Metabolismo glucidico Glicemia a digiuno La concentrazione del

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 CO 2 + H 2 O 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 +Adren +Gluca +Cort +T 3 +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/d. L ~ A temperatura ambiente: - 7 mg/d. L/h ~ A 4° C: - 2 mg/d. L/h • Separare il siero dalle cellule entro 30 minuti: ~ Se refrigerato: glucosio stabile in siero o plasma per 48 h ~ Conservazione a lungo termine: glucosio = anche a -20° • Valori > 140 mg/d. L: probabilmente diabete • Valori compresi tra 110 -140 mg/d. L 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 3 gg precedenti l’esame ~ Evitare fumo ~ Disteso o seduto • Valori normali: < 180 mg/d. L a 30 -60 minuti dopo ingestione < 120 mg/d. L a 120 minuti dopo ingestione valori basali a 180 minuti dopo ingestione

Glucosio 75 g per os mg/100 m. L GLICEMIA 150 100 50 0 0 1 2 3 tempo 150 INSULINEMIA 100 μU/m. L Prova da carico orale di glucosio 200 50 0 0 1 2 3 tempo

Glucosio 75 g per os mg/100 m. L GLICEMIA 300 200 CONTROLLO DIABETICO 100 0 0 1 2 3 tempo 150 INSULINEMIA 100 μU/m. L 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/d. L ↑ 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 NH 2 (valina) delle catene β delle Hb. A 1 si condensa con il glucosio o con glucosio-6 -P a formare chetoamina (Hb. A 1 C) • La glicosilazione è irreversibile e le Hb glicate rimangono in circolo per circa 120 gg ► riflettono i livelli glicemici di 60 -90 gg • Valori normali Hb. A 1 C = 4 -6% dell’ Hbtot Hbglicosilate totali >12% Hbtot • Diabete: Hb. A 1 C fino al 12 -15% dell’ Hbtot Hbglicosilate totali fino al 25% Hbtot EMOGLOBINA A 1 C (%) GLICEMIA (mg/d. L) 6 7 8 9 10 11 12 13 14 120 150 180 210 240 270 300 330 360

Glicosuria • V. N. = 3 -15 mg/d. L Max Se la glicemia > 160 -180 mg/d. L 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 24 h - 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 ü reazione colorimetrica al nitro-prussiato (Ketostix) – presenza di acetone, ac. Acetoacetico ma non β-idrossibutirrico • Corpi chetonici prodotti dal fegato ü bassa soglia renale • Valori normali: 30 -70 mg/24 h • Valori patologici nella: ü chetoacidosi diabetica ü digiuno prolungato ü restrizione di carboidrati Acetil-Co. A 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/d. L 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/m. L 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 -120 120 138

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, CO 2 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 acetico 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 Glucosio nel sangue insulina metabolismo del cervello insulina glucagone adrenalina Acidi grassi liberi e glicerolo nel sangue FEGATO gluconeogenesi Sintesi di glicogenolisi Glicogeno cortisolo aminoacidi muscolare nel sangue e proteine insulina

Controllo della Glicemia – effetti del diabete

Protein synthesis