Anabolismo: Processi Costruttivi del Metabolismo e Biosintesi dei Carboidrati

Anabolismo: Concetto e Caratteristiche Fondamentali

L'anabolismo è la fase costruttiva del metabolismo. È l'insieme delle vie metaboliche il cui obiettivo è quello di ottenere molecole organiche più complesse e ridotte a partire da altre più semplici e relativamente ossidate. Dal punto di vista chimico, sono quindi processi di riduzione.

Caratteristiche delle Vie Anaboliche:

1. In sostanza, sono processi di riduzione chimica.
2. Le reazioni sono fortemente endergoniche (richiedono energia), per le quali utilizzano l'energia rilasciata nelle reazioni cataboliche sotto forma di ATP, NADH e NADPH.
3. I percorsi anabolici per la sintesi di molecole sono diversi da quelli catabolici. Anche se molte reazioni sono condivise e reversibili (vicine all'equilibrio), c'è sempre una regolazione diversa su ciascuna via.
4. Gli enzimi che regolano le vie anaboliche e cataboliche sono diversi.
5. La maggior parte dei percorsi anabolici si verifica nel ialoplasma, ma utilizzano come precursori sostanze generate dal catabolismo in vari organelli:
   • REL (Reticolo Endoplasmatico Liscio): fosfolipidi e colesterolo
   • RER (Reticolo Endoplasmatico Ruvido): glicosilazione delle proteine
   • Apparato di Golgi: glicosilazione di proteine e lipidi
   • Ribosomi: proteine
   • Nucleo: acidi nucleici

Anabolismo negli Autotrofi ed Eterotrofi

Negli autotrofi e negli eterotrofi, la maggior parte delle reazioni di anabolismo sono comuni.

La differenza tra anabolismo negli autotrofi ed eterotrofi risiede nell'origine delle molecole precursori. Negli eterotrofi, queste molecole derivano dal catabolismo di sostanze essenziali ingerite (questo avviene anche nelle cellule degli organismi autotrofi), mentre nell'anabolismo degli autotrofi, oltre ai precursori semplici, le molecole sono sintetizzate da molecole inorganiche (CO₂, H₂O) attraverso i processi di fotosintesi e chemiosintesi.

Biosintesi dei Carboidrati: La Gluconeogenesi

La via principale per la sintesi dei carboidrati a partire da precursori non carboidrati è denominata Gluconeogenesi (neoformazione di glucosio). Consiste nella biosintesi di glucosio da precursori non esosi.

Si tratta di un percorso fondamentale che si verifica in tutti gli animali, piante, funghi e microrganismi.

Precursori della Gluconeogenesi

• Negli animali, i precursori sono: lattato, piruvato, glicerolo (quest'ultimo formato dal catabolismo dei trigliceridi e dei fosfogliceridi).
• Nelle piante, oltre a quelli presenti negli animali:
  • La fissazione di CO₂ nella fotosintesi (ciclo di Calvin), dove si forma il 3-fosfoglicerato (anabolismo autotrofo).
  • Nei germogli vegetali, derivano da acidi grassi e proteine (nei gliossisomi, da acetil-CoA).

Ruolo dei Gliossisomi nella Gluconeogenesi Vegetale

Nei gliossisomi, i trigliceridi immagazzinati nei semi vengono ossidati ad acetil-CoA e diidrossiacetone fosfato durante la germinazione. L'acetil-CoA, ottenuto dalla β-ossidazione nei gliossisomi attraverso il cosiddetto ciclo del gliossilato, si trasforma in succinato che passa ai mitocondri. Qui viene integrato nel ciclo di Krebs, dove è convertito in ossalacetato. L'ossalacetato viene poi trasportato dai mitocondri al citosol, dove, attraverso il percorso della Gluconeogenesi, produce glucosio e altri zuccheri.