Vedi anche: Beta-alanina
Durante l'esercizio fisico, il ciclo glucosio-alanina rappresenta una via metabolica molto importante, che consente al fegato di ricavare glucosio partendo da un amminoacido, l'alanina, proveniente dal muscolo in attività.
Un intenso e prolungato sforzo fisico porta alla deplezione dei livelli di glucosio nel sangue e ad un aumento della concentrazione ematica di acido lattico. Il muscolo è così costretto ad aumentare l'ossidazione di acidi grassi ed amminoacidi a scopo energetico, in particolare di quelli a catena ramificata (BCAA). Lo scheletro carbonioso di questi ultimi viene utilizzato a livello muscolare per produrre energia tramite il ciclo di krebs, mentre il gruppo amminico viene trasferito dapprima al glutammato e poi al piruvato, con conseguente formazione di alanina. Questo amminoacido viene poi rilasciato nel sangue e veicolato al fegato, che, a sua volta, ne allontana il gruppo amminico ed utilizza il piruvato così ottenuto per formare glucosio, secondo un processo chiamato gluconeogenesi. Il glucosio neoformato viene poi rimesso in circolo, con lo scopo di assicurare un apporto costante di zucchero al cervello.
A sua volta, il muscolo può captare il glucosio ematico e metabolizzarlo per ricavare energia; al termine della glicolisi si ottengono così due molecole di piruvato, che possono entrare nel ciclo di krebs od essere utilizzate per sintetizzarne altrettante di acido lattico (in condizioni di anaerobiosi) o di alanina. A questo punto il ciclo può ricominciare.
L'amminoacido alanina, dunque, oltre ad essere un normale costituente delle proteine, funge da trasportatore di azoto dai tessuti periferici al fegato. A questo livello, infatti, il gruppo amminico, che rappresenta la molecola tossica degli amminoacidi, può entrare nel ciclo dell'urea ed essere eliminato con le urine senza creare troppi danni all'organismo.
Nel muscolo scheletrico la sintesi di alanina è direttamente proporzionale alla concentrazione intracellulare di piruvato, che aumenta, per esempio, quando si ha un'elevata degradazione di acidi grassi a scopo energetico, con conseguente rallentamento del ciclo di krebs e formazione di corpi chetonici.
Analogo discorso in condizioni di anaerobiosi: il piruvato, non potendo essere ossidato nel ciclo di krebs, viene convertito in parte ad alanina ed in parte ad acido lattico. Quest'ultimo viene liberato in circolo assieme all'alanina e, similmente ad essa, trasportato al fegato, dov'è utilizzato come precursore gluconeogenetico (ciclo di Cori).
Per tutti questi motivi, il ciclo glucosio-alanina ed il ciclo di Cori, pur avvenendo anche in condizioni di riposo, si attivano in modo particolare durante l'esercizio muscolare intenso.
Il ciclo glucosio-alanina è stimolato anche dall'aumento dei livelli plasmatici di glucocorticoidi (cortisolo) in risposta ad un evento stressante di origine fisica (digiuno, malattia, operazione chirurgica, sforzo intenso) o psichica (ansia da prestazione ecc.).
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