BIO 2 - Glucides 2 - Milieu anaérobique & Découpleurs

Question 1

BIO-16

D’où vient le glucose-6-P dans le myocarde en milieu anoxique.

Ex : Infarctus du myocarde, angine

Answer 1

À partir du glycogène myocardique

Question 2

BIO-16.01

Quelle est la conséquence de l’hypoxie (ou de l’anoxie) sur l’activité de la chaîne respiratoire?

Justifier la réponse!

Answer 2

• Diminution de l’activité de la chaîne respiratoire (puis son arrêt)
• Échanges d’électrons sont arrêtés car l’accepteur final d’électron (l’O2) n’est plus disponible

Question 3

BIO-16.01

Quelle est la conséquence de l’hypoxie (ou de l’anoxie) sur l’activité de l’ATP synthase?

Justifier la réponse!

Answer 3

• Diminution de son activité (puis son arrêt)
• Arrêt de l’échange d’électrons dans la chaîne respiratoire = Complexes ne sont plus actifs = Absence de gradient électrochimique = ATP synthase ne fonctionne plus

Question 4

BIO-16.01

Quelle est la conséquence de l’hypoxie (ou de l’anoxie) sur la concentration du NADH mitochondrial?

Justifier la réponse!

Answer 4

• Augmentation de la concentration de NADH mitochondrial
• Chaîne respiratoire ne fonctionne plus = NADH ne peut plus être oxydé en NAD+

Question 5

BIO-16.01

Quelle est la conséquence de l’hypoxie (ou de l’anoxie) sur l’activité du cycle de Krebs?

Justifier la réponse!

Answer 5

• Diminution de son activité (puis son arrêt)
• Les 4 oxydoréductions sont affectées par le manque de transporteurs d’électrons sous forme oxydée (NAD+ & FAD)

Question 6

BIO-16.01

Quelle est la conséquence de l’hypoxie (ou de l’anoxie) sur l’oxydation du pyruvate dans la mitochondrie?

Justifier la réponse!

Answer 6

• Diminution de son activité (puis son arrêt)
• Pas de NAD+ disponible pour la pyruvate déshydrogénase.

Bien que les rapports ATP/ADP et acétyl-CoA/CoA-SH soient très bas et que ceci devrait stimuler la réaction, le rapport NADH/NAD+ est énorme.

Question 7

BIO-16.01

Quelle est la conséquence de l’hypoxie (ou de l’anoxie) sur la concentration d’ATP dans le cytosol?

Justifier la réponse!

Answer 7

• La concentration d’ATP dans le cytosol diminue
• Principale source d’ATP dans le cytosol = ATP synthase (qui ne fonctionne plus)

Mais la cellule tente de compenser l’absence de contribution de l’ATP synthase mitochondriale par une augmentation de la glycolyse!

Question 8

BIO-16.01

Quelle est la conséquence de l’hypoxie (ou de l’anoxie) sur l’activité de la PFK?

Justifier la réponse!

Answer 8

• Augmentation de l’activité de la PFK
• Car le rapport ATP/ADP est diminué

Question 9

BIO-16.01

Quelle est la conséquence de l’hypoxie (ou de l’anoxie) sur l’activité de la glycolyse?

Justifier la réponse!

Answer 9

• Augmentation de la glycolyse (pour un certain temps)
• La concentration d’ATP (inhibiteur de la PFK) diminue alors que celle des activations (ex : AMP) augmente.

Cette voie métabolique devient la seule source d’ATP pour la cellule

Question 10

BIO-16.01

Quelle est la conséquence de l’hypoxie (ou de l’anoxie) sur l’efficacité catalytique des molécules de LDH?

Justifier la réponse!

Answer 10

• Aucun changement
• La LDH n’est pas contrôlée.

Schéma 2-6

Question 11

BIO-16.01

Quelle est la conséquence de l’hypoxie (ou de l’anoxie) sur l’activité des molécules de LDH?

Justifier la réponse!

Answer 11

• Augmentation de l’activité des molécules de LDH
• Car il y a davantage de substrat (pyruvate) disponible et le nombre d’enzymes est en excès

Question 12

BIO-16.01

Dans le cas d’une hypoxie (ou anoxie), l’activité de la LDH est supérieure ou inférieure à celle d’un tissu bien oxygéné?

Justifier la réponse!

Answer 12

Supérieure

Car il y a davantage de substrat (pyruvate) disponible.

Question 13

BIO-16.01

Dans le cas d’une hypoxie (ou anoxie), à quel changement est due l’augmentation de l’activité de la LDH?

Nombre de molécules d’enzymes ou Nombre de molécules de substrat

Answer 13

Nombre de molécules de substrat

La synthèse de la LDH n’est pas contrôlée dans l’organisme humain.

Question 14

BIO-16.02

En anaérobiose, le pyruvate est transformé en lactate. Quelles seraient les conséquences si le myocarde ne pouvait pas faire cette transformation?

Answer 14

• Réserves de NAD+ du cytosol cellulaire seraient rapidement épuisées = Arrêt de la glycolyse = Mort cellulaire immédiate

Mort cellulaire car la glycose est la seule voie anaérobique disponible.

Question 15

BIO-16.03

Quel est l’effet de l’ischémie sur la concentration en protons des cellules myocardiaques?

Answer 15

• Augmentation de la concentration en protons
• Acide lactique s’ionise en lactate et en H+. Augmentation de H+ = Diminution du pH = Dommage

Question 16

BIO-16.03

Quel est l’effet de l’ischémie sur la cellule?

Ischémie = Augmentation de la concentration en protons

Answer 16

• Acide lactique s’ionise en lactate et en H+. Augmentation de H+ = Diminution du pH
• Diminution du pH = nuisible aux réactions métaboliques (surtout PFK)
• Réduit activité de l’ATP-ase musculaire

Question 17

BIO-16.04

Pourquoi la LDH est essentielle aux érythrocytes?

Answer 17

• LDH est là pour recycler le NADH et assurer continuité de la glycolyse
• Érythrocytes sont dépendants de la glycolyse (absence de mitochondrie)
• Transporte l’O2. Ne peuvent pas l’utiliser.

Pas de mitochondrie = Pas d’ATP synthase ni de chaîne respiratoire

Question 18

BIO-16.05

Pourquoi la grande majorité des tissus ont-ils besoin de LDH?

Pourquoi pas seulement le coeur et les érythrocytes?

Answer 18

• Subvenir aux besoins immédiats en ATP lorsque l’entrée d’O2 n’est pas suffisante
• Module l’activité de la glycose selon les besoins en ATP (indépendamment de l’O2)

La régulation de la respiration et du débit sanguin n’est pas immédiate.

Question 19

BIO-17.01

Combien d’ATP net est retiré par chaque transformation métabolique?

Glycolyse, Oxydation du pyruvate en acétyl-CoA, Cycle de Krebs

Answer 19

• Glycolyse : 8 ATP (10-2)
• Oxydation du pyruvate en acétyl-CoA : 6 ATP
• Cycle de Krebs : 24 ATP

Question 20

BIO-17.02

Pour chaque transformation métabolique et au total, comparez le nombre d’ATP/glucose dans le myocarde normal et d’ATP/glucose-6-P dans le myocarde ischémique.
→ ATP ou ses équivalents ←

Glycolyse, Oxydation du pyruvate en acétyl-CoA, Cycle de Krebs

Answer 20

• Glycolyse : +O2 : 8 ATP // -O2 : 3 ATP
• Oxydation du pyruvate : +O2 : 6 ATP // -O2 : ∅
• Cycle de Krebs : +O2 : 24 ATP // -O2 : ∅
• Total : +O2 : 38 ATP // -O2 : 3 ATP

Myocarde oxygéné : +O2. Myocarde ischémique : -O2

Question 21

BIO-18.01

La régénération de l’ATP est couplée avec quel(s) processus métabolique(s) mitochondrial(ux)?

Answer 21

Chaîne respiratoire (via l’ATP synthase : Phosphorylation oxydative)

Si l’un s’arrête, l’autre s’arrête aussi

Question 22

BIO-18.02

Comment agit un découpleur?

Answer 22

• Permet aux H+du cytosol de pénétrer dans la mitochondrie sans utiliser l’ATP synthase
• Dissocie la chaîne respiratoire de la régénération de l’ATP via l’ATP synthase (car chaîne respiratoire, qui est très active, entraînerait la déplétion du gradient)

C’est une navette à protons. Le 2,4-dinitrophénol en est un exemple.

Question 23

BIO-18.02, BIO-18.03

Quel mécanisme est induit par le 2,4-dinitrophénol?

Answer 23

Découplage

Permettait d’abolir la régénération d’ATP tout en maintenant les oxydations de la chaîne respiratoire

Était auparavant utilisé pour réduire le poids des patients

Question 24

BIO-18.03

Dans le myocarde bien oxygéné, quels sont les effets du 2,4-dinitrophénol sur la consommation d’O2?

2,4-dinitrophénol = Découpleur

Answer 24

Augmentation de la consommation d’O2

H+ reviennent facilement dans la mitochondrie (bypass l’ATP synthase)

Question 25

BIO-18.03

Dans le myocarde bien oxygéné, quels sont les effets du 2,4-dinitrophénol sur la production d’ATP par l’ATP synthase?

2,4-dinitrophénol = Découpleur

Answer 25

Diminution de la production par l’ATP synthase

Les H+bypass l’ATP synthase.

Question 26

BIO-18.03

Dans le myocarde bien oxygéné, quels sont les effets du 2,4-dinitrophénol sur l’oxydation du NADH et du FADH2?

2,4-dinitrophénol = Découpleur

Answer 26

Augmentation de l’oxydation du NADH et du FADH2

Les échanges d’électrons de la chaîne n’ont plus à combattre le gradient

Question 27

BIO-18.03

Dans le myocarde bien oxygéné, quels sont les effets du 2,4-dinitrophénol sur l’activité du cycle de Krebs?

2,4-dinitrophénol = Découpleur

Answer 27

• Augmentation de l’activité du cycle de Krebs
• Rapports ATP/ADP & NADH/NAD+ sont diminués = NAD+ facilement disponible aux oxydoréductases

Question 28

BIO-18.04

Pourquoi le 2,4-dinitrophénol entraînait une forte élévation de la température corporelle?

2,4-dinitrophénol = Découpleur

Answer 28

• Conversion de l’énergie de la réaction entre électrons et O2 (chaîne respiratoire) = 30% perte en chaleur

Mouvement augmenté des électrons = Augmentation de la chaleur produite

Question 29

BIO-18.05

Quel mécanisme est principalement responsable de générer la chaleur corporelle?

Dans un organisme normal

Answer 29

Chaîne respiratoire

Son inefficacité (perte de 30% sous forme de chaleur)