Il metabolismo degli zuccheri è quel processo attraverso il quale l’energia contenuta negli alimenti che mangiamo viene resa disponibile come fonte energetica per il nostro organismo. L’apporto di carboidrati semplici, principalmente rappresentati dal comune zucchero da tavola, e complessi (amidi) avviene con l’alimentazione.
Il Glucosio: Fonte Primaria di Energia
Il glucosio è uno zucchero a sei atomi di carbonio che può essere ingerito attraverso i cibi o iniettato direttamente nel corpo, ma nella maggior parte dei casi si presenta come un prodotto derivato di carboidrati complessi, di proteine o del metabolismo dei grassi. Il glucosio può essere utilizzato per la sintesi del glicogeno e di altre sostanze adatte a fornire una fonte energetica, o può essere degradato per alimentare i processi metabolici.
Quando si assumono cibi, si registra un innalzamento ed un seguente calo dei livelli di glucosio nel sangue, poiché questo passa dal tratto gastrointestinale al sangue, in cui viene assorbito e trasportato nelle cellule del corpo. La presenza di glucosio nel sangue stimola il pancreas alla produzione di insulina, che poi attiva l’assorbimento del glucosio da parte delle cellule, riportando i livelli di zuccheri nella norma. L’insulina blocca la combustione dei grassi a favore di quella del glucosio, che diventa così la fonte energetica principale per l’organismo.
Anche il fruttosio viene assorbito dall’intestino, ma in questo caso interviene anche il fegato, che agisce da organo preelaboratore e converte il fruttosio in glucosio o lipidi. Il fegato può infatti rilasciare glucosio e grassi nel sangue oppure stoccarli come depositi lipidi o di glicogeno.
Il Ruolo dell'Insulina
La produzione di glucosio da parte del fegato, infatti, è regolata da due ormoni, l'insulina ed il glucagone. In carenza di insulina si verifica una liberazione di glucosio dal fegato nel sangue, che comporta aumento della glicemia (iperglicemia) nel sangue stesso. Questo ormone rappresenta pertanto il fattore prioritario in grado di condizionare il metabolismo glucidico.
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Le Fasi della Degradazione del Glucosio
La degradazione del glucosio inizia nel citoplasma delle cellule; è una reazione anaerobica di respirazione cellulare e quindi non richiede ossigeno. Questa reazione avviene nella parte interna dei mitocondri delle cellule; qui, le due molecole di piruvato derivanti dalla glicolisi vengono combinate con due molecole di Cenzima A (CoA) per produrre due molecole di Acetil-coenzima A e due di CO2.
Conosciuto anche come ciclo dell’acido citrico, il ciclo di Krebs consiste in una serie di reazioni anaerobiche, come le precedenti, che si verificano nella matrice mitocondriale. Durante questo processo cellulare, che si verifica nelle membrane interne dei mitocondri e permette l'operazione degli elettroni dai protoni, avviene la riduzione dell’ossigeno ad opera delle molecole di NAD (Nicotinamide-Adenine-Dinucleotide) e FAD (Flavin-Adenin-Dinucleotide), coenzimi trasportatori che si occupano del trasferimento degli elettroni nei mitocondri.
In presenza di sei molecole di ossigeno, i protoni passano dai coenzimi NAD e FAD ad altri NAD e FAD lungo la catena , permettendo così l’estrazione di ATP a diversi livelli. A conti fatti, con due molecole di ATP ottenute dalla glicolisi, due ottenute dal ciclo di Krebs e 34 dalla catena di trasporto degli elettroni, si può facilmente dire che sia quest’ultima la fase che produce maggiore energia. Per questo motivo, gli esseri umani non possono privarsi di ossigeno per un tempo troppo lungo e non possono sostenere un esercizio anaerobico ad alta intensità per più di alcuni minuti.
Il Glucosio e il Cervello
Il cervello dei mammiferi utilizza il glucosio come sua fonte energetica principale. Nel cervello degli adulti, i neuroni presentano la richiesta più elevata di energia e necessitano di un continuo trasporto di glucosio dal sangue. Il metabolismo glucidico alimenta le funzioni fisiologiche cerebrali attraverso la produzione di ATP e di neurotrasmettitori.
Glicemia: Misurazione del Metabolismo Glucidico
Il risultato del metabolismo glucidico è rappresentato dai valori della concentrazione di glucosio nel sangue (glicemia). Quando questi valori scendono sotto i livelli di norma si parla di ipoglicemia, una condizione che affligge in primo luogo il cervello, ovvero l’organo che più di tutti attinge al glucosio come fonte primaria di energia. La condizione opposta, chiamata iperglicemia, si verifica invece quando i livelli di glicemia sono molto elevati.
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Insulino-Resistenza
L’insulino-resistenza è un elemento molto comune generalmente ravvisabile nel diabete mellito di tipo 2, spesso associato all’ipertensione arteriosa, e nella sindrome metabolica che comprende, a sua volta, l’obesità addominale, la dislipidemia e l’ipertensione. La stessa insulino-resistenza viene, inoltre, considerata il principale meccanismo per lo sviluppo della vasocostrizione arteriosa che conduce all’ipertensione nella sindrome metabolica e nel diabete tipo 2. In presenza di insulino-resistenza, il pancreas aumenta la produzione di insulina con un parallelo incremento del suo livello nel sangue (iperinsulinemia). L’obiettivo è superare l’insulino-resistenza delle cellule tessutali e mantenere la glicemia nella norma.
Prediabete
Alla luce dell’aumento dell’incidenza e della prevalenza del diabete mellito di tipo 2 (DMT2) in tutto il mondo, numerosi studi si sono concentrati sull’identificazione precoce dei soggetti a rischio di sviluppare questa malattia, così da poter attuare strategie interventistiche per ritardarne l’insorgenza. Questo ha portato al riconoscimento del termine “prediabete”, uno stato disglicemico a cavallo tra la normale tolleranza al glucosio e la diagnosi franca di diabete di tipo 2. “Prediabete”, infatti, è un termine utilizzato per indicare una condizione in cui i livelli di glucosio nel sangue sono indicativi di un metabolismo glicemico anomalo, ma non sono ancora in grado di soddisfare i criteri diagnostici della malattia diabetica conclamata.
La disglicemia è un fattore di rischio significativo per il diabete e contribuisce allo sviluppo di malattie cardiovascolari. Con questo termine ci si riferisce a due condizioni: alterata glicemia a digiuno e ridotta tolleranza al glucosio, che possono entrambe evolvere in diabete mellito di tipo 2. Le definizioni di prediabete più frequentemente utilizzate sono quelle dell’American Diabetes Association (ADA) e dell’International Committee of Experts and the World Health Organization (WHO). Entrambe si basano sulle misurazioni delle concentrazioni di glucosio a digiuno, due ore dopo la prova orale del glucosio, e/o sui valori dell’emoglobina glicata (HbA1c). Quest’ultimo valore è stato incluso nella definizione solo di recente.
Tuttavia, si è discusso di quanto questo sia utile nella pratica clinica poiché l’HbA1c non sempre sembra essere in grado di identificare tutti i soggetti con prediabete e l’unico modo per identificare l’alterazione del metabolismo del glucosio è attraverso il dosaggio della glicemia a digiuno e attraverso il test di provocazione orale del glucosio.
Interventi e Nutraceutici
In questo contesto, gli integratori alimentari offrono un’ampia gamma di applicazioni. Infatti, è ormai riconosciuto che, grazie alle proprietà antiossidanti e antinfiammatorie di molte sostanze naturali, il consumo abituale di nutraceutici nella pratica clinica quotidiana può migliorare l’esito nei pazienti con disordini metabolici, come il diabete mellito di tipo 2. In ogni caso, la prima linea di intervento consiste nella modifica dello stile di vita, che porta alla riduzione di sovrappeso e obesità, all’ottenimento di un adeguato controllo glicemico e alla prevenzione delle complicanze.
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L’alimentazione dovrebbe basarsi sul modello mediterraneo (carboidrati 45-60%, grassi <30%, con grassi saturi <10%, proteine 15-20%, fibre insolubili e solubili >15% per 1.000 kcal); sono raccomandati gli acidi grassi monoinsaturi, come l’olio d’oliva. All’interno della modifica dello stile di vita, si incoraggia l’attività fisica, con un minimo di 30-40 minuti di attività aerobica almeno tre o quattro volte a settimana. Sono sconsigliati, invece, il fumo e il consumo di alcolici.
Qualora non fosse possibile raggiungere questi obiettivi di stile di vita o queste modifiche non fossero sufficienti, si raccomanda l’impiego di nutraceutici; essi includono nutrienti (ad esempio il cromo), parti di piante (botanicals, ad esempio berberina, banaba, carciofo), che forniscono benefici medici o sanitari, compresa la prevenzione o il trattamento di una malattia.
Esempi di Nutraceutici
- Berberina: La berberina è un alcaloide vegetale utilizzato da tempo nella medicina ayurvedica indiana e nella medicina tradizionale cinese. L’uso della berberina è incoraggiato nella prevenzione e nella gestione delle malattie metaboliche e cardiovascolari, date le sue attività antinfiammatorie e antiossidanti e gli effetti neuro e cardioprotettivi dimostrati in vitro e modelli animali.
- Banaba: La Banaba Lagerstroemia speciosa è una pianta che cresce nei paesi tropicali come le Filippine, l’India, la Malesia, la Cina meridionale e l’Australia, dove viene utilizzata come medicina tradizionale grazie ai suoi noti benefici per la salute. Il tè estratto dalle foglie viene utilizzato per il trattamento del diabete e delle malattie renali; le foglie di banaba, infatti, sono ricche di acido corosolico ed ellagitannini (derivati dall’acido ellagico), noti per la loro azione ipoglicemizzante.
- Carciofo (Cynara scolymus): Tra gli estratti ipoglicemizzanti, quello delle foglie di carciofo, ha mostrato effetti positivi anti-glucosidasi, anti-glicazione e anti-iperglicemici. L’estratto di Cynara scolymus ha attività ipoglicemizzante, dimostrata da studi in vitro e su modello animale.
- Cromo: Il Valore Nutritivo di Riferimento (VNR) del cromo consentito in Europa, pari a 40 μg al giorno, risulta essere sufficientemente adeguato a contribuire al normale metabolismo dei macronutrienti e al mantenimento di livelli normali di glucosio nel sangue. La fonte di cromo prescelta per la sua ottimale biodisponibilità è il sale picolinato, derivato dal cromo e dall’acido picolinico, in quanto in grado di facilitare il passaggio di quest’ultimo attraverso le membrane biologiche consentendone il passaggio dal lume intestinale al torrente circolatorio.
Altri elementi utili
- Biancospino: Il Biancospino, meglio noto come la pianta del cuore, sostiene le funzioni cardiovascolari e supporta le arterie coronariche che portano il sangue al muscolo cardiaco. È ricco di polifenoli antiossidanti e flavonoidi dalle proprietà cardiotoniche e cardioprotettrici.
- Gelso bianco: Il Gelso bianco esercita un’importante funzione antipertensiva grazie al resveratrolo presente nella sua buccia. Questa sostanza concorre al corretto funzionamento dei vasi sanguigni proteggendoli dall’angiotensina, ormone peptidico che stimola la vasocostrizione con conseguente aumento della pressione arteriosa.
- Zenzero: Lo Zenzero vanta un elevato tenore di antiossidanti e anticoagulanti che lo rendono un valido alleato per supportare l’apparato cardiovascolare e contrastare l’ipertensione arteriosa.
- Gymnema: La Gymnema esercita un’importante azione ipoglicemizzante perché l’acido gymnemico, suo principio attivo, inibisce l’assorbimento intestinale degli zuccheri e favorisce la loro trasformazione metabolica a livello cellulare.
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