METABOLISMUL GLUCIDELOR

În procesele generatoare de energie din organism metabolismul glucidelor ocupă un loc central, glucidele asigurând cea mai mare parte – peste 50% - din energia necesară desfășurării activității celulare. În deosebi celula nervoasă este dependentă de glucoză ca sursă de energie.

În organismele animalelor superioare glucoza poate constitui depozite de energie sub formă de glicogen hepatic sau muscular. La plante acest rol îl îndeplinește cu prioritate amidonul. Animalele fiind organisme heterotrofe își procură glucidele pe cale exogenă, prin alimentație, din regnul vegetal și numai când aportul acestora este insuficient și pe cale endogenă, prin metabolizarea altor substanțe neglucidice, în special a proteinelor.

Metabolismul general al glucidelor cuprinde transformări: digestia, absorbția, transportul, depozitarea, metabolismul intermediar și excreția.

Digestia glucidelor

Glucidele preluate din hrană se găsesc în cea mai mare parte sub formă de oligo-și poliglucide (amidon, celuloză) cu molecule complexe care nu pot fi absorbite direct prin membrana gastrointestinală, ci numai sub formă de monoglucide sau alți metaboliți cu molecule mici; de acea glucidele sunt supuse unor transformări biofizice și biochimice cunoscute sub numele de digestive și care constau ăn principal în scindarea hidrolitică a acestora pe traiectul digestiv, sub acțiunea unor enzime specifice. Digestia glucidelor decurge diferențiat la animalele monogastrice față de poligastrice, la mamifere față de păsări, din care cauză se impune tratarea separată a acestora.

Absorbția glucidelorAre loc la nivelul intestinului subțire sub formă de monoglucide și este în strânsă legătură

cu o serie de transformări biofizice și biochimice care au loc la acest nivel. Absorbția ozelor poate avea loc și în cavitatea bucală sau stomac, dar numai într-o măsură mai mică. Absorbția intestinală a pentozelor și hexozelor în stare liberă are loc prin difuzie simplă, fizică, fără consum de energie cu viteze ce depind de natura ozei în ordinea: galactoză > fructoză > manoză> xiloză > arabinoză. În general hexozele au o viteză de absorbție mai mare decât pentozele. Într-o măsură mai mică are loc și o absorbția activă a hexozelor care implică fosforilarea lor în celulele intestinale sub acțiunea hexozokinazelor ceea ce mărește viteza lor de absorbție. Acest proces activ necesită un mare consum de ATP, este reglat de hormonii corticosuprarenali și stimulat de unele vitamine din complexul B. Prin fosforilare, hexozele sunt transformate în esteri fosforici, formă sub care sunt absorbite prin peretele intestinal.

Transportul și depozitarea glucidelor

În urma procesului de absorbție hexozele defosforilate sunt vehiculate împreună cu celelalte oze, sub formă liberă, pe cale sanguină, spre diferite țesuturi și organe, în funcție de nevoile lor energetice sau biosintetice. Principala oză circulantă este glucoza, iar glicogenul este forma de depozitare.

În metabolismul glucidelor ficatul are un rol important ca organ de tranzit al acestora între intestin și circulația generală. Ficatul transformă toate ozele în glucoză și lasă să treacă în

circulația sanguină o cantitate mică pentru a asigura o concentrație constantă a acesteia, numită glicemie.

Glicemia are valori relativ constante (40-100mg/100ml sânge) la diferite specii de animale. Restul de glucoză este transformată și depozitată sub formă de glicogen. Procesul de biosinteză a glicogenului se numește glicogenogeneză. iar procesul de transformare în glucoză a substanțelor neglucidice se numește gluconeogeneză. La toate aceste transformări, la care se adaugă lipogeneza din glucide, un rol important îl joacă, pe lângă o serie de enzime și următorii hormoni: insulina, glucagonul, adrenalina, hormonii hipofizari și corticosuprarenali.

Catabolismul glucidelor

Organismul animal preia glucidele sub formă de oze pe care ficatul le transformă în glucoză prin reacții de izomerizare, epimerizare. Glucoza din sânge în stare liberă, circulantă este preluată de către celule și fosforilată sub acțiunea hexokinazei la glucozo-6-fosfat. Esterul 6 fosforic al glucozei reprezintă forma metabolic activă a glucozei fiind componenta de plecare pentru aproape toate transformările glucidelor. Degradarea glucozo-6-fosfatului are loc pe mai multe căi, cele mai importante fiind:

- glicoliza, proces anaerob prin care glucoza este degradată la acid lactic; - glicogenoliza, proces de degradare anaerobă a glicogenului la acid lactic;- calea aerobă, la acid piruvic, iar prin intermediul ciclului Krebs și a lanțului respirator

cuplat cu fosforilarea oxidativă, până la dioxid de carbon și apă cu eliberarea unei cantități considerabile de energie.

Catalismul anaerob al glucidelor. Glicoliza.Glicoliza sau calea metabolică Embden-Meyerhoff-Parnas

Reprezintă o cale de degradare anaerobă a glucozei - provenită din glucoză liberă sau glicogen – până la acid lactic. Glicoliza are loc în toate celulele, se desfășoară în 11 etape, fiind catabolizată de enzime specifice solubilizate în citoplasmă. Energia eliberată în cadrul procesului se înmagazinează în moleculele de ATP. În țesutul muscular glicoliza începe de la glicogen, în celelalte țesuturi de la glucoză.

Etapele glicolizei

1. Fosforilarea glucozei. Pentru a intra în procesul de glicoliză, glucoza este activată prin fosforilarea sa cu ATP și formarea de glucozo-6-fosfat. Reacția decurge în prezența glucokinazei și a ionilor de Mg2+:

2. Izomerizarea glucozo-6-fosfatului la esterul fructozo-6-fosfat

3. Fosforilarea ireversibil\ a fructozo-6-fosfatului la fructoza-l,6-difosfat

4. Scindarea fructozo – 1,6 – difosfatului cu formarea fosfaților de trioză

5.Interconversia fosfaților de trioză