Métabolisme glucidique

Documents pareils
Utilisation des substrats énergétiques

Chapitre II La régulation de la glycémie

1 ère partie : Enzymologie et Métabolisme

1. Principes de biochimie générale. A. Bioénergétique et dynamique. a) Intro: Les mitochondries passent leur temps à fabriquer de l énergie.

Respiration Mitochondriale

Concours du second degré Rapport de jury. Session 2013 CERTIFICAT D'APTITUDE AU PROFESSORAT DE L'ENSEIGNEMENT TECHNIQUE (CAPET)

BASES DE L ENTRAINEMENT PHYSIQUE EN PLONGEE

ULBI 101 Biologie Cellulaire L1. Le Système Membranaire Interne

Les plantes et la lumière

Séquence 1. Glycémie et diabète. Sommaire

L APS ET LE DIABETE. Le diabète se caractérise par un taux de glucose ( sucre ) trop élevé dans le sang : c est l hyperglycémie.

DOSSIER SCIENTIFIQUE DE L'IFN "LES GLUCIDES" SOMMAIRE

L influence du sport sur le traitement du diabète de type 1

École secondaire Mont-Bleu Biologie générale

1 ère partie Etiopathogénie & Traitement du diabète. L exercice physique dans la prise en charge du diabète

Propriétés et intérêts nutritionnels NOVEMBRE 2011 V2 C 0 M 4 0 J N 0 C 33 M 0 J 73 N 0. Ad o b e C a s l on Pro

PROBABILITES ET STATISTIQUE I&II

ATELIER SANTE PREVENTION N 2 : L ALIMENTATION

Tableau récapitulatif : composition nutritionnelle de la spiruline

CONCOURS DE L INTERNAT EN PHARMACIE

AMINES BIOGENIQUES. Dopamine/Noradrénaline/Adrénaline (CATECHOLAMINES) Sérotonine/Histamine/Dopamine

Le trajet des aliments dans l appareil digestif.

Allégations relatives à la teneur nutritive

Activité 38 : Découvrir comment certains déchets issus de fonctionnement des organes sont éliminés de l organisme

2001, XXII, 4 SOMMAIRE

Chapitre 7 : Structure de la cellule Le noyau cellulaire

LES BASES PHYSIOLOGIQUES DE L EXERCICE MUSCULAIRE

TD de Biochimie 4 : Coloration.

Titre : «CYCLISME ET DIABETE DE TYPE 1» Auteur(s) : Docteur Karim BELAID. Catégorie : Médecine du Sport - Diaporama, 20 vues.

AGREGATION DE BIOCHIMIE GENIE BIOLOGIQUE

Quel sirop choisir pour le nourrissement d hiver.

- pellicule de fruits qui a un rôle de prévention contre l'évaporation, le développement de moisissures et l'infection par des parasites

GUIDE D INFORMATIONS A LA PREVENTION DE L INSUFFISANCE RENALE

AGRÉGATION DE SCIENCES DE LA VIE - SCIENCES DE LA TERRE ET DE L UNIVERS

présentée à l Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse par Marlène COT

BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE

Pathologie VIH. Service maladies infectieuses Archet 1. Françoise ALEXIS, infirmière Monique BORGHI, infirmière 15 octobre 2013

Ac#vité Physique et Diabète

Transport des gaz dans le sang

Exemple de cahier de laboratoire : cas du sujet 2014

Programme de réhabilitation respiratoire

Sucre et «faux sucre» leur place dans l alimentation du diabétique

NOTICE: INFORMATION DE L UTILISATEUR. Dulcolax bisacodyl 5 mg comprimés enrobés (bisacodyl)

Dr E. CHEVRET UE Aperçu général sur l architecture et les fonctions cellulaires

THEME 2 : CORPS HUMAIN ET SANTE : L EXERCICE PHYSIQUE

L eau dans le corps. Fig. 6 L eau dans le corps. Cerveau 85 % Dents 10 % Cœur 77 % Poumons 80 % Foie 73 % Reins 80 % Peau 71 % Muscles 73 %

Transport des gaz dans le sang

LES OMEGA 3 OU LES ACIDES GRAS ESSENTIELS D ORIGINE MARINE

Tout sur le sucre Octobre 2012

Professeur Diane GODIN-RIBUOT

La gestion des hypoglycémies au cours du sport : insuline ou diététique?

Compléments - Chapitre 5 Spectroscopie

Méthodes de mesure des activités enzymatiques

Activité physique et diabète non insulinodépendant

5.5.5 Exemple d un essai immunologique

Le Test d effort. A partir d un certain âge il est conseillé de faire un test tous les 3 ou quatre ans.

VALORISATION DES CO-PRODUITS ISSUS DE LA PRODUCTION INDUSTRIELLE DE BIOCOMBUSTIBLES

NOTICE: INFORMATION DE L UTILISATEUR. Bisolax 5 mg comprimés enrobés. Bisacodyl

La filtration glomérulaire et sa régulation

INSULINOTHERAPIE FONCTIONNELLE

Annales de Biologie Cellulaire QCM (niveau SVT 1 er année)

L ALCOOL ET LE CORPS HUMAIN

(72) Inventeur: Baijot, Bruno Faculté des Se. Agronom. de l'etat Dép. de Technol. agro-alimentaire et forestière groupe Ceteder B5800 Gembloux(BE)

DIABETE ET SPORT. Dominique HUET Hopital Saint Joseph PARIS

Partie 1. Addition nucléophile suivie d élimination (A N + E) 1.1. Réactivité électrophile des acides carboxyliques et groupes dérivés

Les Jeudis de l'europe

Banque Agro-Veto Session 2014 Rapport sur les concours A filière BCPST

ANTICORPS POLYCLONAUX ANTI IMMUNOGLOBULINES

Le traitement pharmacologique du diabète de type 2 : que devez-vous savoir?

BTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1

Biochimie I. Extraction et quantification de l hexokinase dans Saccharomyces cerevisiae 1. Assistants : Tatjana Schwabe Marcy Taylor Gisèle Dewhurst

ENSMIC ALIMENTATION HUMAINE Condensé de cours Annick Le Blanc LA FERMENTATION PANAIRE

2 C est quoi la chimie?

Rôle des acides biliaires dans la régulation de l homéostasie du glucose : implication de FXR dans la cellule bêta-pancréatique

Le rôle de l endocytose dans les processus pathologiques

CHAPITRE 3 LA SYNTHESE DES PROTEINES

I - CLASSIFICATION DU DIABETE SUCRE

Livret de l agriculture. L ALIMENTATION DE LA VACHE LAITIERE Physiologie et Besoins

N 1. Vol. 6 Janvier Diabète Lipides Obésité Risques cardio-métaboliques Nutrition. Dossier thématique ISSN :

Groupe ROQUETTE. Usine de BEINHEIM. Chaufferie Biomasse

Soins infirmiers et diabètes

Hydrolyse du sucre. Frédéric Élie, octobre 2004, octobre 2009

Documentation technique du logiciel Moduleo Version du 03/12/2014

Qui sont-ils? D où viennent-ils? Où sont-ils?

Commentaires sur les épreuves de Sciences de la Vie et de la Terre

Epreuve de biologie... 2 Annexe : Liste des sujets de la session

INTRODUCTION À L'ENZYMOLOGIE

Tâche : Comparer l étiquette de produits alimentaires afin de connaître leur valeur nutritive.

LISTE V AU PROTOCOLE A MAROC. Description des produits

β-galactosidase A.2.1) à 37 C, en tampon phosphate de sodium 0,1 mol/l ph 7 plus 2-mercaptoéthanol 1 mmol/l et MgCl 2 1 mmol/l (tampon P)

Fiche professeur. Rôle de la polarité du solvant : Dissolution de tâches sur un tissu

Insulinothérapie et diabète de type 1

L équilibre alimentaire.

Toxicité à long-terme d un herbicide Roundup et d un maïs modifié génétiquement pour tolérer le Roundup

Conditions générales (CG)

Diabète et exercice physique

INSUFFISANCE CARDIAQUE «AU FIL DES ANNEES»

Ordonnance du DFI sur les sucres, les denrées alimentaires sucrées et les produits à base de cacao

Activité physique et produits dérivés du soja : intérêts dans la prise en charge du stress oxydant associé au diabète de type 1

Transcription:

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 Tutorat Santé Lyon Sud UE1 Métabolisme glucidique Cours du Professeur C. RODRIGEZ L ensemble des cours du Professeur C. RODRIGEZ fait habituellement l objet de X QCMs au concours. Le présent support de cours fourni par le Tutorat Santé Lyon Sud est destiné à faciliter votre prise de notes mais ne constitue en aucun cas une référence pour le concours. Seuls les cours ayant été dispensés par les enseignants et les supports mis à disposition par leurs soins sont légitimes. Veuillez prendre note que seul les polycopiés directement téléchargés depuis Spiral Connect sont certifiés en provenance du tutorat, toute autre source est potentiellement compromise. Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 1/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 SOMMAIRE DU COURS I. DIGESTION DES GLUCIDES... 3 II. ABSORPTION DES GLUCIDES... 3 III. PÉNÉTRATION DES OSES DANS LA CELLULE (APRÈS TRANSPORT PLASMATIQUE)... 4 IV. GLYCOLYSE... 5 IV.A. GENERALITES...5 IV.B. VUE D ENSEMBLE...5 IV.C. LES REACTIONS...6 IV.D. BILAN REACTIONNEL ET ENERGETIQUE...9 IV.E. REGULATION...9 IV.F. ENTREE D AUTRES HEXOSES DANS LA GLYCOLYSE...10 IV.G. DESTINEES DU PYRUVATE...10 1. En conditions anaérobie...10 2. En condition aérobie...12 V. VOIES DES PENTOSES PHOSPHATE... 13 V.A. GENERALITES...13 V.B....14 V.B. ETAPES REACTIONNELLES...14 V.C. BILAN ET FONCTIONNEMENT...16 VI. METABOLISME DU GLYCOGÈNE... 17 VI.A. GENERALITES...17 VI.B. GLYCONEOGENESE...17 VI.C. GLYCOGENOLYSE...18 VI.D....20 VI.D. REGULATION DU METABOLISME DU GLYCOGENE...20 VII. NEOGLUCOGENÈSE... 21 VII.A. GENERALITES...21 VII.B. NEOGLUCOGENESE A PARTIR DU PYRUVATE...22 VII.C. NEOGLUCOGENESE A PARTIR DU LACTATE...23 VII.D. NEOGLUCOGENESE A PARTIR DES AA GLUCOFORMATEURS...24 VII.E. NEOGLUCOGENESE A PARTIR DU GLYCEROL...25 VII.F. BILAN DE LA NEOGLUCOGENESE...25 VII.G....26 VII.G. REGULATION COORDONNEE GLYCOLYSE/NEOGLUCOGENESE...26 2/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 I. DIGESTION DES GLUCIDES Glucides alimentaires principalement apporté sous forme de : o Polysaccharides (amidon : végétal, glycogène : animal) o Disaccharides (saccharose, lactose, maltose) o Oses simples (glucose, fructose, galactose) Seuls les oses simples peuvent pénétrer dans une cellule Enzymes impliqués : o α-amylases salivaires et pancréatiques : hydrolyse des liaisons α14 Amidon Dextrines Maltose Glucose Les liaisons α16 ne sont pas dégradées par l α-amylase o Disaccharidases intestinales (entérocytes de la muqueuse intestinale) II. ABSORPTION DES GLUCIDES Glucides = molécules très polaires et très hydrophiles Nécessité d un transport actif pour passer la double couche lipidique de l entérocyte (membrane intestinale) o Pour le glucose : Système SGLT1 : forte affinité pour le glucose transport actif II : utilise l entrée de l ion sodium Système GLUT (glucose transporteur) forme un pore dans la membrane : donc pas besoin d énergie diffusion passive) GLUT (1 à 5) suivant les tissus et oses transportés o Pour le galactose (mêmes transporteurs) o Pour le fructose : entrée GLUT 5, puis GLUT 2 permet son passage dans la circulation Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 3/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 III. PÉNÉTRATION DES OSES DANS LA CELLULE (APRÈS TRANSPORT PLASMATIQUE) Transfert du glucose suivant un gradient de concentration à l intérieur des cellules grâce aux transporteurs GLUT : o GLUT 2 : Foie, pancréas et rein (mais moins) Insulino-indépendant Faible affinité pour le glucose Transport bidirectionnel o GLUT 1 et GLUT 3 : Cerveau, GR, autres tissus Insulino-indépendant Forte affinité pour le glucose o GLUT4 : Muscles, tissu adipeux Insulino-dépendant o GLUT 1 : Surtout dans le GR o GLUT 3 Surtout dans les neurones Km le plus faible donc très grande affinité 4/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 IV. GLYCOLYSE I.A. GENERALITES C est la voie de Embden-Meyerhoff (=voie des trioses P) : principale voie d utilisation du glc, commune à l ensemble des cellules de l organisme (ubiquitaire). - Permet la production d énergie (sous forme d ATP), et de précurseurs de molécules d intérêt biologique (glycérol 3 P). - Se déroule dans le cytosol. - Peut se faire en condition aérobiose (mitochondrie) et anaérobiose. 1 ère phase : 1 mol de glc (6C) 2 mol de pyruvate (3C) + 2 ATP 2 ème phase : - Anaérobie : pyruvate lactate - Aérobie : pyruvate entre dans cycle de Krebs Remarque : - Universalité de la glycolyse : mode de production énergétique le plus ancien et commun à toutes les espèces - TOUS LES INTERMEDIAIRES SONT PHOSPHORILES (charges -) Evite qu ils sortent de la cellule Reconnaissance enzyme-substrat Degré d énergie supérieur On différencie les étapes en fonction du nombre de C des éléments : 1 ère partie : 6C : glc activé par phosphorylation fructose 6 biphosphate (- 2 ATP) 2 ème partie : 3C : formation des trioses P pyruvate (+ 2 ATP/pyruvate = 4 ATP/glc) 3 réactions irréversibles NB : déshydrogénation = oxydation I.B. VUE D ENSEMBLE Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 5/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 NB : - Biphosphate : 2 phosphate sur le même carbone - BisP : phosphate sur 2 carbones différents I.C. LES REACTIONS Du glucose au glucose-6-phosphate : Réaction exothermique et irréversible. Hexokinase : o Présente dans les tissus extra-hépatiques o Très grande affinité pour le glucose (K m faible = activité max à de faibles concentration de glucose plasmatique [Glc] sg ) o Rôle = répondre au besoin énergétique des cellules o Phosphoryle aussi le Galactose et Fructose (non spécifique du glucose) o Enzyme allostérique inhibée par le glucose-6-phosphate, nécessite du Mg 2+ Glucokinase (c est un type d hexokinase): o Présente dans le foie et le pancréas o Affinité plus faible pour le glucose (K m élevé = activité optimale en période postprandial pour [Glc] sg > 5mmol/L) o Rôle : élimine le glucose de la circulation sanguine en période postprandiale o Activité inductible (insuline) o But : faire du stockage Glucose-6-phosphate : nombreuses interrelations métaboliques : o Néoglucogenèse o Voie Pentose-Phosphate o Glycogénolyse o Glycogénogenèse Du glucose-6-phosphate au fructose-6-phosphate : 6/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 Isomérisation aldose en cétose Réaction réversible Du fructose-6-p au fructose-1,6-bisphophate : Etape limitante +++ de la glycolyse (la plus lente) ATP donneur de phosphate Réaction irréversible et fortement exothermique Etape d engagement de la glycolyse PFK-1 : enzyme allostérique (enzyme clé de la glycolyse) o Régulation : Activée par l AMP et le fructose 6 P Inhibée par l ATP et le citrate (élément du début du cycle de Krebs) Régulation hépatique : Activée par le fructose 2, 6 bisphosphate A partir de là, il s agit des réactions à 3 atomes de carbone : Clivage du fructose-1,6-bisphophate : Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 7/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 Réaction de clivage réversible Seul le glycéradéhyde-3-p poursuit la glycolyse Isomérase permet l interconversion (réversible) des 2 trioses Réaction déplacée dans le sens glycéraldéhyde-3-p, consommé dans la réaction suivante Du glycéraldéhyde 3 phosphate au 1,3 bisphosphoglycérate Réaction d oxydation : consommation d un NAD+ qui va être ré-oxydé (et d un Pi) : forme le NADH,H+ 1,3 bisphosphoglycérate : 1 er composé riche en énergie Utilisation de NADH, H+ en aérobiose Du 1,3 bisphosphoglycérate au 3 phosphoglycérate Transfert d un groupement phosphate sur l ADP, et formation de la première molécule d ATP Phosphorylation liée au substrat Du 3 phosphoglycérate au 2 phosphoglycérate réaction d isomérisation Du 2 phosphoglycérate au phosphoénolpyruvate Réaction de déshydratation Phosphoénolpyruvate : riche en énergie 8/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 Du phosphoénolpyruvate au pyruvate : Réaction irréversible Formation d une molécule d ATP Phosphorylation liée au substrat I.D. BILAN REACTIONNEL ET ENERGETIQUE Réaction générale de la première phase de la glycolyse : Production de 2 molécules d ATP par molécule de glucose (2 consommées et 4 produites) Formation de 2 NADH,H + qui devront être ré-oxydées I.E. REGULATION 3 réactions clés (= irréversibles) 4 enzymes clés : Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 9/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 o Hexokinase : Inhibition par le Glucose-6-P o Glucokinase (hépatique) : Activation par l insuline (activation transcriptionnelle) o PFK-1 : Inhibition par l ATP, citrate Activation par l ADP, fructose-6-p, fructose-2,6-bisp (foie) o Pyruvate kinase : Inhibition par l ATP, Citrate Activation par l augmentation de [glucose], AMP, fructose-1,6-bisp Régulation hépatique : - glucagon, + insuline I.F. ENTREE D AUTRES HEXOSES DANS LA GLYCOLYSE D autres hexoses peuvent entrer dans la glycolyse : o Le fructose principalement au niveau du fructose-6-p o Le mannose sous forme mannose-6-p au niveau du fructose-6-p o Le galactose après plusieurs réactions et transformation en UDP-glucose au niveau du glucose et du glucose-6-p I.G. DESTINEES DU PYRUVATE 1. En conditions anaérobie 10/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 Fermentation lactique (chez homme : activité musculaire intense provoquant un déficit en O 2 et donc l activation de ce système, chez la bactérie : yaourt) Cycle de Cori o LDH fonctionne avec NADH, H + o Réaction réversible o Accumulation de lactate : crampes musculaires douloureuses o Dans le globule rouge, voie obligatoire (car pas de mitochondries) o Permet la régénération du NAD + (Glycéraldéhyde-3-P déshydrogénase) par l utilisation du NADH, H+ o Coopération muscle-foie = recyclage du lactate musculaire Remarque : le muscle cardiaque, bien que fonctionnant strictement en aérobiose (nombreuses mitochondries, vascularisation) utilise à l effort le lactate produit par les squelettiques Fermentation alcoolique : o Pas chez l homme! o Certains micro-organisme (levure) : fabrication des boissons alcoolisées (CO 2 + éthanol) Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 11/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 2. En condition aérobie En présence d O 2 : entrée du pyruvate dans la mitochondrie : substrat du cycle de Krebs. Transport actif, couplé au passage d un H+ : O 2 passe dans la matrice mitochondriale grâce à un symport o Remarque : ré-oxydation du NADH, H + produit au cours de la glycolyse dans la chaine respiratoire mitochondriale avec production concomitante d ATP Entrée du NADH, H + dans la mitochondrie : navette du malate Décarboxylation oxydative - Pyruvate acétyl-coa : Etape irréversible de la glycolyse vers le cycle de Krebs 12/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 - Réaction générale : Pyruvate + NAD + + CoA Acetyl-CoA + NADH, H + + CO 2 - L enzyme impliquée est le complexe de la pyruvate déshydrogénase (PDH) : o Dans la matrice mitochondriale o Complexe multienzymatique (> 90 su) : 3 réactions enzymatiques successives et plusieurs co-enzymes o Action séquentielle sur le substrat, les intermédiaires réactionnels restent associés aux enzymes : décarboxylation transacétylation déshydrogénation o Régulations importantes Régulation de la PDH Allostérique Phosphorylation / déphosphorylation : Si bonne réserve en énergie : phosphorylation de la PDH = inactivation Bonne réserve énergétique : phosphorylation de la PDH = inactivation V. VOIES DES PENTOSES PHOSPHATE V.A. GENERALITES Il s agit d une voie de dérivation des hexoses monop (autre destiné du glc, mineur 10%).Très liée à la glycolyse (shunt). - A lieu dans toutes les cellules - Dans le cytosol Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 13/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 - Son fonctionnement est plus important dans le foie, les glandes mammaires, la cortico-surrénale et le TA. Elle ne produit pas d ATP, mais a 2 fonctions importantes : Production de NADPH,H+ (synthèse AGs et stéroïdes) donc de pouvoir réducteur Synthèse du ribose (biosynthèse des AN) Permet le maintien de la concentration en glutathion réduit Elle ne nécessite pas d O2 (donc on ne parle jamais d aérobiose et d anaérobiose) Elle comprend 2 phases réactionnelles : - 1 ère : oxydative irréversible Glc-6-P ribulose-5-p Production de NADPH, H+ - 2 ème : réversible non oxydative Production de fructose-6-p et de glycéraldéhyde-3-p Transcétolase et transaldolase Couplage a la voie de la glycolyse Vue d ensemble : Ponts avec la glycolyse V.B. ETAPES REACTIONNELLES 1 ère étape : phase oxydative irréversible 14/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 Glc-6-P acide-6-phosphogluconique - G6PD : enzyme limitante de la voie des pentoses P - Etape oxydative : déhydrogénation + ouverture du cycle - Production de NADPH,H+ (synthèse stéroïdes, des AGs, et régénération du glutathion réduit) NB : un déficit en G6PD diminue les capacités cellulaires à lutter contre le stress oxydant (favorise les anémies hémolytiques et ictère) Acide-6-phosphogluconique ribulose-5-p - Déshydrogénation sur le C3 puis décarboxylation - Production de NADPH,H+ - Irréversible 2 ème étape : phase non oxydative réversible : Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 15/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 Puis : Intervention de 2 enzymes : (réaction réversibles) - 1 transcétolase : transfert 2C - 1 transaldolase : transfert 3C - Puis 1 transcétolase encore V.C. BILAN ET FONCTIONNEMENT 16/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 3 modes de fonctionnement importants dans cette voie Si besoins majeurs en ribose-5p : pour synthèse des nuclétidess (ARN, ADN, coe nucléotidiques...) Si besoins majeurs en NADPH,H+ Protection contre stress oxydant Elimination de substances non hydrosolubles par hydroxylation Biosynthèses (cholestérol et AG : foie, AG : TA et glandes mammaires, stéroïdes : cortico surrénale, stéroïde : ovaires et testicules) Autre source de NADPH,H+ : enzyme malique Si besoin fort en ATP et besoin en NADPH,H+ faible : dans le muscle Cette voie n est pas là pour produire de l énergie mais pour réponde à d autres besoins cellulaires. VI. METABOLISME DU GLYCOGÈNE Définition : synthèse (glycogénogenèse) et dégradation (glyécogénolyse) du glycogène dans le cytosol de toutes les cellules de l organisme. VI.A. GENERALITES Glycogène : forme de stockage du glc chez l homme ( 400g de glc), de la glycolyse qui sert à l utilisation du glc. Sang : 5g de glc/5litres (5mmol/L). La capacité de stockage du glc est limitée dans toutes les cellules de l organisme, sauf dans le foie et les muscles : - Glycogène hépatique (+ forte concentration) : nécessité d un renouvellement constant et rapide. Fournit du glc a tout l organisme, dont le cerveau et les GR, via la circulation sanguine. 150g de glycogène/foie de 1,5kg - Glycogène musculaire (+ forte quantité) : utilisation en cas d effort musculaire intense et prolongé. 250g de glycogène/25kg de muscles On observe 2 voies métaboliques majeures du glycogène : Glycogénogenèse (activée quand glycémie) : stockage du glc (dans le foie et les muscles) Glycogénolyse (activée quand glycémie) : mobilisation du glc ATTENTION : elles ne sont pas l inverse l une de l autre, double mécanisme de régulation VI.B. GLYCONEOGENESE La synthèse de chaque molécule se fait à partir d une amorce : une molécule de glycogénine. 1 ère étape : isomérisation du Glc-6P en glc-1p Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 17/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 Ce glc-1p doit être activé : Cette réaction est théoriquement réversible, mais nécessité d UTP pour la formation du PPi (pyrophosphate) : va donner 2 Pi (phosphate inorganiques), la réaction sera déplacée de G a D. La glycogène synthase est l enzyme clef, c est sur elle que se fera la régulation. Pour allonger le glycogène : réaction de branchement (min 6 résidus transférés) VI.C. GLYCOGENOLYSE Il s agit de la dégradation du glycogène, à partir des extrémités non réductrices (= phosphorolyse). L enzyme clef est la glycogène-phosphorylase. Elle diffère selon les tissus. Dans les muscle et les tissus extra-hépatiques Dans les tissus hépatiques Le glc-6p va pouvoir rejoindre la glycolyse et fournir de l ATP aux muscles. Chaque branchement en α16 donne 1 glc. Le glucose peut sortir de la cellule, mais pas le glc6p. 18/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 19/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 VI.D. REGULATION DU METABOLISME DU GLYCOGENE L existence de voies séparées pour la synthèse et la dégradation du glycogène nécessite qu elles soient rigoureusement contrôlées. On a donc 2 enzymes clefs : glycogène synthase et la glycogène phosphorylase. Elles subissent une double régulation : - Allostérique (en réponse à différents facteurs) - Covalente (par phosphorylation) en réponse aux hormones. Selon l état de phosphorylation : 2 formes pour les 2 enzymes (a=active et b=inactive) : - Glycogène synthase : active déphosphorylée - Glycogène phosphorylase : active phosphorylée La régulation hormonale glycogénogénèse et glycogénolyse : - Insuline synthèse de glycogène - Glucagon et adrénaline dégradation du glycogène o Adrénaline : dans le muscle +++ o Glucagon : dans le foie +++ 20/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 VII. NEOGLUCOGENÈSE VII.A. GENERALITES C est une voie métabolique anabolique en permanence avec plus ou moins d intensité, dépendant des apports alimentaires afin de maintenir la glycémie constante, surtout quand les apports glucidiques diminuent : elle est très active surtout pendant le jeune. Il s agit de la production de glc à partir de précurseurs non glucidiques, au niveau du foie ++, des reins, et des intestins : - AA glucoformateurs provenant de la lyse musculaire (alanine +++) - Lactate (lactate, alanine -> pyruvate) - Glycérol (introduit au niveau des trioses P) Voie primordiale pour plusieurs aspects : - Maintien de la glycémie en période de carence : cerveau et GR +++ - Epuration du lactate et du glycérol - Fonctionnement du cycle de Krebs Chez l homme, quand les réserves en glycogène sont épuisées (après un jour de jeune) les sources de glc sont : - AA (45%) - Lactate (30%) - Glycérol (25%) Les lieux de la néoglucogenèse sont : foie > reins > intestin. Il y a une régulation concertée entre néoglucogenèse et glycolyse : - Du pyruvate on forme du glc, mais néoglucogenèse inverse de la glycolyse car il existe 3 réactions irréversibles - Néoglucogenèse : 4 enzymes spécifiques, 3 compartiments cellulaires : mito, cytoplasme, RE - Mais réactions réversibles sont identiques entre glycolyse et néoglucogenèse Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 21/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 Dans les cellules le GTP devient ATP. La glycolyse fournit de l ATP et du pyruvate, tandis que la néoglucogenèse consomme de l énergie. VII.B. NEOGLUCOGENESE A PARTIR DU PYRUVATE pyruvate acide P-énol-pyruvique 2 enzymes importantes : - pyruvate carboxylase (mitochondrie) - phosphoénolpyruvate carboxykinase (cytosol) 5 étapes car l oxaloacétate ne peut pas sortir de la mitochondrie : 22/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 La pyruvate carboxylase est l enzyme régulatrice : activée par (acétyl coa) Voie consommatrice d énergie, influencée par le gradient (NADH,H+/NAD+) élevé dans les mitochondrie et bas dans le cytosol. La phosphoénolypyruvate carboxykinase est induite par le glucagon (inhibé par l insuline). fructose 1,6-biP fructose 6P - Etape fondamentale pour la régulation du métabolisme glucidique - Fructose 1,6-biP dans le foie, reins, muscles - Régulation : - par fructose 2,6 bip et AMP, positive par ATP et citrate glc-6-p glc - Maintien la glycémie - Glc-6-phosphatase dans foie, rein mais ABSENTE dans muscles et TA (incapable d exporter du glc dans la circulation sanguine) - Se trouve dans la membrane du RE - Induite pas glucagon, inhibée par insuline VII.C. NEOGLUCOGENESE A PARTIR DU LACTATE Il provient de la glycolyse anaérobie (muscles et GR), et il retourne au foie par le cycle de Cori pour donner du glc. Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 23/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 VII.D. NEOGLUCOGENESE A PARTIR DES AA GLUCOFORMATEURS Rôle majeur de l alanine (protéolyse) : Retour depuis les muscles vers le foie. Subit la désamination oxydative par l ALAT (transaminase) : alanine pyruvate (irréversible) Les AA glucoformateurs sont transformés en pyruvate ou sont intermédiaires du cycle de Krebs. Réaction de transamination : réaction de transfert entre un acide α-cétonique et un acide aminé. 24/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 VII.E. NEOGLUCOGENESE A PARTIR DU GLYCEROL Après un repas : libération du glycérol par le tissu adipeu lors de la lipolyse des TGs. Il est utilisé pour la réestérification des AGs lipidiques dans le TA et dans le foie, ou pour la néoglucogenèse. En cas de jeune, hydrolyse des TGs du TA, que le glycérol est utilisé comme substrat de la néoglucogenèse hépatique et rénale. PAS DE NÉOGLUCOGENÈSE À PARTIR DES AG. VII.F. BILAN DE LA NEOGLUCOGENESE 2 pyruvate + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH,H+ +4H20 -> Glc + 4 ADP + 2GDP + 2NAD+ + 6Pi Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017) 25/26

Métabolisme glucidique Métabolisme UE1 VII.G. REGULATION COORDONNEE GLYCOLYSE/NEOGLUCOGENESE Rôle majeur des hormones : Insuline : hypoglycémiante Inhibition de la néoglucogenèse, glycogénolyse Activation : glycolyse, glycogénogenèse Glucagon : hyperglycémiante Inhibition de la glycolyse, glycogénogenèse Activation de la néoglycogenèse, glycogénolyse 26/26 Tutorat Santé Lyon Sud (2016-2017)