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Il glicogeno: un deposito efficiente di energia in condizioni anaerobiche

In condizioni anaerobiche, qual è il ricavo energetico netto dall’ossidazione  di una molecola di glucosio liberata dal glicogeno ?

In condizioni anaerobiche, l’ossidazione di una molecola libera di glucosio a lattato (glicolisi anaerobica, vedi figura) porta alla produzione netta di due molecole di ATP.

Condizioni Anaerobiche: La Glicolisi Anaerobica
Fig. 1 – La Glicolisi Anaerobica

Glucosio dall’azione della glicogeno fosforilasi: rilascio di glucosio-1-fosfato (circa il 90% delle unità rimosse).

La sintesi del glicogeno dal glucosio libero costa due molecole di ATP per ogni molecola immagazzinata; una molecola di glucosio-1-fosfato è rilasciata nella reazione catalizzata dalla glicogeno fosforilasi, con recupero/risparmio di una delle due molecole di ATP precedentemente utilizzate.
Quindi l’ossidazione del glucosio a lattato a partire dal glucosio-6-fosfato e non dal glucosio libero porta alla produzione di tre molecole di ATP e non due (un ATP anziché due è speso nella fase di attivazione, 4 ATP sono prodotti nel terzo stadio: tre molecole di ATP guadagnate).
Il rapporto netto tra spesa e guadagno è 1/3 (una conservazione dell’energia di circa il 66,7%).
La reazione complessiva è:

glicogeno(n residui di glucosio) + 3 ADP + 3 Pi → glicogeno(n-1 residui di glucosio) + 2 lattato + 3 ATP

Combinando la sintesi del glicogeno, la sua degradazione ed infine la glicolisi a lattato si ha una resa pari ad una sola molecola di ATP per molecola di glucosio immagazzinata, ossia la somma complessiva è:

Glucosio + ADP + Pi → 2 lattato + ATP

Glucosio dall’azione dell’enzima deramificante: rilascio di glucosio libero (circa il 10% delle unità rimosse).

La resa netta in ATP tra sintesi e degradazione del glicogeno è di due molecole di ATP spese in quanto viene rilasciato glucosio libero.
In questo caso l’ossidazione del glucosio ha inizio dalla molecola non prefosforilata e produce due molecole di ATP.
Quindi la resa netta in ATP è pari a zero.
Considerando l’ossidazione sino a lattato delle unità di glucosio provenienti dal glicogeno si ha una conservazione dell’energia pari a:

1-(((1/3)*0,9)+((2/2)*0,1))=0,60

Conclusione

In condizioni anerobiche, nella molecola del glicogeno c’è la conservazione di circa il 60% dell’energia, una buona forma di deposito dell’energia.

Bibliografia

Arienti G. “Le basi molecolari della nutrizione”. Seconda edizione. Piccin, 2003

Cozzani I. and Dainese E. “Biochimica degli alimenti e della nutrizione”. Piccin Editore, 2006

Giampietro M. “L’alimentazione per l’esercizio fisico e lo sport”. Il Pensiero Scientifico Editore, 2005

Mahan LK, Escott-Stump S.: “Krause’s foods, nutrition, and diet therapy” 10th ed. 2000

Mariani Costantini A., Cannella C., Tomassi G. “Fondamenti di nutrizione umana”. 1th ed. Il Pensiero Scientifico Editore, 1999

Nelson D.L., M. M. Cox M.M. Lehninger. Principles of biochemistry. 4th Edition. W.H. Freeman and Company, 2004

Stipanuk M.H.. “Biochemical and physiological aspects of human nutrition” W.B. Saunders Company-An imprint of Elsevier Science, 2000