Via pentosio fosfati| Fase ossidativa: dai meccanismi molecolari alla complessa fisiologia del NADPH

In questo video ci occupiamo di capire insieme la fase ossidativa dei pentosio fosfati dai meccanismi molecolari fino ai ruoli fisiologici del NADPH.
La via dei pentosio fosfati (o shunt degli esosi monofosfati) è una via collaterale alla glicolisi che sottrae il glucosio-6-fosfato per veicolare prima in una fase ossidativa e poi in una seconda non-ossidativa.

La fase ossidativa consta di 3 reazioni enzimatiche sequenziali:
1. G6PDH (glucosio 6-fosfato deidrogenasi) ossida il glucosio-6-fosfato
in 6-fosfo-glucono-delta-lattone producendo riducendo la prima molecola di NADP+ in NADPH (un cofattore ridotto che trasporta ioni idruro).

2. Lattonasi. Una reazione idrolitica che media la scissione del 6-fosfo-glucono-delta-lattone in 6-fosfogluconato.

3. 6PGNDH (6-fosfogluconato deidrogenasi) che compie una decarbossilazione ossidativa convertendo il 6-fosfogluconato in ribulosio 5-fosfato riducendo una seconda molecola di NADP+ in NADPH.

Funzioni biologiche del NADPH
Il NADPH è la versione ridotta (elettron-ricca) del NADP+ che deriva dalla fosforilazione del NAD+ per azione della NAD+-chinasi (che fosforila l'ossidrile in posizione c2' del carbonio del primo ribosio del NAD+)

Le funzioni biologiche del NADPH sono tessuto specifiche ciò significa che la sua funzione è strettamente dipendente dalle funzioni biologiche per cui è destinata una cellula.

Biosintesi riduttive. Il NADPH viene impiegato come cofattore per la sintesi citosolica di molecole come gli acidi grassi ed il colesterolo. Le biosintesi riduttive avvengono negli epatociti principalmente ma anche nelle ghiandole soprarenali, nei testicoli (cellule di Leydig che sintetizzano colesterolo).

Cofattore del CYP450. Il NADPH è chiave come cofattore per il complesso microsomiale del CYP450 coinvolto, ad esempio, nei processi di ossidazione di fase-I negli epatociti.

Burst ossidativo. NADPH diventa substrato, nei neutrofili, ad esempio, dell'enzima NOX (NADPH-ossidasi) che porta alla generazione nel fagosoma dell'anione superossido: una specie reattiva dell'ossigeno che è chiave nell'indurre la degradazione delle molecole che compongono le strutture dei batteri fagocitati.

Protezione dello stress-ossidativo. Qui il NADPH gioca un ruolo chiave nelgi eritrociti dove diventa substrato della glutatione reduttasi che riduce il glutatione ossidato (GSSG) in ridotto (GSH) che è chiave per neutralizzare specie reattive dell'ossigeno che normalmente potrebbero formarsi a causa di normali processi redox all'interno degli eritrociti oppure a causa dell'esposizione ad agenti ossidanti esogene. Il GSH diventa substrato della glutatione perossidasi che riduce H202 ad H20.



Legenda:
introduzione 00:00
assorbimento intestinale del glucosio (attraverso gli enterociti) 04:48
distribuzione del glucosio dal letto vascolare ai tessuti 09:40
digressione: il sistema portale epatico 13:56
le reazione della fase ossidativa 18:36
il NADPH nei neutrofili: il burst ossidativo e la malattia granulomatosa 43:25
il NADPH nel sistema anti-ossidante degli eritrociti 57:43
formazione della metemoglobina 01:03:18
il ruolo del glutatione negli eritrociti 01:07:24
la metemoglobina reduttasi 01:12:48
le altre funzioni del NADPH 01:14:55