Adaptation métabolique Flashcards
3 Origines possibles de l’Acétyl-CoA
Origines de l’acétyl-CoA sont diverses et dépendent de l’état nutritionnel:
- Graisses -> Acides gras/Glycérol => Acétyl CoA
- Polysccharides -> Glucose => Acétyl CoA
- Protéines -> Acides aminés => Acétyl CoA
L’organisme est-il capable de dégrader du cholestérol?
NON
(catabolisme du cholestérol impossible)
Quel processus aboutit à la conversion de carbone organique en carbone minéral lors du cycle de l’acide citrique?
Carbone organique dépourvus d’équivalents réducteurs (électrons et hydrogène)
—> Électrons = file rouge de l’énergie indirectement utilisable par la cellule (énergie potentielle en devenir)
=> Électrons confiés à la chaine de transport des électrons dans la mitochondrie par l’intermédiaire de:
—NADH
=> Activation de la navette malate-aspartate = pool de NADH mitochondrial
-> Permet la réoxydation du NADH en NAD+
-> Complexe 1
— FADH2
-> Complexe 2
=> Cascade d’oxydoréductions
=> e- combinés à H2O forment une molécule d’eau
Que permet la fourniture en NADH au niveau de la chaîne de transport des électrons
- Permettent de pomper des protons contre un gradient (chaîne respiratoire)
Gradient de protons = énergie potentielle
=> Entrée des H+ dans le complexe 5 permet de condenser l’ADP avec le phosphore inorganique pour produire de l’ATP
Qu’est-ce que le principe du couplage mitochondrial?
Pourquoi ce couplage est-il imparfait?
Couplage de la chaîne de transport des électrons avec l’ATPsynthase du Complexe 5
=> Médié par le gradient de protons
=> Couplage imparfait car 1 NADH permet de faire 3 ATP donc 91,5 kJ (3x30,5)
(Énergie fournie = 220 kJ -> perte sous forme de chaleur)
Rendement = 42%
Découplage si les protons peuvent rerentrer par un autre chemin que le Complexe 5
Combien d’énergie comprise dans 1 mole de NADH?
220 kJ par mole
- De quoi sont issus les corps cétonique?
- Que sont-ils?
- De quoi dépend leur formation?
- Qu’est ce que ça permet de fournir?
- De la bêta oxydation = dégradation des acides gras
- Intermédiaires entre la bêta oxydation et la production d’Acétyl CoA
=> Formation dépends de l’acétyl CoA (cétogenèse)
=> Permet de fournir/restituer de l’Acétyl CoA (cétolyse)
5 caractéristiques des corps cétoniques
- Molécules principales de la classe
- Qu’est-ce que la cétogenèse? Où?
- Cétolyse? Où (3)?
- À quoi servent les corps cétoniques? Grâce à quoi?
- Quand sont activés les cétogenèse/cétolyse?
- = Classe de molécule dont les principales sont
— Acétoacétate
— ß-Hydroxybutyrate
— Acétone (volatile -> produit en situation de jeûne) - Cétogenèse (synthèse): production à partir d’acétyl-CoA dérivé des acides gras et certains acides aminés (uniquement dans le foie)
- Cétolyse (catabolisme): transformation en acétyl-CoA qui fournit le cycle de l’acide citrique (dans les muscles, cerveau, cortex rénal)
- Corps cétoniques servent de navette acétyl-CoA pour passer d’une cellule (tissu)/organe à l’autre grâce à leur propriété amphiphile (généralement vers le cerveau)
- Cétogenèse – cétolyse active dans les périodes de jeûne prolongé (fourniture en glucose nécessaire)
Que permet leur propriété amphiphile des corps cétoniques
Solubles en milieu aqueux et hydrophobe (lipidique) = passage à travers les membranes
=> TRANSPORTEURS: servent de navette Acétyl CoA capable de diffuser
=> Sortent de l’hépatocyte (foie) et circulent dans la sang pour pénétrer “passivement” dans les tissus (dont le système nerveux central = passage de la barrière hématoencéphalique)
=> Une fois dans les cellule, corps cétoniques redevienne de l’Acétyl CoA
Vria/Faux: À long terme, les corps cétoniques présentent une certaine toxicité
VRAI
(Pas destiné à une exposition longue de plusieurs semaines)
Fournitures CONTINUES nécessaires au cerveau:
- Glucose: 5 g/heure
- Béquille (si glucose manque)
= corps cétoniques
Que permet la fonction endocrine du pancréas?
Permet la libération d’hormones dans le sang
— INSULINE produite par les cellules bêta
— GLUCAGON produit par les cellules alpha
L’élévation de la concentration de quelle substance reflète un repas?
(+ Concentration normale «à jeun»)
Le Glucose
(Présence de lipide et d’a.a. dans le sang hors des repas)
=> À jeun: glucose ne monte pas au dessus de 4-5 mmM (= concentration normale)
Mécanismes enclenché après un repas = correction de l’hyperglycémie
(6 étapes)
=> Action de l’insuline
- Après un repas: Concentration de glucose sanguine augmente
- Stimulation de la sécrétion d’insuline par les cellules bêta
=> Concentration de Glucagon diminue quand l’insuline augmente - Hormone de l’insuline agit sur ses tissus cibles:
-> Foie
-> Muscles squelettiques
-> Tissu adipeux - Entrée du glucose (GLUT4 traverse la membrane) et usage par ces tissus
- Production hépatique de glucose stop
- Insuline permet de ramener la concentration de glucose autour de 4-5 mM (=concentration normale)
Comment corriger une glycémie en baisse?
=> Système redondant
-> Glucagon/adrénaline
-> Nerf vague
-> Cortisol…
NB: pour corriger l’hyperglycémie, il n’y a qu’une seule hormone: l’insuline
Quelles sont les 3 phases de l’homéostasie du glucose?
-
Période postprandiale
— Digestion
— Intestin fournit du sucre à l’organisme après un repas
— Forte utilisation du glucose
— Foie prend le relais à la fin de la digestion (qui a restauré son stock de glucose pendant cette phase) -
Jeune physiologique (nocturne)
— Glycogénolyse: mobilisation du glycogène (jusqu’à épuisement)
— Insuline baisse/glucagon monte
— Diminution du stock en glycogène -
Jeûne non physiologique (prolongé)
— Néoglucogenèse: production hépatique (foie) de glucose
— Quand le stock de glycogène s’épuise
2 phases de la production hépatique de glucose:
-
Glycogénolyse
= Mobilisation du glycogène
-> Transformé en glucose
-> Phosphorylé
-> Envoyé dans la circulation sanguine -
Néoglucogenèse
= Production de glucose dans le foie, principalement à partir de pyruvate grâce à un précurseur fourni par les muscles sous forme de:
- Alanine (doit perdre son résidu amine pour devenir pyruvate) = a.a.
- Lactate (cycle de Cori)
- (Glycérol)
Est-ce que les muscles squelettiques redistribuent le glucose qu’ils stockent?
NON, il le garde pour eux
(c’est le foie qui redistribue le glucose)
4 étapes du cycle de Cori
+ enzyme qui catalyse la réaction
= Recyclage du lactate produit par les muscles
-
Muscle squelettique à l’effort produit du lactate (n’acidifie pas)
=> Oxydoréduction: pyruvate + NADH converti en lactate - Lactate doit être exporté hors du muscle pour éviter l’arrêt de ce métabolisme (vers différents organes)
- Lactate capté par le foie et reconverti en pyruvate
=> Oxydoréduction: Lactate + NAD+ converti en pyruvate - Détour du pyruvate dans le cycle de l’acide citrique avant de repartir dans le cytosol pour faire la néoglucogenèse
=> Effet miroir entre muscle et foie car cette réaction catalysée par la lactate déshydrogénase est quasi à l’équilibre
- Une fois le pyruvate formé dans l’hépatocyte, que se passe-il? (Jeune non physiologique)
- Quel problème?
- Néoglucogenèse: remonter la chaîne de la glycolyse
-
3 étapes irréversibles en milieu cellulaire:
— Hexokinase (1)
— Phosphofructokinase (3)
— Pyruvate kinase (10) = MEGA irréversible
=> Nécessitent d’être «contournées» pour permettre la néoglucogenèse
Moyen de contourner la réaction 10 (phophophénolpyruvate -> pyruvate) lors de la néoglucogenèse:
- Pyruvate (fournit par lactate/Alanine) conduit à la formation d’oxaloacétate mitochondrial via pyruvate carboxylase
- Oxaloacétate mitochondrial devient malate mitochondrial qui sort pour devenir cytosolique
- Reconversion en oxaloacétate cytosolique -> phosphophénolpyruvate
= Réaction contournée
Moyen de contourner la réaction 1 (Glucose -> Glucose 6-P) lors de la néoglucogenèse:
Où?
On veut restituer un phosphate
Production hépatique de glucose nécessite de déphosphoryler le glucose-6-P:
=> Réaction catalysée par une glucose-6-phosphatase dans le réticulum endoplasmique
Glucose 6-Pase retire le phosphate du glucose 6-P puis Glucose produit libéré via transporteur dans la ciculation sanguine
Quels sont les 6 principaux organes impliqués dans l’intégration métabolique tissulaire?
Quel est le seul ne possédant pas de mitochondries? Qu’est-ce que permet de leur fournir de l’énergie du coup?
- Foie (flux importants/stocks de glycogène/redistribution)
- Intestin (absorption des nutriments)
- Cerveau (ensemble du système nerveux central)
- Tissu adipeux
- Muscle/myocarde
- Globules rouges (pas de mitochondrie, seule la glycolyse permet de fournir de l’énergie)
Est-ce que le foie stocke des lipides?
NON (sauf pathologie stéatose)
=> MAIS présence d’un flux de lipides important dans le foie
Que consomment chacun des 6 principaux organes impliqués dans l’intégration métabolique tissulaire?
-
Foie
— Glucose
— Acide gras - Intestin
-
Cerveau
— Glucose
— Corps cétonique
=> APPORT CONSTANT (stocke peu) -
Tissu adipeux
— Glucose
— Acide gras -
Muscle/myocarde (myocarde utilise tous les substrat pour fonctionner = pas privé de glucose lors de la baisse de glycémie)
— Glucose
— Acide gras (dépend si fibres sont lentes ou rapides = plus/moins riche en mitochondries)
— Corps cétonique
— Acides aminés -
Globules rouges
— Glucose
Que stocke chacun des 6 principaux organes impliqués dans l’intégration métabolique tissulaire?
-
Foie (pas stockage: collecte/flux)
— Glucose
— Triglycérides -
Intestin
RIEN -
Cerveau
RIEN
=> APPORT CONSTANT (stocke peu) -
Tissu adipeux
— Triglycéride -
Muscle/myocarde
— Glycogène (gardent pour eux)
— Protéines (une partie peut être mobilisée sous forme d’a.a. pour la néoglucogenèse hépatique = sacrifice en cas d’hypoglycémie) -
Globules rouges
RIEN
Quelle est la répartition du flux des substrats énergétiques entre les 6 principaux organes impliqués dans l’intégration métabolique tissulaire?
-
Intestin
Fournit (après repas):
— Glucose (foie/muscle/tissus adipeux)
— Acides gras (foie/muscle/tissu adipeux) -
Foie
Capte:
— Glucose (intestin)
— Acides gras (intestin)
Fournit:
— Glucose (Cerveau/GR)
— Acides gras (Tissus adipeux/Muscles/myocarde)
— Corps cétoniques (Cerveau/Muscles/myocarde) -
Cerveau
Capte:
— Glucose (foie)
— Corps cétoniques (foie) -
Tissu adipeux
Captent:
— Acides gras (foie/intestin)
— Glucose (intestin)
Fournissent:
— Acides gras (Muscles/myocarde) -
Muscle/myocarde
Capte:
— Acide gras (foie/intestin/Tissus adipeux)
— Corps cétoniques (foie)
=> Pas d’adressage donc muscles s’en servent (même si de base fabriqué pour le cerveau)
— Glucose (intestin) -
Globules rouges
Capte:
— Glucose (foie)
Période postprandiale: Le Foie (3)
- S’accommode d’une haute glycémie car enzyme glucokinase permet de capter beaucoup de glucose rapidement
- Reconstitution du stock de glycogène
- Besoins de l’hépatocyte couverts par l’abondance de glucose
Période postprandiale: Le tissu adipeux (5)
- INSULINE=> translocation du transporteur de glucose (glucose entre)
- Glycolyse => formation de pyruvate cytosolique
- -> Pyruvate mitochondrial => Acétyl CoA
- Besoins énergétiques des l’adipocyte sont couverts
- Excédents de glucose convertis en acides gras (intermédiaire du citrate) stockés sous forme de triglycérides (=mélange entre acides gras alimentaires et acides gras en excès)
Période postprandiale: Le muscle squelettique (3)
-
INSULINE:
=> translocation du transporteur de glucose (glucose entre)
=> Action ANABOLISANTE globale
-> Favorise la formation de protéines (à partir d’a.a. de l’alimentation) - Besoins énergétiques du muscles sont couverts
- Excédents: reconstitution du stock de glycogène
Quel moyen pour continuer de favoriser la synthèse des lipides même lorsque les besoins énergétiques des tissus adipeux sont couverts?
Besoins énergétiques couverts = état énergétique haut => risque de désactivation de la pyruvate déshydrogénase
=> Insuline permet le maintient de l’activation de la pyruvate déshydrogénase pour permettre entré dans l’acide citrique/formation d’Acétyl Co-A + production de lipides
Quel moyen pour continuer d’alimenter le cycle de l’acide citrique même lorsque les besoins énergétiques des muscles sont couverts?
Même si besoins énergétiques semblent couverts:
Contraction musculaire liée à l’élévation de la quantité de Ca(2+) dans la muscle
= Activateur de la pyruvate déshydrogénase
=> Permet l’alimentation efficace du cycle de l’acide citrique
si repos après un repas (pas de contraction musclulaire) => PDH inactive
Jeûne physiologique (nocturne): (2 + 3 organes principaux)
- Insuline (et donc action de l’insuline) diminue
-
Entrée de glucose dans les muscles/tissus adipeux fortement réduite
=> Préservation du glucose principalement destiné au système nerveux central (besoin d’apport continu) - Tissu adipeux mobilise ses triglycérides pour les consommer et liberer des acides gras dans l’organisme
- Muscles mobilisation du glycogène de son propre réservoir pour permettre la glycolyse + usage d’acides gras libérés par tissu adipeux
-
Foie mobilise la glycogène
-> Consomme des acides gras (évite de consomme du glucose) pour couvrir ses propres besoins énergétiques
Jeûne non physiologique (prolongé):
- Tissu adipeux: mobilise sa réserve de triglycérides de façon plus active pour assurer ses propres besoins énergétiques et les redistribuer plus massivement au reste de l’organisme (qui dépend désormais essentiellement des acides gras)
-
Foie: continue de fournir de glucose à l’organisme grâce à la NÉOGLUCOGENÈSE en utilisant les a.a. des muscles comme substrat (insuffisant)
-> Nécessité d’une béquille = acides gras captés par le foie + bêta oxydation permettent:
— Assurer la survie énergétique de l’hépatocyte (cycle de l’acide citrique)
— Production de corps cétoniques pour le syst. nerveux central (+ pris par les muscles squelettiques) - Muscles: SARCOPÉNIE (= fonte/sacrifice de protéines musculaires) pour relâcher de l’alanine (et glutamine) qui permet d’alimenter le pyruvate dans la néoglucogenèse
Réserves de substrat énergétiques de l’organisme (+ probèmes avec jeûne prolongé)
- Graisse (10/15 kg)
-
Protéine (dont une part peut être mobilisée)
=> Diminue au bout d’un moment -
Sucre (peu)
— ~100 g dans le foie
— ~3-4x plus dans les muscles mais destiné à leur propre usage
=> Ne permet pas de tenir très longtemps
=> PROB vient majoritairement du MANQUE DE GLUCOSE
-> Perte de poids rapide dans les premières heures car perte d’eau
Lors d’un jeûne prolongé accompagné d’une perte de poids très importante suivie de réalimentation, comment évolue la quantité de graisses dans l’organisme?
Organisme reprend plus de gras qu’avant le jeune car tissus sont devenus extrêmement sensibles à l’action de l’insuline et stock rapidement lorsqu’il y a réalimentation
=> Poids plus élevé
=> Masse adipeuse beaucoup plus importante après réalimentation
Sur quel unique tissu le glucagon agit-il?
Le foie
Dans quel organisme a lieu la cétogénèse
Uniquement dans le foie
Dans quels organes à lieu la cétolyse? (3)
- Cerveau
- Muscles squelettiques
- Cortex rénal
