GLICOLISI

La glicolisi, come abbiamo visto, è il procedimento di degradazione della molecola di glucosio, e, in un modo o nell’altro, rappresenterà la colonna portante di tutti i metabolismi energetici. Osserviamo sinteticamente le varie tappe che dovranno comunque precedere la sintesi di nuova ATP, sia che ci si trovi in presenza di aerobiosi come pure di anaerobiosi (importante: la sequenza numerica ad elenco ha sola funzione logistica):
 
1.       la molecola di glucosio presenta 6 atomi di carbonio
2.       accade che un’ATP (divenendo ADP) cede 1 fosfato al 6° atomo della molecola, formando così glucosio 6 - fosfato
3.       il glucosio viene riorganizzato in fruttosio, dando così origine al fruttosio 6 - fosfato
4.       mediante l’utilizzo di un altro fosfato da una seconda ATP, l’enzima fosfofruttochinasi agisce restituendo fruttosio 1, 6 - bifosfato (preciso che il fosfofruttochinasi è l’unico citato dei 10 enzimi coinvolti nel processo)
5.       il fruttosio 1, 6 - bifosfato viene spezzato in due molecole a 3 atomi di carbonio, aventi ognuna delle due un gruppo fosfato; tali molecole prenderanno il nome di diidrossiacetone fosfato e gliceraldeide 3 - fosfato
6.       il primo dei due viene isomerizzato in GAP (ossia sempre gliceraldeide 3 - fosfato), con un risultato finale di 2 molecole uguali
7.       dal fosfato inorganico (uno qualsiasi precedentemente scisso da una ATP spesa) presente nel citoplasma della cellula pervengono due altri legami fosforici che vanno ad unirsi alle due molecole di GAP (fosforilazione), formando così 1, 3 - bisfosfoglicerato
8.       contemporaneamente al punto 7, le due molecole vengono ossidate mediante il prelievo di un idrogeno; questo viene utilizzato a sua volta per ridurre (in gergo chimico) due molecole di NAD+ che diventano NADH + H+
9.       i due gruppi fosfati ultimi aggiunti (punto 7) vengono utilizzati per ricaricare due ADP, formando 2 ATP (il fosfato “raccolto”, a differenza di quello inorganico, si trova in una posizione ad alto potenziale, e, solo in tal modo, con la sua scissione, avrebbe la capacità di formare ATP da ADP).
10.   i due fosfati rimasti nelle due molecole a tre atomi di carbonio si spostano sul carbonio centrale (precisamente il n° 2)
11.   successivamente, mediante un intricato processo chimico, succederà che questi gruppi fosfati verranno trasferiti ad altri due ADP, formando un’altra coppia di ATP; le restanti due molecole a 3 atomi di carbonio prenderanno il nome di acido piruvico meglio conosciuto come piruvato
12.   la produzione totale di ATP finora ottenuta, risulta essere di 4 molecole, ma poiché due ATP sono state utilizzate nei vari processi intermedi precedenti, il guadagno netto su di una molecola di glucosio sarà di sole 2 ATP
 
A questo punto ci troveremo di fronte al fatidico bivio: essere in presenza di ossigeno (aerobiosi), oppure no (anaerobiosi).
 
Caso primo: le due molecole di piruvato andranno a perdere ognuna un atomo di carbonio (in CO2) formando due gruppi acetili a 2 atomi di carbonio; nel frattempo liberano pure un atomo di idrogeno, che dovrà essere successivamente portato via da un NAD+ (divenendo come sempre NADH + H+). I gruppi acetili, “catturati” a loro volta dal coenzima COA, saranno quindi pronti per entrare nel ciclo di Krebs (prossimo paragrafo), che, seguito dalla fosforilazione ossidativa, si abbisognerà dell’ossigeno come sostanza accettore per trasferire l’idrogeno incamerato da tutti i NAD e FAD precedenti ed interni al ciclo stesso (restituendo quindi acqua, H2O). Mediante questo processo di “respirazione” (ossidativo) che avviene all’interno dei mitocondri, da una molecola di glucosio scissa si riusciranno ad ottenere fino a 38 molecole di ATP, comprese le due molecole iniziali derivate dalla glicolisi antecedente al ciclo di Krebs (i passaggi prima indicati).
 
Caso secondo: dinnanzi alla mancanza d’ossigeno, i trasportatori d’idrogeno (NAD e FAD) saranno subito costretti a trovarsi un’altra sostanza accettore che li possa privare dal loro “bagaglio”; se così non fosse, non essendoci più alcun coenzima NAD e FAD libero per accettare altri atomi d’idrogeno, l’intero sviluppo si arresterebbe. Succederà dunque che sarà inevitabilmente attivato il così detto processo di fermentazione, che consisterà nel restituire gli atomi di idrogeno trasportati, allo stesso piruvato; la neo combinazione idrogeno e piruvato a questo punto non potrà fare altro che tramutarsi in acido lattico, elemento inquinante che sarà successivamente portato via dalla circolazione sanguigna (e parzialmente riconvertito in glucosio dal fegato). Dato lo scarso guadagno energetico di 2 ATP derivato dalla glicolisi non seguita da processo ossidativo, risulta evidente come questo procedimento metabolico sia molto meno redditizio di quello aerobico, il quale, dalla stessa molecola, per mezzo dell’ossigeno, ne saprà ricavare ben 38. Tuttavia, nell’organismo animale, la celerità con cui il processo anaerobico riesce a “costruire” energia, apparirà fondamentale per tutte le intense esigenze organiche di media durata.

Condividi