Sono le 5:00 e mentre penso …. Incollo qui alcuni appunti riassuntivi che presumo possano non solo aiutare Libero all’esame di biochimica che dovrà sostenere a metà settembre per la sua carriera da medico ma anche per dare uno schema mentale un po’ più preciso a tanti altri amici appassionati di Cultura Fisica : Ps. Aiutateci a far crescere questo social o diario di bordo per ogni amico che si avvicinerà alla SPORTFORMA’. Schema delle vie metaboliche
Panoramica generale — da: Nelson D.L., Cox M.M., I principi di biochimica di Lehninger, Parte 2 "Bioenergetica e metabolismo" (Capitoli 13–23)
1. Premessa bioenergetica (Cap. 13)
Tutte le vie che seguono si spiegano solo alla luce di due concetti: la variazione di energia libera (ΔG) determina la direzionalità di una reazione, e l'ATP funge da "moneta energetica" tramite il trasferimento di gruppi fosforici. Le vie cataboliche sono esoergoniche e convergenti (producono ATP e potere riducente); le vie anaboliche sono endoergoniche e divergenti (consumano ATP e potere riducente).
2. Metabolismo dei carboidrati (Cap. 14–15)
Glicolisi
Sede: citosol · Tipo: catabolica via centrale
• Fase preparatoria (reazioni 1–5): consuma 2 ATP, scinde il glucosio in due triosi fosfato
• Fase di recupero energetico (reazioni 6–10): produce 4 ATP e 2 NADH
• Resa netta: 2 ATP, 2 NADH, 2 piruvato per molecola di glucosio
• Tappe regolatorie chiave: esochinasi, fosfofruttochinasi-1 (PFK-1, il controllo più importante),
piruvato chinasi
Il piruvato prosegue verso il ciclo di Krebs (aerobiosi) o verso fermentazione lattica/alcolica (anaerobiosi).
Via del pentoso fosfato
Sede: citosol · Tipo: anfibolica, deriva dal glucosio 6-fosfato
• Fase ossidativa (irreversibile): produce NADPH e ribulosio 5-fosfato; enzima chiave glucosio 6- fosfato deidrogenasi
• Fase non ossidativa (reversibile): interconverte zuccheri a 3-7 atomi di carbonio, ricicla pentosi verso la glicolisi
• Funzione: fornire NADPH per le biosintesi riduttive e per la difesa antiossidante, e ribosio 5- fosfato per la sintesi di nucleotidi
Gluconeogenesi
Sede: soprattutto fegato (e rene) · Tipo: anabolica, non è la semplice inversione della glicolisi
• Aggira le tre tappe irreversibili della glicolisi con 4 enzimi dedicati: piruvato carbossilasi, PEP carbossichinasi, fruttosio 1,6-bisfosfatasi, glucosio 6-fosfatasi
• Precursori: lattato, piruvato, glicerolo, amminoacidi glucogenici
• Regolata in modo reciproco alla glicolisi (stessi effettori, verso opposto), così le due vie non
corrono mai a pieno regime contemporaneamente
Metabolismo del glicogeno
Sede: fegato (riserva per l'organismo) e muscolo (riserva locale)
• Sintesi: UDP-glucosio → glicogenina (innesco) → glicogeno sintasi (allungamento) → enzima ramificante
• Degradazione: glicogeno fosforilasi (rilascia glucosio 1-fosfato) + enzima deramificante
• Regolazione a cascata ormonale: glucagone/adrenalina attivano la fosforilasi e inibiscono la
sintasi via PKA; insulina fa l'opposto — controllo reciproco per fosforilazione/defosforilazione
3. Ciclo dell'acido citrico — ciclo di Krebs (Cap. 16)
Sede: matrice mitocondriale · Tipo: anfibolica (sia catabolica che fonte di precursori biosintetici)
• Il piruvato è prima convertito in acetil-CoA dal complesso della piruvato deidrogenasi (3 enzimi, 5 coenzimi: TPP, acido lipoico, CoA, FAD, NAD+)
• 8 tappe: citrato sintasi → isocitrato → 2 decarbossilazioni ossidative (α-chetoglutarato deidrogenasi tra queste) → succinil-CoA → succinato → fumarato → malato → riforma ossalacetato
• Per ogni giro (1 acetil-CoA): 3 NADH, 1 FADH2, 1 GTP/ATP, 2 CO2
• Regolazione: PDH e le tappe irreversibili del ciclo (citrato sintasi, isocitrato deidrogenasi, α-
chetoglutarato deidrogenasi) sono inibite da alta [NADH]/[ATP], attivate da alta [ADP]/[Ca2+]
• Vie anaplerotiche (es. piruvato carbossilasi) rimpiazzano gli intermedi sottratti per la biosintesi
4. Fosforilazione ossidativa (Cap. 19)
Sede: membrana mitocondriale interna · Tipo: tappa finale della respirazione cellulare
• Catena di trasporto degli elettroni: Complesso I (NADH), Complesso II (FADH2/succinato), ubichinone, Complesso III, citocromo c, Complesso IV (riduce O2 ad H2O)
• Il flusso di elettroni pompa protoni verso lo spazio intermembrana, creando la forza motrice protonica (accoppiamento chemiosmotico, Mitchell)
• L'ATP sintasi (F0F1) sfrutta il rientro dei protoni per sintetizzare ATP tramite catalisi rotazionale
• Rese teoriche: ≈2,5 ATP per NADH, ≈1,5 ATP per FADH2
• Regolazione: controllo respiratorio da [ADP]; disaccoppianti (es. termogenina/UCP1 nel tessuto
adiposo bruno) dissipano il gradiente come calore
5. Metabolismo dei lipidi (Cap. 17, 21)
β-ossidazione degli acidi grassi (catabolismo)
Sede: matrice mitocondriale (dopo trasporto via carnitina)
• Attivazione citosolica (acil-CoA sintetasi) → trasporto tramite navetta della carnitina (CPT-I, tappa regolatoria chiave, inibita da malonil-CoA) → ossidazione
• Ogni ciclo (4 reazioni: ossidazione, idratazione, ossidazione, tiolisi) accorcia la catena di 2 atomi di carbonio, produce 1 FADH2, 1 NADH, 1 acetil-CoA
• L'acetil-CoA entra nel ciclo di Krebs; se in eccesso (digiuno, diabete) forma corpi chetonici nel fegato (acetoacetato, β-idrossibutirrato, acetone) esportati come combustibile per altri tessuti
Biosintesi degli acidi grassi e lipidi
Sede: citosol · Tipo: anabolica, via distinta (non l'inverso) della β-ossidazione
• Precursore: acetil-CoA, esportato dal mitocondrio come citrato (ciclo del citrato) e riconvertito in acetil-CoA citosolico
• Tappa regolatoria chiave: acetil-CoA carbossilasi (produce malonil-CoA), regolata da citrato (attiva) e da fosforilazione AMPK/insulina-glucagone
• Allungamento a opera dell'acido grasso sintasi (complesso multienzimatico), consumo di NADPH (fornito dalla via del pentoso fosfato)
• Trigliceridi e fosfolipidi assemblati per esterificazione con glicerolo 3-fosfato
6. Metabolismo degli amminoacidi e dei composti azotati (Cap. 18, 22)
• Catabolismo: transaminazione (piridossal fosfato) trasferisce il gruppo amminico all'α- chetoglutarato → glutammato → deaminazione ossidativa libera NH3 nel fegato
• Ciclo dell'urea (mitocondrio + citosol epatico): smaltisce l'azoto tossico come urea, escreta dal rene; tappa regolatoria: carbamil fosfato sintetasi I
• Gli scheletri carboniosi confluiscono come intermedi glicolitici, piruvato o intermedi del ciclo di Krebs → amminoacidi glucogenici e/o chetogenici
• Biosintesi: gli amminoacidi non essenziali derivano da intermedi glicolitici/del ciclo di Krebs; la biosintesi di nucleotidi purinici e pirimidinici utilizza ribosio 5-fosfato (via del pentoso fosfato), glutammina e aspartato come donatori di azoto
7. Integrazione e regolazione ormonale (Cap. 23)
Le vie non lavorano isolate: la specializzazione d'organo e lo stato ormonale ne orchestrano il traffico.
Stato
Assorbimento (fed)
Digiuno breve
Digiuno prolungato
Ormone dominante
Insulina ↑
Glucagone ↑
Glucagone/ cortisolo
Fegato
Glicogenosintesi, lipogenesi
Glicogenolisi, poi gluconeogenesi
Gluconeogenesi da amminoacidi, chetogenesi
Muscolo
Captazione glucosio, glicogenosintesi
Glicolisi/β-ossidazione
Uso di corpi chetonici, risparmio proteico
Adipe
Lipogenesi, inibizione lipolisi
Lipolisi ↑ Lipolisi massiva
Meccanismi di controllo trasversali a tutte le vie: regolazione allosterica (effettori come ATP/ ADP/AMP, citrato, acetil-CoA, malonil-CoA), controllo covalente via cascate a chinasi/fosfatasi innescate da insulina-glucagone-adrenalina, e controllo trascrizionale (fattori come SREBP, PGC-1α, FOXO) per gli adattamenti a lungo termine.
Schema di sintesi — Guido, 27/08/2026. Fonte: I principi di biochimica di Lehninger (Nelson & Cox), capitoli 13–23. Nomenclatura e sequenza delle vie verificate sui riferimenti di capitolo del volume in Biblioteca.