La Néoglucogenèse 2022-2023 PDF

LA NEOGLUCOENESE [Document subtitle] 2022-2023 DR LAMIA BELKACEM MA BIOCHIMIE Université de Constantine 3 Salah Boubnider faculté de médecine cours de biochimie 1ere année médecine La néoglucogenèse INTRODUCTION 1-DEFINI...

LA NEOGLUCOENESE [Document subtitle] 2022-2023 DR LAMIA BELKACEM MA BIOCHIMIE Université de Constantine 3 Salah Boubnider faculté de médecine cours de biochimie 1ere année médecine La néoglucogenèse INTRODUCTION 1-DEFINITION La néoglucogenèse est la synthèse du glucose, à partir de molécules non glucidiques La néoglucogenèse a lieu à 90% dans le foie et a 10% dans le rein et l’intestin Elle est presque toujours active. Passagèrement ralentie en post prandiale, en période de jeûne : elle s’intensifie dès les 1ères heures, en période d’activité musculaire : le lactate d’origine musculaire est le principal précurseur de la néoglucogenèse 2-INTERET 1- Le glucose est : -Comme source d'énergie, Nécessaire à toutes les cellules Indispensable : aux cellules glucodépendantes : GR, neurones, et aux cellules qui, en anaérobiose, dépendent de la glycolyse : muscles -Comme précurseur, indispensable à la biosynthèse de molécules d’intérêt biologique 2- Les besoins en glucose de l'organisme sont couverts : -par l'alimentation -par la glycogénolyse hépatique -et par la néoglucogenèse : elle participe activement au maintien de la concentration du glucose dans le sang pour satisfaire les exigences énergétiques de l’organisme I-LES RACTIONS ENZYMATIQUES DE LA NEOGLUCOGENESE -Elle utilise le sens inverse des réactions de la glycolyse sauf les 3 réactions irréversibles : Réaction 1 : catalysée par la glucokinase. Réaction 2 : catalysée par la PFK1. Réaction 3 : catalysée par la pyruvate kinase -Qu’elle doit contourner par des réactions spécifiques irréversibles et certaines réactions du cycle de Krebs -Les 3 portes d’entrée des précurseurs dans la néoglucogenèse sont : Pyruvate : lactate, alanine, A aminés glucoformateurs. Phosphoénolpyruvate : acide aminés glucoformateurs dont le métabolisme rejoint les intermédiaires du cycle de Krebs. La dihydroxyacétone phosphate : glycérol 1 Université de Constantine 3 Salah Boubnider faculté de médecine cours de biochimie 1ere année médecine -Les dérivations de la néoglucogenèse : Réaction1 a : Carboxylation du pyruvate en oxaloacétate Elle Consomme une molécule d’ATP. Catalysée par la : pyruvate carboxylase, strictement mitochondriale. Importante : plus des 2/3 des précurseurs de la néoglucogenèse se passent par cette réaction. Réaction1b : Réduction de l’oxaloacétate en malate. C’est en sens inverse, 8eme réaction du cycle de l’acide citrique Enzyme : malate déshydrogénase mitochondriale à coenzyme NAD Réaction1c : Oxydation du malate après sa sortie de la mitochondrie en oxaloacétate. Réaction inverse de la précédente. Enzyme : malate déshydrogénase cytosoliques à coenzyme NAD Réaction1 d : Décarboxylation phosphorylante de l’oxaloacétate en phosphoénolpyruvate. Elle Consomme une molécule d’ATP Enzyme : phosphoénolpyruvate carboxykinase. 2 Université de Constantine 3 Salah Boubnider faculté de médecine cours de biochimie 1ere année médecine Réaction 2 : Hydrolyse du phosphate en C1 du fructose-1,6-bisphosphate en fructose-6-phosphate Contourne la troisième réaction de la glycolyse. Enzyme: F-1,6-bisphosphatase. Réaction 3 : Hydrolyse du phosphate en C6 du glucose-6-phosphate en glucose. Contourne la première réaction de la glycolyse. Enzyme : glucose -6-phosphatase essentiellement Hépatique mais aussi rénale. 3 Université de Constantine 3 Salah Boubnider faculté de médecine cours de biochimie 1ere année médecine LES REACTION E LA NEOGLUCOENESE II-BILAN ENERGETIQUE Du Pyruvate au PEP : 2 molécules d’ATP consommées 1 molécule d’ATP du Pyruvate à l’OAA. Et 1 autre de l’OAA au PEP. Du 3-phosphoglycérate →1,3-bisphosphoglycérate. 1 molécule d’ATP consommée. Donc : de 2 molécules de pyruvate à une molécule de glucose : 2*3 → 6 ATP consommés. Le cout énergétique de la néoglucogenèse : 4 ATP de plus qu’une glycolyse reverse, c’est le Prix de l’irréversibilité des réactions de la glycolyse 4 Université de Constantine 3 Salah Boubnider faculté de médecine cours de biochimie 1ere année médecine III-DEROULEMENT DE LA NEOGLUCOGENESE 1- NEOGLUCOGENESE A PARTIR DU LACTATE MUSCULAIRE En période d’activité musculaire, en anaérobiose, c.à.d. quand l’apport en oxygène est insuffisant, les muscles ont pour seule source d’énergie la glycolyse. La glycolyse est entretenue par la régénération du NAD. La réaction pyruvate→ lactate ré oxyde le NADH, H+, réduit par la réaction 3-GAP 1.3 biphosphoglycérate. Le Lactate formé quitte le muscle, rejoint le foie, où il est transformé en glucose qui est ultérieurement remis à la disposition des muscles. Ce Cycle glucose lactate porte le nom de : cycle de Cori. 2- NEOGLUCOGENESE A PARTIR DU PYRUVATE ET LACTATE D’ORIGINE GLOBULAIRE Le métabolisme énergétique des globules rouges est simple : le glucose est le seul carburant en anaérobiose, car dépourvues de mitochondries donc de cycle de Krebs et de phosphorylation oxydative -La glycolyse est entretenue par régénération du NAD+ grâce à la réaction : pyruvate → lactate catalysée par la lactate déshydrogénase. -Les GR produisent ainsi un peu de lactate et beaucoup de pyruvate qui sont repris par la néoglucogenèse hépatique 3-NEOGLUCOGENESE A PARTIR DES ACIDES AMINES : ALANINE D’ORIGINE MUSCULAIRE ET ACIDES AMINES GLUCOFORMATEURS -Le catabolisme du squelette carboné des AA conduit au pyruvate ou à l’un des intermédiaires du cycle de l’acide citrique qui sont : α- cétoglutarate, Succinyl-COA, Fumarate, Oxaloacétate. -Tous les A. Aminés sont dits glucoformateurs, sauf la leucine -Le squelette carboné qui entre dans le cycle de l’acide citrique en sort au niveau du malate pour prendre la direction du phosphoenolpyruvate L’alanine libérée dans la circulation sanguine, rejoint le foie où elle est reconvertie en pyruvate grâce à l’ALAT hépatique. Ce cycle glucose –alanine porte le nom de cycle de Felig. 5 Université de Constantine 3 Salah Boubnider faculté de médecine cours de biochimie 1ere année médecine 3-NEOGLUCOGENESE A PARTIR DU GLYCEROL Le glycérol est le produit d’hydrolyse des TG. Seuls le Foie et le rein disposent de la glycérol kinase qui le Phosphoryle en glycérol-3-phosphate. Ce dernier peut : Ou bien être Accepteur d’acides gras pour la synthèse des TG. Ou bien être oxydé en DHAP par la glycérol -3-phosphate déshydrogénase et rejoindre ainsi la néoglucogenèse. 6 Université de Constantine 3 Salah Boubnider faculté de médecine cours de biochimie 1ere année médecine IV-REGULATION DE LA NEOGLUCOGENESE Le but : entretenir le capital glucidique nécessaire aux tissus glucodépendants : cerveau et GR Les moyens : 2 sites majeurs de la régulation : Le premier site : Les 2 réactions concurrentes ayant comme substrat commun le pyruvate Réaction pyruvate→ acétyl-COA catalysée par la pyruvate déshydrogénase qui mène vers le cycle de Krebs Réaction pyruvate →oxaloacétate catalysée par la pyruvate carboxylase qui initie la néoglucogenèse Le deuxième site : Les réactions entre le fructose-6-phosphate et le fructose1,6-bisphosphate catalysées dans le sens de la néoglucogenèse par la fructose -1,6-bisphosphatase et dans le sens de la glycolyse par la phosphofructokinase 1. -La néoglucogenèse est sous la dépendance du glucagon : à distance d’un repas, la glycémie diminue, le glucagon est secrété en réponse à ce stimuli, il active le catabolisme des acides gras qui libère : acétyl-COA et le NADH, H+ , déclenchant la néoglucogenèse en favorisant la réaction pyruvate →oxaloacétate en dépend de la Réaction pyruvate→ acétyl-COA 1- Réaction pyruvate →acétyl-COA et pyruvate →oxaloacétate. ✓ L’activité de la pyruvate déshydrogénase est diminuée par l’acétyl-COA, le NADH, H+ et L’ATP. ✓ La pyruvate carboxylase est soumise à un contrôle allostérique de l’acétyl-COA qui est activateur. 2- Réaction fructose-1,6-bisphosphate→ fructose-6-phosphate- La PFK1 est Soumise à un contrôle allostérique : Inhibée par le citrate (intermédiaire du cycle de Krebs) et l’ATP témoin de la satisfaction des besoins en énergie. Activée part le fructose-2,6-bisphosphate La fructose1, 6-bisphosphatase : est soumise à un contrôle allostérique : Activée par le citrate et l’ATP. Inhibée par le fructose 2,6-bisphosphate Le taux du fructose-2,6-bisphosphate est sous le contrôle du glucagon Le glucagon diminue le taux du fructose-2,6-bisphosphate par activation de la fructose 2,6 biphosphatase, ce qui accélère la réaction fructose 1.6 bi phosphate à fructose 6 phosphate et freine la réaction fructose 6 phosphate à fructose 1.6 bi phosphate : En période de jeûne : le glucagon active la néoglucogenèse et freine la glycolyse Par contre L’insuline : en postprandiale : active la glycolyse et inhibe la néoglucogenèse Les glucocorticoïdes stimulent la néoglucogenèse à partir des acides aminés et du glycérol et cela en induisant la synthèse des enzymes clés. 7 Université de Constantine 3 Salah Boubnider faculté de médecine cours de biochimie 1ere année médecine 8 Université de Constantine 3 Salah Boubnider faculté de médecine cours de biochimie 1ere année médecine 9