Meccanismi delle vie metaboliche - prima parte

Per poter ben comprendere ed apprezzare le vie metaboliche ed i loro meccanismi di regolazione, dovremmo considerarle nel loro contesto, ossia all’interno dell’organismo.
Gli organismi multicellulari adottano un sistema di differenziamento cellulare, ed una conseguente divisione dei lavori, in virtù delle caratteristiche proprie di ogni “categoria” di cellule e, per tale ragione, oltre al proprio metabolismo energetico, ogni cellula necessita di particolari esigenze nutrizionali e sequenze metaboliche caratterizzanti per il ruolo cui è deputata. Ogni tessuto e organo ha una sua specifica funzione, che caratterizza la sua anatomia e la sua attività metabolica.

I segnali che giungono attraverso gli ormoni coordinano le attività metaboliche dei diversi tessuti, consentendo la distribuzione delle sostanze nutrienti e dei precursori ad ogni organo. Un ruolo centrale nella regolazione metabolica spetta al fegato, nei cui distretti avvengono trasformazioni metaboliche che coinvolgono carboidrati, amminoacidi e grassi.
In seguito ai processi digestivi, carboidrati, proteine e lipidi vengono idrolizzati enzimaticamente per consentirne il passaggio attraverso le cellule epiteliali dell’intestino. Da qui, la quasi totalità degli zuccheri, degli amminoacidi e una piccola porzione di triacilgliceroli, raggiunge gli epatociti attraverso il sangue. La gran parte dei triacilgliceroli si immette nella circolazione linfatica per raggiungere gli adipociti.
I nutrienti che raggiungono il fegato sono convertiti in sostanze energetiche ed in precursori necessari agli altri tessuti, ed inviati a questi ultimi mediante il torrente ematico.
E’ lampante come, le tipologie e le quantità, di nutrienti e di precursori siano direttamente influenzate dal tipo di alimentazione seguita dall’individuo, ma anche dalle necessità dell’organismo. Per tali ragioni il fegato possiede un’ottima flessibilità metabolica, non paragonabile a nessun altro distretto anatomico.
Esaminiamo nel dettaglio le tappe di ingresso e trasformazione di zuccheri, amminoacidi e lipidi:

Zuccheri: il glucosio viene trasportato nel fegato con grande efficienza, tale da rendere la concentrazione epatica di zucchero, pari alla concentrazione sanguigna. Raggiunto il fegato, il glucosio è fosforilato in glucosio 6-fosfato ad opera della glucochinasi. Stesso destino, pur con vie enzimatiche differenti, spetta a fruttosio, mannosio e galattosio.
Il glucosio 6-fosfato può essere indirizzato in 5 differenti vie in virtù delle esigenze dell’organismo. Nello specifico può:

• essere defosforilato formando glucosio libero al fine di innalzare la concentrazione di zucchero nel sangue. La sua concentrazione nel circolo ematico deve infatti essere costante, per garantire nutrimento ai vari distretti corporei
• incorporazione sottoforma di glicogeno
• ossidazione per la produzione di energia nella glicolisi e nel ciclo di Krebs
• degradazione attraverso la via glicolitica per produrre il precursore della sintesi dei lipidi

Non ultimo il glucosio 6-fosfato è il substrato della via del pentoso fosfato che produce potere riducente, precursore essenziale nella biosintesi dei nucleotidi.