Métabolisme Cellulaire Humain

La lipogénèse est une voie métabolique qui permet de synthétiser des acides gras à partir du glucose. Elle se produit lorsque l'organisme a un surplus de glucose.

Le glycogène est la forme de stockage du glucose dans les muscles et le foie. Il sert de réserve d'énergie rapidement accessible.

Les acides aminés peuvent être utilisés comme source d'énergie par l'organisme, mais leur utilisation reste limitée par rapport aux lipides et au glucose. Ils sont d'abord dégradés par désamination, perdant leur groupe amine.

Le groupe amine des acides aminés est transformé en ammoniac, qui est ensuite converti en urée dans le foie. Cette dernière est évacuée par les reins.

La capacité de stockage du glucose dans les cellules est limitée. En période post-prandiale (après le repas), le glucose est utilisé pour la production d'énergie ou stocké sous forme de glycogène.

Lorsque l'apport en glucose est trop important, l'excès est transformé en glycérol et stocké sous forme de triglycérides.

En période de manque de glucose, les triglycérides sont dégradés pour produire des acides gras et du glycérol. Ce dernier peut être utilisé dans la glycolyse pour produire de l'ATP.

Après désamination, les acides aminés sont transformés en acides cétoniques et entrent dans la mitochondrie. Certains acides cétoniques peuvent être convertis en intermédiaires de la glycolyse.

La néoglucogenèse est une voie métabolique anabolique qui permet de produire du glucose à partir d'autres précurseurs. Elle est particulièrement active lors du jeûne.

La néoglucogenèse est une voie métabolique essentielle pour maintenir la glycémie constante, surtout lors d'une diminution des apports en glucides.

L'insuline est une hormone qui augmente le nombre de transporteurs de glucose sur la membrane plasmique, en particulier les canaux GLUT4 des cellules musculaires. Cela permet une meilleure absorption du glucose dans les cellules.

L'insuline stimule la glycolyse, qui est la dégradation du glucose pour produire de l'énergie, et la glycogénèse, qui est le stockage du glucose sous forme de glycogène.

Le glycérol, issu de la lipolyse (dégradation des lipides), peut être converti en glycéraldéhyde-3-phosphate, un intermédiaire de la glycolyse. Il rentre alors dans la glycolyse et permet la production de 2 ATP. Cependant, la conversion du glycérol nécessite la dégradation d'un ATP, le rendement net est donc de 1 ATP, 2 NADH et 1 pyruvate.

Les acides gras activés (sous forme d'acyl-CoA) entrent dans la matrice mitochondriale grâce à un transporteur à carnitine. Ils subissent ensuite la bêta-oxydation dans la mitochondrie, qui est la première phase de l'oxydation des acides gras.

La bêta-oxydation des acides gras est un cycle de 4 réactions qui raccourcissent l'acide gras de 2 atomes de carbone à chaque cycle. À chaque cycle, on obtient 1 acétyl-CoA, 1 NADH, H+ et 1 FADH2.

L'acétyl-CoA formé lors de la bêta-oxydation est lié à l'acide oxaloacétique, et sera oxydé en CO2 et H2O en entrant dans le cycle de Krebs.

L'insuline libérée après un repas inhibe la lipolyse, c'est-à-dire la dégradation des lipides.

L'insuline stimule la lipogenèse en augmentant l'activité de l'acétyl-CoA carboxylase, ce qui permet le stockage des acétyl-CoA sous forme d'acides gras et de triglycérides.

L'ATP (adénosine triphosphate) est la monnaie énergétique de la cellule. C'est une molécule qui stocke de l'énergie dans ses liaisons chimiques et la libère lorsque nécessaire pour alimenter les réactions métaboliques.

La glycolyse est une série de réactions métaboliques qui se déroulent dans le cytosol des cellules et qui décomposent le glucose en pyruvate. Cette voie métabolique produit un peu d'ATP, mais surtout du NADH, qui sera utilisé dans la respiration cellulaire pour produire plus d'ATP.

La production d'ATP dans la mitochondrie utilise le gradient de protons (H+) créé par le transport d'électrons. L'énergie de ce gradient est utilisée par l'ATP synthase pour convertir l'ADP en ATP.

Le pyruvate, produit de la glycolyse, suit deux voies distinctes selon la présence ou l'absence d'oxygène. En présence d'oxygène, il est oxydé dans la mitochondrie pour produire de l'ATP. En l'absence d'oxygène, il est transformé en lactate, un processus appelé fermentation lactique.

Le cycle de Krebs est une série de réactions qui se déroulent dans la matrice mitochondriale. Il utilise l'acétyl CoA (produit de l'oxydation du pyruvate) pour produire du NADH, du FADH2 et de l'ATP. Ces produits sont essentiels pour la production d'ATP par la respiration cellulaire.

la chaîne respiratoire est une série de transporteurs d'électrons situés sur la membrane interne mitochondriale. Les électrons provenant du NADH et du FADH2 sont transférés d'un transporteur à l'autre, libérant de l'énergie qui est utilisée pour pomper les protons dans l'espace intermembranaire, créant ainsi un gradient de protons.

L'ATPsynthase est une enzyme membranaire qui utilise l'énergie stockée dans le gradient de protons pour convertir l'ADP en ATP. C'est la dernière étape de la respiration cellulaire, où l'énergie chimique est finalement générée.

La fermentation lactique est un processus métabolique qui se produit en l'absence d'oxygène. Le pyruvate est transformé en lactate, produisant un peu d'ATP. Ce processus est utilisé par les muscles pendant les efforts intenses.

Le NADH et le FADH2 sont des coenzymes qui transportent des électrons de haute énergie. Ils sont utilisés par la chaîne respiratoire pour générer un gradient de protons et produire de l'ATP.