Glucosio, ossidante o antiossidante?

Il glucosio è un metabolita centrale e, a seconda della sua disponibilità e delle sue esigenze metaboliche, può svolgere diversi ruoli nell’organismo. I flussi di glucosio all’interno del corpo umano sono rigorosamente regolati e prontamente regolabili al fine di mantenere la flessibilità metabolica e fornire una solida resistenza a diversi tipi di stress. Il ruolo del glucosio non si limita alla semplice generazione di ATP sufficiente (come nel caso dell’abbondanza di glucosio e dello stress basso), ma soprattutto è responsabile dei meccanismi di emergenza per il mantenimento del potenziale redox che è essenziale per la sopravvivenza in situazioni estreme (reazioni di combattimento o fuga, infezioni e avvelenamento).

I sensori pancreatici rilevano questi cambiamenti e guidano i flussi di glucosio per compensare questi disturbi metabolici: se disregolati e cronicamente iperattivati, ecco l’insulino-resistenza, che si sviluppa come un meccanismo adattivo protettivo “antiossidante” che stimola la produzione di glucosio e ne previene gli sprechi per far fronte all’aumento delle esigenze. Con le conseguenze dannose causate dall’iperglicemia, associata allo stress ossidativo; la gravità del diabete è correlata ai livelli di accumulo di prodotti perossidazione lipidica, proteine ​​modificate ossidativamente e prodotti avanzati di glicazione; perciò, il glucosio stesso è riconosciuto come fattore proossidante.

Il glucosio è considerato la fonte di energia più importante e la glicolisi è postulata come via principale. Tuttavia, quando l’offerta di glucosio è limitata, i corpi chetonici e gli aminoacidi possono essere utilizzati per produrre abbastanza ATP. Il cervello e in particolare i neuroni sono i più sensibili alla privazione del glucosio, mentre altri tessuti e cellule mostrano una grande divergenza nella resistenza all’ipoglicemia che dipende molto dalla loro funzione, peculiarità del flusso sanguigno e dalla capacità di immagazzinare glucosio sotto forma di glicogeno.

Per il funzionamento della via dei pentoso fosfati (PPP) il glucosio è invece essenziale e non può essere sostituito da altri metaboliti. Il PPP genera e mantiene i livelli di nicotinamide adenina dinucleotide fosfato (NADPH) necessari per la riduzione del glutatione ossidato e dei tioli proteici, la sintesi di lipidi e DNA, nonché per la disintossicazione da farmaci, la segnalazione redox regolatoria e la lotta contro le infezioni.

Il flusso di glucosio nella PPP, in particolare in condizioni di estrema ossidazione e tossicità, è fondamentale per la sopravvivenza, mentre la via glicolitica si attiva principalmente quando il glucosio è abbondante e manca il NADP + necessario per l’attivazione della glucosio-6 fosfato deidrogenasi.

La presenza di depositi di glucosio sotto forma di glicogeno o la disponibilità di glucosio extracellulare fornisce una maggiore resistenza allo stress ossidativo.

L’esercizio fisico, la restrizione calorica, il digiuno intermittente, la dieta chetogenica e alcuni farmaci hanno qualcosa in comune in quanto riducono le riserve di glicogeno degli organismi, riducono la disponibilità di glucosio per le cellule, ripristinano la segnalazione fisiologica redox soppressa dal consumo cronico eccessivo di glucosio e portano a un notevole miglioramento della durata della vita e della salute negli organismi modello e nell’uomo.

I cambiamenti metabolici causati dal sovraccarico di carboidrati nella popolazione generale avvengono spesso molto prima che si verifichino cambiamenti clinicamente significativi. Ecco perché sono necessari strumenti pertinenti e sensibili per la diagnosi precoce di questi cambiamenti metabolici.