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 post-

prandiale sotto forma di glicogeno

Amino acidi (alanina)

Glicerolo (circa 16 g/day)

Fabbisogno giornaliero di glucosioFabbisogno giornaliero di glucosio

DIETA

Glicogenoepatico

gluconeogenesi

Glucosio plasmatico

cervello

Globuli rossiMidollo osseo

Midolla surreneNervi periferici

CO2 + H2O

Ac. PiruvicoAc. 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

Pool diaminoacidi

Proteine del

corpo

DIETA

grassi carboidrati aminoacidi

glicerolo acidi grassi liberi

Pool di acidi grassi liberi

Depositi di grassi

+GH+Adrenal+Glucag-Ins

+Ins-Cort

Metabolismo della maggior parte dei tessuti Metabolismo del cervello

glucosio

Pool diglucosio

Depositi di glicogeno

+GH+Adren+Gluca+Cort+T3

+GH+Gluca+Cort

+Ins-GH

+Ins

+Ins+GH+Test-Cort

+Cort+Gluca

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

Pro

va d

a c

ari

co o

rale

di g

luco

sio

mg

/10

0 m

L

0 1 2 30

50

100

150

200

0 1 2 30

100

150

μU

/mL

tempo

tempo

50

GLICEMIA

INSULINEMIA

Glucosio 75g per os

Pro

va d

a c

ari

co o

rale

di g

luco

sio

mg

/10

0 m

L

0 1 2 30

100

200

300

400

0 1 2 30

100

150

μU

/mL

tempo

tempo

50

GLICEMIA

INSULINEMIA

Glucosio 75g per os

CONTROLLODIABETICO

CONTROLLODIABETICO

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

• 0.1 U/kg di insulina pronta i.v.

• Glicemia ogni 10 minuti per 2 ore

Prova dell’insulina

↓ glicemia con nadir tra 20-30 minuti

Stimolazione del sistema controinsulareper glicemia < 60 mg/dL

↑ glucagone, adrenalina,cortisolo, somatropina

Valori normali:

• glicemia < 60% del valore basale entro 20-30 minuti

• Valori basali entro 90-120 minuti

Valori patologici:

• Nei casi di insulino-resistenza

Esplora la sensibilità all’insulinaesogena e l’integrità del sistemacontroinsulare

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% HbtotEMOGLOBINA A1C (%)

6789

1011121314

GLICEMIA (mg/dL)

120150180210240270300330360

• V.N. = 3-15 mg/dL Max

Glicosuria

Se la glicemia > 160-180 mg/dL

Glucosio nelle urine perché viene superatala soglia renale di riassorbimento tubulare

GLICOSURIA Misurata con metodi enzimaticio reduttometrici

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

• Carta imbevuta di glucosio-ossidasi

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

Ac. Acetoacetico

β-idrossibutirrico Acetone

decarbossilazione

condensazioneriduzione

enzimatica

• 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.

INDICE GLICEMICO: COS’E’

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?

Alto IG:

Il consumo di alimenti ad

alto IG aumenta la probabilità

di sviluppare, nel tempo,

obesità &

malattia diabetica

e, di conseguenza

Malattie cardiovascolari

ALTO O BASSO INDICE GLICEMICO (IG): COSA SUCCEDE?

In sintesi:

GLYCEMIC RESPONSE AFTER A WHITE BREAD OR A SPAGHETTI MEAL

Ludwig, J Am Med Assoc, 2002

-25

0

25

50

0 20 30 40 50 60 90 105 120 150 180

White Bread Spaghetti

Time, minutes

∆ Glic., mg/dL

INSULINEMIC RESPONSE AFTER A WHITE BREAD OR A SPAGHETTI MEAL

0

10

20

30

40

0 30 60 90 120 150 180

White Bread Spaghetti

Ludwig, J Am Med Assoc, 2002

∆ Insulin, µU/mL

Time, min

Indice Glicemico (IG), relativo al Pane Bianco, di alcuni alimenti

Cibo Indice glicemico (%)

Pomodori 13Ciliegie 32Fagioli 40-60Mele 52Pasta (spaghetti) 52Pasta (maccheroni) 68Pizza 86Saccarosio 92Polenta 106Cornflakes 100-120Miele 120Patate bollite 120Glucosio 138

Pane bianco 100

Il meccanismo cellulare che controlla il rilascio di insulina

Il controllo endocrino della glicemia : rilascio di InsulinaIl controllo endocrino della glicemia : rilascio di Insulina

-- Controllo della GlicemiaControllo della Glicemia – controlli sulle cellule – controlli sulle cellule

Tessutoadiposomuscolo

PIRUVATO, CO2

Glucosio-6-P

GLICOGENO

glucosioglucosio

aminoacidi

acidigrassiliberi

chetoacidi

La captazione tissutale di glucosio, acidi grassi e amino acidi determina una diminuzione dei loro livelli plasmatici

Effetto dell’insulina sul flusso totale dei substrati energetici

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 GlicemiaControllo della Glicemia – il – il GLUCAGONEGLUCAGONE

Ormone peptidico di 29 aa

Sintetizzato dalla cellule

PARASIMPATICO

SIMPATICO

aumentogluconeogenesiepatica

aumentoglicogenolisiepatica

aumentolipolisi

aumento GLICEMIA

PIRUVATO

Glucosio-6-P

GLICOGENO

glucosioglucosio

aminoacidi acidi

grassiliberi

chetoacidiTessutoadiposo

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

Effetto del glucagone sul flusso totale dei substrati energetici

giorni

co

nc

en

traz

ion

eEffetti della rimozione del pancreas sulla glicemia e sulla concentrazione plasmatica di acidi grassi liberi (non esterificati) e di acido acetacetico

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

Effetti del cortisolo Effetti del cortisolo sui flussi energeticisui flussi energetici

•facilita la mobilizzazione di nutrienti (catabolico)

•mantiene la produzione di glucosio dalle proteine

•facilita il metabolismo dei grassi

STIMOLA

INIBISCE

CIBO

Effetto dell’infusione di cortisolo sulla concentrazione plasmatica e la cinetica del glucosio in soggetti normali

Depositi di grasso

Glicogeno muscolare e proteine

FEGATO gluconeogenesi

Sintesi di glicogeno

glicogenolisi

insulina

insulina

insulina

metabolismo del cervello

Acidi grassi liberi e glicerolo nel sangue

GHglucagoneadrenalina

glucagoneadrenalina

Carboidrati della dieta

Glucosio nel sangue

aminoacidi nel sangue

insulina

cortisolo

Controllo della Glicemia – effetti del diabeteControllo della Glicemia – effetti del diabete

Proteinsynthesis