Carboidrati: digestione, regolazione della glicemia e fermentazioni microbiche

Carboidrati: digestione e metabolismo

CARBOIDRATI
Forniscono 4 kilocalorie per grammo
Fonte primaria di energia per il cervello ed il
tessuto nervoso
Possono essere utilizzati per sintetizzare
aminoacidi, lipidi, acidi nucleici

Digestione dei carboidrati

Destrine dell'amido
Isomaltosio
Maltosio
Lattosio
BOCCA
a-amilasi
Saccarosio
Cellulosa
Amido
Lattosio
Saccarosio:
Cellulosa
STOMACO
Il pH basso
arresta
l'attività della
amilasi salivare
INTESTINO
TENUE
PANCREAS
a-amilasi
pancreatica
al
FEGATO
Isomaltosio
Maltosio
Lattosio
Saccarosio
Circolazione
portale
Enzimi della
membrana delle
cellule della mucosa
Glucosio
Fruttosio
Galattosio
-
(isomaltasi,
maltasi,
lattasi,
saccarasi)
Cellulosa

Catabolismo del glucosio

Dopo la glicolisi ....
Il catabolismo del glucosio è un processo comune a tutti i
viventi, e la glicolisi è la via principale.

• L'acido piruvico può seguire due destini alternativi:
  . ossidazione (respirazione aerobica)
  . riduzione (fermentazione in anaerobiosi)
  Scopo della fermentazione: riossidare il NADH a NAD+ (se non
  avvenisse, si bloccherebbe la glicolisi)

Fermentazione lattica

Fermentazione lattica nei muscoli ed eritrociti

FERMENTAZIONE LATTICA
nei Muscoli e negli Eritrociti
In carenza di ossigeno o di mitocondri, l'acido piruvico viene ridotto a
lattato
esempio, nel muscolo durante sforzi fisici intensi e prolungati,
negli eritrociti, che sono privi di mitocondri

0
0
C
C=0
Pyruvate
CH3
NADH + H+
lactate
dehydrogenase
1
1
NAD
O
O
C
HO-C-H
Lactate
CH3
Piruvato
riduzione
ossidazione
Lattato
E NEI BATTERI LATTICI

Interconnessione fegato-muscolo

Ciclo di Cori

INTERCONNESSIONE
FEGATO-MUSCOLO

O
C
C=0
Pyruvate
CH3
lactate
dehydrogenase
1C
NADH + H+
NAD+
O
O
C
HO-C-H
Lactate
CH3
Il lattato trasportato al fegato
viene riconvertito a glucosio
tramite la gluconeogenesi
Glucosio
Lattato
SANGUE
Lattato
Glucosio
Lattato
MUSCOLO
Glucosio

Il ciclo di Cori trasformazione di
lattato in glucosio e ... viceversa
Il ciclo di Cori è processo metabolico in cui
il lattato, prodotto dalla glicolisi nei muscoli, viene
trasportato al fegato
dove viene convertito in glucosio e poi rilasciato al muscolo
per l'uso

1. Il piruvato va incontro a
   gluconeogenesi e viene convertito
   in glucosio, che torna al muscolo.
2. Nel muscolo il glucosio
   subisce le reazioni della glicolisi
   per produrre energia, oppure
   viene convertito in glicogeno.
   Glucosio
   Glucosio
   Muscolo
   Fegato
   Vaso
   sanguigno
   GLUCONEOGENESI
   GLICOLISI
   Piruvato
   Piruvato
3. Nel fegato l'enzima
   lattato deidrogenasi
   catalizza la reazione di
   ossidoriduzione che riduce
   il lattato a piruvato.

1
RIOSSIDAZIONE
DEL LATTATO
FERMENTAZIONE
Lattato
I
Lattato

1. Il lattato prodotto dal muscolo in
   assenza di ossigeno viene immesso nel
   circolo sanguigno e raggiunge il fegato.
   Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu @ Zanichelli editore 201/

Glicemia e sua regolazione

La glicemia e la sua regolazione
La glicemia è la concentrazione di glucosio nel sangue.
Le attività metaboliche di qualsiasi cellula, tessuto o organo
dipendono dal mantenimento della glicemia a valori
costanti (65-110 mg/dl a digiuno).
La glicemia è soggetta a un controllo omeostatico molto
stretto mediato dal pancreas attraverso due ormoni:

• l'insulina ha azione ipoglicemiazante, lipogenetica,
  anabolizzante
• il glucagone ha azione iperglicemiazante, lipolitica e
  promuove la produzione di corpi chetonici.
  Valitutti et al., Biochimica, biotecnologie e tettonica delle placche @ Zanichelli editore 2020

Fermentazione microbica

Scopo della fermentazione microbica

la fermentazione microbica
Scopo della fermentazione: riossidare il NADH a NAD+ (se
non avvenisse, si bloccherebbe la glicolisi)

Glucosio
Glicolisi
CO2
Lattato
Piruvato
2,3-Butilenglicol
CO2
Propionato
Etanolo
Formiato
CO2
Acetato
1
Butirrato
CO2
H2
Fabio Fanti, Biologia, Microbiologia
e tecniche di controllo sanitario C
Zanichelli editore 2019
8

Tipi di fermentazioni microbiche

Le fermentazioni microbiche

• La fermentazione alcolica sfrutta i lieviti che fermentano e viene
  impiegata per la panificazione e la produzione di vino e birra.
• Alcuni batteri svolgono la fermentazione acetica, che produce
  l'aceto di vino.
• Lo yogurt, la panna acida e i formaggi sono invece prodotti
  sfruttando i batteri della fermentazione lattica.
  9
  Sylvia S. Mader, Immagini e concetti della biologia @ Zanichelli editore, 2018
  ZANICHELLI

Fermentazione alcolica

Fermentazione alcolica
Nel lievito ed in alcuni microorganismi
CO2
NADH
NAD+
O
O
O
1
2
1
I
CH3-C-C
CH3-C
CH3-C-H
O
piruvato
decarbossilasi
H
alcol
deidrogenasi
H
+ tiamina difosfato
Piruvato
Acetaldeide
Etanolo
OH

la fermentazione microbica
Fermentazione alcolica
COO-
C=0
I
CH3
2 Piruvato
H
C=0
-
CH3
2 CO2
2 Acetaldeide
2 NADH
+ 2 (H+
2 (NAD+
COO-
CH3
2 Alcol etilico (etanolo)

Fermentazione omolattica

Fermentazione omolattica
Glucosio
2 ATP
2 (CH3-CHOH-COOH)
Lattato
2 Gliceraldeide-3- P
2 NAD+
2
NADH
2 (CH3-CO-COOH)
Piruvato
4 ATP

Vie cataboliche: fermentazione microbica

Vie cataboliche: la fermentazione microbica