Una carenza della sostanza Fattore intrinseco può provocare anemia. Scegli il tipo di anemia che si verificherebbe se la sostanza fosse carente.
Anemia megaloblastica
Anemia ipocromica e microcitica
Anemia emolitica
Anemia falciforme
Illustreremo, inoltre, come le misurazioni biochimiche possano individuare un disturbo e permettere di determinare quale enzima funziona male.a. Bocca(1). Le ghiandole salivari producono l'a-amilasi, che scinde i legami a-1,4 tra i residui di glucosio nell'amido alimentare. (L'a-amilasi pancreatica catalizza la stessa reazione.)b. Stomaco(1). Le cellule del capo producono l'enzima proteolitico pepsina, come il suo precursore inattivo pepsinogeno. La pepsina digerisce le proteine.(2). Le cellule parietali producono acido cloridrico (HCl) e fattore intrinseco.(a). L'HCl provoca la scissione del pepsinogeno (il precursore della pepsina) (autocatalisi), producendo pepsina.(b). Il fattore intrinseco lega la vitamina B12 alimentare e ne favorisce l'assorbimento.(c). La vitamina B12 è il cofattore per la conversione dell'omocisteina in metionina e del metil malonil-CoA in succinil-CoAc. Cistifellea(1). I sali biliari, sintetizzati nel fegato a partire dal colesterolo, passano attraverso la cistifellea nell'intestino, dove favoriscono la digestione dei lipidi.(2). La bilirubina diglucuronide, prodotta nel fegato a partire dalla bilirubina (prodotto escretore della degradazione dell'eme), passa attraverso la cistifellea nell'intestino. d. Pancreas(1). Il pancreas produce bicarbonato (HCO3- ), che neutralizza gli acidi dello stomaco quando questi entrano nel lume intestinale. Il conseguente aumento del pH nel lume consente una più ampia ionizzazione dei sali biliari (che fungono quindi da migliori detergenti) e aumenta l'attività degli enzimi digestivi.(2). Il pancreas produce enzimi digestivi (ad esempio, tripsina, chimotripsina, carbossipeptidasi, elastasi, a-amilasi, lipasi).(3). Le cellule B (o b) del pancreas endocrino producono insulina (l'ormone che stimola l'immagazzinamento dei combustibili nello stato di alimentazione) e le cellule A (o a) producono glucagone (l'ormone che stimola il rilascio dei combustibili immagazzinati durante il digiuno). e. Intestino(1). Gli enzimi del pancreas esocrino digeriscono il cibo nel lume intestinale.(2). Gli enzimi digestivi intestinali sono legati ai bordi a spazzola delle cellule epiteliali intestinali (aminopeptidasi, dipeptidasi e tripeptidasi, lattasi, sucrasi, maltasi e isomaltasi).(3). L'assorbimento dei prodotti digestivi avviene attraverso le cellule epiteliali intestinali.(4). Le cellule epiteliali intestinali producono chilomicroni dai prodotti della digestione dei grassi alimentari (acidi grassi e 2-monociclogliceroli) e secernono i chilomicroni nella linfa.(5). La maggior parte dei sali biliari viene riassorbita nell'ileo e riciclata dal fegato. Solo il 5% viene escreto nelle feci. Questa escrezione di sali biliari, insieme al colesterolo secreto dal fegato nell'intestino attraverso la cistifellea, è il mezzo principale con cui l'organismo smaltisce la struttura ad anello del colesterolo (nucleo sterolico). f. Fegato (la regolazione enzimatica della funzione epatica è riassunta nelle tabelle seguenti)(1). Le funzioni del fegato comprendono:(a). Immagazzinamento del glicogeno prodotto dai carboidrati alimentari.(b). Sintesi di lipoproteine a bassissima densità (VLDL), principalmente a partire dai carboidrati alimentari.(c). Produzione di lipoproteine ad alta densità, che trasferiscono le apolipoproteine CII ed E ai chilomicroni e alle VLDL, convertono il colesterolo in esteri del colesterolo (attraverso la reazione lecitina-colesterolo aciltransferasi) e riducono il sangue con cui il colesterolo e gli esteri del colesterolo vengono trasportati dai tessuti al fegato (trasporto inverso del colesterolo).(d). Mantenimento dei livelli di glucosio nel sangue durante il digiuno attraverso la glicogenolisi e la gluconeogenesi.(e). Produzione di urea a partire dall'azoto derivato, in parte, dagli aminoacidi, perché questi vengono convertiti in glucosio (tramite la gluconeogenesi) durante il digiuno.(f). Produzione di corpi chetonici dagli acidi grassi derivati dalla lipolisi dei triacilgliceroli adiposi durante il digiuno.(g). Sintesi del colesterolo (che viene prodotto anche in altri tessuti).(h). Conversione del colesterolo in sali biliari.(i). Produzione di molte proteine del sangue (ad esempio, albumina, proteine della coagulazione).(j). Produzione di purine e pirimidine, che vengono trasportate ad altri tessuti attraverso i globuli rossi.(k). Degradazione di purine (ad acido urico) e pirimidine (a CO2 , H2 O e ammoniaca).(l). Ossidazione di farmaci e altri composti tossici attraverso il sistema del citocromo P450.(m). Coniugazione della bilirubina ed escrezione del diglucuronide della bilirubina nella bile.(n). Ossidazione dell'alcol attraverso le deidrogenasi dell'alcol e dell'acetaldeide e il sistema microsomiale di ossidazione dell'etanolo (MEOS).(o). Sintesi della creatina (dal guanidinoacetato), che viene utilizzata per produrre creatina fosfato, principalmente nel muscolo e nel cervello.(p). Conversione del fruttosio alimentare in intermedi glicolitici.(2). Se la funzione delle cellule epatiche è compromessa (ad esempio, nell'epatite virale o nella cirrosi alcolica):(a). L'NH4+ , che è tossico (in particolare per il sistema nervoso centrale), aumenta nel sangue.(b). Il livello di BUN diminuisce perché il fegato ha una ridotta capacità di produrre urea.(c). Il glucosio nel sangue diminuisce a causa della riduzione della glicogenolisi e della gluconeogenesi.(d). I livelli di colesterolo nel sangue diminuiscono a causa dell'incapacità di produrre e secernere VLDL.(e). Diminuisce la produzione di sali biliari.(f). I livelli di bilirubina aumentano nell'organismo (causando ittero) a causa della ridotta coniugazione con l'acido glucuronico.(g). La lisi delle cellule epatiche danneggiate permette la fuoriuscita degli enzimi nel sangue.1. Aumenta la lattato deidrogenasi.2. Aumenta l'alanina aminotransferasi.3. Aumenta l'aspartato aminotransferasi.4. Aumenta la fosfatasi alcalina.(h). I problemi epatici cronici comportano una diminuzione della sintesi proteica.1. Le proteine sieriche (ad esempio, l'albumina) diminuiscono.2. La produzione di VLDL diminuisce a causa della diminuzione dell'apolipoproteina B-100 e i triacilgliceroli si accumulano nel fegato. Ne deriva un fegato grasso, ad esempio il cervello(1). Il glucosio è il principale carburante per il cervello.(2). Il cervello può utilizzare i corpi chetonici, ma solo dopo 3-5 giorni di digiuno, quando i livelli di corpi chetonici nel sangue sono elevati.(3). Il cervello ha bisogno di energia per pensare (la memoria implica la sintesi di RNA), per condurre gli impulsi nervosi, per sintetizzare i neurotrasmettitori, ecc. Globuli rossi(1). I globuli rossi sono privi di mitocondri, quindi non hanno il ciclo TCA, la b-ossidazione degli acidi grassi, la catena di trasporto degli elettroni e altre vie che avvengono nei mitocondri.(2). Il glucosio è il principale carburante dei globuli rossi.(a). Il glucosio viene convertito in piruvato e lattato.(3). I globuli rossi trasportano basi e nucleosidi dal fegato ad altri tessuti.(4). La funzione principale dei globuli rossi è quella di trasportare O2 dai polmoni ai tessuti e di favorire il ritorno di CO2 dai tessuti ai polmoni. i. Tessuto adiposo(1). Il principale carburante del tessuto adiposo è il glucosio.(2). L'insulina stimola il trasporto del glucosio nelle cellule adipose.(3). La funzione del tessuto adiposo è quella di immagazzinare triacilglicerolo nello stato di alimentazione e di rilasciarlo (tramite lipolisi) durante il digiuno.(a). Nello stato di alimentazione, l'insulina stimola la sintesi e la secrezione della lipoproteina lipasi (LPL), che degrada i triacilgliceroli dei chilomicroni e delle VLDL nei capillari. Gli acidi grassi di queste lipoproteine entrano nelle cellule adipose e vengono convertiti in triacilgliceroli e immagazzinati. Il glucosio fornisce la parte glicerolica. (Il glicerolo non viene utilizzato perché le cellule adipose sono prive di glicerolo chinasi) (b). Durante il digiuno, la lipasi dei trigliceridi degli adipociti e la lipasi sensibile agli ormoni (fosforilata e attivata attraverso un meccanismo mediato dal cAMP) avviano la lipolisi nelle cellule adipose. j. Muscolo(1). Il muscolo utilizza tutti i combustibili disponibili (scorte di glicogeno e acidi grassi, glucosio, corpi chetonici, lattato e aminoacidi dal sangue) per ottenere energia per la contrazione.(2). Durante il digiuno, le proteine muscolari vengono degradate per fornire aminoacidi (in particolare alanina) per la gluconeogenesi.(3). La creatina fosfato trasporta il fosfato ad alta energia dai mitocondri alle fibre di actinomiosina e fornisce ATP per la contrazione muscolare.(4). La creatina è prodotta in modo non enzimatico dal creatinfosfato e una quantità costante (dipendente dalla massa muscolare del corpo) viene rilasciata nel sangue ogni giorno ed espulsa dai reni.(5). La glicogeno fosforilasi muscolare differisce dalla fosforilasi epatica ma catalizza la stessa reazione (glicogeno+Pi-glucosio-1-fosfato).(6). L'insulina stimola il trasporto del glucosio nelle cellule muscolari. k. Cuore(1). Il cuore è un muscolo specializzato che utilizza tutti i combustibili provenienti dal sangue.(2). L'isoenzima muscolo-cervicale (MB) della CK si trova nel muscolo cardiaco. Il suo rilascio può essere utilizzato per monitorare un attacco cardiaco. Rene(1). Il rene espelle dall'organismo, attraverso l'urina, sostanze come l'urea (prodotta dal ciclo dell'urea nel fegato), l'acido urico (dalla degradazione delle purine), la creatinina (dal creatinfosfato), l'NH4+ (dalla glutammina attraverso la glutaminasi), l'H2SO4 (prodotto dallo zolfo della cisteina e della metionina) e l'acido fosforico.(2). L'escrezione giornaliera di creatinina è costante e dipende dalla massa muscolare del corpo. Viene utilizzata come misura della funzione renale (tasso di eliminazione della creatinina).(3). L'azione della glutaminasi aumenta durante l'acidosi e produce NH3 , che entra nell'urina e reagisce con H+ per formare NH4+ . L'NH4+ tampona l'urina e rimuove l'acido (H+) dal corpo.(4). L'escrezione di acido urico è inibita dal piombo (Pb) e dagli acidi metabolici (corpi chetonici e acido lattico). L'acido urico elevato nel sangue può provocare la gotta. La gotta può essere causata da un'aumentata produzione o da una ridotta escrezione di acido urico. Il deficit dell'enzima di salvataggio delle basi, l'ipoxantina guanina fosforibosil transferasi, nella sindrome di Lesch-Nyhan, determina un aumento della produzione di acido urico.(5). La disfunzione renale può portare a un aumento di BUN, creatinina e acido urico nel sangue e a una diminuzione dei livelli di questi composti nelle urine.(6). Durante la chetoacidosi, i corpi chetonici vengono escreti dal rene, mentre durante l'acidosi lattica viene escreto l'acido lattico.(7). Livelli elevati di glucosio nel sangue (oltre 180 mg/dL) nel DM comportano l'escrezione di glucosio nelle urine. Il fattore intrinseco è necessario per l'assorbimento della vitamina B12 alimentare. La mancanza di B12 (o di folato) provoca un'anemia megaloblastica. In caso di carenza di B12, si verificano anche problemi neurologici irreversibili (dovuti alla demielinizzazione). Quando la diminuzione del fattore intrinseco causa una carenza di B12, la condizione è chiamata anemia perniciosa. Un'anemia da carenza di ferro è caratterizzata da RBC piccoli e pallidi. La mancanza di ferro riduce la sintesi dell'eme, quindi i globuli rossi non possono trasportare tanto ossigeno (il che conferisce loro il colore pallido). Le cellule sono piccole per massimizzare la concentrazione di emoglobina presente nelle cellule. L'anemia emolitica si verifica quando la membrana dei globuli rossi si frammenta, il che può verificarsi in caso di carenza di piruvato chinasi o di mancanza di attività della glucosio-6-fosfato deidrogenasi (che determina una riduzione dei livelli di NADPH). L'anemia falciforme è causata da una mutazione puntiforme nel gene della b-globina, che sostituisce una valina con un acido glutammico.Quando la glicemia aumenta:Quando la glicemia diminuisce:Viene rilasciata l'insulina, che porta alla de-fosforilazione di:Viene rilasciato il glucagone, che porta alla fosforilazione di:PFK-2 (attività chinasica ora attiva)PFK-2 (attività fosfatasica ora attiva)Piruvato chinasi (ora attiva)Piruvato chinasi (ora inattiva)Glicogeno sintasi (ora attiva)Glicogeno sintasi (ora inattiva)Fosforilasi chinasi (ora inattiva)Fosforilasi chinasi (ora attiva)Glicogeno fosforilasi (ora inattiva)Glicogeno fosforilasi (ora attiva)Piruvato deidrogenasi (ora attiva)Piruvato deidrogenasi (ora inattiva)Acetil-CoA carbossilasi (ora attiva)Acetil-CoA carbossilasi (ora inattiva)Che porta ad attivareGlicolisi GlicogenolisiSintesi degli acidi grassiOssidazione degli acidi grassiSintesi del glicogenoGluconeogenesi Enzimi epatici regolati da attivazione/inibizioneEnzimaAttivato daStato in cui è attivoFosfofruttocinasi 1Fruttosio 2,6-bisP, AMPAlimentatoPiruvato carbossilasiAcetil-CoAlimentato e a digiunoAcetil-CoA carbossilasiCitratoAlimentatoCarnitina palmitoiltransferasi ILsenza inibitore (malonil-CoA)A digiunoEnzima epatico regolato da attivazione/inibizione.CoA)DigiunoEnzimi del fegato regolati dalla fosforilazione/defosforilazioneEnzimaForma attivaStato in cui è attivoGlicogeno sintasiDefosforilatoFedFosforilasi chinasiFosforilatoDigiunoGlicogeno fosforilasiFosforilatoDigiunoFosfofruttochinasi 2/fruttosio 2,6-bisfosfatasi (agisce come chinasi, aumentando i livelli di fruttosio2,6-bisP)DefosforilataFedFosfofruttochinasi-2/fruttosio 2,6-bisfosfatasi (agisce come afosfatasi, diminuendo i livelli di fruttosio 2,6-bisP)FosforilataFastingPiruvato chinasiDefosforilataFedPiruvato deidrogenasiDefosforilataFed
Vitamins and Minerals