, con<br />
formazione di 2 ATP
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acido<br />
pantotenico<br />
Gruppo acetile<br />
β-mercapto<br />
etanolammina<br />
Adenosina 3’<br />
fosfato<br />
L’Acetil-CoA si<br />
comporta da<br />
trasportatore di<br />
gruppi acetili e acili,<br />
ma anche da<br />
composto “ad alta<br />
energia” per il suo<br />
legame tioestere<br />
parzialmente<br />
instabile (ΔG°’ = - 31.5<br />
kJ . mole -1 )
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BETA OSSIDAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI
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DEAMINAZIONE AA
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Le vie del metabolismo<br />
degradativo di carboidrati,<br />
proteine e lipidi convergono<br />
verso la formazione di un<br />
numero limitato di intermedi<br />
comuni che vengono poi<br />
utilizzati in una via ossidativa<br />
centrale.<br />
Nelle vie del metabolismo<br />
biosintetico un numero limitato<br />
di metaboliti viene utilizzato per<br />
la produzione di una grande<br />
varietà di prodotti.
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La respirazione cellulare<br />
La respirazione cellulare prevede 3 fasi<br />
successive:<br />
• glicolisi, nel citoplasma<br />
• ciclo di Krebs, nella matrice<br />
mitocondriale<br />
• fosforilazione ossidativa, sulle<br />
creste mitocondriali
Il ciclo di Krebs<br />
Nella matrice mitocondriale<br />
il piruvato subisce una<br />
decarbossilazione<br />
ossidativa diventando<br />
acetilCoA<br />
Nel ciclo di Krebs<br />
• l’acetilCoA si ossida ad anidride<br />
carbonica<br />
• si formano 3 NADH, 1FADH 2 , 1ATP
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CORPI CHETONICI
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CORPI CHETONICI<br />
• La formazione dei corpi chetonici (acetoacetato, betaidrossibutirrato<br />
e acetone) avviene se c’è eccesso di Acetil-CoA e<br />
poco ossalacetato.<br />
Si formano come conseguenza di una dieta ricca di grassi e con<br />
pochi carboidrati.
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FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA NEL<br />
MITOCONDRIO
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La fosforilazione ossidativa<br />
Durante la fosforilazione ossidativa, il trasferimento di elettroni<br />
sulle creste mitocondriali determina<br />
• la sintesi della maggior parte delle molecole di ATP<br />
• il consumo di ossigeno<br />
• la liberazione di acqua
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INDICE GLICEMICO
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CARICO GLICEMICO
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CARICO GLICEMICO =<br />
INDICE GLICEMICO x % CARBOIDRATI DELL’ALIMENTO<br />
______________________________________________________<br />
Esempio:<br />
100<br />
IG pasta = 52 % carboidrati 75 (su 100 g) CG= 39<br />
< 10 carico glicemico basso<br />
11 - 19 carico glicemico medio<br />
> 20 carico glicemico alto
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Grazie per l’attenzione!!!
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