Glicogenosintesi
Che cos'è la glicogenosintesi?
Il fegato è fondamentale nel metabolismo degli idrati di carbonio. Anzitutto è il principale deposito di glicogeno: in questa lezione verranno illustrate le singole tappe che portano alla formazione del glicogeno, che rappresenta la prima sorgente di energia che l'organismo ha a sua disposizione.
Che cos'è il glicogeno
Il glicogeno è un polisaccaride (cioè un composto di natura zuccherina, con una struttura molecolare piuttosto complessa) e come tale prende la sua origine dai carboidrati (detti anche glucidi o zuccheri) contenuti negli alimenti.
Questi ultimi sono principalmente rappresentati dall'amido e da zuccheri più semplici quali il lattosio (presente nel latte) e il saccarosio (lo zucchero che normalmente si usa per dolcificare).
Il risultato della digestione e dell'assorbimento intestinale è quello di far giungere al fegato le unità più semplici, i monosaccaridi, tra cui sono importanti il glucosio, il galattosio, il fruttosio.
La glicogenosintesi
Affinché tutti i monosaccaridi possano essere convertiti in glicogeno è necessario, in primo luogo, che essi vengano trasformati in glucosio; questa prima tappa nell'utilizzazione dei glucidi è particolarmente importante, perché soltanto le molecole di glucosio possono essere concatenate a formare il polisaccaride di riserva, ed esse rappresentano anche la forma attraverso la quale i glucidi vengono trasportati nel sangue.
Il glucosio è infatti uno dei costituenti essenziali del sangue ed è presente normalmente nella quantità di circa 1 g per litro di sangue. La concentrazione di glucosio nel sangue (detta glicemia) deve essere sempre mantenuta sugli stessi valori; se essa infatti scende o aumenta al di là di un dato limite intervengono dei gravi disturbi che possono portare anche alla morte.
L'organismo normalmente è tuttavia in grado di attuare dei piani di emergenza che possono ristabilire le condizioni primitive. Se, ad esempio, per diversi motivi, il glucosio diminuisce, l'equilibrio viene ricostituito, in gran parte attingendo alla scorta di glicogeno immagazzinato nel fegato, il quale viene trasformato prontamente in glucosio, che entra nel sangue.
Se invece il glucosio del sangue aumenta e supera i limiti normali, entra in gioco un meccanismo per cui la quantità eccedente viene dal fegato condensata a glicogeno, poi trattenuto come preziosa riserva.
Anche se in effetti il ciclo è più complicato e altri meccanismi intervengono a regalare il metabolismo dei glucidi, la conversione glucosio-glicogeno e viceversa rappresenta senz'altro il cardine su cui s'impernia l'utilizzazione di questi composti, e quindi la via attraverso la quale l'"energia" viene di volta in volta immagazzinata o utilizzata.
Trasformati in glucosio tutti i monosaccaridi, inizia nel fegato quel processo di polimerizzazione che convertirà il glucosio in glicogeno.
La prima reazione cui va incontro tale zucchero è quella della fosforilazione: alla molecola del glucosio viene attaccata una molecola di fosfato, per opera di uno speciale enzima e di un "donatore di fosfati", l'acido adenosintrifosforico (ATP).
Questo acido presenta nella sua molecola tre unità di fosfato ed è in grado di privarsi di una delle tre e donarla - con l'aiuto di un determinato enzima - a un altro composto (in tal caso il glucosio) che si arricchisce così del prezioso fosfato.
È questa una reazione di estrema importanza nell'economia dell'organismo. Infatti non soltanto il glucosio, ma tanti altri composti, per poter debitamente andare incontro alle varie reazioni biochimiche, devono essere prima attivati e il processo di fosforilazione costituisce la via attraverso la quale si compie I'attivazione.
Ma nel caso del glucosio la fosforilazione si accompagna anche a un altro fenomeno che, sebbene determinato e susseguente al primo, non è tanto di natura chimica quanto fisica. Si tratta della cosiddetta captazione endocellulare del glucosio: questo infatti, che come tale è perfettamente in grado di passare attraverso la membrana cellulare, una volta che si è legato al fosfato non può più diffondersi e rimane così localizzato all'interno della cellula.
Si comprende quale importanza possa rivestire questo meccanismo, se si pensa che soltanto nella cellula esistono i sistemi enzimatici atti a utilizzare il glucosio come immediato combustibile oppure a metterlo in serbo trasformandolo in glicogeno.
Comunque sia, il glucosio legato al fosfato o più precisamente il glucosio-6-fosfato (dato che la molecola di fosfato è legata all'atomo di carbonio 6) rappresenta la forma base, la sola che possa subire le ulteriori trasformazioni.
A questo punto infatti questa molecola si trova di fronte a due distinte vie: può essere demolita, liberando una certa quantità di energia che viene spesa per i fabbisogni e per le attività del corpo, oppure può essere opportunamente convertita in glicogeno.
Quest'ultima via non è molto lunga da percorrere. È necessario innanzi tutto che il glucosio-6-fosfato subisca un particolare "arrangiamento" nel senso che la molecola di fosfato lascia il carbonio 6 a cui a legata e migra al carbonio 1. In seguito a questo complicato spostamento interno, che avviene in presenza di uno speciale enzima, il glucosio-6-fosfato si trasforma in glucosio-1-fosfato.
Siamo così arrivati alla fase finale del processo di sintesi: le molecole di glucosio-1-fosfato, in presenza di uno specifico enzima, vengono unite le une alle altre e polimerizzate a glicogeno.
Durante l'ultima reazione le varie molecole di fosfato si staccano e così il polimero che ne risulta, il glicogeno, è costituito da centinaia di molecole di glucosio unite strettamente le une alle altre a formare delle lunghe catene con numerose ramificazioni.
Funzioni del glicogeno
Il glicogeno espleta magnificamente le sue funzioni di sostanza di riserva: all'occorrenza, infatti, la grossa molecola viene attaccata alla periferia da un enzima e le unità di glucosio vengono staccate ad una ad una subendo nello stesso tempo un processo di fosforilazione, in modo che si ottenga di nuovo glucosio-6-fosfato già pronto per essere utilizzato dal punto di vista energetico.
Il glicogeno e così per l'organismo una vera e propria miniera di combustibile, sempre pronto per essere prelevato e bruciato.
Questa sostanza di riserva non si forma però soltanto nel fegato: in effetti essa è presente in tutte le cellule del corpo. Tuttavia esso ha scelto come propri depositi principalmente il fegato e il muscolo.
Ed è in quest'ultimo tessuto che viene normalmente consumato, perché appunto la contrazione muscolare avviene a spese dell'ossidazione del glucosio.
Ora, contrariamente a quello che si potrebbe pensare, la concentrazione del glicogeno muscolare deve mantenersi sempre più o meno allo stesso livello. Ogni volta che la riserva del muscolo diminuisce, entra in gioco un meccanismo per cui il glicogeno del fegato viene demolito e convertito in glucosio che, arrivato al muscolo attraverso il sangue, viene trasformato di nuovo in glicogeno.
Questo perché il fegato, non avendo bisogno di spendere tanta energia quanta ne spendono i muscoli durante l'attività fisica, può rimanere a corto di combustibile senza soffrirne e inoltre esso, possedendo un "laboratorio chimico" molto più a attrezzato di quello dei muscoli, può sintetizzare glucosio da altre fonti e soddisfare così al proprio fabbisogno.
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