Cori Cycle Steps and Characteristics

il Ciclo Cori o ciclo di acido lattico è una via metabolica in cui il lattato prodotto da percorsi glicolitici nel muscolo va al fegato, dove viene riconvertito in glucosio. Questo composto ritorna nuovamente al fegato per essere metabolizzato.

Questo percorso metabolico fu scoperto nel 1940 da Carl Ferdinand Cori e sua moglie Gerty Cori, scienziati della Repubblica ceca. Entrambi hanno vinto il premio Nobel in fisiologia o medicina.

indice

• 1 processo (passaggi)
  • 1.1 Glicolisi muscolare anaerobica
  • 1.2 Gluconeogenesi nel fegato
• 2 reazioni di gluconeogenesi
• 3 Perché il lattato deve viaggiare nel fegato?
• 4 Ciclo Cori ed esercizio
• 5 Il ciclo di alanina
• 6 riferimenti

Processo (passaggi)

Glicolisi muscolare anaerobica

Il ciclo Cori inizia nelle fibre muscolari. In questi tessuti la produzione di ATP avviene principalmente attraverso la conversione del glucosio in lattato.

Va detto che i termini acido lattico e lattato, ampiamente usati nella terminologia sportiva, differiscono leggermente nella loro struttura chimica. Il lattato è il metabolita prodotto dai muscoli ed è la forma ionizzata, mentre l'acido lattico ha un protone aggiuntivo.

La contrazione dei muscoli avviene per idrolisi dell'ATP.

Questo è rigenerato da un processo chiamato "fosforilazione ossidativa". Questo percorso si svolge nei mitocondri delle fibre muscolari a contrazione lenta (rosso) e a contrazione rapida (bianca).

Le fibre muscolari veloci sono costituite da miosine veloci (40-90 ms), in contrasto con le fibre lente, formate da miosine lente (90-140 ms). I primi producono più fatica ma fatica velocemente.

Gluconeogenesi nel fegato

Attraverso il sangue, il lattato raggiunge il fegato. Il lattato viene nuovamente convertito in piruvato dall'azione dell'enzima lattato deidrogenasi.

Infine, il piruvato viene convertito in glucosio mediante gluconeogenesi, utilizzando l'ATP del fegato, generato dalla fosforilazione ossidativa.

Questo nuovo glucosio può tornare al muscolo, dove viene immagazzinato come glicogeno e viene utilizzato ancora una volta per la contrazione muscolare.

Reazioni di gluconeogenesi

La gluconeogenesi è la sintesi del glucosio usando componenti che non sono carboidrati. Questo processo può assumere come materia prima piruvato, lattato, glicerolo e la maggior parte degli amminoacidi.

Il processo inizia nei mitocondri, ma la maggior parte dei passaggi continua nel citosol cellulare.

La gluconeogenesi coinvolge dieci delle reazioni della glicolisi, ma nel suo senso inverso. Succede nel modo seguente:

-Nella matrice mitocondriale, il piruvato viene convertito in ossalacetato mediante l'enzima piruvato carbossilasi. Questo passaggio ha bisogno di una molecola di ATP, che sembra essere l'ADP, una molecola di CO₂ e uno di acqua. Questa reazione rilascia due H⁺ nel mezzo

L'ossalacetato viene convertito in l-malato dall'enzima malato deidrogenasi. Questa reazione ha bisogno di una molecola di NADH e H.

-Il malato va al citosol dove il processo continua. Il malato passa all'ossalacetato. Questo passaggio è catalizzato dall'enzima malato deidrogenasi e comporta l'uso di una molecola NAD⁺

- L'oxaloacetato viene convertito in fosfoenolpiruvato dall'enzima fosfoenolpiruvato carbossichinasi. Questo processo coinvolge una molecola GTP che passa a GDP e CO₂.

-Il fosfoenolpiruvato passa al 2-fosfoglicerato mediante l'azione dell'enolasi. Questo passaggio richiede una molecola di acqua.

-Il mutante fosfoglicerico catalizza la conversione di 2-fosfoglicerato in 3-fosfoglicerato.

-3-Phosphoglycerate passa a 1,3-bifosfoglicerato, catalizzato dalla mutase fosfoglicerato. Questo passaggio richiede una molecola di ATP.

-Il 1,3-bifosfoglicerato è catalizzato a d-gliceraldeide-3-fosfato dalla gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi. Questo passaggio coinvolge una molecola di NADH.

-D-gliceraldeide-3-fosfato passa al fruttosio 1,6-bifosfato di aldolasi.

- L'1,6-bifosfato di fruttosio viene convertito in fruttosio 6-fosfato con 1,6-bifosfatasi di fruttosio. Questa reazione coinvolge una molecola di acqua.

- Il fruttosio 6-fosfato viene convertito in glucosio 6-fosfato dall'enzima glucosio-6-fosfato isomerasi.

-Infine, l'enzima glucosio 6-fosfatasi catalizza il passaggio di quest'ultimo composto a α-d-glucosio.

Perché il lattato deve viaggiare nel fegato?

Le fibre muscolari non sono in grado di svolgere il processo di gluconeogenesi. In tal caso potrebbe essere un ciclo completamente ingiustificato, poiché la gluconeogenesi utilizza molto più ATP della glicolisi.

Inoltre, il fegato è un tessuto appropriato per il processo. In questo organo ha sempre l'energia necessaria per portare a termine il ciclo perché non mancano O₂.

Tradizionalmente si pensava che durante il recupero cellulare dopo l'esercizio, circa l'85% del lattato veniva rimosso e inviato al fegato. Quindi avviene la conversione in glucosio o glicogeno.

Tuttavia, nuovi studi che utilizzano ratti come organismo modello rivelano che il destino frequente del lattato è l'ossidazione.

Inoltre, diversi autori suggeriscono che il ruolo del ciclo Cori non è così significativo come si credeva. Secondo queste indagini, il ruolo del ciclo si riduce a solo il 10 o il 20%.

Ciclo Cori ed esercizio fisico

Durante l'allenamento, il sangue ottiene un massimo accumulo di acido lattico, dopo cinque minuti di allenamento. Questo tempo è sufficiente perché l'acido lattico possa migrare dai tessuti muscolari al sangue.

Dopo la fase di allenamento muscolare, i livelli di lattato nel sangue tornano ai valori normali dopo un'ora.

Contrariamente alla credenza popolare, l'accumulo di lattato (o lattato da solo) non è la causa dell'esaurimento muscolare. È stato dimostrato che durante l'allenamento in cui l'accumulo di lattato è basso, si verifica affaticamento muscolare.

Si pensa che la vera causa sia la diminuzione del pH all'interno dei muscoli. È possibile che il pH diminuisca dal valore di base di 7.0 a 6.4, considerato un valore piuttosto basso. Infatti, se il pH rimane vicino a 7,0, anche se la concentrazione di lattato è alta, il muscolo non affatica.

Tuttavia, il processo che porta alla fatica a causa dell'acidificazione non è ancora chiaro. Può essere correlato alla precipitazione di ioni calcio o alla diminuzione della concentrazione di ioni di potassio.

Gli atleti ricevono massaggi e ghiaccio sui muscoli per favorire il passaggio del lattato nel sangue.

Il ciclo di alanina

C'è un percorso metabolico quasi identico al ciclo di Cori, chiamato ciclo alanina. Qui l'amminoacido è il precursore della gluconeogenesi. In altre parole, l'alanina prende il posto del glucosio.

riferimenti

1. Baechle, T. R., & Earle, R. W. (Eds.). (2007). Principi di allenamento della forza e condizionamento fisico. Ed. Panamericana Medical.
2. Campbell, M. K., & Farrell, S. O. (2011). biochimica. Sesta edizione. Thomson. Brooks / Cole.
3. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Biochimica: testo e atlante. Ed. Panamericana Medical.
4. Mougios, V. (2006). Esercita la biochimica. Cinetica umana
5. Poortmans, J.R. (2004). Principi di esercizio biochimico. 3^rd, edizione riveduta. Karger.
6. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). biochimica. Ed. Panamericana Medical.