IL CICLO NUTRIZIONE – DIGIUNO PARTE 1

Può risultare particolarmente utile conoscere la meccanica che sta alla base dell’assorbimento/smistamento/utilizzo dei nutrienti, in quelli che sono i principali tessuti coinvolti e parallelamente di nostro interesse.

Distinguendo appunto una fase di nutrizione (deposito/assorbimento) e una di digiuno (degradazione/utilizzo), la prima chiaramente anabolica mentre la seconda di natura catabolica.

Il Ciclo nutrizione/digiuno è costituito da 4 fasi:

1. Fase di assorbimento o buona alimentazione
2. Fase di digiuno iniziale
3. Fase di digiuno spinto
4. Fase di rialimentazione

I tessuti maggiormente coinvolti in ognuna di queste 4 fasi sono: fegato, tessuto adiposo, muscolo scheletrico ed encefalo.

E’ importante sottolineare che sia nella fase di apporto alimentare o digiuno il flusso dei metaboliti è controllato da 4 meccanismi principali:

• Disponibilità di substrati
• Attivazione o inibizione allosterica degli enzimi
• Modificazioni covalenti degli enzimi (eventi di fosforilazione o defosforilazione)
• Induzione o repressione della sintesi di enzimi

La fase di assorbimento (1) è la fase successiva ad un pasto completo, dura dalle 2 alle 4 ore ed è caratterizzata da un aumento della concentrazione ematica di glucosio, amminoacidi e trigliceridi.  A questo aumento (in verità il solo aumento di glucosio fa da innesco) il pancreas risponde con la secrezione dell’ormone insulina, che determina l’assorbimento di glucosio da parte dei tessuti, la sintesi del glicogeno e data la disponibilità di substrati anche la sintesi di trigliceridi e proteine.

NUTRIZIONE

Cosa accade più precisamente a livello tissutale? Come ognuno di questi risponde all’aumentato apporto di nutrienti?

Fegato

Per quanto riguarda il metabolismo dei carboidrati, nel fegato rimangono gran parte degli zuccheri (60%) provenienti dal sangue ricco di glucosio, amminoacidi e trigliceridi.

Si ha quindi un aumento della glicolisi, della sintesi del glicogeno (tramite l’attivazione della glicogeno sintasi) e della via dei pentosi fosfati, di conseguenza si ha l’aumento di acetil-CoA e NADH e l’inibizione della piruvato carbossilasi, che arresta la gluconeogenesi.

L’aumento di Acetil-CoA e NADH favorisce l’aumento della sintesi degli acidi grassi, e il fegato è il tessuto principale nella quale avviene. Ma dopo un pasto completo si ha anche un aumentata degradazione degli amminoacidi, quando la loro disponibilità sarà maggiore rispetto le necessità delle cellule allora potranno essere inviati ad altri tessuti per la sintesi proteica o deaminati, in tal caso gli scheletri carboniosi saranno completamente ossidati mentre i gruppi amminici verranno eliminati tramite il ciclo dell’urea.

Ricordiamo che gli BCAA (valina, leucina e isoleucina) sfuggono al metabolismo epatico e sono assorbiti direttamente dal tessuto muscolare.

Tessuto adiposo

Dopo il fegato il tessuto adiposo è secondo per la capacità di fornire e distribuire combustibile, in uomo medio la percentuale di massa grassa è intorno al 20% (sui testi la gente normale è quasi sempre sovrappeso) mentre in un uomo obeso può arrivare anche al 70%.

L’aumento di glucosio in questo tessuto determina un aumentata attività della glicolisi con conseguente aumento del glicerolo fosfato, e dell’NADH, utilizzati per la sintesi dei trigliceridi, mentre la lipasi ormone sensibile (che controlla invece la degradazione dei trigliceridi) è inibita.  Gli acidi grassi utilizzati per la sintesi dei trigliceridi sono quasi sempre provenienti dalla dieta,  e liberati nel tessuto adiposo da chilomicroni e VLDL; la sintesi ex novo a partire dall’Acetil-CoA è molto limitata, e avviene solo nei casi di digiuno prolungato.

Muscolo scheletrico 

Questo tessuto si caratterizza per un consumo a riposo di circa il 30% di ossigeno, durante un intensa attività fisica questo può arrivare al 90% e l’ossigeno presente nel muscolo può anche esaurirsi, a quel punto il piruvato prodotto dalla glicolisi, trovandosi in condizioni anaerobiche viene convertito in lattato tramite fermentazione lattica, questo raggiunge il fegato tramite la circolazione sanguigna e viene riconvertito a piruvato, che potrà così essere riutilizzato per ottenere glucosio (questi ciclo prende il nome di Ciclo di Cori).

Le principali differenze tra muscolo scheletrico e muscolo cardiaco sono che il primo si contrae in modo intermittente mentre il secondo in modo costante, inoltre, il muscolo cardiaco ha un metabolismo esclusivamente aerobico e dipende completamente da glucosio, acidi grassi e corpi chetonici.

Nel muscolo scheletrico in caso di apporto alimentare il glucosio è ossidato e si ha un ripristino delle scorte muscolari di glicogeno, se precedentemente consumate durante dell’attività fisica. Gli acidi grassi invece costituiranno una fonte di energia secondaria. L’aumentata disponibilità di amminoacidi determinerà l’aumento della sintesi proteica.

Encefalo

L’encefalo consuma energia in modo constante , e data la presenza della barriera emato-encefalica e dell’assenza di scorte di glicogeno, il glucosio ematico è la fonte di energia primaria, in caso di digiuno l’unica fonte di energia secondaria sarà rappresentata dai corpi chetonici.