Il glicogeno come riserva energetica: funzioni, metabolismo e importanza per muscoli, fegato e attività fisica
Il glicogeno rappresenta una riserva energetica fondamentale per il corpo umano e per tutti gli animali. Spesso sottovalutato rispetto a grassi e proteine, il glicogeno gioca un ruolo centrale nel mantenimento della glicemia e nel fornire energia immediata ai muscoli durante l’attività fisica. In questo articolo analizzeremo che cos’è il glicogeno, come è strutturato, quali funzioni svolge, i processi di glicogenolisi e glicogenosintesi e perché la sua regolazione ormonale è indispensabile per la salute metabolica.
Glicogeno: la riserva energetica del corpo tra metabolismo e attività fisica
Il glicogeno non è solo una semplice molecola di deposito, ma la forma più rapida ed efficiente con cui il nostro organismo immagazzina il glucosio. Negli animali rappresenta una scorta energetica immediatamente disponibile, indispensabile per sostenere il metabolismo corporeo, soprattutto durante esercizio fisico intenso o digiuni prolungati.
Dal punto di vista nutrizionale il glicogeno ha un’importanza minima, poiché dopo la morte dell’animale viene rapidamente degradato ad acido lattico. Tuttavia, dal punto di vista fisiologico, si tratta di una riserva preziosissima, capace di mantenere costanti i livelli di glicemia e fornire energia pronta ai muscoli.
Struttura del glicogeno
Il glicogeno è un polimero altamente ramificato costituito da numerose unità di glucosio. Le molecole sono legate principalmente da legami alfa-1,4, mentre ogni 8-10 residui si osservano ramificazioni tramite legami alfa-1,6. Questa particolare organizzazione conferisce al glicogeno una struttura compatta e a spirale, che ne ottimizza l’immagazzinamento e il rapido utilizzo.
Dove si trova il glicogeno
Il fegato contiene circa il 10% del proprio peso in glicogeno. La sua funzione principale è quella di immagazzinare glucosio (glicogenosintesi) o liberarlo (glicogenolisi), in base alle necessità metaboliche dell’organismo. In questo modo contribuisce a mantenere stabile la glicemia, un parametro vitale per il corretto funzionamento delle cellule.
Anche i muscoli scheletrici possiedono riserve significative di glicogeno. A differenza del fegato, però, il glicogeno muscolare non viene ceduto al sangue ma viene utilizzato localmente, fornendo energia necessaria alla contrazione muscolare. I principali consumatori di glucosio sono infatti cervello e muscoli, che lo sfruttano attraverso la via aerobica. Una parte viene utilizzata anche dal muscolo cardiaco e dagli eritrociti, che ne dipendono completamente per produrre energia.
Vie di produzione e utilizzo del glucosio
Il corpo umano ricava glucosio attraverso tre principali meccanismi: dalla dieta, dalla gluconeogenesi (che trasforma alcuni amminoacidi in glucosio) e dal ciclo di Cori, che riconverte il lattato prodotto durante l’attività anaerobica in nuova fonte energetica. È importante sottolineare che gli acidi grassi non possono essere convertiti in glucosio, per questo il glicogeno rappresenta una riserva strategica unica e insostituibile.
La glicogenolisi: degradazione del glicogeno
La glicogenolisi è il processo di degradazione del glicogeno in glucosio, fondamentale nei momenti in cui l’organismo richiede energia rapida. L’enzima chiave di questa via metabolica è la glicogeno fosforilasi, che rimuove i monomeri di glucosio sotto forma di glucosio-1-fosfato. Questa molecola presenta già una parziale attivazione energetica e non richiede l’utilizzo di ATP, rendendo il processo particolarmente efficiente.
Quando la glicogeno fosforilasi incontra i punti di ramificazione alfa-1,6, interviene un enzima deramificante, capace di liberare glucosio libero e glucosio-1-fosfato. Quest’ultimo viene successivamente convertito in glucosio-6-fosfato grazie all’enzima fosfoglucomutasi. Nel muscolo, il glucosio-6-fosfato entra immediatamente nella glicolisi per produrre energia; nel fegato, invece, un enzima specifico, la glucosio-6-fosfatasi, lo trasforma in glucosio libero da rilasciare nel sangue, garantendo così un livello glicemico stabile.
La glicogenolisi è finemente regolata da ormoni e segnali energetici. L’epinefrina (adrenalina) stimola la degradazione del glicogeno nei muscoli, mentre il glucagone agisce sul fegato. Al contrario, alti livelli di ATP inibiscono la glicogeno fosforilasi, mentre l’AMP la attiva. Questo meccanismo permette al corpo di rispondere rapidamente alle richieste energetiche.
Il ciclo glucosio-alanina
Un meccanismo interessante di rifornimento energetico è il ciclo glucosio-alanina. Durante l’esercizio fisico prolungato, gli amminoacidi a catena ramificata vengono convertiti in alanina nel muscolo. Quest’ultima viaggia fino al fegato, dove viene deaminata: dal suo scheletro carbonioso si produce nuovo glucosio, pronto per essere riutilizzato.
La glicogenosintesi: formazione del glicogeno
La sintesi del glicogeno è un processo diverso e indipendente rispetto alla glicogenolisi. Qui l’enzima protagonista è la glicogeno sintetasi, che utilizza come substrato l’UDP-glucosio. Questo zucchero attivato si forma a partire dal glucosio-1-fosfato grazie all’enzima UDP-glucosio pirofosforilasi.
L’avvio della sintesi richiede la presenza di una proteina “innesco”, la glicogenina, che grazie a un residuo di tirosina lega le prime unità di glucosio. Successivamente l’enzima ramificante introduce i legami alfa-1,6, che rendono la molecola di glicogeno altamente compatta e facilmente mobilizzabile.
Il metabolismo del glicogeno è regolato da un delicato equilibrio ormonale. L’adrenalina e il glucagone stimolano la degradazione del glicogeno per fornire energia, mentre l’insulina promuove la sua sintesi quando i livelli di glucosio nel sangue sono elevati. Questo sistema di regolazione assicura che l’organismo abbia sempre a disposizione energia sufficiente, evitando però pericolosi sbalzi glicemici.
Conclusione
Il glicogeno è la principale riserva di glucosio del nostro corpo e svolge un ruolo vitale nella regolazione della glicemia e nel sostegno all’attività muscolare. I processi di glicogenolisi e glicogenosintesi, controllati da complessi meccanismi enzimatici e ormonali, garantiscono un equilibrio costante tra deposito e utilizzo energetico. Comprendere il funzionamento del glicogeno non è importante solo per chi studia biochimica, ma anche per chi pratica sport o vuole migliorare la propria salute metabolica attraverso l’alimentazione e l’attività fisica.
Riferimenti Bibliografici
- Guyton AC, et al. – Trattato di fisiologia medica. Elsevier – 2019
- Nelson DL, – I principi di biochimica di Lehninger – 2021
