3 Che cosa si intende per metabolismo

Glossario

Idrolisi

La reazione di idrolisi provoca la scissione di un composto in due o più parti, tra loro uguali o diverse, per effetto di una o più molecole di acqua.

Con il termine metabolismo (dal greco metabolé, trasformazione) si indicano tutti i processi biochimici e le trasformazioni energetiche che avvengono negli organismi a livello cellulare e rendono possibili la produzione di energia e lo svolgimento delle normali attività. Il metabolismo si sviluppa in due fasi: il catabolismo e l’anabolismo, che consistono, nell’ordine, in demolizione e sintesi delle biomolecole. Catabolismo e anabolismo sono in equilibrio nell’individuo adulto in buono stato di nutrizione. Nei soggetti in crescita (bambini e adolescenti) l’anabolismo risulta invece predominante, per assicurare il normale processo di accrescimento.

Che cos’è il catabolismo

Il catabolismo consiste nella demolizione delle biomolecole complesse (glucidi, lipidi, proteine) contenute negli alimenti in molecole più semplici. Questo processo avviene attraverso una serie di reazioni chimiche che portano alla rottura dei legami chimici con liberazione di una certa quantità di energia chimica, destinata a essere impiegata nell’anabolismo.

Come avviene la liberazione di energia

L’energia potenziale contenuta nelle molecole dei macronutrienti degli alimenti è liberata attraverso le reazioni chimiche di idrolisi e ossidazione del metabolismo energetico: con la liberazione progressiva di energia si passa quindi gradualmente da molecole a più alto contenuto energetico a molecole a minor contenuto di energia. L’energia prodotta da queste reazioni non è trasferita direttamente alle cellule che la devono utilizzare per produrre lavoro, ma è impiegata per sintetizzare un composto altamente energetico, l’ATP (adenosintrifosfato). L’ATP è la fonte

energetica fondamentale per ogni tipo di

lavoro cellulare (meccanico, chimico, elettrico, termico) necessario a ogni funzione vitale. L’energia potenziale contenuta nell’ATP può essere successivamente utilizzata dalle cellule per ogni forma di lavoro biologico: quando la cellula ha bisogno di energia, l’ATP è scisso in ADP (adenosindifosfato), liberando un gruppo fosfato ed energia.

L’ADP è poi riconvertito in ATP dai cicli metabolici che sfruttano l’energia liberata durante il catabolismo.

ATP ➝ ADP + gruppo fosfato + energia

Che cos’è l’anabolismo: la sintesi delle macromolecole

L’anabolismo consiste nella sintesi di biomolecole di maggiore complessità a partire da molecole più semplici (precursori), utilizzando l’energia prodotta dalle reazioni cataboliche. Infatti, le reazioni chimiche che portano alla formazione di nuovi legami chimici avvengono assorbendo una certa quantità di energia, che è quindi necessaria per attivare la reazione. A seconda delle biomolecole sintetizzate si parla di biosintesi dei glucidi, biosintesi dei lipidi, biosintesi di amminoacidi e proteine. L’anabolismo comprende tutte le reazioni enzimatiche che permettono all’organismo di utilizzare i nutrienti introdotti con gli alimenti per la sintesi di molecole complesse indispensabili per lo svolgimento regolare dei processi plastici ed energetici dell’organismo. Attraverso i processi anabolici (o biosintetici) si arriva: • alla produzione delle molecole per l’accumulo di energia, degli enzimi e degli ormoni; • alla formazione e alla riparazione di cellule e tessuti; • al mantenimento strutturale dell’organismo e all’accrescimento. Al contrario delle reazioni cataboliche, le reazioni anaboliche biosintetiche richiedono un apporto di energia: è utilizzata l’energia prodotta dai cicli catabolici e immagazzinata sotto forma di ATP. Esistono alcuni intermedi comuni ai due aspetti del metabolismo e lo stesso ciclo di Krebs può dar vita a precursori utilizzati nelle reazioni biosintetiche. Approfondimenti

La biosintesi dei glucidi

L’anabolismo dei glucidi comprende due serie di reazioni: la neoglucogenesi e la glicogenosintesi.

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La biosintesi dei lipidi

La biosintesi degli acidi grassi (o lipogenesi) avviene principalmente nel citoplasma delle cellule del fegato, del tessuto adiposo, dei reni, dei polmoni e della ghiandola mammaria.

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La biosintesi di amminoacidi e proteine

L’organismo umano è in grado di sintetizzare solo alcuni amminoacidi attraverso la sintesi degli scheletri carboniosi dei corrispondenti chetoacidi, che avviene mediante vie metaboliche specifiche per ogni amminoacido, seguita dall’aggiunta del gruppo amminico mediante transaminazione.

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LAVORO COOPERATIVO

Il metabolismo

Quanti di voi hanno sentito amici o membri della famiglia lamentarsi di avere un “metabolismo lento”? Con questa espressione, comunemente utilizzata in tono colloquiale, si indica una facilità nell’aumentare di peso a fronte di una quantità non eccessiva di cibo ingerito. In realtà l’uso del termine metabolismo, in questo caso, risulta alquanto approssimativo e sicuramente non rigoroso in termini scientifici. Tutti insieme: riflettete sull’utilizzo improprio dell’espressione “metabolismo lento” rispondendo alle domande. • Qual è il significato scientifico del termine metabolismo? • Qual è la sua etimologia? • Ritenete corretto parlare di metabolismo lento o veloce nel suo insieme, senza prendere in considerazione la complessità che lo caratterizza? • Quali sono le fasi costitutive del metabolismo? • Siete d’accordo con la seguente affermazione? Perché?

Il metabolismo cellulare può accelerare o rallentare in base ai bisogni energetici di una cellula, ma a essere coinvolte in questo processo è un’ampia gamma di reazioni chimiche che avvengono a velocità diverse.