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Le métabolisme 1. Introduction : Le métabolisme correspond à l’ensemble des réactions biochimiques effectuées par l’organisme. Chaque réaction fait partie d’une voie métabolique. Le métabolisme peut être décomposé en : - Catabolisme : Ce sont les réactions...

Le métabolisme 1. Introduction : Le métabolisme correspond à l’ensemble des réactions biochimiques effectuées par l’organisme. Chaque réaction fait partie d’une voie métabolique. Le métabolisme peut être décomposé en : - Catabolisme : Ce sont les réactions de dégradation. → Les molécules complexes sont dégradées pour fournir de l’énergie et des molécules simples. - Anabolisme : Ce sont les réactions de synthèse moléculaire. → Les molécules simples nécessitent de l’énergie pour former des molécules complexes. Il y a un équilibre constant entre ce qui permet de fournir de l’énergie, et ce qui coute de l’énergie. Les processus anaboliques et cataboliques sont couplés entre eux grâce à l’intervention de l’ATP (adénosine triphosphate), qui constitue une monnaie d’échange. En ce qui concerne le métabolisme de la digestion, nous pouvons distinguer la digestion enzymatique et la digestion bactérienne. Digestion enzymatique Les glucides, les lipides et les protéines sont absorbés au niveau de l’intestin grêle, mais les glucides sont également absorbés au niveau de la bouche. 1 2. Métabolisme des glucides : On peut faire la distinction entre les glucides complexes alimentaires (ex : sucre) et les glucides simples alimentaires (ex : steak). Une fois que le glucose est obtenu dans l’organisme, 2 options sont possibles :  Le glucose peut subir la glycolyse pour ensuite être transformer en pyruvate.  Le glucose, lorsqu’il est en excès, subira la glycogénogenèse pour être stocké sous forme de glycogène. Le glycogène qui est stocké pourra être récupéré par l’organisme quand celui-ci aura besoin d’énergie. C’est le phénomène de la glycogénolyse qui permettra de transformer le glycogène en glucose, pour que celui-ci soit ensuite transformer en pyruvate (glycolyse). Glycolyse : C’est la dégradation du glucose d’un organisme vivant, sous l’action d’enzymes, pour obtenir de l’énergie. Une molécule de glucose donne 2 molécules de pyruvate. Glycogénolyse : C’est la production de glucose à partir de la lyse du glycogène. Glycogénogenèse : C’est la voie qui permet la synthèse du glycogène à partir du glucose. Ce glycogène est ensuite stocké dans les muscles et le foie. Néoglucogenèse : C’est la voie métabolique anabolique qui se produit en permanence, et qui permet la synthèse du glucose à partir de composés non glucidiques. 2  ❖ Digestion des glucides : L’amylase est produite dans la salive et permet de dégrader les molécules de glucides complexes en plus petites molécules, ainsi que de dégrader certains glucides simples. L’amylase est également retrouvée dans les sucs pancréatiques, et poursuit la dégradation des glucides. Les sucrases, retrouvés dans les sucs intestinaux, permettent de terminer la division de glucides pour ne plus retrouvé que des monomères. Les monomères peuvent donc être absorbés dans la bouche et dans l’intestin grêle. → Lorsqu’un animal est en hypoglycémie, il faut mettre du miel ou de la confiture sur ses gencives car ces aliments sont constitués de monomères, et il n’y a donc pas besoin de les avaler pour permettre à la glycémie de remonter. Les glucides alimentaires : - Des glucides digestibles :  Simples → Lactose, maltose, saccharose, …  Complexes → Amidons (amylose et amylopectine) et glycogène - Des glucides non-digestibles (fibres alimentaires) à cause de la présence de liaisons β :  Fermentescibles → Enzymes bactériennes efficaces (pectines, gomme de guar, inuline, …)  Non fermentescibles → Enzymes bactériennes inefficaces (cellulose, hémicellulose, lignine, …) Étapes de la digestion : 1) Action de l’amylase salivaire → L’amylose, l’amylopectine et le glycogène sont transformés en polysaccharides plus petits, en maltose et en α-dextrine. 2) Action de l’amylase pancréatique → Elle agit comme l’amylase salivaire, mais elle permet également de dégrader les polysaccharides restants en maltose et en α-dextrine. 3) Action des sucrases intestinales → Le lactose, le saccharose, le maltose et l’α-dextrine sont dégradés en monosaccharides. 4) Absorption au niveau de l’intestin grêle et arrivée dans la circulation sanguine → Le glucose, le fructose et le galactose sont solubles dans l’eau, et ils sont donc en circulation libre dans le sang. 3  ❖ Utilisation des glucides : Le glucose provient des glucides simples (lactose, maltose et saccharose) et il est transformé en pyruvate grâce au phénomène de la glycolyse. Le glucose peut venir de 2 origines différentes : - Alimentaire : Le glucose est produit par la digestion des polysaccharides et des disaccharides. → Glucose-6-phosphate (G6P), Fructose-6-phosphate (F6P) et Glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P) proviennent de la conversion d’autres hexoses alimentaires. - Métabolique : Le glucose est produit par des précurseurs non glucidiques (néoglucogenèse. → Glucose-6-phosphate (G6P) est issu du catabolisme du glycogène (glycogénolyse). La glycolyse est la voie du catabolisme oxydatif anaérobie, permettant de transformer le glucose en pyruvate. Ce phénomène ne nécessite pas d’oxygène (anaérobie), et il doit y avoir le retrait d’un atome d’hydrogène (NAD+ en NADH+ H+) correspondant à l’oxydation. Le glucose est une source d’énergie importante pour le corps, et c’est aussi un précurseur de molécules d’intérêt biologique. La glycolyse a lieu dans toutes les cellules et se produit en permanence, mais à des degrés divers. Le glucose est nécessaire pour :  Les globules rouges et le cerveau → Ils sont glucodépendants, ce qui veut dire qu’ils n’utilisent QUE du glucose.  Les muscles → Ils utilisent du glucose en post-prandial et pendant un effort, mais ils peuvent également utiliser d’autres substrats (acides gras).  Le foie → Il utilise peu de glucose (uniquement en post-prandial), mais majoritairement des acides gras. Étapes de la glycolyse : La glycolyse comprend 2 phases de 5 réactions chacune : 1) Phase d’investissement énergétique → Dépense de 2 molécules d’ATP par molécule de glucose. 2) Phase de retour sur investissement → Récupération de 4 molécules d’ATP par molécule de glucose, avec production de NADH + H+. 4  Phase d’investissement sur investissement Phase de retour Substrat : Glucose Ronds verts : Enzymes qui agissent Produit : Pyruvate Co-enzyme : NADH + H+ Bilan de la glycolyse : Le bilan net direct permet l’obtention de 2 molécules d’ATP. Il y a également un bilan ultérieur plus important par la réoxydation des NADH en NAD+ via la phosphorylation oxydative. Les 2 molécules de pyruvates obtenues serviront de substrat pour de multiples voies métaboliques. Régulation de la glycolyse : La vitesse de la glycolyse est adaptée aux besoins de la cellule en énergie (ATP) et en intermédiaires précurseurs de synthèse. Sa vitesse sera fonction de : - La disponibilité cellulaire en glucose, dépendant elle-même de la glycémie (taux de glucose dans le sang), et de l’entrée du glucose dans la cellule grâce à des « portes d’entrées » ou transporteurs spécifiques. - La vitesse des réactions limitantes → Les étapes limitantes sont très importantes car elles permettent de réguler la voie métabolique. Elles se situent aux 2 extrémités du circuit, empêchant le reste des réactions si quelque chose ne va pas. C’est une autre enzyme qui s’occupe de chaque réaction limitante (différente du reste de la voie métabolique), ce qui rend ces réactions irréversibles. 5  ❖ Stockage et mobilisation des glucides : Le métabolisme du glycogène comprend : - Son catabolisme en glucose-1-phosphate ou en glucose.  Digestif, à partir du glycogène (et de l’amidon) alimentaire  Tissulaire, à partir du glycogène endogène (glycogénolyse) - Sa synthèse tissulaire à partir du glucose (= glycogénogenèse). Intérêts du stockage :  Forme de stockage du glucose dans les cellules animales  Haut intérêt énergétique  Contrôle du passage de l’une à l’autre par des voies distinctes → Adaptation de l’offre en cette molécule en fonction de la demande de l’organisme. Lieux : Le métabolisme du glycogène débute dans l’intestin, durant la période post-prandiale. Il y a le catabolisme digestif du glycogène alimentaire (surtout l’amidon), et celui-ci est hydrolysé pour se transformer en glucose. Ensuite, ce glucose va soit vers un lieu de consommation, soit vers un lieu de stockage (foie et/ou muscles). Le foie :  En post-prandiale, le stockage du glucose intestinal se fait sous forme de glycogène (glycogénogenèse).  Hors post-prandiale, il y a une exportation du glucose vers les tissus consommateurs du corps (glycogénolyse). Les muscles :  Au repos, le stockage du glucose se fait sous forme de glycogène (= glycogénogenèse).  En période d’activité musculaire, il y a une production immédiate de glucose utilisé sur place (= glycogénolyse). → En d’autres termes, les muscles sont égoïstes et ne mobilisent leur sucre que pour eux-mêmes, alors que le foie mobilise son sucre pour tout le corps, même les muscles en cas de jeun prolongé. Régulation du glucose et du glycogène : Cette régulation a plusieurs buts : - En post-prandiale → Stocker le glucose dans le foie et dans les muscles. - En cas de jeun → Le foie doit libérer du glucose pour le distribuer aux tissus consommateurs. - En cas d’activité musculaire → Les muscles doivent libérer du glucose pour l’utiliser sur place. La régulation se fait au niveau de 2 enzymes clés :  Glycogène phosphorylase (activée par le glucagon) → Rôle hyperglycémiant  Synthase (activée par l’insuline) → Rôle hypoglycémiant 6  ❖ Formation des glucides : La néoglucogenèse est la synthèse de molécules glucidiques à partir de molécules non-glucidiques. Les besoins du corps en glucose sont couverts par l’alimentation, la glycogénolyse hépatique et la néoglucogenèse. → La néoglucogenèse se produit à 90% dans le foie, et les 10% restants ont lieu dans les reins (cortex) et dans l’intestin grêle (épithélium). Les précurseurs de la néoglucogenèse sont :  1/3 pyruvate et lactate des globules rouges et des cellules musculaires  1/3 alanine des cellules musculaires  1/12 glycérol alimentaire, tissus adipeux et lipoprotéines circulantes  1/4 diverses molécules dont les acides aminés glucoformateurs Elle a lieu presque tout le temps, et c’est la néoglucogenèse hépatique qui fournit 1/3 de la consommation tissulaire quotidienne. En cas de jeun, il y a une activité intense à partir des précurseurs du cycle de Krebs, du glycérol et des acides aminés. En cas d’activité musculaire en anaérobie, le lactate deviendra le précurseur principal de la néoglucogenèse. Effectivement, il est produit lors de la formation de crampes musculaires. La néoglucogenèse se produit dans le sens inverse de la glycolyse, sauf pour les réactions limitantes qu’elle contourne par des réactions spécifiques irréversibles. Les portes d’entrée sont le pyruvate, le phosphoénolpyruvate et le dihydroxyacétone phosphate. La régulation de la néoglucogenèse se fait sous la dépendance du glucagon. Lorsque la glycémie diminue, il y a une sécrétion de glucagon, qui entraine l’activation de la triglycéride lipase. Les acides gras produits sont catabolisés en Acétyl-CoA et en NADH + H+, et ils favorisent la transformation du pyruvate en oxaloacétate. 7 3. Métabolisme des lipides : Pour ce qui est des lipides, rien ne se produit au niveau de la bouche et de l’estomac. Ce sont les sels biliaires présentes dans l’intestin grêle qui vont émulsionner les graisses, dans le but de transformer les grosses gouttelettes d’huiles en petites gouttes, et que celles-ci soient plus accessibles aux enzymes de la digestion. La lipase, produite par le pancréas, divise les triglycérides dans l’intestin grêle pour les transformer en glycérols et en acides gras. Ces éléments passent ensuite l’épithélium du tube digestif pour arriver dans la lymphe, puis ils sont recombinés pour redevenir des triglycérides. → La division est nécessaire pour l’absorption. Les plus grands lipides passent donc dans la voie lymphatique via les chylomicrons, alors que les petits lipides (solubles) sont directement absorbés dans le sang. 8  ❖ Digestion des lipides : Lipides alimentaires : - Triglycérides :  Glycérol (glucide)  Acides gras → saturé ou insaturé, avec une longueur de chaine variable - Acides gras libres :  Saturé ou insaturé  Longueur de chaine variable, mais les acides gras à chaines inférieur à 4 carbones sont hydrosolubles. - Stéroïdes, dont le cholestérol - Autres lipides Synthèse endogène Origine alimentaire Acides gras saturés Synthèse hépatique et les tissus Graisses animales, surtout les adipeux viandes rouges et les produits laitiers, huile de palme et de coco Acides gras monoinsaturés Synthèse à partir des acides gras Huiles végétales « visibles » saturés telles que l’huile d’olive Acides gras poly-insaturés cis Pas ou peu de synthèse Poissons, huiles végétales Oméga 6 et oméga 3 endogène « visibles » telles que l’huile de colza, fruits à coques (noix, …) Acides gras poly-insaturés trans Pas de synthèse endogène Margarines, aliments préfabriqués (graisses animales) Cholestérol Synthèse hépatique Jaune d’œuf, foie gras, rognons, principalement crevettes, … Étapes de la digestion : 1) L’action des sels biliaires permet l’émulsification des lipides, c’est-à-dire la production et la stabilisation d’une émulsion. Émulsion : Dispersion de gouttelettes d’un liquide dans un autre liquide, dans lequel elles ne sont pas miscibles. Miscible : Qui peut se mêler à une autre substance en un mélange homogène. 2) La lipase pancréatique permet de diviser les triglycérides en différents éléments, pouvant se faire de plusieurs manières : - Triglycéride (TAG) qui devient un diglycéride (DAG) et 1 acide gras (AG) - Triglycéride (TAG) qui devient un monoglycéride (MAG) et 2 acides gras (AG) - Triglycéride (TAG) qui devient du glycérol et 3 acides gras (AG) 3) L’absorption des différents lipides se fait au niveau de l’intestin grêle. Les acides gras court (moins de 4 carbones) arrivent dans la circulation sanguine, alors que les autres lipides ( à partir de 5 carbones) arrivent dans la circulation lymphatique sous forme de chylomicrons. 9  ❖ Utilisation des lipides : Les acides gras peuvent avoir 2 origines : - Exogènes → issus de l’alimentation (voie majoritaire) - Endogènes → synthétisés surtout par le foie et les tissus adipeux en cas de régime hyperglucidique Le métabolisme des acides gras comprend :  Le catabolisme en acétyl-CoA (β-oxydation)  La synthèse à partir de l’acétyl-CoA (lipogenèse)  Le stockage (estérification) et la mobilisation (lipolyse) des triglycérides (TAG) dans les adipocytes Lipogenèse : Production d’un corps gras à partir d’acétyl-CoA. Les acides gras possèdent 3 rôles : - Énergétique → Source d’énergie dans la plupart des tissus du corps (les muscles et le foie sont les 2 organes qui sont le plus capables d’utiliser les acides gras comme source d’énergie) - Structural → Présence des phospholipides et glycolipides membranaires - Fonctionnel → Certains dérivés sont des messagers cellulaires La β-oxydation des acides gras se produit lors d’un jeun ou lors d’un exercice physique. Les acides gras sont libérés, transportés vers le cœur, les muscles et le foie où ils seront oxydés. Les acides gras sont ensuite activités sous forme d’acyl-CoA. L’acyl-CoA entre dans la mitochondrie, puis il est pris en charge par l’hélice de Lynen. → Pour que les acides gras soient transformés en énergie, le processus nécessite la présence d’une molécule d’ATP. À chaque tour de l’hélice de Lynen, l’acyl-CoA est réduit de 2 carbones. Ces 2 carbones ainsi libérés formeront une molécule d’acétyl-CoA. À la fin du processus, il ne restera plus que 4 carbones, ce qui permettra la formation de 2 acétyl- CoA en un seul tour de l’hélice. Exemple : Un acyl-CoA à 16 carbones permettra la formation de 8 acétyl-CoA en 7 tours de l’hélice de Lynen. Le processus se termine lorsqu’il ne reste plus que des acétyl-CoA. 10 Pour ce qui est du bilan énergétique, il est nécessaire d’utiliser une molécule d’ATP pour pouvoir réaliser le processus. Cependant, chaque processus permet de produire des acétyl-CoA (8 dans cet exemple) qui vont chacun permettre la production de plusieurs molécules d’ATP par la suite. NADH et FADH2 sont des co-enzymes ayant un potentiel énergétique, qui vont également permettre de produire de l’ATP par la suite. Phosphorylation oxydative :  Oxydation NADH en NAD+ → Obtention de 3 ATP  Oxydation FADH2 en FAD+ → Obtention de 2 ATP ❖ Métabolisme des corps cétoniques : Le métabolisme des corps cétoniques comprend : - Cétogenèse : C’est la synthèse des corps cétoniques à partir de l’acétyl-CoA. → Se déroule dans les hépatocytes. - Cétolyse : C’est le catabolisme (dégradation) des corps cétoniques en acétyl-CoA. → Se déroule dans les muscles et dans le tissu nerveux. Lorsqu’un animal est diabétique ou en jeun prolongé, le corps va, dans l’ordre : 1) Utiliser les nutriments qui encore présent dans le tube digestif, datant du dernier repas. 2) Utiliser le glycogène pour le transformer en glucose (= glycogénolyse) 3) S’il n’y a pas de glucose, le corps va mobiliser les lipides, mais ce processus prend beaucoup de temps. Les lipides ne seront pas mobilisés assez vite, et il faut donc que le corps puise ailleurs en attendant. 4) En attendant que les lipides ne soient mobilisés, le corps va réaliser une néoglucogenèse, c’est-à-dire que le foie va utiliser les cellules non glucidiques (corps cétoniques par exemple) pour produire du glucose et l’envoyer dans tout le corps. 5) En dernier recours, le corps peut également utiliser les protéines. Effectivement, les acides aminés qui les composent peuvent être transformées soit en corps cétoniques (acides aminés cétoformateurs), soit en autres éléments nécessaires à la production de glucose (acides aminés glucoformateurs). Lors de la production d’énergie via des protéines, la fonction amine (NH3+, NH4+, …) est un déchet que le corps doit absolument éliminer, peu importe que l’acide aminé soit glucoformateur ou cétoformateur. Ce déchet se présente sous forme de NH4 ou d’urée, et les 2 s’éliminent en fonction des urines, ce qui fait énormément travailler les reins. → L’utilisation de protéines pour produire de l’énergie n’est donc pas un procédé très rentable car il nécessite beaucoup d’énergie pour pouvoir ensuite éliminer les déchets. 11 Rôles : La formation de corps cétoniques se produit quand il est impossible pour le corps d’utiliser le glucose pour produire de l’ATP. Ils sont ensuite dispersés dans l’organisme :  Source d’énergie privilégiée du cœur et du cortex rénal → Corps cétoniques produits de manière constante en petite quantité.  Source d’énergie pour les autres tissus  Seule source d’énergie pour le système nerveux central (SNC) en cas de jeun En période de jeun, il se produit dans le foie : - Néoglucogenèse importante → Il y a un épuisement des précurseurs du cycle de Krebs, surtout en oxaloacétate. - Β-oxydation importante → l’acétyl-CoA n’est pas pris en charge par le cycle de Krebs. - Cétogenèse → Transformation des acétyl-CoA en corps cétoniques pour qu’ils puissent être utilisés dans le cycle de Krebs. Cétogenèse : C’est la formation de corps cétoniques, se produisant grâce à la condensation de 3 molécules d’acétyl-CoA. Cela entraine la formation de HMG-CoA, qui est un précurseur du cholestérol et des hormones stéroïdiennes. → Les corps cétoniques vont dans le sang, se dispersent dans les différents organes. Quand ça arrive dans un autre organe que le foie, les corps cétoniques retrouvent des précurseurs du cycle de Krebs et pourront donc produire de l’énergie (ATP) pour tout le corps. Cétolyse : On peut distinguer 3 types de corps cétoniques : Acétone, Acétoacétate et β-hydroxybutyrate. La cétolyse, qui correspond à la dégradation des corps cétoniques, se déroule différemment en fonction du genre dont il s’agit : - Acétone → Il est éliminé sous forme gazeuse lors des échanges alvéolaires, car c’est un composé toxique pour le corps. S’il n’est pas correctement éliminé, il entrainera une halitose (mauvaise haleine), ou un coma cétonique dans les cas plus extrêmes. - Acétoacétate et β-hydroxybutyrate → Ils sont transportés dans l’organisme (via le sang), et ce sont les 2 seuls sortes de corps cétoniques qui sont capable d’être transformés en acétyl-CoA pour ensuite produire de l’énergie. Ils subiront une oxydation par le cycle de Krebs par la suite. 12 4. Métabolisme des protéines : Les protéines sont dénaturées grâce au HCl et à la pepsine, au niveau de l’estomac. Cette enzyme (pepsine) coupe les liaisons peptidiques et permet de dégrader les chaines d’acides aminés. La pepsine n’étant pas suffisante, la protéase (enzyme) agit au niveau de l’intestin grêle, via les sucs pancréatiques, pour continuer de couper les grandes chaines d’acides aminés en petits peptides. La di-peptidase et la tri-peptidase agissent aussi dans l’intestin grêle, via les sucs intestinaux, pour détruire toutes les liaisons peptidiques restantes, et ainsi permettre d’obtenir des acides aminés seuls. Ces acides aminés étant solubles, ils sont ensuite absorbés dans le sang. → Certains acides aminés nécessitent de l’albumine pour pouvoir être transportés dans le sang. Protéolyse : C’est la destruction (hydrolyse) des protéines au cours des processus métaboliques, sous l’effet d’enzyme, dans le but d’obtenir des acides aminés. 13  ❖ Digestion des protéines : Il y a 8 acides aminés indispensables, qui ne peuvent pas être produit par le corps lui-même, doivent obligatoirement être apportés via l’alimentation : Leu, Thr, Lys, Trp, Phe, Val, Met et Ile. Les 12 acides aminés non indispensables sont soit apportés par l’alimentation, soit synthétisés à partir d’intermédiaires métaboliques. → La qualité des protéines et plus importante que la quantité. Il faut absolument veiller à la diversité des protéines qui sont apportées au corps. Étapes de la digestion : 1) Action de l’HCl → L’acidification du milieu entraine la dénaturation des protéines. HCl est un activateur chimique de la protéolyse limitée : Les cellules de la paroi de l’estomac produisent de la pepsinogène, et celle-ci est transformée en pepsine lorsque le milieu devient acide. 2) Action des protéases gastriques → Elle permet d’hydrolyse les protéines pour les transformer en polypeptides. 3) Action des protéases pancréatiques → Il existe des endopeptidases (trypsine et chymotrypsine) et des exopeptidases (carboxypeptidases). Elles permettent d’hydrolyser les polypeptides pour les transformer en tripeptides, dipeptides et acides aminés. 4) Action des protéases intestinales → Il s’agit d’exopeptidases (aminopeptidases), de di-peptidases et de tri-peptidases, qui ont pour rôle d’hydrolyser les tripeptides et les dipeptides pour les transformer en acides aminés simples. 5) Absorption au niveau de l’intestin grêle et arrivée dans la circulation sanguine Les liaisons primaires sont les plus fortes qui constituent les protéines, et il faut donc 3 étapes pour réussir à les détruire. À l’inverse, les liaisons que structures secondaire, tertiaire et quaternaire sont plus faibles, et une seule étape est donc suffisante pour les détruire. 14  ❖ Métabolisme des acides aminés : Le métabolisme des acides aminés comprend : - Le catabolisme de l’azote aminé en urée (via le foie) et en NH4+ (via les reins) - Le catabolisme du radical carboné - La synthèse à partir d’intermédiaires métaboliques des voies de la glycolyse et du cycle de l’acide citrique (+ voie des pentoses phosphates) Catabolisme de l’azote aminé : L’enlèvement de l’azote aminé se fait par  La transamination → C’est une réaction chimique réversible, qui consiste en l’échange d’une fonction amine primaire entre un acide aminé et un cétoacide.  La désamination oxydative ou non → C’est la décomposition d’une amine sous l’influence d’enzymes. L’azote ou le NH4+ sont toxiques, et sont éliminés sous forme d’urée dans 4/5 du temps (uréogenèse hépatique), et sous forme de de NH4+ dans 1/5 du temps (ammoniogenèse rénale). Uréogenèse : C’est l’ensemble des réactions permettant la formation de l’urée à partir d’ammoniac, se produisant dans le foie. Ammoniogenèse : C’est la destruction des protéines, aboutissant à la formation d’ammoniac, se produisant au niveau des reins. → La protéolyse tissulaire à lieu au niveau de l’intestin, des muscles et du foie. L’alanine (Ala) et la glutamine (Gln) permettent le transport sanguin non toxique de l’azote. Il y a une séparation entre la fonction amine et le reste de l’acide aminé. Cette fonction amine est un déchet qui doit être éliminé sous sous d’urée ou sous forme de NH4+. Le cycle de l’urée à lieu dans le foie, puis il est éliminé sous forme d’urines. → L’insuffisance rénale (chat) peut empêcher l’élimination d’urée, ce qui entraine une accumulation d’urée dans le sang. 15 Le catabolisme de l’azote se résume donc sous les points suivants : - 4 réactions - 2 entrées → Aspartate et NH3 - 1 sortie → Urée - Intimement lié avec le cycle de Krebs Catabolisme du radical carboné : Le catabolisme peut être aussi varié que le radical lui-même. Il peut s’agir : - Les acides aminés glucoformateurs peuvent rejoindre la néoglucogenèse hépatique. Ils peuvent se transformer en intermédiaires du cycle de l’acide citrique, ou en pyruvate. - Les acides aminés cétoformateurs peuvent rejoindre la cétogenèse hépatique. Ils peuvent se transformer en précurseurs des corps cétoniques ou en corps cétoniques eux-mêmes. - Les acides aminés mixtes Selon les besoins, le radical carboné est dirigé vers le cycle de l’acide citrique, la néoglucogenèse, la cétogenèse ou la synthèse des lipides. Ce phénomène se produit surtout au niveau du foie, et un peu dans les muscles et dans les reins. C’est quantitativement peu important, sauf lors de régime hyperprotéique (pas de stock de protéines), ou en cas de certaines pathologies (diabète sucré, jeun prolongé, …). Synthèse des acides aminés non-essentiels : Les 12 acides aminés non-indispensables sont soit apportés par l’alimentation, soit synthétisés par la glycolyse ou via le cycle de l’acide citrique. 16 5. Métabolisme de la production d’ATP : Le cycle de Krebs a besoin d’oxygène pour produire de l’ATP (énergie) et de l’eau. Lorsqu’il n’y a pas d’oxygène ou de mitochondries, le cycle de Krebs ne peut pas être réalisé. La fermentation lactique, qui se produit en anaérobie, permet de transformer le pyruvate en lactate (crampes musculaires). Grâce au cycle hépatique de Cori, le lactate peut être recyclé. ❖ Destinée du pyruvate : En anaérobie, dans le cytosol, il se déroule : - La fermentation alcoolique → Elle est présente chez certains micro-organismes, mais également dans le domaine de l’alimentation (bière, vin, …) - La fermentation lactique → Elle est présente chez les vertébrés, dans les globules rouges et dans les muscles (crampe lors d’un effort intense). On la retrouve également dans le domaine de l’alimentation (choucroute, yaourt, lait fermenté, …) grâce à certains micro-organismes. - Le cycle hépatique de Cori → Il se produit dans le foie chez les vertébrés, et c’est un processus couteux pour le corps. Il permet le recyclage du lactate provenant des globules rouges et des muscles lors d’un effort intense. En aérobie, dans la mitochondrie, il y a le transport et la formation de l’acétyl-CoA. La déshydrogénase est une enzyme présente uniquement dans la mitochondrie. Elle permet la formation de l’acétyl-CoA, représentant la porte d’entrée dans le cycle de Krebs (cycle de l’acide citrique). 17  ❖ Cycle de l’acide citrique (Krebs) : Il s’agit de la voie du catabolisme oxydatif (enlèvement d’atomes d’H+) aérobie (oxygène indispensable) du groupement acétyl, sous la forme d’acétyl-CoA. Le cycle de Krebs à pour but de fournir de l’énergie, car la réoxydation des co-enzymes réduits NADH + H+, et FADH2 produira de l’ATP via la phosphorylation oxydative. Le cycle est amphibolique, c’est-à-dire qu’il participe à l’anabolisme et au catabolisme. Il est produit partout, dans la mitochondrie (sauf globules rouges), et en permanence (représente 90% de l’énergie produite dans la cellule). L’acétyl-CoA est la porte d’entrée du cycle de Krebs, et il peut venir de 3 origines différentes : - Origine glucidique → L’acétyl-CoA est produit lors de la glycolyse. Les hexoses sont transformés en pyruvate, puis celui-ci est transformé en acétyl-CoA dans la mitochondrie. - Origine lipidique → Hydrolysation des triglycérides, libérant des acides gras, et ceux-ci sont transformés en acétyl-CoA grâce à la β-oxydation. - Origine protéique → Le catabolisme de la plupart des acides aminés rejoint le pyruvate ou l’acétyl-CoA. Lors de la réalisation du cycle de Krebs, il y a la production de CO2. Phosphorylation oxydative :  Oxydation du NADH en HAD+ → Formation de 3 ATP  Oxydation du FADH2 en FAD+ → Formation de 2 ATP 18  ❖ Phosphorylation oxydative : C’est le processus qui couple la réoxydation des NADH et FADH2 à la synthèse d’ATP, par la phosphorylation de l’ADP. Il a lieu dans toutes les mitochondries (membrane interne), et en permanence. Le processus de la phosphorylation oxydative implique :  4 complexes protéiques fixes dans la membrane interne de la mitochondrie, associés à des groupes prosthétiques d’oxydoréduction.  2 transporteurs mobiles d’électrons : le co-enzyme Q et le cytochrome C. Étapes de la phosphorylation oxydative : 1) Oxydation NADH → NAD+ + H+ + e- FADH2 → FAD+ + H+ + e- 2) Réduction 2 H+ + ½ O2 + 2 e- → H2O 3) Utilisation de l’O2 19 6. Métabolisme cellulaire : Un animal diabétique : Le diabète est un trouble de l’assimilation, de l’utilisation et du stockage des glucides alimentaires, qui se traduit par une hyperglycémie. L’insuline à pour but de faire diminuer la glycémie, notamment en faisant entrer le glucose dans les cellules. On peut différencier 2 types de diabète : - Diabète de type 1 (insulinodépendant) : Destruction auto-immune des cellules bêta du pancréas, entrainant une carence totale en insuline. → Chez les jeunes chats, mais c’est rare. - Diabète de type 2 (non-insulinodépendant) :  Insulinopénie : Le pancréas ne fabrique pas assez d’insuline.  Insulinorésistance : Le glucose ne plus rentrer dans les cellules. → Chez les chats entre 6 et 10 ans, plutôt chez les mâles que chez les femelles, survenant à cause de l’obésité et entrainant des troubles endocriniens. Signes cliniques :  Polydipsie  Déshydratation  Polyurie  Polyphagie  Urines collantes  Animal plantigrade 20