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Lezioni di Biologia per la scuola primaria, secondaria e superiore

Il NADH ed il FADH2 che si sono formati nella:

  • glicolisi
  • β-ossidazione (ossidazione degli acidi grassi)
  • ciclo dell'acido citrico (ciclo di Krebs)

sono molecole ricche di energia in quanto contengono una coppia di elettroni con un elevato potenziale di trasferimento.

Quando questi elettroni vengono donati all'ossigeno molecolare, viene liberata una grande quantità di energia libera che può essere sfruttata per la sintesi dell'ATP.

Il glicogeno

Il glicogeno è un polisaccaride di riserva utilizzato dagli animali, contenuto principalmente nei muscoli e nel fegato. Risulta costituito da unità di D-glucosio, che forma catene molto ramificate utilizzando legami α-1,4 e α-1,6. Ha un peso molecolare che varia a seconda del tessuto in cui viene sintetizzato: nel fegato è circa 5000 kDa mentre nel muscolo è circa 1000 kDa. La sintesi del glicogeno viene detta glicogenesi e viene attuata quando il livello ematico di glucosio è alto. Viceversa, quando il livello di glucosio nel sangue si abbassa, interviene la glicogenolisi, processo in cui il glicogeno viene demolito per rendere disponibile il glucosio. In questa lezione vedremo brevemente le reazioni coinvolte nel metabolismo di questo importantissimo carboidrato. Il glicogeno, nel muscolo sotto sforzo, viene demolito rapidamente per ottenere glucosio, il quale viene successivamente avviato all'ossidazione anaerobica.

Ricordiamo che i lipidi più importanti sono:

  • lipidi con testa polare: fosfolipidi, colesterolo (che sono i costituenti della membrana cellulare);
  • lipidi apolari: trigliceridi (con funzione energetica).

I trigliceridi vengono utilizzati come fonte di energia; il primo passaggio è la lipolisi che, grazie alla lipasi, dà acidi grassi non esterificati (NEFA) e glicerolo. Il glicerolo viene trasformato in diidrossiacetone fosfato e poi in gliceraldeide 3-fosfato che è intermedio sia della glicolisi che della gluconeogenesi. La lipolisi è sotto il controllo ormonale: sono stimolatori l'adrenalina ed il glucagone.

La fermentazione consiste in una serie di reazioni che si attuano nel citoplasma in assenza di ossigeno. Il prodotto della glicolisi, l'acido piruvico, viene trasformato in etanolo oppure in un acido organico, il più comune dei quali è l'acido lattico. L'acido piruvico in pratica funge da accettore di elettroni al posto dell'ossigeno, perché in questo modo permette al NADH di riossidarsi a NAD+. Questo trasportatore di elettroni, nello stato ossidato, è fondamentale per la glicolisi, che altrimenti si bloccherebbe.

Nel caso in cui i prodotti della fermentazione sono costituiti da etanolo ed anidride carbonica, si parla di fermentazione alcolica; se il prodotto della fermentazione è l'acido lattico si parla di fermentazione omolattica o semplicemente lattica. Si utilizza il termine "omolattica" per distinguerla dalla fermentazione eterolattica, i cui prodotti sono, oltre all'acido lattico, anche etanolo e CO2.

A differenza di glucidi e lipidi (che di regola non contengono azoto), le proteine sono composti organici quaternari, che possiedono sempre atomi di azoto nella loro molecola (quasi sempre anche atomi di zolfo; spesso fosforo e talvolta atomi metallici: ferro, zinco, rame...).

Si chiama così la sintesi del glucosio da precursori non saccaridici e viene sfruttata durante il digiuno o durante un intenso sforzo fisico per l'enorme richiesta di glucosio da parte del cervello.

I precursori non saccaridici sono:

glicerolo (dall'idrolisi dei trigliceridi) da cui si ottiene diidrossiacetone fosfato
lattato (dal muscolo sotto sforzo) da cui si ottiene piruvato
aminoacidi dai quali si ottiene piruvato, ossalacetato

Alcuni degli elettroni ad alto potenziale, provenienti dalle molecole delle sostanze nutrienti, possono essere conservati per scopi biosintetici, invece di essere trasferiti all'ossigeno per generare ATP.

Il trasportatore di potere ridecente nelle cellule è il NADPH (nicotinamide adenina dinucleotide fosfato ridotto).

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