Metabolismul glucidic

Glucidele absorbite după digestie furnizează, între altele, glucoză. Celulele o pot folosi pentru a produce ATP, iar ficatul și mușchii pot păstra o parte sub formă de glicogen. Formarea glicogenului din glucoză se numește glicogenogeneză. Când este nevoie de combustibil între mese, glicogenul poate fi descompus prin glicogenoliză. Ficatul poate contribui astfel la glicemia sanguină; glicogenul muscular este folosit în principal de mușchiul în care se află.

Glucoza nu este „arsă” într-un singur pas. Glicoliza o transformă în compuși mai mici; în condiții aerobe, etapele mitocondriale permit obținerea unei cantități mai mari de ATP. Ficatul poate forma glucoză și din precursori neglucidici prin gluconeogeneză. Acest proces nu înseamnă că orice grăsime se transformă integral și direct în glucoză.

Insulina și glucagonul contribuie la reglarea glicemiei, în raport cu aportul alimentar și nevoile organismului. Pentru învățare, desenează trei destinații ale glucozei: utilizare imediată, depozitare ca glicogen și prezență în sânge. Trasează separat săgeata dintre glicogen și glucoză. Nu confunda glicogenogeneza cu glicoliza: primul proces construiește o rezervă, al doilea descompune glucoza pentru a obține energie.

După masă, creșterea glicemiei stimulează secreția insulinei; ficatul și mușchii formează glicogen, iar țesuturile sensibile captează glucoză. Între mese, glucagonul favorizează glicogenoliza și gluconeogeneza hepatică. Mușchiul nu eliberează glucoză liberă în sânge din glicogenul său, deoarece nu are enzima glucozo-6-fosfatază necesară acestui pas. Astfel, ficatul contribuie direct la menținerea glicemiei, iar mușchiul își folosește rezerva pentru activitatea proprie.

Glicemia școlară orientativă à jeun este de circa 70–110 mg/dl. În lipsa aportului alimentar, ficatul poate forma glucoză prin gluconeogeneză din lactat, glicerol și anumiți aminoacizi; depozitele musculare de glicogen sunt folosite local.

Intrarea glucozei în celule se face prin transportori GLUT: în ficat GLUT2, în creier GLUT1 și GLUT3 (independenți de insulină), în mușchi și țesutul adipos GLUT4, care apare în membrană sub acțiunea insulinei. Fructoza și galactoza sunt transformate în ficat în intermediari ai glicolizei; lipsa enzimelor pentru galactoză produce galactozemie. Rezerva de glicogen: ficatul are aproximativ 100 g, iar mușchii aproximativ 300–400 g; glicogenul hepatic se epuizează după 12–24 de ore de post, deci celelalte surse devin necesare. Glicogenogeneza este activată de insulină, glicogenoliza de glucagon (ficat) și de adrenalină (ficat și mușchi). Gluconeogeneza, în ficat și, în post prelungit, în rinichi, utilizează lactat, glicerol (din lipoliză) și aminoacizi glucogenici. Gluconeogeneza nu este inversul exact al glicolizei: etapele ireversibile sunt ocolite prin enzime proprii. Excesul de glucoză este transformat în acizi grași și depozitat ca trigliceride.

Exemplu rezolvat 1: ciclul Cori. Un sprinter aleargă 100 m.

1. Mușchiul obține ATP prin glicoliză anaerobă, deoarece oxigenul nu ajunge suficient; piruvatul devine lactat.
2. Lactatul trece în sânge și ajunge la ficat.
3. Ficatul îl transformă prin gluconeogeneză în glucoză, folosind ATP.
4. Glucoza revine în sânge și este preluată de mușchi pentru refacerea glicogenului.
5. Concluzie: ficatul ajută mușchiul să elimine lactatul și să refacă rezerva de energie.

Exemplu rezolvat 2: randamentul în ATP al celor două moduri de oxidare a glucozei.

1. În glicoliza anaerobă se formează net 2 ATP pentru o moleculă de glucoză.
2. În oxidarea aerobă completă se formează, în convenția școlară, 38 ATP.
3. Raportul: $\frac{38}{2}=19$.
4. Concluzie: oxidarea aerobă produce de 19 ori mai mult ATP, de aceea celulele care au mitocondrii și oxigen folosesc respirația aerobă.

Rinichii contribuie la menținerea glicemiei prin gluconeogeneză în post prelungit și prin reabsorbția glucozei: la o glicemie normală, toată glucoza filtrată este reabsorbită în tubul proximal, iar când glicemia depășește pragul renal (aproximativ 180 mg/dL) apare glucoză în urină (glicozurie), ca în diabetul zaharat. Creierul consumă aproximativ 120 g de glucoză pe zi și nu are rezerve proprii de glicogen, de aceea hipoglicemia severă produce confuzie, convulsii și comă.

În itemii de admitere, identifică substratul și produsul fiecărei căi înainte de a alege hormonul asociat. Glicogenogeneza consumă glucoză pentru stocare; glicogenoliza mobilizează glicogenul; gluconeogeneza formează glucoză din precursori neglucidici. Nu deduce că glicoliza și gluconeogeneza sunt exact aceeași listă de reacții parcursă în sens invers.

Reține: insulina scade glicemia (glicogenogeneză, intrarea glucozei în celule, lipogeneză); glucagonul, adrenalina și cortizolul o cresc. Gluconeogeneza are loc în ficat, iar în post prelungit și în rinichi. Mușchii nu eliberează glucoză în sânge din glicogen, pentru că nu au glucozo-6-fosfataza. Creierul consumă glucoză și nu o depozitează. Intoleranța la lactoză este lipsa lactazei intestinale: lactoza nu este scindată în glucoză și galactoză și produce diaree și balonare.

Reține și enzimele: glicogen-sintaza (glicogenogeneză) și glicogen-fosforilaza (glicogenoliză), reglate invers de hormoni: insulina activează prima, glucagonul și adrenalina activează a doua.

Hiperglicemia cronică lezează vasele și nervii.

Exemplu în formatul examenului (complement grupat). Despre metabolismul glucidic sunt corecte afirmațiile:

1. Glicogenogeneza este stimulată de glucagon.
2. Mușchiul eliberează în sânge glucoză liberă din glicogenul propriu.
3. Gluconeogeneza este descompunerea glicogenului hepatic în glucoză.
4. Insulina stimulează glicogenogeneza în ficat și în mușchi.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: d. Afirmația 1 este falsă: glicogenogeneza este stimulată de insulină, iar glucagonul stimulează glicogenoliza. Afirmația 2 este falsă: mușchiul nu are glucozo-6-fosfatază și nu eliberează glucoză în sânge. Afirmația 3 este falsă: gluconeogeneza formează glucoză din precursori neglucidici, iar descompunerea glicogenului se numește glicogenoliză. Afirmația 4 este adevărată.

Greșeli frecvente

• Greșit: Glicoliza și glicogenoliza sunt sinonime.
  Corect: Glicoliza prelucrează glucoza; glicogenoliza descompune glicogenul.
• Greșit: Gluconeogeneza este descompunerea glicogenului.
  Corect: Gluconeogeneza sintetizează glucoză din precursori neglucidici.
• Greșit: Mușchiul eliberează în sânge glucoza rezultată din glicogenul propriu.
  Corect: Mușchiul nu are glucozo-6-fosfataza, deci își folosește glicogenul local; glicemia este menținută de ficat.

Înainte și după