BIO - Glucides (Chapitre 2) Flashcards
1
Q
Nom complet de l’ATP
A
Adénosine triphosphate
2
Q
BIO-07.02 Qu’advient-il de l’ATP au cours de son utilisation dans le muscle ?
A
Une de ses deux liaisons riches en énergie est hydrolysée pour fournir de l’énergie.
3
Q
BIO-07.03 La contraction d’un muscle demande une énorme quantité d’ATP. Est-ce que tout cet ATP provient directement de l’alimentation, de réserves dans des cellules spécialisées à fournir de l’énergie aux autres cellules de l’organisme ou encore de réserves dans les cellules cardiaques elles-mêmes?
A
- Dans les aliments, il y a très peu d’ATP - L’ATP ne se retrouve qu’à l’intérieur des cellules. Il ne peut pas franchir les membranes cellulaires. - Chaque cellule fabrique son propre contingent de molécules d’ATP.
4
Q
Est-ce qu’il existe une réserve d’ATP?
A
- Aucune réserve d’ATP utilisable - Les cellules fabriquent leur propre ATP à partir de la dégradation et de l’oxydation de carburants. - Ce sont ces carburants qui sont emmagasinés dans certaines cellules spécialisées et peuvent être exportés dans le sang pour être convertis en ATP par les cellules ne possédant pas de réserves de carburant.
5
Q
BIO-07.04 En ce qui concerne les cellules musculaires, nommez les mécanismes de régénération de l’ATP.
A
- Régénération par phosphorylation de l’ADP en ATP à partir d’ADP et de la créatine~phosphate 2. Régénération par phosphorylation de l’ADP en ATP uniquement à partir d’ADP au cours d’une réaction qui forme aussi de l’AMP. 3. Phosphorylation (de l’ADP en ATP) par le bias de la «phosphorylation au niveau du substrat» 4. Régénération de l’ADP en ATP par la «phosphorylation oxydative» à partir de l’énergie générée lorsque les électrons soustraits de métabolites de la glycolyse et du cycle de Krebs réagissent avec l’oxygène.
6
Q
BIO-07.05 Décrivez les deux fonctions de la créatine kinase dans la cellule musculaire.
A
- Production d’ATP 2. Mise en réserve de groupements phosphate à haut potentiel énergétique.
7
Q
Donnez la réaction de production d’ATP impliquant la Créatine~P
A
Créatine~P + ADP → créatine + ATP (ADP~P)
8
Q
Décrire le lien entre : créatine, ATP et réserve
A
Au repos, quand l’ATP a été régénéré à partir de l’ADP par les mécanismes biochimiques appropriés, il y a assez d’ATP pour en mettre un peu en réserve sous la forme de créatine~phosphate. C’est encore la CK qui catalyse cette réaction.
9
Q
Où est-ce que la réaction Créatine~P + ADP → créatine + ATP (ADP~P) à lieu?
A
Mitochondrie
10
Q
BIO-08.01 Nommez par ordre d’importance les principaux carburants que le muscle cardiaque peut retrouver dans le sang.
A
- les acides gras, 70-80% ; 2. le glucose, 10-15% ; 3. le lactate, 10-15% ; 4. des acides aminés mais de façon moins importante.
11
Q
L’oxydation du lactate n’est réalisable d’une façon importante et utile que dans le…
A
cœur et le foie. Les muscles squelettiques n’utilisent que très peu cette source d’énergie
12
Q
Énumérez les voies métaboliques chargées de la dégradation du glucose dans le myocarde normal.
A
. Glycolyse 2. Oxydation du pyruvate en acétyl-CoA: cette réaction qui n’a pas de nom précis n’est pas, à proprement parler, une voie métabolique. 3. Cycle de Krebs
13
Q
Pour la glycolyse , nommez, sans les dénombrer, les principaux substrats ainsi que les principaux produits générés.
A
glucose; pyruvate, formation d’ATP et perte d’électrons qui forment en bout de ligne de l’ATP
14
Q
Pour l’oxydation du pyruvate en acétyl-CoA , nommez, sans les dénombrer, les principaux substrats ainsi que les principaux produits générés.
A
pyruvate; acétyl-CoA, CO2, perte d’électrons
15
Q
Pour le cycle de Krebs , nommez, sans les dénombrer, les principaux substrats ainsi que les principaux produits générés.
A
acétyl-CoA; CO2, perte d’électrons, production de GTP (l’équivalent de l’ATP)
16
Q
BIO-010.01 Où se produit la glycolyse dans la cellule?
A
Cytosol
17
Q
Logiquement, pourquoi la majorité des voies cataboliques (pour l’ATP) se retrouvent non pas dans le cytosol mais dans les mitochondries?
A
Ceci est plus pratique car les électrons qu’on enlève lors des réactions d’oxydation des voies cataboliques sont alors utilisés sur place, dans la chaîne respiratoire, au lieu d’être transportés dans la mitochondrie à partir du cytosol.
18
Q
BIO-010.02 Nommez deux réactions de la glycolyse où il y a consommation d’ATP et une réaction où il y a production d’ATP.
A
- Hexokinase 2. Phosphofructokinase (PFK) 3. Pyruvate kinase
19
Q
Donnez la réaction de l’hexokinase et les détails
A
glucose + ATP → glucose 6-P + ADP - irréversible
20
Q
Donnez la réaction de Phosphofructokinase (PFK) et les détails
A
Fructose-6-P + ATP → Fructose 1,6-bisphosphate + ADP - Ces deux enzymes sont importantes à retenir car elles catalysent des réactions physiologiquement irréversibles, spécifiques à la glycolyse. Ces enzymes sont des points de contrôle du métabolisme du glucose par les hormones (glucagon, insuline, etc.) dans le foie et par des métabolites (AMP, ATP, etc). - Ces réactions devront être contournées lors de la néoglucogenèse.
21
Q
Donnez la réaction de Pyruvate kinase et les détails
A
Phosphoénolpyruvate (PEP) + ADP → Pyruvate + ATP - irréversible - devra la contourner lors de la néoglucogenèse
22
Q
BIO-010.04 Au cours de la glycolyse, y a-t-il plus d’ATP généré ou d’ATP utilisé?
A
4 ATP directement formés par phosphorylation au niveau du substrat et 2 ATP utilisés (si on fait abstraction des 6 ATP qui seront générés par l’oxydation des 2 NADH à la chaîne respiratoire mitochondriale).
23
Q
La glycolyse est-elle une voie anabolique ou une voie catabolique? Expliquez.
A
Catabolique car elle remplit les conditions nécessaires. : Elle génère des composés simples (2 pyruvates) à partir d’un composé plus complexe (glucose) et elle produit de l’énergie (2 ATP net et 2 électrons énergétiques qui équivalent à 6 ATP.) Par contre, une voie anabolique génère habituellement des composés complexes à partir de composés simples et elle consomme de l’énergie sous forme de liaisons riches en énergie (ATP) et/ou d’électrons riches en énergie (NADPH).
24
Q
BIO-010.06 Nommez la coenzyme qui participe à la réaction d’oxydoréduction dans la glycolyse?
A
Nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+/NADH).
25
BIO-010.07 Quelle est la fonction du (NAD+/NADH) dans la glycolyse?
- La coenzyme transporte des électrons là où ils sont utilisables, dans ce cas-ci, vers la chaîne respiratoire de la mitochondrie. - La glycolyse comporte une réaction d'oxydation. - Au cours de cette réaction, il n'y a pas de génération directe d’ATP par phosphorylation au niveau du substrat . Les électrons libérés sont pris en charge par le NAD afin de les acheminer à la mitochondrie.
26
BIO-010.08 À partir de quelle vitamine cette coenzyme (NAD+/NADH) est-elle générée?
Niacine
27
Localisation de la transformation du pyruvate en acétyl-CoA dans la cellule musculaire
Les étapes d’oxydation et de dégradation subséquentes aux réactions de la glycolyse sont effectuées dans la mitochondrie.
28
Réaction de la transformation du pyruvate en acétyl-CoA dans la cellule musculaire
Pyruvate + NAD+ + CoA-SH → Acétyl~CoA + NADH + H++ CO2 - Il s'agit d'une oxydoréduction, d'une décarboxylation et de la formation d'une liaison riche en énergie.
29
le nom des coenzymes nécessaires et les vitamines dont elles dérivent pour la transformation du pyruvate en acétyl-CoA dans la cellule musculaire
Remarquer que toutes ces coenzymes dérivent de vitamines du groupe B NAD+/NADH, Niacine , CoA-SH , Acide pantothénique FAD , Riboflavine TPP , Thiamine Acide lipoïque: n'est pas issu d'une vitamine car l'organisme en synthétise en quantité suffisante
30
BIO-012.01 Dans quelle partie de la cellule s'effectue l'oxydation de l'acétyl-CoA? (pour le cycle de Krebs)
Principalement dans la matrice de la mitochondrie mais aussi sur la face interne de la membrane interne.
31
BIO-012.02 Nommez la voie métabolique responsable de l'oxydation complète de l'acétyl-CoA et identifiez ses principaux métabolites. (cycle de krebs)
- Cycle de Krebs. Noter qu’on peut utiliser les termes: cycle de l’acide citrique, cycle des acides tricarboxyliques. - Les principaux métabolites sont en caractères gras dans le schéma 2-4. Ils sont: acétyl~CoA, citrate, α-cétoglutarate, succinyl~CoA, fumarate , malate et oxaloacétate.
32
BIO-012.03 Expliquez les 2 fonctions principales du Cycle de Krebs
1. Carrefour métabolique des métabolismes des glucides, des lipides et des acides aminés. 2. Voie catabolique avec génération de CO2 et d’intermédiaires énergétiques (NADH, FADH2 et GTP).
33
Réaction chargé de la synthèse du citrate
acétyl~CoA + oxaloacétate + H2O → citrate + CoA-SH Enzyme : Citrate synthase. - Irréversible, la citrate synthase est donc un point de contrôle du cycle
34
Réaction chargé de la synthèse du succinyl~CoA
2 Alpha-Cétoglutarate + 2 NAD+ + CoA-SH→ 2 succinyl-CoA + 2 CO2 + 2 NADH + 2H+
Enzyme responsable:
Alpha-Cétoglutarate déshydrogénase (FAD, Lipoate, TPP)
Irréversible
35
Réaction chargé de la synthèse du oxaloacétate
2Malate + 2NAD+ → Oxaloacétate + 2NADH+ 2H+
Enzyme responsable:
Malate déshydrogénase
Réversible
36
BIO-012.05 Combien de molécules de CO2 sont formées dans la mitochondrie à partir d'une molécule de glucose dans un myocyte bien oxygéné?
6 CO2/glucose puisque chaque molécule de glucose génère 2 molécules de pyruvate (molécule à 3 carbones) et que le pyruvate et ses métabolites subissent trois réactions de décarboxylation (oxydatives) catalysées par la pyruvate déshydrogénase
37
Décrire le fonctionnement de la chaîne respiratoire.
L'oxydation complète du glucose en CO2 fait intervenir des réactions d’oxydoréduction. Au cours de ces réactions, les coenzymes passent de la forme oxydée à la forme réduite. Comme la quantité de ces coenzymes est très limitée dans les cellules, les coenzymes réduites doivent être réoxydées pour que d’autres molécules de glucose puissent être oxydées (dégradées) à nouveau.
38
BIO-013.01 Où s'effectue le réoxydation (recyclage) des coenzymes dans la cellule ? (coenzymes pour le métabolisme des glucides)
Sur la face interne de la membrane interne de la mitochondrie. La membrane externe est très perméable aux petites molécules
39
BIO-013.02 Par quel terme désigne-t-on l'ensemble des structures et des processus biochimiques chargés de ces réoxydations des coenzymes pour le métabolisme des glucides?
La chaîne respiratoire.
40
Le nom de chacun des complexes enzymatiques de la chaîne respiratoire
Les complexes I, II, III et IV.
41
les sites d'entrée des électrons provenant du NADH et du FADH2 dans la chaîne respiratoire
Le NADH produit dans les réactions d’oxydoréduction intramitochondriales utilise le complexe I comme agent oxydant. Le FADH2 utilise le complexe II comme agent oxydant.
42
Le cheminement des électrons jusqu'à l'oxygène dans la chaîne respiratoire
Entrée par le NADH : Largage des électrons du NADH au complexe I; échange électronique entre les composants du complexe I qui conduit à la réduction de la coenzyme Q; Entrée par le FADH2 : Largage des électrons du FADH2 (fournis par le succinate) au complexe II; échange électronique entre les composants du complexe II qui conduit à la réduction de la coenzyme Q Étapes suivantes (communes aux voies NADH et du FADH2) : Oxydation de la coenzyme Q par la réduction du complexe III et son oxydation subséquente par la réduction du cytochrome c; transport des électrons par le cytochrome c au complexe IV; réduction de l’oxygène au niveau du complexe IV pour former de l’eau.
43
BIO-013.04 Comment et sous quelle forme est convertie l'énergie provenant de la réoxydation du NADH et du FADH2 dans ce processus?
Sous la forme d'un gradient dit électrochimique car le proton (particule chargée positivement) peut être considéré aussi comme une espèce chimique, l’ion H+. Le transport des électrons dans la chaîne respiratoire sert à transférer des protons de la matrice vers l’extérieur de la mitochondrie (en réalité dans l’espace intermembranaire, la membrane externe étant facilement franchissable par les protons). Le transfert des protons engendre un gradient électrochimique. Le pH est ainsi différent: il est d’environ sept à l’intérieur des mitochondries et de six à l’extérieur. La membrane interne se comporte comme l’isolant d’un condensateur car elle est imperméable aux protons.
44
BIO-014.01 Au niveau de la membrane mitochondriale interne, par quel complexe enzymatique est formé l'ATP? Nommez les substrats.
Par le complexe de l’ATP synthase. Les substrats sont : ADP + Pi
45
D'où provient l'énergie pour former l'ATP avec l'ATP synthase?
Provient des réactions d’oxydoréduction de la chaîne respiratoire. Ces réactions libèrent de l’énergie qui est utilisée pour transporter (« pomper ») des protons de l'intérieur vers l'extérieur de la mitochondrie.
46
BIO-014.03 Combien d'ATP sont générés lors de la réoxydation d'une molécule de NADH et de FADH2?
Avec NADH : 3 ATP Avec FADH2 : 2 ATP
47
Sous quelle forme est l'énergie requise pour former l'ATP avec l'ATP synthase
Sous la forme d’un gradient de protons (gradient électrochimique) entre les deux faces de la membrane interne de la mitochondrie.
48
Expliquer le fonctionnement de l'ATP synthase
L’ATP synthase utilise le potentiel ionique car ce complexe enzymatique est la seule structure membranaire qui permet aux protons de l’espace intermembranaire de revenir dans la mitochondrie. L’énergie avec laquelle ces protons reviennent dans la mitochondrie est alors utilisée pour fusionner un phosphate inorganique à une molécule d’ADP (phosphorylation) et ainsi créer une liaison phosphate de haute énergie.
49
BIO-014.04 Quel moyen la cellule utilise-t-elle pour acheminer l'ATP là où il est principalement utilisé? Expliquer.
L'ATP est principalement produit dans la mitochondrie mais il est principalement utilisé dans le cytosol où ont lieu la majorité des synthèses et les autres processus énergivores. Puisque l'ATP est une molécule relativement grosse et chargée, il ne peut traverser la membrane mitochondriale interne. Pour permettre le transport de l'ATP, il faut recourir à la translocase de l'ATP et de l'ADP. Elle permet de façon passive mais spécifique, la sortie de l'ATP et l'entrée de l'ADP.
50
L'activité des voies métaboliques chargées de l'oxydation du glucose en CO2 dans la cellule varie en fonction de ...
la variation des rapports ATP/ADP et NADH/NAD+.
51
BIO-015.01 Au niveau de la glycolyse, quel est l'effet d'une variation du rapport ATP/ADP et quelle est l'enzyme dont l'activité est principalement contrôlée par cette variation?
L'activité de la glycolyse varie en fonction inverse de la variation du rapport A TP/ADP . Plus le rapport ATP/ADP est élevé, moins il y a d'activité dans la cellule et de demande d'énergie, moins la glycolyse est active. Enzyme : PFK
52
BIO-015.02 Quelles substances (métabolites) sont directement responsables du contrôle de l'activité de cette enzyme (PFK)?
L'ATP et l'AMP agissent directement sur la PFK.
53
BIO-015.03 Comment nomme-t-on l'effet de l'ATP et l'AMP sur l'enzyme de contrôle de la glycolyse?
Contrôle allostérique. L'ATP est un modulateur allostérique négatif. Il fait de la rétroinhibition. L'AMP est un modulateur allostérique positif. Il fait de la rétroactivation.
54
BIO-015.04 Décrivez la formation de l'AMP et indiquez dans quelle situation métabolique sa concentration augmente.
L'utilisation de l'ATP engendre une augmentation de la concentration en ADP, ce qui favorise la génération d'ATP (pour subvenir aux besoins immédiats de la cellule) et d'AMP par la réaction décrite ci-dessous : ADP + ADP → ATP + AMP
55
BIO-015.05 Les mécanismes de rétro-inhibition agissent habituellement sur la première enzyme d'une voie métabolique contrôlant par le fait l'utilisation du premier métabolite de la voie. Pourquoi l'inhibition de la glycolyse par un excès d'ATP ne se fait-elle pas au niveau de l'hexokinase, la première enzyme de cette voie métabolique?
Afin de permettre au foie et au muscle de faire leur réserve de glycogène. Il serait contreproductif que la la glycolyse soit activée alors que le muscle est a tout l'ATP voulu et qu’il n’en consomme pas (repos). Le précieux glucose est, ou bien stocké sous forme de glycogène ou encore utilisé par d'autres tissus. La formation de glucose 6-P à partir du glucose est une étape indispensable à la synthèse de glycogène. Il faut donc éviter que l'hexokinase soit inactivée par un excès d'ATP.
56
BIO-015.06 Quel est l'effet d'une augmentation des rapports NADH/NAD+ et ATP/ADP sur l'oxydation du pyruvate en acétyl-CoA et sur le cycle de Krebs?
L’augmentation du rapport de la concentration de ces métabolites est un signal négatif sur l’activité de ces processus métaboliques. De plus, l’augmentation de NADH et la diminution concomitante de NAD+ affectent les réactions d’oxydoréduction de ces voies métaboliques par le mécanisme appelé «disponibilité de substrat». Ainsi, les réactions qui dépendent de la disponibilité du NAD+ sont affectées telles celles catalysées par la pyruvate déshydrogénase, l’ α-cétoglutarate déshydrogénase et la malate déshydrogénase. En fait, le rapport NADH/NAD+ est, parmi les facteurs qui contrôlent l’activité du cycle de Krebs, celui qui est le plus important.
57
BIO-015.07 Les rapports NADH/NAD+ et ATP/ADP influencent l'activité de la glycolyse et du cycle de Krebs. Quel en est l'avantage pour la cellule et pour l'organisme?
Une des fonctions principales de ces voies métaboliques est la génération d’énergie. Puisque dans la cellule “énergie” est habituellement synonyme de “ATP”, il faut que ces voies métaboliques diminuent leur activité quand le niveau d’énergie cellulaire est adéquat. Ceci explique le signal inhibiteur fourni par l’ATP. La cellule et l’organisme peuvent alors utiliser le glucose, un métabolite précieux, à d’autres fins (synthèses de glycogène, d’acides gras). Dans les cellules, la génération d’ATP et l’oxydation du NADH et du FADH2 sont couplées (activité de l’ATP synthase et chaîne respiratoire). Ainsi, pour une cellule normale, un signal d’augmentation d’ATP peut être envoyé directement par l’ATP ou encore par l’intermédiaire du NADH. Dans les cellules qui se retrouvent dans des conditions normales, s’il y a une concentration suffisante d’ATP, il y a aussi une concentration suffisante de NADH. Donc le message ATP et le message NADH sont équivalents.
58
BIO-015.08 Dans le muscle squelettique, lorsque la glycémie est élevée et que les rapports ATP/ADP et NADH/NAD+ sont aussi élevés, quel est le sort du glucose?
Il est dirigé vers le glycogène car la glycolyse est diminuée (PFK) de même que la réaction catalysée par la pyruvate déshydrogénase et le cycle de Krebs.
59
BIO-015.09 Quel est l'effet d'une augmentation du rapport ATP/ADP sur l’activité de l’ATP synthase et la respiration mitochondriale?
a- diminue l’activité de l’ATP synthase car l'ADP intramitochondrial devient limitant; b- diminue l'activité de la chaîne respiratoire car le gradient de protons s’accroît (du fait de la diminution de l’activité de l’ATP synthase) et ralentit le transport des protons par les complexes II, III et IV de la chaîne
60
BIO-015.10 Quel est le facteur intracellulaire principalement responsable de la diminution de l'activité de l'ATP synthase et de la diminution de l'Activité de la chaîne respiratoire? Quel est son rôle dans ce processus?
ADP . Sans ADP, il n'y a pas de substrat pour l'ATP synthase. La synthase ne laisse plus entrer les protons qui s'accumulent à l’extérieur de la membrane mitochondriale et bloquent la chaîne respiratoire.
61
Distinguer le contrôle de l’activité métabolique de l’oxydation du glucose dans la cellule cardiaque anoxique en opposition à la cellule cardiaque bien oxygénée.
Au cours de l'angine et surtout lors de l'infarctus du myocarde, le glucose de même que l'oxygène atteignent peu ou pas le myocarde. Dans ces conditions ischémiques, c'est l'apport en oxygène qui est le facteur limitant la contraction cardiaque. De fait, en l’absence d’apport sanguin de glucose, le glucose-6-phosphate est formé à partir du glycogène myocardique.
62
BIO-016.01 Au sujet du myocarde, quelle est (sont) la (les) conséquence(s) de l'hypoxie ou de l'anoxie sur: l'activité de la chaîne respiratoire?
- Diminution de son activité suivie d’arrêt. - car l’oxygène, qui est l’accepteur final des électrons provenant de la chaîne, n’est plus disponible.
63
BIO-016.01 Au sujet du myocarde, quelle est (sont) la (les) conséquence(s) de l'hypoxie ou de l'anoxie sur: l'activité de l’ATP synthase?
- Diminution de son activité suivie d’arrêt. - L’activité de l’ATP synthase et la chaîne respiratoire forment un ensemble de réactions couplées. Puisque les électrons ne sont plus échangés dans la chaîne, les complexes qui sont responsables du transport des protons hors de la mitochondrie ne sont plus actifs. En l’absence de gradient, les protons n’ont plus tendance à revenir à l’intérieur de la mitochondrie. Donc, ils n’empruntent plus la voie de l’ATP synthase: il n’y a plus de formation d’ATP par ce mécanisme.
64
BIO-016.01 Au sujet du myocarde, quelle est (sont) la (les) conséquence(s) de l'hypoxie ou de l'anoxie sur: la concentration du NADH mitochondrial?
Augmentation. Si la chaîne ne fonctionne plus, le NADH ne peut plus être oxydé en NAD+.
65
BIO-016.01 Au sujet du myocarde, quelle est (sont) la (les) conséquence(s) de l'hypoxie ou de l'anoxie sur: l'activité du cycle de Krebs?
Diminution de son activité suivie d’arrêt. Les quatre réactions d'oxydoréduction sont affectées par manque de transporteurs d'électrons sous forme oxydée: NAD+ et FAD.
66
BIO-016.01 Au sujet du myocarde, quelle est (sont) la (les) conséquence(s) de l'hypoxie ou de l'anoxie sur: l'oxydation du pyruvate dans la mitochondrie?
- Diminution de son activité suivie d’arrêt. 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. De plus, une condition essentielle n’est pas respectée: il n’y a pas de NAD+ disponible pour la pyruvate déshydrogénase.
67
BIO-016.01 Au sujet du myocarde, quelle est (sont) la (les) conséquence(s) de l'hypoxie ou de l'anoxie sur: la concentration d'ATP dans le cytosol?
- Diminue, car la principale source d’ATP dans le cytosol est reliée à l’activité de l’ATP synthase dans la mitochondrie. - la cellule tente de compenser l’absence de contribution de l’ATP synthase mitochondriale par une augmentation de la glycolyse.
68
BIO-016.01 Au sujet du myocarde, quelle est (sont) la (les) conséquence(s) de l'hypoxie ou de l'anoxie sur: l'activité de la PFK?
Augmentée car elle est sensible au rapport ATP/ADP qui est diminué.
69
BIO-016.01 Au sujet du myocarde, quelle est (sont) la (les) conséquence(s) de l'hypoxie ou de l'anoxie sur: l'activité de la glycolyse?
Augmente pour un certain temps. La concentration de l’inhibiteur ATP (inhibiteur de la PFK) diminue tandis que celle des activateurs comme l’AMP augmente. Cette voie métabolique devient la seule source d'ATP pour la cellule.
\*La glycolyse
70
BIO-016.01 Au sujet du myocarde, quelle est (sont) la (les) conséquence(s) de l'hypoxie ou de l'anoxie sur: l'efficacité catalytique des molécules de LDH?
Aucun changement car la LDH (lactate déshydrogénase) n'est pas contrôlée.
71
BIO-016.01 Au sujet du myocarde, quelle est (sont) la (les) conséquence(s) de l'hypoxie ou de l'anoxie sur: l'activité des molécules de LDH?
Augmentée car il y a davantage de substrat disponible. Vu que la quantité d'enzyme est en excès, toute augmentation de la quantité de substrat (pyruvate) engendre une augmentation de la quantité de produit fabriqué, d'où augmentation d'activité qui est définie comme la quantité de produit fabriquée par unité de temps.
72
Si l'activité de la LDH est modifiée, indiquez si elle devient supérieure ou inférieure à celle d'un tissu bien oxygéné.
Supérieure
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Si l'activité de la LDH est modifiée, indiquez si la modification est due à un changement du nombre de molécules d'enzyme présentes ou à un changement du nombre de molécules de substrat disponibles.
Nombre de molécules de substrat disponibles. La LDH n'est pas contrôlée dans l’organisme humain.
74
BIO-016.02 En anaérobiose, le pyruvate est transformé en lactate. Quelles seraient les conséquences si le myocarde ne pouvait pas réaliser cette transformation?
Les "réserves" cytosoliques en NAD+ de la cellule seraient rapidement épuisées. La glycolyse s’arrêterait, tarissant la dernière source d’ATP pour la cellule. La cellule mourrait tout de suite, c'est-à-dire beaucoup plus rapidement que suite à une génération excessive d'acide lactique.
75
BIO-016.03 Quel est l'effet de l'ischémie sur la concentration en protons des cellules myocardiques et quelle en est la conséquence sur la cellule?
Elle augmente la concentration en protons.
L'acide lactique s'ionise en lactate et en protons. Même s'ils sont petits, les protons ne diffusent pas assez vite (à cause de leur charge) dans le liquide interstitiel et dans le sang, d'autant plus qu'au cours de l'infarctus, la circulation sanguine en très ralentie sinon inexistante. C'est la diminution du pH et non l'augmentation du lactate qui cause le dommage.
76
BIO-016.04 Pourquoi la LDH est-elle essentielle aux érythrocytes?
Sur le plan énergétique, les érythrocytes sont dépendants de la glycolyse car ils n'ont pas de mitochondries, et donc ne possèdent ni chaîne respiratoire ni ATP synthase : Les érythrocytes transportent de l’oxygène mais ne peuvent pas l’utiliser pour leurs besoins énergétiques propres. La LDH est alors essentielle pour recycler le NADH produit et assurer le fonctionnement continuel de la glycolyse.
77
BIO-016.05 Pourquoi la grande majorité des tissus en plus du coeur et des érythrocytes ont-ils aussi besoin de LDH?
Pour subvenir aux besoins immédiats en ATP de ces tissus lorsque la quantité d'oxygène qui leur arrive n'est pas suffisante.
La présence de LDH (et d'autres facteurs), permet aux tissus de moduler l'activité de la glycolyse selon leurs besoins (en ATP), indépendamment (pour des périodes courtes mais critiques) de l'apport en oxygène. Les mécanismes de régulation de la respiration et du débit sanguin permettent de répondre à une demande accrue d’oxygène par les tissus mais cette réponse n’est pas instantanée.
78
BIO-017.01 Au cours de laquelle des transformations métaboliques , la cellule retire-t-elle le plus d’énergie ?
Glycolyse : 10 ATP – 2 ATP = 8 ATP
Oxydation du Pyruvate : 6 ATP
Cycle de Krebs : 24 ATP.
79
BIO-017.02 Comparez le nombre de molécules d'ATP (ou leur équivalent) produites par molécule de glucose dans le myocarde normal et par molécule de glucose-6-phosphate dans une région ischémique du myocarde.
80
BIO-018.01 Quels processus métaboliques mitochondriaux sont normalement couplés ?
La chaîne respiratoire et la régénération de l’ATP par l’ATP synthase (phosphorylation oxydative).
Si la chaîne ne fonctionne pas, l’ATP synthase s’arrête (ex. absence d'oxygène).
Si l’ATP synthase s’arrête, la chaîne ne fonctionne plus (ex. absence d'ADP, c'est-à- dire au repos).
81
Le 2,4-dinitrophénol est un...?
découpleur, c'est-à-dire qu'il abolit la régénération d’ATP tout en permettant aux oxydations de la chaîne respiratoire de se poursuivre.
82
BIO-018.02 Comment agit un découpleur?
Le découpleur permet aux protons du cytosol de pénétrer dans la mitochondrie sans emprunter la voie de l'ATP synthase. Il sert de navette à protons car il est soluble à la fois dans un milieu aqueux et dans la membrane, qu'il soit chargé ou non d'un proton.
L'effet du découpleur est de dissocier la chaîne respiratoire de la régénération de l’ATP (via l’ATP synthase). La chaîne respiratoire est extrêmement active mais elle ne réussit plus à générer le gradient de protons et en l’absence de gradient, l’ATP synthase ne fonctionne plus, c’est ce que l’on entend par « découplage».
83
BIO-018.03 Dans le myocarde bien oxygéné, quels sont les effets du 2,4- dinitrophénol sur: la consommation d'oxygène?
Augmentation.
Les protons reviennent facilement à l’intérieur de la mitochondrie. Leur quantité dans l’espace intermembranaire n’oppose plus de résistance au transport des protons par les complexes de la chaîne respiratoire. La chaîne fonctionne sans opposition et est facilement capable d’apporter une grande quantité d’électrons à l’oxygène.
84
BIO-018.03 Dans le myocarde bien oxygéné, quels sont les effets du 2,4- dinitrophénol sur: la production d'ATP par l’ATP synthase?
Diminution.
Les protons, qui devraient emprunter la voie de l’ATP synthase, sont transportés par le dinitrophénol.
85
BIO-018.03 Dans le myocarde bien oxygéné, quels sont les effets du 2,4- dinitrophénol sur: l'oxydation du NADH et du FADH2?
Augmentation.
Les échanges électroniques de la chaîne n’ont plus à surmonter le gradient de protons.
86
BIO-018.03 Dans le myocarde bien oxygéné, quels sont les effets du 2,4- dinitrophénol sur: l'activité du cycle de Krebs?
Augmentation.
Les rapports ATP/ADP et NADH/NAD+ sont diminués.
Le NAD+ est facilement disponible aux oxydoréductases du cycle.
87
Est-ce que toute l'énergie des électrons de la chaîne respiratoire est convertie en gradient de protons?
Non. Seulement 70%, le reste est convertie en chaleur.
88
BIO-018.05 Dans un organisme normal, quel mécanisme est principalement responsable de générer la chaleur corporelle ?
Dans l'organisme normal c'est aussi la chaîne respiratoire "inefficace" qui génère la chaleur.
89
BIO-019.01 Sur quel complexe de la chaîne respiratoire le cyanure agit-il?
Complexe IV
90
BIO-019.02 Quelles sont les conséquences de l'inhibition du complexe IV de la chaîne respiratoire sur : la consommation d'oxygène?
Diminution
Le complexe IV forme deux molécules d'eau H2O à partir de la réduction d'une molécule d'oxygène. Ainsi, sans le complexe IV, l'oxygène n'est pas consommé.
91
BIO-019.02 Quelles sont les conséquences de l'inhibition du complexe IV de la chaîne respiratoire sur : la production d'ATP par l’ATP synthase?
Diminution.
Le gradient de protons n’est plus formé, car il n’y a plus de passage d’électrons dans la chaîne. Aucun proton n’est incité à revenir dans la mitochondrie par l’ATP synthase.
92
BIO-019.02 Quelles sont les conséquences de l'inhibition du complexe IV de la chaîne respiratoire sur : l'oxydation du NADH et du FADH2?
Diminution.
Ces transporteurs d’électrons ne peuvent plus se débarrasser de leurs “charges”.
93
BIO-019.02 Quelles sont les conséquences de l'inhibition du complexe IV de la chaîne respiratoire sur : l'activité du cycle de Krebs?
Diminution.
Le NAD+ et le FAD ne sont plus disponibles pour les réactions d’oxydoréduction. Il n’y a que du FADH2 et du NADH.
94
BIO-019.03 Les conséquences biochimiques d'une inhibition de l'activité des complexes I, II ou III, de la translocase de l'ATP/ADP ou encore de l'ATP synthase seraient-elles différentes de celles engendrées par l'inhibition du complexe IV?
Non. Car l'activité de la chaîne de transport des électrons est couplée à celle de l'ATP synthase qui elle est contrôlée par la disponibilité de l'ADP intramitochondrial.
95
Cause de : L’acidose lactique congénitale type Saguenay-Lac-Saint-Jean
Cause: Diminution de l’activité de la cytochrome c oxydase (complexe IV) due à la mutation d’un gène mitochondrial codant pour une protéine qui serait impliquée dans la stabilité et le transport de l'ARNm mitochondrial.
96
(Lire capsule clinique p.30 sur 195 avant)
## Footnote
BIO-019.05 D'après les résultats obtenus, identifiez les marqueurs biologiques de l’infarctus du myocarde (I.M.) de M.Bouchard.
Créatine kinase
Sous-unité I (ou T) de la troponine cardiaque.
97
(Lire capsule clinique p.30 sur 195 avant)
BIO-019.06 Pourquoi y a-t-il une augmentation de ces marqueurs (Créatine kinase, Sous-unité I (ou T) de la troponine cardiaque.) lors de l'I.M. de M.Bouchard?
Parce que :
- ces marqueurs se retrouvent en concentration très importante dans le
- myocarde comparativement au sang et qu'il y a eu lésion du myocarde.
98
Résumé du mécanisme de l'infarctus du myocarde :
Modification d'une plaque d’athérome → thrombose → occlusion par le thrombus lui- même ou par un embole qu'il a généré → ischémie → hypoxie → manque d'énergie → pénétration d'ions et d'eau + fabrication de catabolites qui "empoisonnent" les myocytes → dérèglements enzymatiques → bris membranaires → déversement du contenu cellulaire dans l'espace interstitiel → transport des constituants cellulaires dans le sang.
99
BIO-019.07 À quel moment après l'infarctus peut-on noter une augmentation significative de ces marqueurs (Créatine kinase
,Sous-unité I (ou T) de la troponine cardiaque.) ?
Déjà après 6h l’augmentation est significative.
100
BIO-019.08 Pourquoi la troponine cardiaque est-elle le marqueur par excellence de l’IM ?
- La troponine constituée de trois sous-unités: C, I et T. Les sous-unités T et I de la troponine du myocarde sont différentes de celles du muscle et donc spécifiques du myocarde.
- En ce qui concerne la CK, elle est présente autant dans le muscle squelettique que dans le myocarde et ne possède donc pas de spécificité cardiaque.
101
BIO-020.01 À quoi sert le glucose sanguin dans l'organisme ?
Il est utilisé par les tissus comme carburant
102
IO-020.02 Quels sont les tissus qui peuvent utiliser le glucose ?
Tous les tissus peuvent utiliser le glucose à divers degrés.
103
BIO-020.03 Quels sont les tissus qui dépendent essentiellement du glucose pour leur fonctionnement ?
- Le cerveau et les érythrocytes
Le cerveau est capable d’oxyder les acides gras mais à trop faible échelle pour produire suffisamment d’énergie.
Les érythrocytes n'ont pas de mitochondries, donc, ils ne peuvent oxyder les acides gras.
104
BIO-020.04 La pénétration du glucose dans les tissus fait appel à des transporteurs spécifiques. L’activité de ces transporteurs est-elle régulée ?
- Il existe plusieurs types de transporteur du glucose.
- Les transporteurs présents dans la plupart des tissus ne sont pas sous contrôle hormonal.
Pour les muscles et le tissu adipeux, les transporteurs spécifiques du glucose sont dépendants de la présence de l’insuline.
105
BIO-020.05 De quel organe provient le glucose sanguin en période post-prandiale (après un repas) ?
Après hydrolyse intestinale des aliments contenant des groupements glucosyles (amidon, lactose, saccharose, etc), le glucose est transporté par la veine porte jusqu’au foie. L’excès de glucose qui n'a pu être retenu par le foie passe dans la circulation générale (par les veines hépatiques).
106
BIO-020.05 De quel organe provient le glucose sanguin en période à jeun ?
Le glucose est produit par le foie lui-même à partir de ses réserves de glycogène et, lors du jeûne prolongé, à partir des précurseurs de la néoglucogenèse hépatique.
107
BIO-021.01 Plusieurs tissus sont capables de synthétiser du glycogène. Parmi ceux-ci, quels sont ceux qui en possèdent des réserves importantes ? La structure du glycogène diffère t-elle selon les tissus ?
Les muscles et le foie.
La structure du glycogène hépatique et du glycogène musculaire est identique.
108
BIO-021.02 Du glycogène hépatique et du glycogène musculaire, quel est celui qui participe au maintien de la glycémie ?
Seul le glycogène hépatique participe au maintien de la glycémie.
Les muscles utilisent leur glycogène comme réserves de carburant d'urgence pour eux-mêmes ; ils ne possèdent pas le matériel enzymatique nécessaire pour exporter le glucose dans le sang.
109
BIO-021.03 Principaux substrats de la glycogénolyse hépatique
Les substrats sont : Glycogène et Pi.
110
BIO-021.03 Rôle des enzymes impliquées dans la glycogénolyse hépatique
La glycogénolyse consiste en un raccourcissement de la molécule de glycogène par les extrémités de ses branches (et non par le centre comme pourrait le faire
l'α −amylase pancréatique ou l' α −amylase salivaire) avec production de glucose-1- phosphate par phosphorolyse. Réaction catalysée par la glycogène phosphorylase. La glycogène phosphorylase n’agit que sur les liaisons α-(1 → 4) et ne peut donc enlever les ramifications (liaisons α-(1 → 6)). Son action s’arrête à quelques unités glucosyles d'une ramification.
Il faut l'action d'une autre enzyme pour éliminer les ramifications: l'enzyme débranchante qui libère une molécule de glucose à chaque élimination d'une ramification [hydrolyse de la liaison α-(1 → 6)].
111
Devenir du glucose-1-phosphate lors de la glycogénolyse hépatique
Le glucose-1-phosphate s’isomérise en glucose-6-phosphate lors d'une réaction réversible enzymatique (\*phosphoglucomutase). Le glucose-6-phosphate n’est pas dirigé vers la voie de la glycolyse car dans les conditions qui mènent à la glycogénolyse, la glycolyse hépatique est diminuée de beaucoup. Le glucose-6- phosphate est déphosphorylé en glucose par la glucose-6-phosphatase et le glucose, n'étant plus utilisé au foie, s'échappe dans le sang
112
Devenir du glycogène lors de la glycogénolyse hépatique
Sous l’action de la glycogène phosphorylase et de l'enzyme débranchante, le glycogène est progressivement raccourci et devient moins ramifié. Dans la vie courante, l’individu s’alimente avant que le glycogène hépatique soit totalement consommé.
113
L'enzyme de régulation de la glcogénolyse hépatique
glycogène phosphorylase
114
BIO-021.04 En quoi la glycogénolyse musculaire est-elle différente de la glycogénolyse hépatique?
Par rapport au foie, la seule différence touche le devenir du glucose-6-phosphate (et du glucose libéré par l’enzyme débranchante). La glycogénolyse musculaire est mise en jeu lors de l’effort intense, pour fournir l’énergie requise. La glycolyse est alors extrêmement active dans la cellule. Le glucose-6-phosphate (et le peu de glucose libre) sont rapidement dirigés vers la glycolyse pour produire de l’ATP. De plus, le muscle ne possède pas de glucose-6-phosphatase et le glucose-6-phosphate ne peut pas sortir de la cellule musculaire.
115
BIO-022.01 Quel organe est le siège principal de la néoglucogenèse ?
Foie (les reins aussi en cas de jeûne prolongé (quelques semaines)).
116
BIO-022.02 À partir de quels composés le glucose est-il formé par la néoglucogenèse ?
Surtout l'alanine mais aussi d'autres acides aminés (acides aminés glucoformateurs et mixtes, cf. chap 4), le lactate et le glycérol. Dans la néoglucogenèse, ces composés sont des précurseurs du glucose.
117
Définir : Précurseur
une substance dont un ou plusieurs carbones (\* et quelques fois d'autres atomes comme l'azote mais non l'hydrogène ou l'oxygène) servent à la synthèse d'un autre composé.
118
Voies qui se terminent ou qui sont issues du cycle de Krebs
119
Définir : néoglucogenèse
La néoglucogenèse, aussi appelée gluconéogenèse est la synthèse du glucose à partir de composés non-glucidiques.
Ex : acides aminés, le lactate, le glycérol, le pyruvate. Des métabolites du cycle de Krebs
120
Dans la glycolyse, il y a trois réactions irréversibles catalysées par des enzymes spécifiques de la glycolyse. Dans la néoglucogenèse, il y en a quatre. Nommez les avec leurs substrat/produits en commun.
121
BIO-022.04 La néoglucogenèse est énergivore. D’où provient cette énergie ?
L’énergie provient des acides gras (ß-oxydation). Il s’agit d’une voie mitochondriale qui catabolise les acides gras en acétyl-CoA et libère du NADH et du FADH2 dont l’oxydation dans la chaîne respiratoire régénère de l’ATP.
122
BIO-022.04 Quelles sont les conséquences de la production d’énergie du néoglucogenèse au niveau de l’hépatocyte ?
L'augmentation d'acétyl-CoA et d’ATP dans la mitochondrie favorise que le pyruvate (provenant de précurseurs comme l’alanine ou le lactate) se dirige vers la néoglucogenèse plutôt que vers le cycle de Krebs (schéma 2-12). En effet, l’acétyl- CoA
- inhibe la pyruvate déshydrogénase, ce qui empêche le pyruvate d’être transformé en acétyl-CoA,
- et stimule la pyruvate carboxylase qui catalyse la carboxylation du pyruvate en oxaloacétate.
L’ATP de son côté inhibe la citrate synthase et empêche la transformation de l’oxaloacétate en citrate. L’oxaloacétate peut alors être exporté de la mitochondrie pour suivre la voie de la néoglucogenèse.
123
BIO-022.05 Par quels signaux l’organisme favorise la néoglucogenèse ou la glycolyse ?
Le rapport Insuline/Glucagon.
Dans le foie le rapport I/G agit sur la glycolyse et la néoglucogenèse via les enzymes clé de la glycolyse (glucokinase, PFK et pyruvate kinase) et de la néoglucogenèse (pyruvate carboxylase, PEPCK, fructose-1,6-bisphosphatase et glucose-6- phosphatase). Cf. tableau 1. Si le rapport I/G est élevé, la glycolyse est favorisée et la néoglucogenèse réduite. À l’inverse, un rapport I/G bas réduit la glycolyse et stimule la néoglucogenèse.
De plus les conditions hormonales favorisant la néoglucogenèse favorisent aussi la libération d’acides gras par les tissus adipeux (cf chap. 3) et ces acides gras sont métabolisés par ß-oxydation d’où production d’ATP et diminution de l’AMP, ce qui inhibe la PFK.
124
BIO-023.01 Décrivez la glycogénogenèse hépatique en :
indiquant les substances qui entrent dans la synthèse du glycogène ainsi que les principaux métabolites de cette voie,
_Substrats_
- Glucose
- Résidu de glycogène
- ATP et UTP
_Intermédiaires (métabolites) principaux_
- Glucose-6-phosphate
- Glucose-1-phosphate
- UDP-glucose
- Glycogène plus allongé par formation de liaisons osidiques α−(1→4) et ramifié par l'introduction de liaisons α−(1→6).
_Produits finaux_
- Glycogène allongé et ramifié
- UDP, ADP et PPi
125
BIO-023.01 Décrivez la glycogénogenèse hépatique en : nommant l'enzyme de régulation, le type de régulation ainsi que les changements hormonaux responsables de l'augmentation de l'activité de cette enzyme
Glycogène synthase
Modification covalente
Augmentation du rapport insuline/glucagon
126
Qu'est-ce qui arrive lorsque :
- Rapport Insuline/glucagon élevé
- Rapport Insuline/glucagon bas
- Rapport I/G élevé : Glycogénogenèse activée, glycogénolyse inhibée
- Rapport I/G bas: Glycogénogenèse inhibée, glycogénolyse activée
127
BIO-023.02 Par quel mécanisme le glucagon agit-il à la fois sur la synthèse et la dégradation du glycogène ?
modification covalente.
128
Décrire le mécanisme d'action du glucagon pour la synthèse et la dégradation du glycogène?
Interaction du glucagon sur son récepteur spécifique membranaire → activation de quelques molécules d’adénylate cyclase → production de plusieurs molécules d’AMPc à partir d’ATP → activation d’un nombre important de molécules d’une protéine-kinase qui est influencée par l’AMPc et qui sont inactives sans AMPc → phosphorylation d’un très grand nombre de protéines cellulaires.
Parmi les protéines cellulaires qui deviennent phosphorylées, se retrouvent la glycogène phosphorylase et la glycogène synthase. Suite à leurs phosphorylations respectives, ces deux enzymes changent de forme et d’activité. La glycogène synthase-phosphorylée est inactive et la glycogène phosphorylase-phosphorylée est active.
129
BIO-024.01 En quoi la glycogénogenèse hépatique et la glycogénogenèse musculaire diffèrent-elles (ressemblance aussi)?
Identiques : les réactions enzymatiques, substrats et produits de la glycogénogenèse
Différence : au niveau des mécanismes de régulation. Ceci s’explique par le fait que le glycogène musculaire n’est pas utilisé pour le maintien de la glycémie comme le glycogène hépatique : il ne sert qu’aux besoins propres du muscle. Le muscle reconstitue ses réserves de glycogène quand il est au repos et quand les conditions métaboliques de l’organisme sont favorables.
130
BIO-024.02 Quelle hormone est nécessaire à l'entrée du glucose dans les muscles et le tissu adipeux ?
L’insuline
131
IO-024.03 Énumérer les conditions physiologiques nécessaires pour que s’enclenche la glycogénogenèse musculaire.
Le muscle doit être au repos
Le rapport I/G doit être élevé, comme pour le foie, mais l’effet du rapport I/G au muscle est dû à l’insuline et non au glucagon comme c’est le cas au foie.
Le muscle n’a pas de récepteur à glucagon et donc cette hormone n’a aucun effet sur les enzymes musculaires.
L’effet principal de l’insuline au muscle est d’augmenter l’entrée du glucose dans la cellule. Elle augmente aussi l’activité de la glycogène synthase musculaire.
132
BIO-025.01 Au sujet d'un muscle squelettique au repos ou soumis à un effort léger:
a. Quel carburant est utilisé préférentiellement par le muscle lorsqu'il est au repos ou lorsqu'il est soumis à un effort léger ?
Acides gras.
133
BIO-025.01 Au sujet d'un muscle squelettique au repos ou soumis à un effort léger:
b. Nommez la voie métabolique utilisée par le muscle pour générer de l'énergie et de nombreuses molécules d'acétyl-CoA à partir de ce carburant (acide gras).
ß-oxydation.
134
BIO-025.01 Au sujet d'un muscle squelettique au repos ou soumis à un effort léger:
c. Pourquoi la glycolyse est-elle si peu active dans ces conditions ?
La glycolyse est bloquée au niveau de la PFK car le rapport ATP/AMP est élevé : la ß-oxydation produit de l’ATP et celui-ci est peu consommé puisque l’activité musculaire est faible ou nulle.
135
BIO-025.02 Au sujet d'un muscle squelettique soumis à un effort intense
a. Comment l'ATP est-il généré dans cette condition ?
Tous les moyens possibles sont utilisés pour régénérer l’ATP.
Voir question BIO-007.4 de ce chapitre et le schéma 2-15
136
BIO-025.02 Au sujet d'un muscle squelettique soumis à un effort intense
b. Quel est le principal carburant et quels sont les deux principaux facteurs qui déclenchent l'utilisation de ce carburant?
Glycogène
Stimulation nerveuse et adrénaline
Les myocytes ont des récepteurs à l’adrénaline dont l’activation déclenche par l’intermédiaire de l’AMPc une cascade de réactions de phosphorylation semblable à celle du glucagon dans le foie.
137
BIO-025.02 Au sujet d'un muscle squelettique soumis à un effort intense
c. Quels sont les facteurs qui expliquent une augmentation très importante de l'activité de la glycolyse ?
Dans le muscle à l'effort, le G-6-P généré par la glycogénolyse, emprunte la glycolyse contrairement à ce qui a lieu au foie. Ceci est le résultat de deux facteurs: l'absence de G-6-phosphatase au muscle et l'activation de la PFK (activé par une augmentation d’AMP et par la diminution d’ATP). Quand la glycogénolyse est active au foie (schéma 2-13 bas), la PFK est inhibée par un rapport insuline/glucagon diminué et par un ATP augmenté (ß -oxydation). La glycolyse au muscle ne répond essentiellement qu'à des modulateurs allostériques : L’adrénaline n’a pas d’effet direct sur la glycolyse musculaire.
138
BIO-025.03 Un effort intense ne peut être maintenu normalement que pour environ 20 secondes. Cette limite est-elle due à l'épuisement des réserves de glycogène musculaire ?
Non. Elle est due à la baisse du pH dans les cellules elle-même due à l’accumulation de lactate.
139
Mécanisme de l'accumulation de lactate lors d'un effort intense de plus de 20 secondes.
L’augmentation importante de la glycolyse déverse dans le cytosol de nombreuses molécules de pyruvate qui ne peuvent pas toutes pénétrer dans la mitochondrie et y être transformées en acétyl-coA et suivre le cycle de Krebs.
De même, il y a une accumulation cytosolique de NADH car il ne peut être recyclé assez rapidement par la chaîne de transport des électrons dans la mitochondrie. Pourtant, la chaîne respiratoire fonctionne au maximum et du fait de la vasodilatation et de l’augmentation de la fréquence cardiaque, l’apport d'oxygène est accru.
Pour que la glycolyse puisse continuer dans le cytosol, il est nécessaire de recycler le NADH en NAD+ ; c’est ce que permet la réduction du pyruvate en lactate catalysée par la LDH.
Ce phénomène rappelle les modifications métaboliques dues à l’ischémie rencontrée dans l’infarctus du myocarde (objectif BIO-016).
140
OBJECTIF BIO-026 :
Comparer le métabolisme énergétique musculaire selon le degré d’effort musculaire et selon la présence ou non d’oxygène.
