Cours ED n°1 Biochimie métabolique 2022-2023 PDF

DFGSP2 – UE4 Biochimie métabolique Cours ED n°1 1) métabolisme 1ssulaire et interrela1ons métaboliques 2) principaux mécanismes de régula1on des voies métaboliques 2022-2023 Autoévalua)on : 298/369(?) à avoir tenter de répondre 294 enregistrés 5-6 18 QCM 7-8 13-14 Note sans conséquence c’est pour év...

DFGSP2 – UE4 Biochimie métabolique Cours ED n°1 1) métabolisme 1ssulaire et interrela1ons métaboliques 2) principaux mécanismes de régula1on des voies métaboliques 2022-2023 Autoévalua)on : 298/369(?) à avoir tenter de répondre 294 enregistrés 5-6 18 QCM 7-8 13-14 Note sans conséquence c’est pour évaluer sa progression 18 Comprendre les besoins de chacun: Le Cerveau Glucodépendant 2% de la masse corporel 20% de l’O2 au repos 60% Glc au repos 120 g / 24H Pourquoi ? Main1en des poten1els de membranes pour la transmission de l’influx nerveux Son Métabolisme énergé)que : - Le Glucose presque exclusivement qu’il capte grâce à GLUT 1 et GLUT 3 (haute capacité) KM: 1 mM Il ne possède pas de réserve en Glycogène Glc HK (KM = 0.1mM) G 6-P CO2 + H20 + ATP - Extrêmement dépendant du [Glc] circulant (pas de réserves) - Adapta1on possible au lactate et aux Corps cétoniques (jeûne ++) Les AG ne franchissent pas la BHEà pas de β-oxyda:on Importance du main1en de la Glycémie (3,5 -6,1 mmol.L-1) Sinon coma, dommages irréversibles, décès 3 7 Tissu cérébral AG Glucose Pentoses phosphates Glucose 6-P lactate (2) Pyruvate lactate (2) CO2 CC (2) Acétyl CoA CC cétolyse (SCOT) g (4) CO2 4 Comprendre les besoins de chacun: Glucodépendant strict Le Globule Rouge (GR) Fonc1on: Transport de l’O2 (Toxique !) Ne possède pas de Mitochondrie Uniquement Glycolyse anaérobie avec produc)on de lactate Le Rein Fonc1ons: Filtre et élimine les déchets (Urée) Filtre et réabsorbe le glucose Par1cipe au main1en du pH sanguin Seul organe avec le Foie capable de gluconéogenèse (à par1r d’2-cétoglutarate) Substrats mul1ples : glucose (médullaire glucodépendant strict) (possède une réserve de glycogène), lactate, acides gras. 5 Globules rouges Glucose Pentoses phosphates Glucose 6-P (2) Lactate (2) H + 6 7 Comprendre les besoins de chacun: Le Muscle Ses réserves énergé)ques: Insulinodépendant -Glycogène (400g, 1600 kCal) synthé1sé à par1r du Glc alimentaire (GLUT4) pour ses propres besoins (pas de Glucose-6-phosphatase, ≠Foie). -Triglycérides (faibles réserves) -Pas de gluconéogenèse ( ≠ Foie) Ses Besoins: - au repos : ß-oxyda)on des acides gras (pool de triglycérides musculaires) - exercice bref intense : ATP (qq sec.) Créa)ne-P (ATP + créa)ne ⇆ ADP + créa)ne-P /créa)ne kinase) glycolyse anaérobie à Pyruvate __ LDH 5 (MMMM) - exercice court : __ > Lactate glycogénolyse locale glycolyse aérobie - exercice prolongé : Essen)ellement ß-oxyda)on des acides gras issus de la lipolyse du TA puis éventuellement cétolyse (coopéra1on inter-organes) 8 Régulation métabolique et Muscle * Trois signaux clefs 1 - Signal AMP En début d’effort, élévation de l’AMP qui est activateur allostérique de la Glycogène phosphorylase b 2 - Signal calcique Libération de Ca2+ (citernes du réticulum sarcoplasmique) Active la sous-unité δ de la phosphorylase kinase 3 - Signal catécholaminergique Libération d’adrénaline Ø phosphorylation de la glycogène synthase (inactivation) Ø phosphorylation de la phosphorylase kinase (sous-unité β, puis α) puis de la glycogène phosphorylase qui est activée Ø phosphorylation de la sous-unité régulatrice de la PP1 et de l’inhibiteur de la PP1, ce qui conduit à l’activation de la PP1 qui empêchent les déphosphorylations et maintient la glycogène phosphorylase active 9 Régulation métabolique et Muscle Par la suite, le glucose 6-P produit par la glycogénolyse rentre directement dans la glycolyse musculaire (en shuntant l’étape de phosphorylation du glucose) 4 – Retour à l’état basal : signal calcique Complexe Ca/calmoduline : - active phosphodiestérase : AMPc à AMP - active PP2B : déphosphoryle la sous-unité α de la phosphorylase kinase et l’inhibiteur de la PP1 à Activation de la PP1 et déphosphorylation de la glycogène synthase de la glycogène phosphorylase de la sous-unité ß de la phosphorylase kinase 10 Le Muscle cardiaque: C’est une pompe qui tourne en permanence : 80 ml/bi 5 L/min 300 kg/h ~10 tonnes/j Ne couvre que ses propres besoins énergé1ques cellules riches en mitochondries (40% du cytosol) (consomme 10% de O2) 1- Au repos: β-oxyda)on des AG qui couvre Origine des AG: 80% de ses besoins - Pool intracellulaire de TG; - AG de la circula1on - TG hydrolysés par la LPL du myocarde qui a une affinité plus élevée que celle du TA (KM plus pe1te) Glycolyse couvre 10% des besoins énergé1ques Lactate couvre 10% des besoins énergé1ques (Lactate à Pyruvate / isoforme LDH 1 H4) 11 Le Muscle cardiaque: 2- A l’Effort: Première Phase < 2 min Hypoxie rela)ve Glycogénolyse, glycolyse anaérobie à Libéra1on de lactate Seconde Phase aérobie Glycogénolyse, glycolyse aérobie (x 10 à 30 fois et produit ~18x plus d’ATP) assure 80% des besoins énergé1ques. β-oxyda)on des AG (x 2 à 5 fois) assure 20% des besoins énergé1ques 3- Hypoxie (rela)ve): Ralen)ssement de la Chaîne respiratoire et cycle de krebs Augmenta)on de la glycolyse anaérobie Accumula1on de NADH, H+ et de l’AMP et diminu1on de l’ATP tenta)ve de compensa)on en augmentant la β-oxyda)on, phénomène d’emballement délétère (diminu)on du malonyl-CoA avec désinhibi)on de la CPTI) 12 Muscle et Coeur PP AJ Effort brefs ( 130 000 kCal, + 15 kg / 70Kg réserve de 3 mois Ø Localisa)on: partout (peau, abdomen, muscle squelenque autour des vaisseaux sanguins profonds) 1- En Phase Post-prandiale ( 1 100g, 400kcal AG 3 VPP Glu 6-P - - -> Ribose5P & NADPH,H+ (HK4) Glycogène Chylomicrons Trioses-P 2 Acétyl-CoA à CO2 +H20 (4) Métabolisme Lipidique Phospholipides TG exportés (VLDL) Cholestérol AG réestérifica1on (ATP) VLDL Redistribu1on Vers TA, muscle et coeur Métabolisme Protéique AA ---> voies de synthèses anaboliques 19 Comprendre les besoins de chacun: Le FOIE En période de Jeûne Métabolisme Glucidique Néoglucogenèse Glycogène hépa1que Pyruvate, lactate (GR, M), Ala (Muscle) Glycérol (TA) Métabolisme Lipidique (lipolyse du TA) AG-Alb G6P G6P phosphatase Corps Cétoniques Acétyl-CoA Libère du Glc Réhausser la Glycémie (4-6 mmol/L) Métabolisme Protéique CO2 + H2O ATP si jeûne prolongé Catabolisme des AA d’origine musculaire Gluco- et céto-formateur Cycle de l’Urée 20 Ques)on interrela)on entre organes Complétez le schéma suivant de manière à indiquer les échanges des principaux substrats énergé1ques entre les organes men1onnés. Vous vous placerez dans la situa1on d’un jeûne prolongé. Vous u1liserez des flèches correctement orientées et légendées avec le nom du substrat échangé. Indiquer la/les hormone(s) prédominante(s) dans ceie situa1on et le nom des principales voies métaboliques impliquées dans ces échanges FOIE INTESTIN MUSCLE CERVEAU Principaux mécanismes de régula1on des voies métaboliques Besoin de coordina1on des différentes voies et les différents 1ssus Principe : « on ne fait jamais en même temps une chose et son contraire » 1. Biodisponibilité en substrat 2. Allostérie Cf ED n°2 crosstalk entre voies métabolique (ex citrate) 3. Covalence raisonnement général à connaitre Insuline / glucagon & adrénaline 4. Régula1on transcrip1onnelle 5. Isoenzyme 6. Compar1menta1on cellulaire