Un atleta di 19 anni ha lavorato vigorosamente sulle piste e inizia a sentirsi leggermente stordito dall'ipoglicemia. Beve una lattina di bibite ed è consapevole della competizione tra il glucosio da immagazzinare nel fegato come glicogeno e quello utilizzato come energia nei muscoli. Qual è la migliore spiegazione riguardo al destino del glucosio nella bibita?
Il Km inferiore dell'esochinasi rispetto al Km della glucochinasi inclinerà il glucosio verso la glicolisi.
Il bolo di glucosio nella soda porterà ad un livello di glucosio più elevato, inducendo l'immagazzinamento del glucosio nel glicogeno nel fegato.
Il muscolo utilizza alti livelli di glucosio, portando ad un aumento del livello di glucosio 6-fosfato inibendo così la glucochinasi.
Il glucosio sarà utilizzato in egual misura dai muscoli per il metabolismo e dal fegato per la conservazione del glicogeno.
La costante di Michaelis (Km) è un mezzo per caratterizzare l'affinità di un enzima per un substrato. Il Km in una reazione enzimatica è la concentrazione del substrato alla quale la velocità di reazione è pari alla metà della sua velocità massima. Pertanto, un valore Km basso significa che l'enzima ha un'elevata affinità per il substrato (poiché un "piccolo" substrato è sufficiente per eseguire la reazione a metà della sua velocità massima). L'esochinasi ha un Km basso per il glucosio e nel fegato è saturo e agisce a una velocità costante in tutte le condizioni normali. La glucochinasi ha una Km notevolmente più alta (minore affinità) per il glucosio, per cui la sua attività aumenta con l'aumento della concentrazione di glucosio nella vena polmonare epatica. Promuove l'assorbimento epatico di grandi quantità di glucosio dopo un pasto a base di carboidrati. È assente nel fegato dei ruminanti, che hanno poco glucosio che entra in circolo dall'intestino. L'esochinasi è inibita dal glucosio 6-fosfato ed è più attiva con bassi livelli di glucosio 6-fosfato. La glucochinasi presente nel fegato ha un elevato Km per il glucosio ed è molto attiva dopo un pasto. Il glucosio nella bibita verrebbe probabilmente utilizzato per la produzione di ATP. A concentrazioni normali di glucosio nel sangue sistemico (4,5-5,5 mmol/L), il fegato è un produttore netto di glucosio. Tuttavia, quando il livello di glucosio aumenta, la produzione di glucosio cessa e si verifica un assorbimento netto. Rif: Bender D.A., Mayes P.A. (2011). Capitolo 20. Gluconeogenesi e controllo della glicemia. Nel D.A. Bender, K.M. Botham, P.A. Weil, PJ Kennelly, RK Murray, V.W. Rodwell (a cura di), Biochimica illustrata di Harper, 29e.