Chapitre III : Métabolisme des Glucides PDF

Chapitre III : Métabolisme des Glucides 1. Introduction Métabolisme Anabolisme Catabolisme = = Réaction de synthèse Réaction de dégradation  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 1...

Chapitre III : Métabolisme des Glucides 1. Introduction Métabolisme Anabolisme Catabolisme = = Réaction de synthèse Réaction de dégradation  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 1. Introduction  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 1. Introduction Localisation Intérêt Métabolisme Régulation hormonale et enzymatique (activation et inhibition) Rendement énergétique Anomalies et leurs conséquences  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 2. Digestion des glucides  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 2. Digestion des glucides α-Amylases pancréatique et salivaire Maltase intestinale Digestion de l’amidon et du glycogène par les enzymes salivaires et pancréatiques  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 3. Transport intestinal des glucides Transport des glucides de l’intestin vers le sang  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 4. Transport des glucides dans la voie sanguine Transport des glucides dans la voie sanguine  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 5. Régulation de la glycémie Régulation de la glycémie en phase postprandiale et en phase de jeûne  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 6. Voies d’interconversion des glucides Voies d’interconversion du fructose et du galactose en glucose –6-P  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 7. Entrée du glucose dans les cellules Transporteurs de glucose et leur répartition tissulaire Glut : Glycoprotéines responsables du transport facilité du glucose  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 6. Entrée du glucose dans les cellules Exemples de transporteurs de glucose insulino et non-insulinodépendants  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 8. Glucose 6-P: carrefour métabolique Voies d’interconversion du fructose et du galactose en glucose –6-P  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9. Glycolyse 9.1. Définition et rôle Jakub Karol Parnas (1884–1949) Appelée aussi Voie d'Embden-Meyerhof-Parnas Voie ayant lieu dans le cytoplasme de toutes les cellules Glycolyse Voie métabolique de dégradation (oxydation) du glucose en pyruvate Également voie de dégradation du galactose et fructose Voie productrice d’énergie  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9. Glycolyse 9.2. Intérêt Jakub Karol Parnas (1884–1949) La seule source d’énergie (ATP) pour les cellules gluco-dépendantes comme les globules rouges et les cellules du cerveau Source de molécules riches en énergie (ATP et NADH2) Glycolyse Fournisseur de précurseurs pour les voies de biosynthèse (synthèse des lipides,…) Fonctionnement des muscles squelettiques à des niveaux élevés en cas d’oxydation aérobie insuffisante Possibilité de survivre lors des épisodes d’anoxie  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9. Glycolyse 9.3. Etapes de la glycolyse 10 réactions catalysées par 10 enzymes  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.1. Phosphorylation du glucose par l’ATP Capable de sortir de la cellule Incapable de sortir de la cellule - Présente dans toutes les cellules sauf le foie et le pancréas -Phosphorylation d’autres hexoses (Galactose, Mannose et Fructose) - Forte affinité pour le glucose - Inhibée par le glucose-6-P La glucokinase n’est pas inhibée par le glucose-6-P  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.1. Phosphorylation du glucose par l’ATP L’affinité d’une enzyme est la force avec laquelle elle se lie à son substrat L’affinité = 1/Km donc plus Km est faible plus l’affinité est élevée Hexokinase intéragit le rapidement avec le glucose même à faible concentration contrairement à glucokinase qui n’agit qu’en phase postprandiale  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.2. Isomérisation du glucose-6-P en fructose-6-P  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.3. Phosphorylation du fructose-6-P en fructose 1,6 bis-P  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.4. Scission du fructose 1,6 bis-P en trioses phosphatés Aldolase A: la plupart des tissus Aldolase B: foie et rein  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.4. Scission du fructose 1,6 bis-P en trioses phosphatés Aldolase A: la plupart des tissus Aldolase B: foie et rein  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.5. interconversion des trioses phosphatés  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.6. Oxydation du glycéraldéhyde-3-P et formation d’ATP  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.7. Transfert du phosphate sur l’ADP et formation d’ATP  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.8. Isomérisation du 3-phosphoglycérate en 2-phosphoglycérate La phosphorylate mutase phosphoryle la position 2 pour former le 2,3 biphosphoglycérate et récupère le groupement phosphate de la position 3  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.9. Déshydratation du 2-phosphoglycérate en phosphoénolpyruvate (PEP) Inhibée par le fluorure  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.10. Transfert du phosphate du phosphoénolpyruvate sur l’ADP  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.11. Récapitulatif des réactions de la glycolyse 1ière moitié de la glycolyse 2ème moitié de la glycolyse  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.12. Bilan énergétique de la glycolyse Réactions de la glycolyse et bilan énergétique  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.12. Bilan énergétique de la glycolyse Phase de consommation ou Phase de production ou de restitution d’énergie d’investissement d’énergie  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.13. Devenir du pyruvate et de NADH2 en anaérobiose (-O2) Fermentation lactique Fermentation alcoolique Bilan énergétique (2ATP) Bilan énergétique (2ATP) Devenir du pyruvate et de NADH2 en anaérobiose (-O2)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.14. Devenir du pyruvate et de NADH2 en aérobiose (+O2) Synthèse des acides gras ou Cycle de Krebs Entrée du pyruvate dans la mitochondrie grâce à une perméase et un cotransport avec les protons Devenir du pyruvate en aérobiose (+O2)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.14. Devenir du pyruvate et de NADH2 en aérobiose (+O2) Inner mitochondrial Inner mitochondrial membrane membrane Periplasm Mitochondrial Periplasm Mitochondrial matrix matrix (2ATP) (3ATP) Glycolysis Glycolysis Navette DHA-P Glycérol-3-P (muscle, cerveau) Navette Malate Aspartate (cœur, foie, rein) Plus rapide mais moins énergétique Plus énergétique mais moins rapide Devenir et recyclage du NADH2 en aérobiose (+O2)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse Régulation du métabolisme A court terme (ms-min) A long terme (h) Activité de l’enzyme Quantité de l’enzyme Allostérie Phosphorylation/Déphosphorylation Activation/Repression de gènes Effecteurs Hormones (Insulin, Glucagon) Hormones (Glucocorticoïdes allostériques et hormones thyroïdiennes)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse Régulation à court terme par activation et inhibition allostérique  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse = Hormone Régulation à court terme par phosphorylation /déphosphorylation (Interconversion)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse Membrane plasmique Hormone Noyau Régulation à long terme par activation/répression de gènes  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse Hexokinase Phosphofructokinase 1 Pyruvate kinase 3 enzymes clés de la glycolyse: 1-Hexokinase 2-Phosphofructokinase 3-Pyruvate kinase Enzyme clé catalyse une réaction irréversible et fortement exergonique Une enzyme est dite enzyme clé quand son activité est régulée et qui peut limiter la vitesse de l’ensemble d’une voie métabolique (étape ou réaction limitante)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse Glucokinase Pas de régulation allostérique - : Inhibition Régulation de l’hexokinase (HK)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse + : Activation - : Inhibition Régulation de la phosphofructokinase 1 (PFK1)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse Régulation de la phosphofructokinase 1 (PFK1)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse + : Activation - : Inhibition Régulation de la pyruvate Kinase 1 (PK)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse + : Activation - : Inhibition Régulation de la pyruvate Kinase 1 (PK)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse Régulation hormonale de la glycolyse  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse Pas de régulation allostérique Glucokinase + Insuline Glucagon + Insuline Sites de contrôle de la glycolyse Seules les enzymes impliquées Glucagon dans les réactions irréversibles et fortement exergoniques + Insuline Glucagon Sites de contrôle de la glycolyse et leurs régulateurs  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Etapes de la glycolyse 9.3.15. Régulation de la glycolyse Régulation de la glycolyse par l’Epinephrine (Adrénaline)  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Régulation de la glycolyse 9.3.16. Autres substrats de la glycolyse Luis Federico Leloir (1906–1987) ? Voie de dégradation du galactose (voie de Leloir) Autres substrats de la glycolyse  Chapitre III : Métabolisme des Glucides 9.3. Régulation de la glycolyse 9.3.17. Anomalies de la glycolyse Déficit héréditaire en pyruvate kinase et ses conséquences sur les globules rouges