Anabolismo Metabolico: Processi di Sintesi e Gluconeogenesi

Concetto di Anabolismo

L'anabolismo è la fase costruttiva del metabolismo. Consiste nell'insieme delle vie metaboliche finalizzate a sintetizzare molecole organiche complesse e altamente ridotte a partire da altre più semplici e relativamente ossidate. Si tratta, quindi, di processi di riduzione chimica.

Caratteristiche delle Vie Anaboliche

• Sono processi di riduzione chimica.
• Sono reazioni endoergoniche, che richiedono un apporto di energia. Questa energia viene fornita dalle reazioni cataboliche sotto forma di ATP, NADH e NADPH.
• Le vie anaboliche per la sintesi di molecole sono diverse da quelle cataboliche, anche se possono condividere alcune reazioni reversibili. Questo permette una regolazione indipendente dei due processi.
• Gli enzimi che regolano le vie anaboliche e quelle cataboliche sono diversi.

Localizzazione delle Vie Anaboliche

La maggior parte delle vie anaboliche avviene nello ialoplasma (citosol). Tuttavia, i precursori possono derivare dal catabolismo o essere generati in diversi organelli cellulari:

• Reticolo Endoplasmatico Liscio (REL): sintesi di fosfolipidi e colesterolo.
• Reticolo Endoplasmatico Rugoso (RER): glicosilazione delle proteine.
• Apparato di Golgi: glicosilazione di proteine e lipidi.
• Ribosomi: sintesi delle proteine.
• Nucleo: sintesi degli acidi nucleici.

Anabolismo Autotrofo ed Eterotrofo

La maggior parte delle reazioni anaboliche è comune sia negli organismi autotrofi che in quelli eterotrofi. La differenza fondamentale risiede nell'origine delle molecole precursori:

• Nell'anabolismo eterotrofo, i precursori derivano dal catabolismo di molecole organiche ingerite con l'alimentazione o dalle riserve cellulari (processo che avviene anche nelle cellule degli organismi autotrofi).
• Nell'anabolismo autotrofo, oltre a utilizzare i precursori dal catabolismo, gli organismi sono in grado di sintetizzare le proprie molecole organiche a partire da molecole inorganiche semplici (come CO₂, H₂O) attraverso processi come la fotosintesi e la chemiosintesi.

Biosintesi dei Carboidrati: La Gluconeogenesi

La gluconeogenesi ("formazione di nuovo glucosio") è la principale via metabolica per la sintesi di glucosio a partire da precursori non glucidici. È un processo fondamentale che si verifica in animali, piante, funghi e microrganismi.

Precursori della Gluconeogenesi

I precursori variano a seconda dell'organismo:

• Negli animali: i precursori principali sono lattato, piruvato, glicerolo (derivante dal catabolismo di trigliceridi e fosfogliceridi) e alcuni amminoacidi.
• Nelle piante: oltre ai precursori comuni con gli animali, utilizzano intermedi della fotosintesi, come il fosfoglicerato prodotto nel ciclo di Calvin (anabolismo autotrofo). Nei semi in germinazione, possono utilizzare anche gli acidi grassi e le proteine, convertiti in acetil-CoA nei gliossisomi.

Il Ruolo dei Gliossisomi nelle Piante

Nei semi in germinazione, i gliossisomi svolgono un ruolo cruciale. Al loro interno, i triacilgliceroli di riserva vengono ossidati ad acetil-CoA. L'acetil-CoA derivato dalla β-ossidazione entra nel cosiddetto ciclo del gliossilato. In questo ciclo, viene convertito in succinato, che si trasferisce ai mitocondri e si integra nel ciclo di Krebs, dove viene convertito in ossalacetato. Infine, l'ossalacetato lascia il mitocondrio e, nel citosol, entra nella via della gluconeogenesi per produrre glucosio e altri zuccheri.