Gluconeogenesi: come il corpo produce glucosio da proteine e altre fonti non-carboidrati
Gluconeogenesi (GNG) è la via metabolica che sintetizza glucosio da precursori non-carboidrati—principalmente aminoacidi (da degradazione proteine), lattato, e glicerolo. Avviene principalmente nel fegato (~90%) e reni (~10%).
Via passo-passo
- Proteolisi: proteina muscolare si degrada, rilasciando aminoacidi nel circolo (stimolata da cortisolo, glucagone, bassa insulina).
- Deaminazione: gruppi amminici rimossi (transaminazione/deaminazione), producendo ammoniaca (convertita a urea) e α-chetoacidi.
- Ingresso scheletro carbonioso: chetoacidi convertono a piruvato, ossalacetato, o intermedi ciclo Krebs.
- Alanina → piruvato (principale aminoacido gluconeogenico)
- Glutammina → α-chetoglutarato → ossalacetato
- Gluconeogenesi propriamente detta (11 reazioni):
- Piruvato → ossalacetato (via piruvato carbossilasi, biotina-dipendente)
- Ossalacetato → PEP (via PEPCK, GTP-dipendente)
- PEP → ... → fruttosio-1,6-bisfosfato → fruttosio-6-fosfato → glucosio-6-fosfato → glucosio
- Enzimi bypass chiave: piruvato carbossilasi/PEPCK, fruttosio-1,6-bisfosfatasi, glucosio-6-fosfatasi (solo fegato/rene).
- Rilascio glucosio: glucosio-6-fosfatasi epatica libera glucosio in circolo; rene lo rilascia direttamente in vena renale.
Regolazione
- Ormonale: glucagone e cortisolo upregolano GNG; insulina la sopprime.
- Disponibilità substrati: aminoacidi, lattato (da glicolisi anaerobica), glicerolo (da lipolisi).
- Stato energetico: alto ATP e acetil-CoA favoriscono gluconeogenesi.
Ruolo fisiologico e implicazioni cliniche
- Mantiene glicemia durante digiuno, fame, diete low-carb, esercizio intenso.
- Previene ipoglicemia; risparmia glucosio per cervello (utilizzatore obbligato).
- GNG eccessiva contribuisce a wasting muscolare in cachessia e diabete non controllato.
La gluconeogenesi è meccanismo sopravvivenza vitale, ma attivazione cronica ha costi metabolici, inclusa perdita muscolare.