5. Intégration générale du métabolisme énergétique Flashcards
À quoi sert l’énergie? (4)
- Combustibles (sucres – protéines – gras)
- Problèmes liés à l’utilisation des combustibles
- Régulation des réserves (jeûne)
- Régulation du taux de sucre dans le sang
Exemple d’une situation normale de production d’énergie
Exercice physique
Exemple de dérégulation d’énergie
Le diabète
Métabolisme - combustibles : glucose
4 kcal/g
Un humain de 70 kg a besoin de combien kcal/jour?
2000 kcal/jour (500 g de glucose)
(280 mOsm/L = 0,28 M/L)
Métabolisme - combustibles : glycogène
Diminue la contrainte osmotique 1,8 kg de glycogène
Un humain de 70 kg a besoin de combien de glycogène?
100 g dans le foie
200 g dans les muscles
Métabolisme - combustibles : protéines
4 kcal/g
Permettent une mise en réserve plus concentrée, mais nécessite quand même de l’eau
Quel est le problème du métabolisme des protéines?
L’oxidation des protéines produit de l’ammoniaque (toxique), pour le détoxifier en urée cela requiert de l’énergie
Un humain de 70 kg a combien de protéines stokées?
12-15 kg de protéine (muscle) qui servent de dépôt d’énergie qu’en cas de condition extrême (jeun très prolongé)
Métabolisme - combustibles : graisses
9 kcal/g
Quelle est la meilleur forme de stockage des graisses?
En triglycérides (plus du double de calories que glucose / protéine) et peuvent être stocké sans eau
Énergie requise pour une journée en TG
250 g de TG
Un humain de 70 kg avec 10 kg de masse grasse a un dépôt énergétique suffisant pour couvrir les besoins énergétiques pour combien de jours?
40 jours
Combien il y a t’il de problèmes inhérents à l’utilisation des gras et des sucres comme combustibles
4
Quels sont les quatre problèmes inhérents à l’utilisation des gras et des sucres comme combustibles?
- Glucose »» Acide Gras
- La faible solubilité des gras
- L’énergie peut être dérivée du glucose sans O2 (cycle de Krebs), mais O2 est nécessaire à l’oxidation des acides gras
- Chez une personne normalement nourrie, le cerveau utilise exclusivement du glucose pour couvrir ces besoins énergétiques
Glucose »» Acide Gras
- 25% de l’énergie est perdue en chaleur lors de la synthèse d’acides gras depuis le glucose
- Processus quasiment irréversible. Une reconversion d’acide gras (triglycérides - TG) en glucose est à 90% impossible, bien que le glycérol (représentant 10% de la masse des TG) puisse être reconverti en glucose
La faible solubilité des gras
- Oblige un transport entre tissus
- Les TG sont «emballés» dans des lipoprotéines (e.g. VLDL) pour leur transport
- Via des lipases les TG sont convertis en acides gras libres (AGL ou FFA en Anglais), peu solubles et devant être liée à l’albumine pour leur transport (donc peu disponible, notamment pour le cerveau protégé par la barrière hémato-encéphalique) d’où raison de la cétogenèse par le foie afin de rendre énergie des AGL disponible sous forme de corps cétoniques pour le cerveau notamment
L’énergie peut être dérivée du glucose sans O2 (cycle de Krebs), mais O2 est nécessaire à l’oxidation des acides gras
Par conséquent du glucose doit être toujours disponible dans notre corps afin de combler les besoins énergétiques des éryhtrocytes (globules rouge) qui n’ont pas de mitochondries ou des cellules de la médullaire rénale fonctionnant dans un milieu hypoxique
Chez une personne normalement nourrie, le cerveau utilise exclusivement du glucose pour couvrir ces besoins énergétiques
- 150 g de glucose/jour
- Le cerveau ne dérive pas son énergie via beta-oxidation ou cétogénèse faite par lui-même, les corps cétonique synthétisés par le foie étant sa seule alternative énergétique si les réserves en glucose viennent à manquer
Quel organe est le gros consommateur d’énergie?
Muscle
Les muscles
- 50% de la masse corporelle
- Même au repos, 30% de l’oxygène consommé est dédié aux muscles
Variations des besoins énergétiques
- Une femme de 56 kg et un homme de 70 kg ont un besoin énergétique de 1600 à 2000 kcal/jour
- 1000 kcal/jour si alité à 6000 kcal/jour si des effort physiques importants sont consentis
Métabolisme - Réserves
La mise en réserve (anabolisme) se fait essentiellement sous le contrôle de l’insuline (glucoses et TG), de l’hormone de croissance (protéines et glucoses) et du cortisol (glucoses -> glycogéne)
Glucose est soit stoker comme TG dans tissu adipeux soit stoker comme glycogène dans muscles
Métabolisme –mobilisation des réserves
Mobilisation des substrats énergétiques au cours d’un jeûne physiologique (1 nuit) chez un individu de 70 kg (en flux par 24 heures)
Mobilisation des réserves insuline-dependent
Soit
1. TG se transforme en acide gras. AG utiliser dans le coeur, muscle ou rein
2. TG se transforme en AG. Se transforme par cétogénèse dans le foie et puis en corps cétoniques pour aller dans le coeur, muscle et rein
Mobilisation des réserves insuline-independent
TG se transforme en glycerol ou de protéines en aa. Puis néoglucogénèse ou glycogenolyse dans le foie puis en glucose puis va dans les cellules sanguines ou ses nerveux central
Jeune de 24h
Le glucose d’origine glycogénolytique, puis néoglucogénique sert essentiellement à alimenter les tissus insulino-INdépendants (système nerveux central et cellules sanguines). Les tissus insulino-dépendants utilisent des acides gras et des corps cétoniques.
Jeune plus de 24h
Le système nerveux central est contraint d’utiliser les corps cétoniques, car les réserves en glycogène sont épuisées et la néoglucogénèse a ses limites, puis de la protéolyse musculaire
Insuline
- Hormone de stockage sécrétée par le pancréas
- Prend le glucose de la circulation (hypoglycémiant) pour le stocker dans les tissus adipeux et musculaire
Le glucagon, A et NA, le cortisol et l’hormone de croissance
- Font le contraire du mécanisme de l’insuline (hyperglycémiants) (rejette du glucose dans la circulation)
- Mobilisent les réserves afin de prévenir une baisse du taux de glucose dans le sang….un exemple de mobilisation des réserves = l’exercice physique
Hypoglycémie
2.8 à 3.0 mmol/L
Provoquée par insuline induit la sécrétion des hormones contre-régulatrices
Qu’est ce que les cellules alpha de ilot de Langerhans (prancréas) produit?
Glucagon
Qu’est ce que les cellules beta de ilot de Langerhans (prancréas) produit?
Insuline
Influence hormonale sur le cycle glucose – acide gras
- Insuline inhibe la lipasse hormonosensible (empêchant la formation d’AGL)
- L’adrénaline (A) et la noradrénaline (NA) ACTIVENT la lipase hormono-sensible. Le cortisol et l’hormone thyroïdienne T3 augmentent la réponse à l’adrénaline et la noradrénalin
Epinephrine
Adrénaline
Norepinephrine
Noradrénaline
Adaptation à l’exercice
- no insulin = no glucose production in liver but glucagon, epinephrine and norepinephrine and glucocorticoids will increase glucose production in liver
- insulin = glucose consomption in muscle and adipose tissue but glucocorticoids and growth hormones will not glucose consomption in muscle and adipose tissue
Lieu de cycle de Cori (pendant l’exercice)
Liver and glycolysis-dependent tissues (skeletal muscle, blood cells, bone marrow, renal medulla, peripheral nerves and hypoxic tissues)
Cycle de cori part in the liver (2)
- 2 lactate into 2 pyruvate by lactate dehydrogenase
- 2 pyruvate into glucose by 6 ATP and flyconeogenesis enzymes
Cycle de Cori part in the glycolysis-dependent tissues (2)
- Glucose into 2 pyruvate and 2 ATP by glycogenolysis enzymes
- 2 pyruvate into 2 lactates by lactate dehydrogenase
Diabete sucré de type 1
Manque d’insuline
Augmentation de glucose sanguin secondaire (diabète sucre de type 1) (2)
- Diminution d’utilisation par muscles et adipocytes
- Stimulation de la néoglucogénèse et de la glycogénolyse (effet du glucagon sans opposition de l’insuline)
