Cos'è il glucosio?

Il glucosio è uno zucchero semplice (o monosaccaride) necessario all'organismo per produrre energia.

Quando si consuma un pasto contenente carboidrati (che sono molecole costituite da catene di zuccheri), l'organismo li scompone in semplici molecole di glucosio che vengono assorbite e utilizzate come fonte di energia.

Perché il glucosio è importante?

Il glucosio è ricco di energia chimica. Attraverso il processo di respirazione, le cellule del corpo liberano questa energia e la convertono in un'altra forma di energia chimica, l'ATP (adenosina trifosfato).

L'ATP viene spesso definito la "moneta energetica" delle cellule. È indispensabile per muoverci, crescere e svolgere i numerosi processi biochimici che ci consentono di sopravvivere.

PUNTI CHIAVE

• Il glucosio è la principale fonte di energia dell'organismo.
• Il glucosio viene utilizzato per produrre l'ATP, la forma di energia chimica utilizzata dalle cellule.

In che modo il glucosio entra nel flusso sanguigno?

I carboidrati nella tua alimentazione

I carboidrati complessi, come l'amido e il glicogeno, sono noti come polisaccaridi: si tratta di molecole costituite da lunghe catene di zuccheri. Carboidrati come il maltosio, il lattosio e il saccarosio sono disaccaridi: si tratta di molecole costituite da due zuccheri.

Affinché le cellule possano assorbire e ricavare energia da queste molecole di carboidrati, i polisaccaridi e i disaccaridi devono prima essere scomposti in molecole più semplici contenenti una sola molecola di zucchero: i monosaccaridi.

Il glucosio è il monosaccaride più importante, poiché viene utilizzato come fonte di energia.

Digestione dei carboidrati

Quando si consuma un pasto contenente carboidrati (ad esempio amido, glicogeno, maltosio), l'apparato digerente inizia a scomporre queste molecole più grandi in molecole più piccole e, infine, in glucosio.  

Questo processo ha inizio nella bocca, dove la saliva contiene un enzima chiamato amilasi, che inizia a scomporre l'amido in molecole più piccole.

Il luogo principale in cui avviene la digestione dei carboidrati, tuttavia, è l'intestino tenue. Gli enzimi presenti sui villi (piccole strutture simili a dita che rivestono l'intestino tenue) scompongono i polisaccaridi e i disaccaridi in glucosio.

Assorbimento del glucosio

Una volta che i carboidrati vengono scomposti in glucosio, le molecole di glucosio vengono assorbite nel flusso sanguigno dall'intestino tenue. Nello specifico, il glucosio entra in una parte del sistema circolatorio chiamata sistema portale epatico.

Una volta entrato in circolo, il glucosio raggiunge il fegato e altri tessuti, dove può essere ulteriormente metabolizzato o trasformato in molecole di accumulo energetico (ad esempio il glicogeno).

PUNTI CHIAVE

• I carboidrati (polisaccaridi e disaccaridi) vengono scomposti in zuccheri semplici (monosaccaridi) dagli enzimi presenti nell'apparato digerente.
• Il glucosio (un monosaccaride) viene assorbito dall'intestino tenue e passa nel flusso sanguigno.
• Una volta entrato nel flusso sanguigno, il glucosio può essere utilizzato dai tessuti come fonte di energia oppure convertito in altre molecole.

Cos'è l'insulina?

L'insulina è un ormone importante che permette a vari tessuti (in particolare al tessuto muscolare e a quello adiposo) di assorbire e utilizzare lo zucchero (glucosio) presente nel sangue.

L'insulina svolge inoltre diversi ruoli importanti nel metabolismo e nell'accumulo di carboidrati e grassi a scopo energetico.

Perché l'insulina è importante?

Senza insulina, il glucosio non sarebbe in grado di lasciare il flusso sanguigno ed essere assorbito dalle cellule dei tessuti muscolari e adiposi. Ciò priverebbe quindi importanti tessuti e organi di una fonte di energia vitale.

PUNTI CHIAVE

• L'insulina permette alle cellule di assorbire e utilizzare il glucosio.
• L'insulina svolge diverse funzioni nel metabolismo degli zuccheri e dei grassi.

Dove viene prodotta l'insulina?

L'insulina è prodotta dal pancreas.

Il pancreas è un organo situato in profondità nell'addome, dietro lo stomaco. Una regione del pancreas chiamata «isole di Langerhans» è responsabile della produzione di vari ormoni.

In questa regione, delle cellule specializzate chiamate cellule beta producono e secernono l'insulina.

Come viene prodotta l'insulina?

L'insulina viene prodotta a partire da una molecola precursore chiamata proinsulina. La proinsulina viene poi combinata con zinco e calcio per formare cristalli o «granuli» di insulina. Questi granuli di insulina vengono immagazzinati all'interno di piccoli compartimenti chiamati vescicole prima di essere secreti nel flusso sanguigno.

Considerato il ruolo dello zinco e del calcio, l'assunzione e il metabolismo di entrambi questi minerali influiscono sulla produzione e sulla secrezione di insulina.

PUNTI CHIAVE

• L'insulina è prodotta dalle cellule beta del pancreas.
• La produzione di insulina richiede zinco e calcio.

Quali sono gli effetti dell'insulina?

L'insulina svolge diversi ruoli fondamentali nell'assorbimento, nell'accumulo e nella scomposizione dei carboidrati e dei grassi a scopo energetico.

- L'insulina facilita l'assorbimento del glucosio nei tessuti

Diversi tessuti dell'organismo, in particolare il tessuto muscolare e quello adiposo (grasso), necessitano di insulina per poter assorbire il glucosio. Il glucosio può quindi essere utilizzato come fonte di energia (ad esempio, per produrre l'ATP necessario alla contrazione dei muscoli scheletrici) oppure può essere incorporato in molecole di accumulo energetico (ad esempio il glicogeno).

- L'insulina stimola la formazione di glicogeno nel fegato e nei muscoli

Il glicogeno è una molecola polisaccaridica costituita da lunghe catene di glucosio legate tra loro. È utile come riserva di energia nei muscoli e nel fegato, poiché può essere rapidamente scomposto in glucosio per la respirazione cellulare.

Quando i livelli di glucosio nel sangue aumentano, l'insulina induce il fegato e i muscoli a convertire il glucosio in glicogeno per immagazzinare energia. Allo stesso modo, l'insulina rallenta la velocità con cui il glicogeno viene nuovamente scomposto in glucosio.

- L'insulina stimola la produzione di acidi grassi nel fegato

Gli acidi grassi sono i componenti fondamentali dei grassi. L'insulina stimola il fegato a convertire il glucosio in acidi grassi.Questi acidi grassi vengono poi messi a disposizione di altri tessuti, come il tessuto adiposo (grasso) e i muscoli. Gli acidi grassi possono quindi essere trasformati in trigliceridi (un tipo di grasso) per essere immagazzinati.  

- L'insulina inibisce la scomposizione delle riserve di grasso

Il corpo immagazzina il grasso in un tessuto chiamato tessuto adiposo. Il grasso viene immagazzinato qui sotto forma di trigliceridi. I trigliceridi possono poi essere scomposti per rilasciare acidi grassi che forniscono energia, in un processo noto come lipolisi. L'insulina inibisce questo processo.

Inoltre, l'insulina stimola il tessuto adiposo (grasso) e quello muscolare ad assorbire i trigliceridi presenti nel sangue e a immagazzinarli sotto forma di grasso.  

- L'insulina stimola la formazione delle proteine

Oltre a influenzare il metabolismo dei carboidrati e dei grassi, l'insulina incide anche sul modo in cui l'organismo utilizza le proteine.

L'insulina è un ormone anabolico: stimola la crescita e la sintesi proteica nei muscoli, nel fegato e in altri tessuti. Inoltre, aumenta l'assorbimento degli aminoacidi (i mattoni delle proteine) in questi tessuti.

Come agisce l'insulina?

L'insulina si lega a recettori specifici dell'insulina (IR) presenti sulla membrana cellulare.

Quando l'insulina si lega alla parte esterna (la subunità alfa) di questi recettori, stimola un enzima (chiamato tirosin-chinasi) presente nella parte interna (la subunità beta) del recettore.

La stimolazione di questo enzima provoca l'attivazione di varie molecole, tra cui quelle note come substrati del recettore dell'insulina (IRS). Queste, a loro volta, innescano una cascata di reazioni chimiche che attivano una serie di altre molecole/enzimi, responsabili in ultima analisi dei vari effetti dell'insulina.

Insulina e assorbimento del glucosio

In diversi tessuti, tra cui il tessuto muscolare e quello adiposo, l'insulina facilita l'ingresso del glucosio nelle cellule.

Le cellule di questi tessuti possiedono speciali proteine trasportatrici che consentono al glucosio di penetrare all'interno delle cellule. Queste proteine, chiamate proteine trasportatrici del glucosio (GLUT), sono immagazzinate all'interno della cellula in piccoli compartimenti chiamati vescicole. Esistono diversi tipi di proteine GLUT, ma la GLUT 4 è la proteina predominante nel tessuto muscolare e in quello adiposo.

Quando l'insulina si lega al recettore dell'insulina, innesca una cascata di segnali che induce le vescicole contenenti le proteine GLUT4 a fondersi con la membrana esterna della cellula. Le proteine GLUT4 vengono quindi inserite nella membrana e consentono al glucosio di entrare nella cellula.

PUNTI CHIAVE

• L'insulina si lega ai recettori dell'insulina (IR) presenti sulle cellule.
• Quando l'insulina si lega ai recettori dell'insulina (IR), innesca una cascata di reazioni chimiche che determinano gli effetti dell'insulina.
• Nel tessuto muscolare e adiposo, l'insulina induce le proteine trasportatrici GLUT4 a spostarsi sulla membrana cellulare, consentendo l'ingresso del glucosio.  

Quali sono i tuoi livelli di glicemia?

Il livello di glucosio nel sangue indica la concentrazione di glucosio presente nel flusso sanguigno. La quantità di glucosio nel sangue varia nel corso della giornata a seconda di quando si mangia e della capacità dell'organismo di produrre insulina e di rispondere ad essa.

Per misurare con precisione il livello di glucosio nel sangue, è necessario sottoporsi a un esame del sangue. (Nota: FitnessGenes non offre questo servizio).  

A questo proposito, esistono tre principali livelli di glicemia che vengono misurati regolarmente.

Glicemia casuale

Questo è il tuo livello di glicemia misurato in un momento qualsiasi della giornata. Tale valore può variare notevolmente a seconda di quando hai mangiato l'ultima volta. In genere, tuttavia, un livello normale di glicemia casuale è pari o inferiore a 125 mg/dL (7 mmol/L).

Glicemia a digiuno

Si tratta del livello di glucosio nel sangue dopo aver digiunato (senza mangiare né bere) per almeno 8 ore. Un livello normale di glicemia a digiuno è compreso tra 70 mg/dL (3,9 mmol/L) e 100 mg/dL (5,6 mmol/L).

Test di tolleranza al glucosio per via orale

In alcune strutture sanitarie, il personale medico preleverà un campione di sangue a intervalli regolari (ad esempio ogni ora) dopo che il paziente avrà bevuto una bevanda contenente 75 g di glucosio.

PUNTI CHIAVE

• La glicemia a digiuno indica la concentrazione di glucosio nel sangue dopo almeno 8 ore di digiuno.
• Per misurare con precisione il livello di glicemia a digiuno è necessario effettuare un esame del sangue.

Qual è il rapporto tra i livelli di glucosio nel sangue e la funzione dell'insulina?

Ricordiamo che una delle funzioni principali dell'insulina è quella di consentire al glucosio di passare dal flusso sanguigno alle cellule.

Se si verifica un problema nella produzione di insulina (cioè una carenza di insulina), il glucosio ha più difficoltà a penetrare nelle cellule. Di conseguenza, il glucosio rimane nel flusso sanguigno e i livelli di glucosio nel sangue aumentano.

In alternativa, se il pancreas è in grado di produrre una quantità sufficiente di insulina, ma i tessuti non rispondono o non sono «sensibili» all’insulina (un fenomeno chiamato insulino-resistenza), anche in questo caso il glucosio non potrà entrare nelle cellule. Di conseguenza, i livelli di glucosio nel sangue iniziano ad aumentare.  

I livelli di glucosio nel sangue sono quindi un indicatore della capacità del tuo corpo di produrre e/o rispondere all'insulina.

Livelli elevati di glucosio nel sangue indicano che il pancreas ha difficoltà a produrre e secernere insulina e/o che i tessuti dell'organismo presentano una scarsa sensibilità o sono «resistenti» all'insulina.

Una tale compromissione della funzione insulinica comporta diversi effetti negativi sulla salute e può essere un segnale dello sviluppo di malattie metaboliche come il diabete di tipo 2.

PUNTI CHIAVE

• I livelli di glicemia a digiuno indicano la tua capacità di produrre insulina e di rispondere ad essa.
• Livelli elevati di glicemia a digiuno possono indicare una ridotta produzione di insulina o una scarsa sensibilità dei tessuti all'insulina (insulino-resistenza).

Cosa si intende per livelli elevati di glicemia a digiuno?

Glicemia a digiuno alterata

Un livello di glicemia a digiuno compreso tra 100 mg/dl (5,6 mmol/l) e 125 mg/dl (6,9 mmol/l) è definito in termini medici come «intolleranza al glucosio a digiuno».

Ciò indica che i tuoi tessuti hanno iniziato a sviluppare una resistenza agli effetti dell'insulina. Questa situazione, a sua volta, fa parte di una condizione chiamata «prediabete». Se non trattata, questa condizione può evolvere in diabete conclamato.

Diabete

Un livello di glicemia a digiuno superiore a 126 mg/dl (7 mmol/l) fa sospettare un diabete mellito. Il diabete è una patologia metabolica caratterizzata dall'incapacità di produrre e/o rispondere efficacemente all'insulina.

IMPORTANTE: Si noti che i dati sopra riportati si riferiscono ai livelli di glicemia misurati direttamente tramite un esame del sangue effettuato in ambito sanitario.

Al contrario, FitnessGenes utilizza i tuoi dati genetici (ovvero i risultati del tuo DNA) e quelli relativi al tuo stile di vita (ad esempio, la circonferenza della vita e l'IMC) per fornire una stima approssimativa del tuo livello di glicemia a digiuno. Non forniamo diagnosi di patologie quali il diabete mellito, il pre-diabete o la sindrome metabolica.  

Se sei preoccupato per i tuoi livelli di glicemia o per il diabete, ti consigliamo vivamente di consultare un medico.

PUNTI CHIAVE

• Livelli elevati di glicemia a digiuno possono essere un sintomo di pre-diabete o diabete.
• Per misurare con precisione la glicemia a digiuno e diagnosticare le malattie metaboliche è necessario eseguire un esame del sangue.
• FitnessGenes utilizza i tuoi dati genetici e quelli relativi al tuo stile di vita per fornire una stima approssimativa del tuo livello di glicemia a digiuno.
• FitnessGenes non può e non effettua diagnosi di diabete, pre-diabete o qualsiasi altra patologia sulla base dei dati forniti.
• Se temi di avere problemi di controllo della glicemia o di soffrire di diabete, consulta un medico.

Quali sono le conseguenze di livelli elevati di glicemia a digiuno?

Danno cellulare

Livelli elevati di glicemia a digiuno che persistono per un lungo periodo possono avere diverse conseguenze negative sulla salute.

Uno dei motivi è che elevate concentrazioni di zucchero (glucosio) nel sangue possono causare danni alle cellule. A livello molecolare, elevate quantità di glucosio (e di altri zuccheri semplici) possono legarsi (senza bisogno di enzimi) alle proteine e alle molecole lipidiche presenti nelle cellule. Questo processo è noto come glicazione.

La glicazione può compromettere la funzione di varie molecole e quindi danneggiare le cellule. Inoltre, la glicazione porta alla formazione di molecole nocive chiamate prodotti finali della glicazione avanzata (AGE).

Gli AGE possono provocare infiammazioni e stress ossidativo e, in ultima analisi, causare danni ai vasi sanguigni, ai nervi e agli organi. Ciò può inoltre aumentare il rischio di malattie cardiovascolari (ad esempio infarto e ictus).

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Rischio di malattie metaboliche

Livelli elevati di glicemia a digiuno sono anche un segno di insulino-resistenza.

Per insulino-resistenza si intende la ridotta sensibilità dei tessuti all'insulina, il che significa che i muscoli, il tessuto adiposo e altri tessuti non rispondono in modo efficace a livelli normali (o elevati) di insulina.

L'insulino-resistenza è associata a un aumento del rischio di patologie croniche quali il diabete di tipo II, l'obesità e la sindrome metabolica (un insieme di fattori quali glicemia elevata, livelli elevati di lipidi nel sangue, circonferenza vita ampia, ipertensione e bassi livelli di colesterolo HDL, il cosiddetto «colesterolo buono»).

Quando i tessuti diventano resistenti agli effetti dell'insulina, il pancreas può cercare di compensare producendo quantità significativamente elevate di insulina. Si tratta di un fenomeno noto come iperinsulinemia compensatoria. Poiché il pancreas è costretto a lavorare a ritmi intensi per produrre grandi quantità di insulina, alla fine potrebbe non riuscire più a soddisfare il fabbisogno di insulina dell'organismo. Ciò può portare allo sviluppo del diabete di tipo II e della sindrome metabolica.

Poiché l'insulina favorisce l'accumulo di grasso, l'iperinsulinemia compensatoria è associata anche all'aumento di peso e all'obesità.

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Riduzione delle prestazioni fisiche

Come già detto, le cellule hanno bisogno del glucosio per produrre energia. Se, a causa di un’alterazione della funzione dell’insulina, il glucosio non riesce a penetrare nelle cellule, queste avranno difficoltà a generare l’energia necessaria per funzionare in modo efficiente.

I muscoli scheletrici dipendono in modo particolare dall'insulina per l'assorbimento del glucosio. L'insulino-resistenza può quindi comportare un calo delle prestazioni fisiche e, più in generale, stanchezza e letargia.

PUNTI CHIAVE

• Livelli elevati di glucosio nel sangue possono causare danni ai nervi, ai vasi sanguigni e agli organi.
• Livelli elevati di glucosio nel sangue aumentano il rischio di malattie metaboliche (ad esempio il diabete di tipo II) e di malattie cardiovascolari (ad esempio infarto e ictus).
• Livelli elevati di glucosio nel sangue possono causare un accumulo di grasso e un aumento di peso.
• Livelli elevati di glucosio nel sangue influiscono negativamente sulle prestazioni fisiche.  

In che modo i miei geni influenzano i miei livelli di glucosio nel sangue?

La regolazione dei livelli di glucosio nel sangue, della funzione insulinica e del metabolismo dei carboidrati e dei grassi è estremamente complessa, poiché diversi geni e fattori legati allo stile di vita interagiscono tra loro.

Di seguito sono riportati solo tre dei geni (su diverse migliaia) che analizziamo su FitnessGenes per determinare il tuo tratto relativo alla glicemia a digiuno:

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SLC30A8

Come indicato nella sezione «Come viene prodotta l'insulina?», la produzione e la secrezione di insulina nel pancreas richiedono zinco e calcio.

Il gene SLC30A8 codifica una proteina trasportatrice dello zinco che contribuisce a questo processo. Nello specifico, favorisce il trasporto dello zinco durante la formazione dei granuli di insulina nelle vescicole delle cellule beta.

Le varianti di questo gene possono influire sulla capacità dell'organismo di produrre e secernere insulina; alcune varianti (alleli) sono associate a un aumento del rischio di diabete.

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TCF7L2

Quando l'insulina si lega al proprio recettore, innesca una serie di reazioni chimiche a cascata. Queste reazioni sono mediate da diversi enzimi e proteine di segnalazione.

Il tuo gene TCF7L2 codifica una proteina coinvolta in una di queste cascate di segnalazione. Le varianti del gene TCF7L2 possono influire sulla sensibilità dei tuoi tessuti all'insulina.

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MTNR1B

Poiché mangiamo in orari diversi, la nostra produzione di insulina varia a seconda dell'ora del giorno. Ad esempio, quando dormiamo (e quindi non mangiamo), la produzione di insulina viene inibita.

Il coordinamento del rilascio di insulina con il ciclo giorno-notte è fortemente regolato dalla melatonina, l’“ormone del sonno”. La melatonina esercita i propri effetti legandosi al recettore della melatonina, il cui gene è codificato dal gene MTNR1B.

Alcuni studi indicano che una variante di questo gene induce l'organismo a produrre meno insulina durante la notte. Se queste persone consumano poi un pasto ricco di carboidrati, sono più soggette a livelli elevati di glucosio nel sangue.

In che modo i fattori legati allo stile di vita influenzano i miei livelli di glicemia?

Oltre ai geni, anche i fattori ambientali e legati allo stile di vita influenzano notevolmente i livelli di glucosio nel sangue, nonché la produzione e la sensibilità all'insulina.

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Composizione corporea          

Quantità eccessive di grasso corporeo e una percentuale di grasso corporeo più elevata sono associate a una minore sensibilità all'insulina e a livelli più alti di glicemia a digiuno. Anche la sede di accumulo del grasso è un fattore determinante: il grasso viscerale (il grasso che circonda gli organi interni dell'addome) è infatti associato a un peggioramento della funzione insulinica.

Al contrario, una maggiore massa magra e una minore percentuale di grasso corporeo sono associate a un migliore controllo dei livelli di glucosio nel sangue.

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Attività fisica

È ormai ampiamente riconosciuto che l'esercizio fisico aumenti la sensibilità all'insulina e migliori i livelli di zucchero nel sangue. Un possibile meccanismo alla base di questo effetto è che, grazie all'esercizio fisico regolare, i muscoli aumentano la quantità di proteina trasportatrice GLUT4 che producono. Ciò consente loro di assorbire e utilizzare una maggiore quantità di glucosio per produrre energia.

Al contrario, la mancanza di attività fisica è associata a una minore sensibilità all'insulina e a livelli più elevati di glucosio nel sangue.

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Dieta

Una dieta ricca di grassi saturi, grassi trans e carboidrati raffinati ad alto indice glicemico è associata allo sviluppo dell'insulino-resistenza e a livelli elevati di glicemia a digiuno.

Alcuni elementi della dieta, come le fibre, i cereali integrali e varie vitamine e minerali (ad esempio lo zinco), possono contribuire a migliorare i livelli di zucchero nel sangue.

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Sonno

I disturbi del sonno aumentano il rischio di livelli più elevati di glicemia a digiuno. Le ragioni potenziali sono diverse: dai cambiamenti ormonali che influenzano la funzione dell'insulina e il metabolismo dei carboidrati ai cambiamenti comportamentali, come ad esempio le abbuffate in risposta alla privazione del sonno.