Salute e malattia

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

  1. Proteolisi: proteina muscolare si degrada, rilasciando aminoacidi nel circolo (stimolata da cortisolo, glucagone, bassa insulina).
  2. Deaminazione: gruppi amminici rimossi (transaminazione/deaminazione), producendo ammoniaca (convertita a urea) e α-chetoacidi.
  3. Ingresso scheletro carbonioso: chetoacidi convertono a piruvato, ossalacetato, o intermedi ciclo Krebs.
    • Alanina → piruvato (principale aminoacido gluconeogenico)
    • Glutammina → α-chetoglutarato → ossalacetato
  4. 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).
  5. 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.