Il fegato dopo un pasto (situazione post-prandiale) è impegnato nella glicolisi stimolata dall’insulina.
Il piruvato, prodotto terminale della glicolisi, in presenza di ossigeno viene ossidato ad Acetil-CoA e immesso nel ciclo di Krebs.
Il ciclo di Krebs è un processo anfibolico in quanto produce sia energia sotto forma di ATP che intermedi utili citrato (alfa-chetoglutarato, ossalacetato, succinil-CoA) che possono essere utilizzati in altre vie di sintesi (sintesi di glucidi, lipidi, protidi e composti azotati).
Gli equivalenti riducenti che si formano (NADH e FADH2) alimentano la catena respiratoria e come risultato finale si ha produzione di nuova ATP dall’ATP sintasi nota come FoF1 ATPasi.
In situazione di digiuno invece il fegato è impegnato nella gluconeogenesi e nella chetogenesi.
Nei tessuti extraepatici la situazione è un po’ diversa.
In generale dopo un pasto in tutti i tessuti avviene glicolisi per produrre l’energia (ATP) necessaria alle attività cellulari. In situazione di aerobiosi (presenza di ossigeno) nei tessuti provvisti di mitocondri il piruvato entra nel ciclo di Krebs e si ha attivazione della catena respiratoria. In anaerobiosi (assenza di ossigeno) il piruvato viene invece ridotto a lattato.
In una situazione di digiuno si avrà beta ossidazione degli acidi grassi, ottenuti dal processo di lipolisi con produzione finale di Acetil-CoA, che assieme ai corpi chetonici prodotti dal fegato nel processo di chetogenesi, alimenteranno il ciclo di Krebs consentendo la produzione di energia.
Muscolo scheletrico e cardiaco
Dopo un pasto: glicolisi
- in condizione di aerobiosi ⇒ Krebs ⇒ ATP, intermedi ed equivalenti riducenti;
- in condizione di anaerobiosi si forma acido lattico.
A digiuno: beta ossidazione acidi grassi.
- Krebs ⇒ Catena respiratoria ⇒ FoF1 ATPasi.
Solo a digiuno gli acidi grassi sono preferiti al glucosio come fonte di energia in tutti gli esercizi aerobici di lunga durata e moderata intensità. Questo consente di risparmiare glucosio immagazzinandolo come glicogeno da mobilizzare negli sforzi anaerobici intensi e di breve durata.
Cervello
Dopo un pasto: glicolisi
A digiuno: le cellule nervose, non potendo ossidare gli acidi grassi derivanti dalla lipolisi dei trigliceridi per assenza del corredo enzimatico della beta ossidazione, ricevono il glucosio necessario per la glicolisi dal processo epatico di gluconeogenesi. Nel digiuno prolungato si adattano anche ad utilizzare i corpi chetonici. I neuroni inoltre traggono gran parte della loro energia dall’ossidazione del lattato prodotto dagli astrociti che li circondano, non per niente si dice che gli astrociti hanno una funzione trofica per il tessuto nervoso.
Le cellule nervose hanno bisogno di glucosio per vivere e ricavano energia da Krebs. Sono inoltre molto sensibili alle variazioni di ossigeno.
Tessuto adiposo
Dopo un pasto: deposito di trigliceridi provenienti dai chilomicroni.
A digiuno: lipolisi
Intestino
Dopo un pasto: sede di digestione e assorbimento nutrienti, ma anche produzione di ATP attraverso glicolisi e Krebs e sintesi di lipidi (acidi grassi e colesterolo).
A digiuno: mobilizzano le piccole riserve di TG → acidi grassi → beta ox→ acetilCoA.
Il ciclo di Krebs viene sostenuto soprattutto dalla glutamina prelevata dal circolo (glutamina ⇒ glutamato ⇒ alfa cheto-glutarato)
Rene
Metabolicamente analogo al fegato per quanto riguarda beta ox e gluconeogenesi ma non produce corpi chetonici (la chetogenesi avviene solo nel fegato).
Globuli rossi
Non hanno nucleo e mitocondri, quindi non hanno ciclo di Krebs, catena respiratoria e beta ossidazione. Il loro metabolismo si basa sulla glicolisi anaerobica che porta a lattato. In condizione di digiuno il glucosio necessario arriva dal processo di gluconeogenesi (che avviene nel fegato e nei reni).