ENDOCRINOLOGIA DEL METABOLISMO
description
Transcript of ENDOCRINOLOGIA DEL METABOLISMO
ENDOCRINOLOGIA DEL METABOLISMO
ANABOLISMO
BilancioEnergetico
Positivo
Negativo
GH PROTEICO
Insulina LIPIDICO
Cortisolo CATABOLISMO
Metabolismo
CICLO DI KREBSO DELL’ACIDO
CITRICO
Schema dei Prodotti del Ciclo di Krebs
CO2
CO2
NADH
NADH
NADH
FADH
GTP
AcetatoC2
Reazione sintetica di utilizzo dell’acetato
CO2
NADH
FADHGTP
AcetatoC2
NADH
NADH
CO2
CO2
Schema delle fonti del Ciclo di Krebs
Tre,Leu,Val,Ile,Met
Ala, Gli, Ser, Cis,
Trp
Glicerolo,Glicole
propilenico
Glu, Arg,Pro, Ist
Asp
CO2
Sintesi delle fonti glucidiche del Ciclo di Krebs
Sono fonti per il ciclo di Krebs:
Il GLUCOSIOGLUCOSIO tramite l’ ACIDO LATTICO (C3)
Gli AMINOACIDIAMINOACIDI, direttamente (sull’alfa cheto glutarato) od
indirettamente tramite PIRUVATO E PROPIONATO (C3),
il GLICOLE PROPILENICO ed il GLICEROLO (C3),.
SIGNIFICATI BIOLOGICI DEL
CICLO DI KREBS
Il Ciclo di Krebs può avere sia un significato:CATABOLICOCATABOLICO allorquando “brucia” l’acetatoacetato (legato al coenzima A) derivato:
dalla demolizione dei lipidi di riserva (acidi grassi e colesterolo) odall’ossidazione dei lipidi alimentari.
ANABOLICO allorquando “LAVORA” per la
gluconeogenesigluconeogenesi
GLUCONEOGENESI
2 P-Trioso → 2 P-Trioso-P → P-Fruttosio-P2ATPATP
2ADP2ADP
2 x C3C3 → C6C6 Isomerasi
GLUCOSIO-P
CATABOLISMO
il Ciclo di Krebs è il processo centrale del catabolismo in quanto l’acetato che proviene dalla demolizione di acidi grassi a lunga catena e colesterolo deve essere utilizzato per formare ATP con liberazione di 2 molecole di CO2 per ogni molecola di acetato.
NEFA
Colesterolo
Acetato
Glucosio
Ossalacetato
2CO2ATP
Alcool
MORALE DEL CATABOLISMO
CHETOSICHETOSI
SE MANCA OSSALACETATO (O SUOI PRECURSORI) L’ACETATO NON PUÒ ESSERE “BRUCIATO” E SI ACCUMULA NEL FEGATO COSÌ SI FORMANO I PRODOTTI DI CONDENSAZIONE:
Acetato + Acetato Acetoacetato
-OH butirrato
CO2
Acetone
H2
CHETOSI
In caso di eccesso di grassi rispetto agli zuccheri la degrazione dei primi In caso di eccesso di grassi rispetto agli zuccheri la degrazione dei primi si arresta all’acetato. 2 molecole di quest’ultimo nel fegato vengono si arresta all’acetato. 2 molecole di quest’ultimo nel fegato vengono condensate a corpi chetonici:condensate a corpi chetonici:
- Acido aceto-aceticoAcido aceto-acetico, che può essere ridotto a, che può essere ridotto a- Acido Acido -OH butirrico-OH butirrico, che può essere decarbossilato ottenendo , che può essere decarbossilato ottenendo - AcetoneAcetone..La situazione di accumulo di questi ultimi nell’organismo è patologica e La situazione di accumulo di questi ultimi nell’organismo è patologica e
prende il nome di prende il nome di chetosichetosi..
EPATOSTEATOSI
Per il verificarsi della chetosi è necessario un bilancio energetico Per il verificarsi della chetosi è necessario un bilancio energetico negativo (entrate minori delle spese) come si verifica ad esempio nel negativo (entrate minori delle spese) come si verifica ad esempio nel digiuno (entrate = 0). Altrimenti la chetosi si può verificare in digiuno (entrate = 0). Altrimenti la chetosi si può verificare in carenza di glucidi digeribili (la fibra in gran parte non lo è) o di loro carenza di glucidi digeribili (la fibra in gran parte non lo è) o di loro precursori (le proteine sono ottime fonti gluconeogenetiche).precursori (le proteine sono ottime fonti gluconeogenetiche).
Se la chetosi perdura si associa sovente Se la chetosi perdura si associa sovente l’accumulo di acidi grassil’accumulo di acidi grassi ((NEFANEFA) ) non ancora demoliti ad acetatonon ancora demoliti ad acetato nel fegatonel fegato: :
EpatosteatosiEpatosteatosi
RUMINE E METABOLISMO ANIMALE
Cavità prestomacali:Cavità prestomacali:organi deputati alla digestione degli alimentiorgani deputati alla digestione degli alimentiassorbono una grande quantità dei prodotti delle fermentazioniassorbono una grande quantità dei prodotti delle fermentazioni
ASSORBIMENTO NEI DISTRETTIASSORBIMENTO NEI DISTRETTICEFALICI DELLO STOMACOCEFALICI DELLO STOMACO
CAPRACAPRA 60%60%PECORAPECORA 70%70%VACCAVACCA 65%65%
METABOLISMO DEL RUMINANTEMETABOLISMO DEL RUMINANTEstato funzionale di perenne neoglucogenesistato funzionale di perenne neoglucogenesi
MODELLO DELL’ASSORBIMENTO DEGLI A.G.V.ATTRAVERSO L’EPITELIO RUMINALE.
UTILIZZAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI VOLATILI 30% utilizzato direttamente dalle cellule dell’epitelio ruminale30% utilizzato direttamente dalle cellule dell’epitelio ruminale attivato ad acetilCoAattivato ad acetilCoA produzione di energia nel ciclo di Krebsproduzione di energia nel ciclo di Krebs sintesi di alcuni composti biologici (corpi chetonici e acidi grassi)sintesi di alcuni composti biologici (corpi chetonici e acidi grassi) non può essere utilizzato per la sintesi ex-novo di zuccherinon può essere utilizzato per la sintesi ex-novo di zuccheri sfugge al metabolismo epaticosfugge al metabolismo epatico
Metabolizzato a corpi chetonici nell’epitelio del rumine (50% vacca, Metabolizzato a corpi chetonici nell’epitelio del rumine (50% vacca, 80-85% capra)80-85% capra)
utilizzato a scopi energetici (cervello, cuore e tessuto muscolare)utilizzato a scopi energetici (cervello, cuore e tessuto muscolare)
• Convertito nell’epitelio ruminale e nel fegato a succinilCoA Convertito nell’epitelio ruminale e nel fegato a succinilCoA (intermedio del ciclo di Krebs) comune a tutti(intermedio del ciclo di Krebs) comune a tutti
Nell’epitelio ruminale (tipico dei RUMINANTI):Nell’epitelio ruminale (tipico dei RUMINANTI):
50% convertito in lattato50% convertito in lattato
immesso in circoloimmesso in circolo
riutilizzato nel ciclo di Coririutilizzato nel ciclo di Cori altri tessutialtri tessuti effetto anaplerotico del succinilCoA sul ciclo di Krebseffetto anaplerotico del succinilCoA sul ciclo di Krebs
ACETATOACETATO
BUTIRRATOBUTIRRATO
PROPIONATOPROPIONATO
Destino metabolico dellaDestino metabolico dellacatena carboniosacatena carboniosa
del propionatodel propionato
GLUCOSIOGLUCOSIO
ACIDO LATTICOACIDO LATTICO
GLUCOSIOGLUCOSIO
ACIDO LATTICOACIDO LATTICO ACIDO LATTICOACIDO LATTICO
GLICOGENOGLICOGENO
FEGATOFEGATO SANGUESANGUE MUSCOLOMUSCOLO
CICLO DI CORI
UTILIZZAZIONE DI PROTEINE E AMINOACIDI
PROTEINE A DISPOSIZIONE DELL’ANIMALE:PROTEINE A DISPOSIZIONE DELL’ANIMALE:
• proteine digeribili di origine microbicaproteine digeribili di origine microbica
• proteine alimentari by-passproteine alimentari by-pass
PROTEINE DEI BATTERIPROTEINE DEI BATTERI
• 53% della materia secca53% della materia secca
• digeribilità del 75-83%digeribilità del 75-83%
• ricche in valina, arginina e triptofanoricche in valina, arginina e triptofano
PROTEINE DEI PROTOZOIPROTEINE DEI PROTOZOI
• > digeribilità> digeribilità
• > valore biologico> valore biologico
• ricche in lisina, leucina e isoleucinaricche in lisina, leucina e isoleucina
MISCELA BATTERI-PROTOZOIMISCELA BATTERI-PROTOZOI
contenuto proteico del 50%contenuto proteico del 50%
digeribilità di circa l’80%digeribilità di circa l’80%
LA COMPOSIZIONE MEDIA DELLE PROTEINE ESPRESSELA COMPOSIZIONE MEDIA DELLE PROTEINE ESPRESSEDAI BATTERI O DAI PROTOZOI NEL RUMINE E’ RELATIVAMENTEDAI BATTERI O DAI PROTOZOI NEL RUMINE E’ RELATIVAMENTE
COSTANTE INDIPENDENTEMENTE DAL TIPO DI ALIMENTO.COSTANTE INDIPENDENTEMENTE DAL TIPO DI ALIMENTO.
AMINOACIDI GLUCONEOGENETICI:AMINOACIDI GLUCONEOGENETICI:
• quelli che possiedono una catena carboniosa che può esserequelli che possiedono una catena carboniosa che può essere
• trasformata in intermedi del ciclo di Krebs o in piruvatotrasformata in intermedi del ciclo di Krebs o in piruvato
• fegato e corteccia renalefegato e corteccia renale
• cervello e muscolo scheletricocervello e muscolo scheletrico
• aspartato, tirosina, fenilalanina, isoleucina, metionina, valina, glutammato, istidina, prolina, aspartato, tirosina, fenilalanina, isoleucina, metionina, valina, glutammato, istidina, prolina, argininaarginina
ALANINA, GLICINA, SERINA, CISTEINA, TRIPTOFANO: ALANINA, GLICINA, SERINA, CISTEINA, TRIPTOFANO:
• metabolizzati ad acido piruvicometabolizzati ad acido piruvico
• carbossilato ad ossalacetato (gluconeogenesi)carbossilato ad ossalacetato (gluconeogenesi)
• decarbossilato ossidativamente ad acetilCoA (chetogenesi)decarbossilato ossidativamente ad acetilCoA (chetogenesi)
SOLO FEGATO E RENE CEDONO GLUCOSIOSOLO FEGATO E RENE CEDONO GLUCOSIOAL CIRCOLO EMATICO (glucosio-6-fosfatasi)AL CIRCOLO EMATICO (glucosio-6-fosfatasi)
Leucina e lisina: strettamente chetogeneticiLeucina e lisina: strettamente chetogenetici
AMINOACIDI
SINTESI DELL’UREANEL FEGATO
SINTESIDELL’UREA
NELFEGATO
SIGNIFICATO BIOLOGICO DELLA SINTESI EPATICA DELL’UREA
Detossificazione dell’ammoniaca presente nel sangue
L’ESCREZIONE AZOTATA
Condensazione dell’ammoniaca e dell’anidride carbonica nel mitocondrio
Carbamil fosfatoCarbamil fosfato
H2NH2N——CC——OO——P=OP=O
OO OHOH
OHOH
NHNH33 + CO + CO22
2 ATP2 ATP 2 ADP + Pi 2 ADP + Pi
22HNHNCCNHNH22 + + --OOCOOCCHCHCHCHCOOCOO--
OO
UreaUrea FumaratoFumarato
AspartatoAspartatoNHNH33 + CO + CO22 + + --OOCOOCCHCH22CHCHCOOCOO--
NHNH33++
3 ATP3 ATP
2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi
SINTESI DELL’UREAReazione sintetica
1010 2020 3030 4040 5050 mg/100 mlmg/100 ml1,71,7 3,33,3 5,05,0 6,76,7 8,38,3 mmol/lmmol/l
UREA EMATICAUREA EMATICA
UR
EA
NE
L L
AT
TE
UR
EA
NE
L L
AT
TE
10102020
30304040
50501,
71,
73,
33,
35,
05,
06,
76,
78,
38,
3
RELAZIONE TRA I LIVELLI DI UREANEL SANGUE E NEL LATTE
Eccesso di azotoEccesso di azotodegradabile odegradabile o
carenza di energiacarenza di energiafermentescibilefermentescibilenella razionenella razione
carenza di azotocarenza di azotodegradabile odegradabile o
eccesso di energiaeccesso di energiafermentescibilefermentescibilenella razionenella razione
zona di tolleranza
zona di tolleranza zona
di t
olle
ranz
a
zona
di t
olle
ranz
a
ZONAZONAOTTIMALEOTTIMALE
razione equilibratarazione equilibrata
CALO DI INGESTIONECALO DI INGESTIONECALO DI DIGERIBILITA’CALO DI DIGERIBILITA’
RISCHIO DI ACIDOSIRISCHIO DI ACIDOSICALO DI PRODUZIONECALO DI PRODUZIONE
PROBLEMI DI FERTILITA’PROBLEMI DI FERTILITA’MORTALITA’ EMBRIONALEMORTALITA’ EMBRIONALE
METRITI, ZOPPIEMETRITI, ZOPPIECHETOSICHETOSI
PIU’ LATTEPIU’ LATTE
4,24,22525
4,54,5
27275,05,0
3030 5,55,53333
mmol/lmmol/lmg/100 mlmg/100 ml
INTERPRETAZIONE DEI LIVELLI DI UREA NEL LATTE
(PEYRAUD, 1989)
INDICAZIONE DEI “LIMITI DI RIFERIMENTO” PER L’UREA NEL SANGUE E NEL LATTE
AASSCCIIUUTTTTAA LLAATTTTAAZZIIOONNEE
2200 -- 2255 kkgg//dd >> 2255 kkgg//dd
PPLLAASSMMAA ((mmgg//110000 mmll)) 1166,,88 -- 2255,,88 2277,,00 -- 3344,,22 3300,,00 -- 3399,,00
LLAATTTTEE ((mmgg//110000 mmll)) -- -- -- 2255,,00 -- 3333,,00 2288,,55 -- 3377,,00
RELAZIONI FRA LA PROTEINA ALIMENTARE E UREA NEL LATTE
(Roeseler e coll., 1993)
Urea ematica = 10.7+0.016 X DIP + 0.0256 X UIP – 1.26 X NEL(mg/100ml) (g/d) (g/d) (Mcal)
R2 = 0.67
DIGESTIONE DEI LIPIDIDIGESTIONE DEI LIPIDIAnimali non-ruminantiAnimali non-ruminanti duodenoduodenoAnimali ruminantiAnimali ruminanti prestomaci (non completa)prestomaci (non completa)
LIPASI DI ORIGINE MICROBICALIPASI DI ORIGINE MICROBICAidrolisi dei lipidi esterificatiidrolisi dei lipidi esterificati(trigliceridi, mono- e di-galattogliceridi e fosfolipidi)(trigliceridi, mono- e di-galattogliceridi e fosfolipidi)
IDROGENAZIONE DEI LIPIDI POLIINSATURIIDROGENAZIONE DEI LIPIDI POLIINSATURIFormazione di isomeri dienoici e monoenoici 18CFormazione di isomeri dienoici e monoenoici 18C
FORMAZIONE DI MOLECOLE PARTICOLARIFORMAZIONE DI MOLECOLE PARTICOLARIacidi grassi a numero dispari di atomi di Cacidi grassi a numero dispari di atomi di Cacidi grassi a catena ramificata (isoacidi = isobutirrico, isovalerico)acidi grassi a catena ramificata (isoacidi = isobutirrico, isovalerico)
METABOLISMO LIPIDICO NEL RUMINEMETABOLISMO LIPIDICO NEL RUMINE
Nel rumine gli esteri di acidi grassi polinsaturi vengono bioidrogenati (ridotti ed isomerizzati) così dal C18:3 e dal C18:2 si può arrivare al C18:0.Gli intermedi del processo sono de “dieni coniugati”:i CLA appunto.
SCHEMA DELLA BIOIDROGENAZIONE RUMINALE DELL’ACIDO LINOLEICO
isomerizzazioneisomerizzazione
idrogenazioneidrogenazione
idrogenazioneidrogenazione
C18:2 cis-9, cis-12C18:2 cis-9, cis-12acido linoleicoacido linoleico
C18:2 cis-9, trans-11C18:2 cis-9, trans-11acido rumenicoacido rumenico
C18:1 trans-11C18:1 trans-11acido trans-vaccenicoacido trans-vaccenico
C18:0C18:0acido stearicoacido stearico
ACIDO LINOLEICO E SUOI PRINCIPALI ISOMERI CONIUGATI: CLA