Metabolismo energetico: come il corpo converte il cibo in carburante su scala atomica

Tutte le specie del regno animale, compreso l’uomo, hanno bisogno di energia per funzionare e mantenersi in salute. Questa energia viene estratta dagli alimenti consumati e più specificamente dai micronutrienti e dai macronutrienti che li compongono. Il metabolismo energetico corrisponde a tutte le reazioni chimiche che avvengono nelle cellule del corpo che determinano la produzione di energia.

Le specie animali non hanno lo stesso metabolismo energetico. Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Progresso della scienza Gli atomi di carbonio degli aminoacidi sono considerati responsabili del corretto funzionamento del corpo. Pertanto, gli scienziati che hanno condotto questo studio hanno scoperto le impronte digitali del metabolismo energetico in diverse specie.

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Il metabolismo energetico non è lo stesso per tutte le specie animali

Il metabolismo energetico delle specie animali si adatta per soddisfare le loro esigenze di sopravvivenza, crescita e riproduzione. I ricercatori della Griffith University lavorano in collaborazione con gli scienziati sanitari del Queensland da più di un decennio. Così hanno scoperto un nuovo modo di studiare il metabolismo esaminando gli isotopi presenti negli aminoacidi.

Ricorda che gli isotopi di un elemento hanno proprietà chimiche identiche, ma proprietà fisiche diverse. Hanno lo stesso numero atomico, ma non lo stesso numero di massa. Misurando il rapporto tra isotopi pesanti e isotopi leggeri nelle molecole biologiche come le proteine, gli scienziati imparano di più sull’organismo.

Isola gli atomi di carbonio dagli amminoacidi per ottenere informazioni metaboliche altamente dettagliate

Finora gli scienziati erano abituati ad analizzare il rapporto isotopico totale di un’intera proteina. Ciò consente, ad esempio, di sapere cosa mangia un animale, senza però rivelare informazioni più dettagliate. I ricercatori hanno poi studiato gli isotopi di ciascuno dei 20 singoli amminoacidi che compongono le proteine.

Per ottenere informazioni più dettagliate, i ricercatori della Griffith University e del Queensland Health hanno voluto analizzare gli isotopi di carbonio di ciascun amminoacido in modo da ottenere “ Informazioni metaboliche incredibilmente dettagliate “.

Nel 2018, i ricercatori hanno lavorato con un team giapponese per dimostrare che era possibile isolare gli atomi di carbonio richiesti dagli amminoacidi utilizzando la nidrina. Non resta che studiare questi isotopi degli atomi di carbonio per scoprire i segreti del metabolismo energetico nelle diverse specie.

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Gamberetti e mammiferi non hanno lo stesso metabolismo

La spettrometria di massa ha permesso di leggere le impronte isotopiche degli atomi di carbonio isolati dalla niidrina. I ricercatori hanno combinato questa tecnica con l’HPLC, chiamata anche cromatografia liquida ad alte prestazioni. Questo separa i diversi tipi di aminoacidi.

Utilizzando queste tecniche, i ricercatori hanno confermato nel 2019 che è possibile distinguere quella che descrivono come l’“impronta digitale” metabolica di ciascun mammifero. Recentemente, i ricercatori hanno studiato questa impronta metabolica in altri animali meno comuni, in particolare calamari, pesci, gamberetti, capesante e ostriche.

Hanno analizzato quattro fasi del metabolismo energetico: lipogenesi, catabolismo dei grassi, sintesi proteica e catabolismo proteico. Ciò conferma che le specie animali soddisfano i propri bisogni biologici come la crescita e la riproduzione in modi diversi.

Prendiamo l’esempio dei mammiferi adulti che utilizzano il grasso come una sorta di magazzino per regolare la temperatura. Da parte loro, i gamberi adulti scompongono le proprie proteine ​​per produrre grasso e sono quindi in grado di riprodursi. I ricercatori hanno anche scoperto in modo sorprendente che il metabolismo equilibrato e stabile dell’uomo è simile a quello delle ostriche.

L’obiettivo ora è studiare il metabolismo anomalo nelle persone che soffrono di obesità, fame e cancro. Questi studi possono aiutare la comunità scientifica a comprendere meglio le malattie metaboliche a livello molecolare.