Metabolismo glucidico
Glicemia a digiuno
• La concentrazione del glucosio nel sangue è una
variabile omeostatica: l’organismo tende a
mantenere le oscillazioni della glicemia entro
valori stretti
• Scopi:
~ garantire un apporto di glucosio costante al
SNC, anche in condizioni di digiuno
~ Immagazzinare glucosio nel periodo postprandiale sotto forma di glicogeno
Fabbisogno giornaliero di glucosio
CO2 + H2O
cervello
DIETA
Glicogeno
epatico
Glucosio
plasmatico
gluconeogenesi
Amino acidi (alanina)
Glicerolo (circa 16 g/day)
Globuli rossi
Midollo osseo
Midolla surrene
Nervi periferici
Ac. Piruvico
Ac. lattico
Il pancreas endocrino produce gli ormoni insulina e glucagone che
hanno un ruolo fondamentale nel regolare l’omeostasi delle
sostanze nutritive sia nel periodo di alimentazione che di digiuno
• L’insulina è secreta
principalmente in risposta ad
un aumento del livello
ematico di glucosio
•Il glucagone è secreto in
risposta ad un calo del livello
ematico di glucosio
DIETA
grassi
carboidrati
aminoacidi
glucosio
glicerolo acidi grassi liberi
Depositi
di glicogeno
+Ins
Depositi
di grassi
+Ins
-Cort
+GH
+Adrenal
+Glucag
-Ins
Pool di acidi
grassi liberi
Pool di
glucosio
+Ins
-GH
+GH
+Adren
+Gluca
+Cort
+T3
+GH
+Gluca
+Cort
Proteine
del
corpo
+Cort
+Gluca
+Ins
+GH
+Test
-Cort
Pool di
aminoacidi
Metabolismo della maggior parte dei tessuti Metabolismo del cervello
Glicemia a digiuno
• Valori normali: 65-110 mg/dL
~ A temperatura ambiente: - 7 mg/dL/h
~ A 4° C: - 2 mg/dL/h
• Separare il siero dalle cellule entro 30 minuti:
~ Se refrigerato: glucosio stabile in siero o
plasma per 48h
~ Conservazione a lungo termine:
glucosio = anche a -20°
• Valori > 140 mg/dL: probabilmente diabete
• Valori compresi tra 110-140 mg/dL
Diabete?
Intolleranza al glucosio?
Livelli di
glucosio,
insulina e
glucagone
nell’arco
delle 24 ore
Prova da carico orale di glucosio
• Glicemia basale a digiuno
• Somministrazione di 75 g di glucosio per os
• Glicemia ogni 30 minuti per 3 ore successive
~ Digiuno da 10-14 ore
~ No malattie/stress
~ Dieta equilibrata, normoglucidica per almeno 3gg precedenti
l’esame
~ Evitare fumo
~ Disteso o seduto
• Valori normali:
< 180 mg/dL a 30-60 minuti dopo ingestione
< 120 mg/dL a 120 minuti dopo ingestione
valori basali a 180 minuti dopo ingestione
Glucosio 75g per os
mg/100 mL
GLICEMIA
150
100
50
0
0
1
2
3
tempo
150
INSULINEMIA
100
μU/mL
Prova da carico orale di glucosio
200
50
0
0
1
2
3
tempo
Glucosio 75g per os
mg/100 mL
GLICEMIA
300
200
CONTROLLO
DIABETICO
100
0
0
1
2
3
tempo
150
INSULINEMIA
100
μU/mL
Prova da carico orale di glucosio
400
CONTROLLO
DIABETICO
50
0
0
1
2
3
tempo
Prova da carico endovenoso di glucosio
• Glicemia basale a digiuno
• 25 g di glucosio in soluzione acquosa al 50% in bolo
• Glicemia ogni 10 minuti per 1 ora
• Esplora la risposta insulinica all’iperglicemia senza
l’interferenza dei fattori neurovegetativi e degli ormoni
gastrointestinali
Prova dell’insulina
• 0.1 U/kg di insulina pronta i.v.
• Glicemia ogni 10 minuti per 2 ore
↓ glicemia con nadir tra 20-30 minuti
Stimolazione del sistema controinsulare
per glicemia < 60 mg/dL
↑ glucagone, adrenalina,
cortisolo, somatropina
Esplora la sensibilità
all’insulina
esogena e l’integrità del
sistema
controinsulare
Valori normali:
• glicemia < 60% del valore basale entro 20-30 minuti
• Valori basali entro 90-120 minuti
Valori patologici:
• Nei casi di insulino-resistenza
Prova dell’insulina
Emoglobina glicosilata
• Il gruppo NH2 (valina) delle catene β delle HbA1 si condensa con il
glucosio o con glucosio-6-P a formare chetoamina (HbA1C)
• La glicosilazione è irreversibile e le Hb glicate rimangono in circolo
per circa 120gg ► riflettono i livelli glicemici di 60-90gg
• Valori normali
HbA1C = 4-6% dell’ Hbtot
Hbglicosilate totali >12% Hbtot
• Diabete:
HbA1C fino al 12-15% dell’ Hbtot
Hbglicosilate totali fino al 25% Hbtot
EMOGLOBINA A1C (%)
GLICEMIA (mg/dL)
6
7
8
9
10
11
12
13
14
120
150
180
210
240
270
300
330
360
Glicosuria
• V.N. = 3-15 mg/dL Max
Se la glicemia > 160-180 mg/dL
Glucosio nelle urine perché viene superata
la soglia renale di riassorbimento tubulare
GLICOSURIA
Misurata con metodi enzimatici
o reduttometrici
• Carta imbevuta di glucosio-ossidasi
Glicosuria nelle 24h - Raccolta frazionata delle urine delle 24 ore
1. Mattina: colazione – pre-pranzo
2. Intervallo pranzo – pre-cena
3. Intervalllo dopo-cena – mattina
4. Si misura la concentrazione di glucosio nella diverse fasi della giornata in
relazione ai pasti e alla terapia
Chetonuria
• Presenza di corpi chetonici nelle urine
reazione colorimetrica al nitro-prussiato (Ketostix) – presenza
di acetone, ac. Acetoacetico ma non β-idrossibutirrico
• Corpi chetonici prodotti dal fegato
prodotti dal fegato
bassa soglia renale
• Valori normali: 30-70 mg/24h
• Valori patologici nella:
chetoacidosi diabetica
digiuno prolungato
restrizione di carboidrati
Acetil-CoA
condensazione
riduzione
enzimatica
Ac. Acetoacetico
β-idrossibutirrico
decarbossilazione
Acetone
INDICE GLICEMICO: COS’E’
•
E’ un indice “globale” dell’assorbimento dei
carboidrati.
•
Tecnicamente, è “l’area sotto la curva” della
glicemia che segue alla somministrazione di
una dose di un alimento che contiene una quantità
predefinita di carboidrati.
•
Più un carboidrato è “digeribile”, più il suo
indice glicemico è elevato.
ALTO O BASSO INDICE
GLICEMICO (IG): COSA SUCCEDE?
Alto IG:
La glicemia sale di più e più in fretta
La risposta insulinica è più marcata
L’organismo utilizza preferenzialmente gli zuccheri,
al posto dei grassi, per produrre energia; anche la
trasformazione dello zucchero in grassi tende ad
aumentare.
Lo stress ossidativo aumenta
Dopo 2-4 ore la glicemia scende e torna la fame
Nel tempo si crea un sovraccarico di lavoro per il
pancreas.
ALTO O BASSO INDICE
GLICEMICO (IG): COSA SUCCEDE?
In sintesi:
Il consumo di alimenti ad
alto IG aumenta la probabilità
di sviluppare, nel tempo,
obesità &
malattia diabetica
e, di conseguenza
Malattie cardiovascolari
GLYCEMIC RESPONSE AFTER A WHITE
BREAD OR A SPAGHETTI MEAL
50
White Bread
Spaghetti
∆ Glic.,
mg/dL
25
0
0
20
30
40
50
60
90
105
120
150
180
Time, minutes
-25
Ludwig, J Am Med Assoc, 2002
INSULINEMIC RESPONSE AFTER A WHITE
BREAD OR A SPAGHETTI MEAL
40
White Bread
Spaghetti
∆ Insulin,
µU/mL
30
20
10
0
0
30
60
90
120
150
180
Time, min
Ludwig, J Am Med Assoc, 2002
Indice Glicemico (IG), relativo al Pane
Bianco, di alcuni alimenti
Cibo
Pane bianco
Pomodori
Ciliegie
Fagioli
Mele
Pasta (spaghetti)
Pasta (maccheroni)
Pizza
Saccarosio
Polenta
Cornflakes
Miele
Patate bollite
Glucosio
Indice glicemico (%)
100
13
32
40-60
52
52
68
86
92
106
100-120
120
120
138
Il controllo endocrino della glicemia : rilascio di Insulina
Il meccanismo cellulare che controlla il rilascio di
insulina
- Controllo della Glicemia
– controlli sulle cellule b
Effetto dell’insulina sul flusso
totale dei substrati energetici
La captazione tissutale di glucosio, acidi grassi e amino acidi determina
una diminuzione dei loro livelli plasmatici
GLICOGENO
glucosio
Glucosio-6-P
PIRUVATO, CO2
amino
acidi
muscolo
chetoacidi
glucosio
acidi
grassi
liberi
Tessuto
adiposo
Azione dell’insulina sui trasportatori del glucosio Glut-4 nei
tessuti bersaglio (muscolo e tessuto adiposo, ma non fegato)
- Azione dell’insulina sul fegato
Controllo della Glicemia – il
GLUCAGONE
Ormone peptidico di 29 aa
Sintetizzato dalla cellule a
PARASIMPATICO
aumento
gluconeogenesi
epatica
aumento
glicogenolisi
epatica
SIMPATICO
aumento
lipolisi
aumento
GLICEMIA
Effetto del glucagone sul flusso
totale dei substrati energetici
La liberazione, indotta da glucagone, di glucosio, acidi grassi liberi e
chetoacidi dai tessuti determina una l’aumento dei loro livelli
plasmatici. Viceversa i liveli plasmatici di amino acidi diminuiscono
per l’effetto dell’aumento della loro captazione epatica
GLICOGENO
glucosio
amino
acidi
Glucosio-6-P
glucosio
PIRUVATO
acidi
grassi
liberi
chetoacidi
Tessuto
adiposo
concentrazione
Effetti della
rimozione del
pancreas sulla
glicemia e sulla
concentrazione
plasmatica di acidi
grassi liberi (non
esterificati) e di
acido acetacetico
giorni
Metabolismo in
condizione di sazietà
Risposta
endocrina
all’ipoglicemia
Effetti dell’adrenalina sul metabolismo
•
•
•
•
Aumentata glicogenolisi nel fegato e nel muscolo
Aumentata lipolisi nel tessuto adiposo
Diminuita secrezione di insulina
Aumentata secrezione di glucagone
C
I
B
O
Effetti del cortisolo sui
flussi energetici
•facilita la mobilizzazione
di nutrienti (catabolico)
•mantiene la produzione
di glucosio dalle proteine
•facilita il metabolismo
dei grassi
STIMOLA
INIBISCE
Effetto dell’infusione
di cortisolo sulla
concentrazione
plasmatica e la
cinetica del glucosio
in soggetti normali
Depositi di
grasso
GH
glucagone
adrenalina
insulina
Carboidrati
della dieta
Acidi grassi liberi e
glicerolo nel sangue
FEGATO
insulina
Glucosio
nel sangue
insulina
metabolismo
del cervello
glucagone
adrenalina
gluconeogenesi
Sintesi di
glicogeno
glicogenolisi
Glicogeno cortisolo
aminoacidi
muscolare
nel sangue
e proteine
insulina
Controllo della Glicemia – effetti del diabete
Protein
synthesis
