Mannosio e glucosio, pur avendo la stessa formula molecolare (C?H??O?), sono entrambi aldosi e isomeri C-2 (ovvero la direzione del gruppo ossidrilico sul secondo atomo di carbonio è diversa), ma i loro percorsi metabolici e le loro funzioni fisiologiche differiscono significativamente. Di seguito viene fornito un confronto dettagliato delle loro differenze metaboliche da diverse prospettive:

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1. Assorbimento intestinale

Glucosio:

Assorbimento efficiente: viene trasportato attivamente principalmente dal SGLT1 (cotrasportatore sodio-glucosio di tipo 1) nelle cellule epiteliali dell'intestino tenue. Il tasso di assorbimento è estremamente elevato (>95%), il che consente al farmaco di entrare rapidamente nel flusso sanguigno e aumentare la glicemia.

Dipende dal gradiente di ioni sodio.

Mannosio:

Assorbimento inefficiente: principalmente per diffusione facilitata (che può coinvolgere i trasportatori della famiglia GLUT come GLUT5 o canali simili). Il tasso di assorbimento è molto basso (circa il 10-20%) e la maggior parte del mannosio non assorbito entra nel colon e viene fermentato dai batteri intestinali o escreto con le feci.

2. Entra nel flusso sanguigno

Glucosio:

Dopo l'assorbimento, entra direttamente nella circolazione della vena porta, provocando un rapido aumento dei livelli di zucchero nel sangue.

Mannosio:

L'assorbimento è basso e la concentrazione di mannosio nel sangue è estremamente bassa (la normale concentrazione plasmatica a digiuno è di circa 50 μmol/L, molto inferiore a 4-6 mmol/L del glucosio). La somministrazione orale di mannosio non causa fluttuazioni significative nei livelli di glicemia.

3. Fasi iniziali dell'assorbimento e del metabolismo dei tessuti

Glucosio:

Insulino-dipendente: l'assorbimento del glucosio da parte del tessuto muscolare e adiposo dipende in larga misura dalla segnalazione dell'insulina (tramite il trasportatore GLUT4).

Esochinasi/Glucochinasi: dopo essere entrato nelle cellule, viene fosforilato dall'esochinasi (HK) (tessuto sistemico) o dalla glucochinasi (GK) (fegato) in glucosio-6-fosfato (G6P). Questa è la molecola centrale del metabolismo degli zuccheri.

Mannosio:

Non dipendente dall'insulina: l'assorbimento tissutale non dipende dall'insulina.

Mannochinasi (MK): viene fosforilata principalmente dalla mannochinasi nel fegato (con una piccola quantità in altri tessuti come i reni) a mannosio-6-fosfato (Man-6-P). Questo è un passaggio chiave che limita la velocità del metabolismo del mannosio.

Fosfomannosio isomerasi (PMI): il Man-6-P viene convertito in fruttosio-6-fosfato (F6P) dalla fosfomannosio isomerasi. L'F6P è un prodotto intermedio della glicolisi.

4. Principali vie metaboliche

Glucosio:

Fornitura di energia tramite glicolisi: il G6P può entrare nel percorso della glicolisi per produrre energia (ATP).

Sintesi del glicogeno: sintesi e stoccaggio del glicogeno nel fegato e nei muscoli.

Via del pentoso fosfato: genera NADPH e ribosio-5-fosfato (utilizzati per ridurre la biosintesi e la sintesi dei nucleotidi).

Sintesi dei grassi: quando sono in eccesso, vengono convertiti in grasso.

Mannosio:

Conversione in intermedi glicolitici: dopo la conversione di PMI in F6P, può entrare nel percorso glicolitico (la porzione finale può essere convertita in glucosio o completamente ossidata per la fornitura di energia).

Precursore della glicosilazione: la sua funzione principale è quella di fungere da gruppo glucidico di partenza per la sintesi di catene glucidiche legate all'azoto! Il Man-6-P può essere ulteriormente convertito in GDP-mannosio in vivo, fungendo da donatore diretto di residui di mannosio in glicoproteine e glicolipidi.

Glicosilazione: il mannosio è un componente chiave della catena oligosaccaridica centrale nella modificazione della glicosilazione N-legata delle proteine (come Man? GlcNAc?). Questo processo avviene nel reticolo endoplasmatico e nell'apparato di Golgi ed è cruciale per il ripiegamento, la stabilità, la localizzazione e la funzione delle proteine (come anticorpi, recettori ormonali e molecole di adesione cellulare).

Conversione in glucosio/glicogeno: l'efficienza è bassa e alcuni percorsi di glicolisi reversibile F6P generano G6P, che viene poi convertito in glucosio o glicogeno, ma il contributo è minimo.

5. Effetti sulla glicemia e sull'insulina

Glucosio:

Glicemia significativamente elevata: è la principale fonte di zucchero nel sangue.

Stimolazione intensa della secrezione di insulina: le cellule beta del pancreas percepiscono direttamente l'aumento della glicemia e secernono insulina.

Mannosio:

Non influisce quasi per niente sulla glicemia: assorbe meno, metabolizza senza produrre glucosio e non dipende dall'insulina.

Non stimolazione della secrezione di insulina: mancanza di segnali efficaci di stimolazione della glicemia.

6. Differenze fondamentali nelle funzioni fisiologiche

Glucosio:

Funzione principale: principale fonte di energia rapida (in particolare cervello, muscoli e globuli rossi), mantenimento dell'omeostasi della glicemia.

Mannosio:

Funzione principale: sostanza precursore chiave per la biosintesi della glicosilazione, che supporta la struttura e la funzione delle glicoproteine e dei glicolipidi (riconoscimento cellulare, trasduzione del segnale, immunità, ripiegamento delle proteine, ecc.).

Funzione secondaria: Previene le infezioni del tratto urinario (bloccando l'adesione batterica).

7. Differenze nell'applicazione clinica

Glucosio:

Integrazione energetica (infusione), trattamento ipoglicemico, test di tolleranza al glucosio.

Mannosio:

Prevenzione delle infezioni ricorrenti del tratto urinario (principalmente contro l'Escherichia coli) e trattamento di specifici rari disturbi genetici della glicosilazione (come il deficit di CDG Ib MPI).