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Processi Metabolici: Reazioni Cataboliche

data di redazione: 04 Novembre 2017
Processi Metabolici: Reazioni Cataboliche

Nei processi metabolici le reazioni cataboliche scompongono le molecole organiche grandi in molecole più piccole, rilasciando l'energia contenuta nei legami chimici. Queste emissioni di energia (conversioni) non sono efficienti al 100 per cento. La quantità di energia rilasciata è inferiore alla quantità totale contenuta nella molecola. Circa il 40 per cento di energia resa dalle reazioni cataboliche è direttamente trasferita alla molecola ad alta energia adenosina trifosfato (ATP). L'ATP, la valuta di energia delle cellule, può essere usata immediatamente per alimentare le macchine molecolari che sostengono la cellula, il tessuto e la funzione dell'organo. Questo include la costruzione di nuovi tessuti e la riparazione dei tessuti danneggiati. L'ATP può anche essere immagazzinata per compiere le richieste future di energia. Il restante 60 per cento dell'energia liberata dalle reazioni cataboliche viene data fuori sotto forma di calore, che i tessuti ed i fluidi fisiologici assorbono.


Strutturalmente, l'ATP consiste di una molecola di adenina, una di ribosio e di tre gruppi del fosfato (Figura 1). Il legame chimico tra il secondo e il terzo gruppo fosfato, definito un legame ad alta energia, rappresenta la più grande fonte di energia in una cellula. È il primo legame che gli enzimi catabolici scompongono quando le cellule richiedono energia per eseguire il lavoro. I prodotti di questa reazione sono una molecola di adenosina difosfato (ADP) e un gruppo di fosfato solitario (Pi). 


ATP, ADP, e Pi sono costantemente in fase di ciclo attraverso le reazioni che formano ATP e immagazzinano energia e le reazioni che abbattono ATP e rilasciano energia.


L'energia dell'ATP guida tutte le funzioni corporee, come la contrazione muscolare, mantenendo il potenziale elettrico delle cellule nervose e assorbendo il cibo nel tratto gastrointestinale. Le reazioni metaboliche che producono ATP provengono da varie fonti (Figura 2).


Dei quattro principali gruppi macromolecolari (carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici) che vengono elaborati dalla digestione, i carboidrati sono considerati la fonte più comune di energia per alimentare il corpo. Assumono la forma di carboidrati complessi, polisaccaridi come l'amido e il glicogeno, o zuccheri semplici (monosaccaridi) come il glucosio e il fruttosio. Il catabolismo dello zucchero scompone i polisaccaridi in monosaccaridi, la loro forma individuale. 


Tra i monosaccaridi, il glucosio è il combustibile più comune per la produzione di ATP nelle cellule, e come tale, ci sono un certo numero di meccanismi di controllo endocrino per regolare la concentrazione di glucosio nel sangue.
Il glucosio in eccesso è immagazzinato come riserva di energia nel fegato e nei muscoli scheletrici come glicogeno un polimero complesso, o è convertito in grasso (trigliceridi) nelle cellule adipose (adipociti).


Tra i lipidi (grassi), i trigliceridi sono quelli più spesso utilizzati per l'energia attraverso un processo metabolico chiamato β-ossidazione. Circa la metà del grasso in eccesso è immagazzinato in adipociti che si accumulano nel tessuto sottocutaneo sotto la pelle, mentre il resto è immagazzinato in adipociti in altri tessuti e organi. 


Le proteine, che sono polimeri, possono essere suddivise nei loro monomeri individuali, gli amminoacidi. Gli amminoacidi possono essere usati come blocchetti della costruzione di nuove proteine o sono ripartiti per un ulteriore produzione di adenosina trifosfato. 


Quando un soggetto è cronicamente affamato (in modalità fame), questo uso di amminoacidi per la produzione di energia può portare ad uno spreco di tessuto muscolare del corpo, siccome vengono ripartite sempre più proteine.


Gli acidi nucleici sono presenti nella maggior parte degli alimenti che mangiamo. Durante la digestione, gli acidi nucleici, compresi DNA ed i vari RNA, vengono ripartiti nei loro nucleotidi costituenti. Questi nucleotidi sono prontamente assorbiti e trasportati in tutto il corpo per essere utilizzati dalle singole cellule durante il metabolismo degli acidi nucleici.



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