La glicolisi è il processo in cui avviene la conversione del glucosio in molecole più semplici e la produzione di energia sotto forma di adenosina trifosfato o ATP.
Alla fine della glicolisi una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di acido piruvico creando una reazione che porta alla produzione di energia, immagazzinata in 2 molecole di ATP.
La glicolisi può avvenire sia in presenza che in assenza di ossigeno (glicolisi anaerobica), anche se, nel secondo caso, viene prodotta una minore quantità di energia;
In condizioni aerobiche, le molecole di acido piruvico possono entrare nel ciclo di Krebs e subire una serie di reazioni che ne determinano la completa degradazione ad anidride carbonica e acqua; mentre in condizioni anaerobiche le molecole di acido piruvico vengono degradate in altri composti organici, come l’acido lattico o l’acido acetico, mediante il processo di fermentazione.
Le fasi principali nel processo di glicolisi sono:
- la fosforilazione del glucosio: alla molecola di glucosio vengono aggiunti due gruppi fosfato forniti da due molecole di ATP che a loro volta diventano ADP. Si forma così glucosio 1,6-difosfato;
- la trasformazione in fruttosio 1,6-difosfato: il glucosio 1,6-difosfato viene trasformato in fruttosio 1,6-difosfato, un composto intermedio a sei atomi di carbonio; quest’ultimo viene scisso a sua volta in due composti più semplici, contenenti ciascuno tre atomi di carbonio: il di-idrossiacetone fosfato e la gliceraldeide 3-fosfato. Il di-idrossiacetone fosfato viene poi convertito in un’altra molecola di gliceraldeide 3-fosfato;
- la formazione di acido piruvico: i due composti a tre atomi di carbonio vengono prima trasformati in acido 1,3-difosfoglicerato, poi in fosfoglicerato, in fosfoenolpiruvato e infine, in due molecole di acido piruvico.
Nel corso di queste reazioni vengono sintetizzate quattro molecole di ATP e 2 di NADH, pertanto la glicolisi partendo da una molecola di glucosio permette di ottenere:
- la produzione netta di 2 molecole di ATP;
- la formazione di 2 molecole di un composto, il NADH (nicotinamide adenin dinucleotide), che ha lo scopo di trasportare energia.
Importanza
La glicolisi ho un’importanza fondamentale in quanto costituisce il primo stadio delle vie metaboliche di produzione di energia che consente l’utilizzazione del glucosio e di altri zuccheri semplici, come il fruttosio e il galattosio.
Nell’organismo sono presenti alcuni tessuti che, in condizioni particolari di carenza di ossigeno, hanno comunque la capacità di ricavare energia grazie alla glicolisi anaerobia; questo si verifica, ad esempio, nel tessuto muscolare striato durante un intenso e prolungato sforzo fisico.
Non tutti i tessuti però hanno questa capacità; ad esempio il muscolo cardiaco ha una minore capacità di svolgere il processo di glicolisi, quindi più difficilmente riesce a sopportare condizioni di carenza di ossigeno.
Grazie a questa flessibilità del sistema di produzione energetica è possibile soddisfare sempre e comunque le necessità energetiche dell’organismo.
Glicolisi anaerobica
In cartenza o mancanza di ossigeno il piruvato viene trasformato in due molecole di acido lattico liberando energia sottoforma di ATP; questo processo, che produce 2 molecole di ATP, non può superare 1 o 2 minuti in quanto l’accumulo di acido lattico causa la sensazione di fatica e rende difficoltosa la contrazione muscolare.
In presenza di ossigeno l’acido lattico viene trasformato in acido piruvico che verrà sucessivamente metabolizzato nel ciclo di Krebs.