Néoglucogenèse et ses mécanismes

Study Notes

La néoglucogenèse est presque toujours active, mais elle est momentanément ralentie après un repas.
Le foie produit environ 50 grammes de glucose par jour grâce à la néoglucogenèse, ce qui représente le tiers de la consommation tissulaire quotidienne.
En période de jeûne, la néoglucogenèse s'intensifie au cours des premières heures.
Après 36 heures de jeûne, lorsque les réserves de glycogène sont épuisées, la néoglucogenèse devient la seule source de glucose, provient essentiellement du glycérol et des acides aminés.
Au-delà de 10 jours, la néoglucogenèse hépatique et rénale contribuent à parts égales à la production de glucose.
Pendant l'exercice musculaire anaérobie, le lactate issu de la contraction musculaire sert de précurseur principal à la néoglucogenèse.

La néoglucogenèse utilise les réactions inverses de la glycolyse, mais contourne 3 réactions irréversibles de la glycolyse via des réactions spécifiques.
7 des 10 réactions de la néoglucogenèse sont communes avec la glycolyse.
Les 3 réactions irréversible de la glycolyse ne peuvent pas être utilisées, donc elles sont contourné par des réactions spécifiques.

La réaction se déroule en deux phases : mitochondriale et cytoplasmique.
La phase mitochondriale se produit au niveau des mitochondries: le pyruvate, produit dans le cytoplasme, est transporté dans la mitochondrie.
La réaction de la pyruvate carboxylase convertit le pyruvate en oxaloacétate, avec l'utilisation de 2 ATP et du CO2.
L'oxaloacétate quitte la mitochondrie pour le cytoplasme et se transforme en phosphoénolpyruvate (PEP).
La biotine agit comme un transporteur de groupement CO2.

Le lactate produit par les muscles en anaérobiose peut être converti en pyruvate par le foie, puis en glucose par la néoglucogenèse. Ce cycle est appelé cycle de Cori.
Le pyruvate et le lactate peuvent aussi être produits par les globules rouges dans leurs processus de glycolyse anaérobie, pour être convertis en glucose dans le foie.

L'alanine, un acide aminé glucoformateur, est produit dans les muscles et transportée vers le foie.
Dans le foie, l'alanine est convertie en pyruvate par une transamination (en présence d'alanine aminotransférase).
Le pyruvate est ensuite converti en glucose par la néoglucogenèse.

Le glycérol, dérivé de la dégradation des triglycérides (TG) dans les tissus adipeux, est converti en dihydroxyacétone phosphate (DHAP) au niveau du foie.
Le DHAP peut ensuite s'intégrer à la voie de la néoglucogenèse.

La conversion de 2 molécules de pyruvate en une molécule de glucose nécessite 4 ATP, 2 GTP et 2 NADH+.
Le bilan énergétique est important pour la néoglucogenèse.

La régulation de la néoglucogenèse est principalement allostérique (à travers l'activité et les interactions des enzymes spécifiques) et hormonale.
Les enzymes clé régulant la néoglucogenèse sont la pyruvate carboxylase, la PEPCK et la fructose-1,6-bisphosphatase.
L'insuline inhibe la néoglucogenèse, tandis que le glucagon la stimule.

Les anomalies du cycle se manifestent généralement par des encéphalopathies progressives et une acidurie organique.
Les déficits enzymatiques dans cette voie sont rares, mais les déficits en cétoglutarate déshydrogénase, fumarase et succinate déshydrogénase sont décrits.
Ces déficiences entraînent une accumulation de métabolites d'avant l'étape, et des perturbations dans les processus de biosynthèse nécessitant des intermédiaires du cycle de la néoglucogenèse.
Le dysfonctionnement du cycle diminue la production de coenzymes réduits, ce qui peut dévier l'acétyl-CoA vers les voies cétogénèse.

La néoglucogestion est une voie intermédiaire importante du métabolisme.
Elle produit des produits terminaux provenant de nombreux processus cataboliques.
Elle fournit des précurseurs pour d'autres voies de biosynthèse.

Le cycle du citrate est régulé pour répondre aux besoins cellulaires en ATP et et intermédiaires métaboliques.
La vitesse du cycle est ajustée via la régulation de l'activité de plusieurs enzymes, notamment la citrate synthase, l'isocitrate déshydrogénase et l'α-cétoglutarate déshydrogénase qui sont sensibles à la concentration de substrats et/ou produits.
Les déshydrogénases ont une activité régulée par les ions calcium dont la concentration augmente lors de la contraction musculaire.

Le bilan énergétique du cycle du citrate pour un tour de cycle comprend 1 GTP, 3 NADH+, 1 FADH2.
Ces coenzymes sont important à la production d'ATP.

Le bilan global d'ATP pour le métabolisme complet d'une molécule de glucose comprend les étapes glycolyse, la décarboxylation oxydative et le cycle de Krebs.
Il dépend du mode d'entrée de pyruvate dans le cycle et de l'utilisation du NADH dans la chaîne de transport des électrons.