Biochimie (glucides) Flashcards
Purines
Adénine et Guanine
Pyrimidines
Citosine, Thymidine et Uracile
Mécanismes responsables de la génération d’ATP dans les cellules musculaires
1) à partir de la créatine phosphate
2) à partir de 2 ADP
ADP + ADP –> AMP + ATP
3) à partir du métabolisme des carburants
- Rx qui donnent de l’ATP (phosphorylation de l’ADP) comme dans la glycolyse et le cycle de Krebs
4)phosphorylation oxydative
2 fonctions de la créatine kinase dans la cellule musculaire
Créatine + ATP Créatine-P + ADP
1) Production d’ATP à partir de la Créatine-P
2)mise en réserve du groupement phosphate à partir de la créatine et l’ATP
Rx qui se produit dans la mitochondrie, car la [ATP] favorise la production de Créatine-P
Carburants utilisés par le muscle cardiaque
en ordre
- acides gras
- glucose
- lactate
- aa (bcp moins)
Aussi quand présents –> corps cétoniques
D’où provient le lactate utilisé comme carburant par les muscles cardiaques?
- Erytrocytes
à partir du glucose ( car pas de cycle de krebs) - des muscles squelettiques lors d’un effort physique intense
à partir du glycogène musculaire
Voies métaboliques pour transformer le glucose en CO2
- Glycolyse
- oxydation du Pyruvate –> Acétyl-Coa
- Cycle de Krebs
Glycolyse 1ere étape
Rx par l’Hexokinase
Glucose + ATP –> Glucose-6-P + ADP
Rx irreversible
Le glucose-6-P ne peut pas traverser la membrane plasmique et donc il reste dans la cellule
Glycolyse 2eme étape
Glucose-6-P –> Fructose-6-bisP
Rx reversible
Glycolyse 3eme étape
Rx par la PFK (phosphofructokinase)
Glucose-6-P + ATP –>Fructose-1,6-bisP + ADP
Rx irreversible
Glycolyse 4eme étape
Fructose-1,6-bisP –> GAP + DHAP
GAP DHAP
Donc si le GAP est directement consommé par la glycolyse, DHAP est transformé en GAP aussi pour faire un deuxième GAP
Glycolyse 5eme étape
oxydoréduction du GAP en 3-P-Glycérate
2GAP + 2NAD+ + 2Pi 2(1,3-bisP-Glycérate) + 2NADH
Glycolyse 6ème étape
2(1,3-bisP-Glycérate) + 2ADP –> 2PEP + 2ATP
Glycolyse 7ème étape
2PEP + 2ADP –> 2Pyruvate + 2ATP
Rx irréversible
le pyruvate est ensuite transporté vers la mitochondrie
Balance d’ATP dans la glycolyse
Consomation de 2 ATP
Production de 4 ATP
Production de 2 NADH –> chaine respiratoire –> 6 ATP
Glycolyse = Catabolique ou anabolique?
Catabolique, car production de molécules simples à partir d’une molécule complexe
Définition de NAD, d’où elle provient et sa Fct?
Nicotinamide adénine dinucléotide qui provient de la niacine
Fct: transport d’électrons où ils sont utilisables, comme la chaine respiratoire de la mitochondrie
où et comment le pyruvate est transformé en acétyl-Coa
Rx d’oxydoréduction et décarboxylation dans la mitochondrie par la pyruvate deshydrogénase
Pyruvate + NAD+ + Coa-SH –> Acétyl-Coa + NADH + H+ + CO2
NADH –> chaine respiratoire = 3 ATP
( à partir d’un glucose 2 Pyruvate => 2NADH = 6 ATP)
Acétyl-Coa = liaison riche en énergie
( à partir d’un glucose 2 Pyruvate =>2xAcétyl-Coa produit)
Quelle enzyme transforme le pyruvate en acétyl-coa?
Pyruvate deshydrogénase
Nécesite du FAD, TPP et lipolate comme cofacteurs
Cofacteurs nécessaires et leur provenance
Coa-SH = Coenzyme A –> Acide panthoténique
NAD = Niamide Adénine dinucléotide –> Niacine
FAD = Flavine adénine dinucléotide –> Riboflavine
TPP = Thiamine pyrophosphate –>Thiamine
Acide lipolique –> synthétise par l’organisme
Dans quelle partie se produit l’oxydation de l’Acétyl-Coa et par quelle voie métabolique?
Dans la matrice de la mitochondrie et dans la face interne de la membrane interne
Cycle de Krebs
Quelles sont les 2 fonctions principales du cycle de Krebs
1) Carrefour des métabolismes des glucides, lipides et aa
2)Voie catabolique produissant du CO2 et des intermediaires énergétiques
6 NADH, 2 FADH2, 2 GTP
Rx Chargée de la synthèse du citrate?
Rx par la citrate synthase
Oxaloacétate (4C) + Acétyl-Coa (2C) + H20 –> Citrate (6C) + Coa-SH
Inhibition de la citrate synthase
l’ATP inhibe la citrate synthase
Rx Chargée de la synthèse de l’𝝰-cétoglutarate
Isocitrate(6C) + NAD+ –> 𝝰-cétoglutarate(5C) + NADH + CO2
Rx Chargée de la synthèse du succinyl-Coa
Rx par la 𝝰-cétoglutarate deshydrogénase
𝝰-cétoglutarate (5C) + NAD+ + Coa-SH –> succinyl-Coa(4C) +NADH + CO2
Cofacteurs nécesaires à la fct de 𝝰-cétoglutarate deshydrogénase
mêmes que pour la PDH
FAD, TPP et lipoate
Rx produissant du GTP dans le cylce de Krebs
Succinyl-Coa + GDP Succinate + GTP + Coa-SH
Rx produissant du FADH2 dans le cylce de Krebs
Succinate + FAD Fumarate + FADH2
Rx Chargée de la synthèse de l’oxaloacétate
Rx par la Malate deshydrogénase
Malate + NAD Oxaloacétate + NADH
Rx reversible
Combien de CO2 est produit à partir d’une molécule de glucose
Glucose = 6C
donc 6 CO2
Balance énergétique cycle de Krebs par molécule de glucose
Glucose –> 2 pyruvate –> 2 acétyl-Coa
2x 3 NADH
2x 1 FADH2
2x 1 GTP
Où s’effectue le récyclage des Coenzymes
Oxydation –> Dans la chaine respiratoire
Face interne de la membrane interne de la mitochondrie
Pas dans la membrane externe, car trop permeable
Mécanisme de la chaine respiratoire
4 complexes I, II , III et IV
complexe I
Oxydation du NADH par la NADH deshydrogénase
Réduction de l’ubiquinone par l’ubiquinone oxydoréductase
Complexe II
Oxydation du FADH2
Réduction de l’ubiquinone
Complexe III
Oxydation ubiquinone
Réduction cytochrome C
Complexe IV
Réduction Cytochrome C
1/2O2 + 2H+ –> H2O
Quels complexes de la chaine respiratoire permettent la sortie d’ions H+ vers l’espace intermembranaire?
Complexes I, III et IV
Mécanisme de régénération de l’ATP
Phosphorylation oxydative par l’ATP synthase
ADP + Pi –> ATP
Fonctionnement de l’ATP synthase
- Seul moyen de passage des ions H+ vers l’intérieur de la membrane interne
- Fonctionnement grâce au gradient électrochimique causé par la chaine respiratoire
- utilise l’énergie du pompage des protons pour former de l’ATP
ADP + Pi –> ATP
Combien d’ATP sont produits par le NADH et par le FADH2 et pourquoi?
NADH2 = 3 ATP, car pompage des protons par les complexes I, III, et IV
FADH2 = 2ATP, car pompage des protons par les complexes III et IV seulement
- le complexe II ne pompe pas de protons
Comment est-il achéminé l’ATP de la mitochondrie vers le cytosol?
ATP translocase dans la membrane mitochondriale
permet le passage passif de l’ATP et de l’ADP
Sortie d’ATP et entrée d’ADP
Quels sont les deux principaux facteurs contrôlant l’oxydation du glucose en CO2 dans la cellule
1) rapport ATP/ADP
2) Rapport NADH/NAD+
Effet de la variation du rapport ATP/ADP au niveau de la glycolyse
+ d’ATP –> moins de glycolyse
ATP inhibe la PFK
Régulation de la PFK
ATP modulateur allostérique négatif
AMP modulateur allostérique positif
D’où provient l’APM capable de réguler positivement la PFK
Lorsque l’ATP est utilisé, il y a formation d’ADP
et pour survenir au besoin de la cellule
2ADP –> ATP + AMP
Pourquoi est ce que la régulation de la glycolyse par l’ATP ne se fait pas au niveau de l’héxokinase?
L’héxokinase permet la phosphorylation du glucose, ce qui évite sa sortie de la cellule.
Cette étape est importante aussi pour la formation du glycogène
Effet de la variation du rapport NADH/NAD+ dans la régulation de la production d’énergie
Une augmentation de NADH ou une baise de NAD+ conduit à l’inhibition des Rx où le NAD+ est un substrat
Donc deshydrogénases
Pyruvate deshydrogénase (aussi inhibée par l’ATP)
𝝰-cétoglutarate deshydrogénase
malate deshydrogénase
Effet de la variation du rapport ATP/ADP au niveau du cycle de Krebs
l’augmentation d’ATP inhibe la citrate synthase
Effet de la variation du rapport ATP/ADP au niveau de la respiration mitochondriale et la phosphorylation oxydative
Si trop d’ATP, l’activité de l’ATP synthase est réduite, car moins d’ADP disponible
Ce qui conduit à l’augmentation de protons dans l’espace intermembranaire
Ce qui diminue le pompage de protons par les complexes de la chaine respiratoire, car le gradient électrochimique dévient défavorable
Au niveau du myocarde, quel est l’effet de l’hypoxie ou l’anoxie au niveau de la chaine respiratoire et la phosphorylation oxydative?
diminution de l’activité de la chaine respiratoire car le complexe IV a besoin d’O2
Si le complexe IV n’a pas d’O2 –> pas d’oxydation du Cyt-C –> inhibition du complexe III –> pas d’oxydation de l’ubiquinone –>inhibition des complexes I et II –> augmentation de la conc de NADH et FADH2 mitochondriale
Sans fonctionnement de la chaine respiratoire, pas de gradient électrochimique de protons, donc l’ATP synthase ne peut plus fonctionner –> inhibition de la production d’ATP
Au niveau du myocarde, quel est l’effet de l’hypoxie ou l’anoxie au niveau du cycle de Krebs
Diminution suivi de l’Arrêt de l’activité.
Sans O2, chaine respiratoire bloquée –> diminution de l’oxydation du NADH et FADH2
Sans NAD et FAD pas de Rx d’oxydoréduction
Au niveau du myocarde, quel est l’effet de l’hypoxie ou l’anoxie au niveau de l’oxydation du pyruvate
Diminution de son activité, suivi d’arrêt complet
rapport NADH/NAD trop élévé et manque de NAD pour la Rx de la pyruvate deshydrogénase
Au niveau du myocarde, quel est l’effet de l’hypoxie ou l’anoxie au niveau de la concentration d’ATP dans le cytosol
Diminution, car arrêt de la production par l’ATP synthase
Au niveau du myocarde, quel est l’effet de l’hypoxie ou l’anoxie au niveau de l’activité de la PFK
Augmentation de l’Activité, car diminution de l’ATP cytosolique
Au niveau du myocarde, quel est l’effet de l’hypoxie ou l’anoxie au niveau de la glycolyse
augmentée temporairement, car manque d’ATP
La glycolyse devient la seule source d’énergie pour la cellule
Au niveau du myocarde, quel est l’effet de l’hypoxie ou l’anoxie au niveau de l’efficacité catalytique de la LDH
Pas de changement
Au niveau du myocarde, quel est l’effet de l’hypoxie ou l’anoxie au niveau de l’activité la LDH
Augmentation, car le pyruvate s’accumule donc plus de substrat
Pyruvate + NADH Lactate + NAD
le NAD est nécesaire à l’oxydation du GAP
En anaérobiose, quelle est la conséquence si le myocarde ne peut pas transformer le pyruvate en lactate?
Sans cette transformation, pas de NAD formé pour la glycolyse, donc manque d’ATP pour la cellule –> mortalité
Quel est l’effet de l’ischémie sur la concentration de protons des cellules myocardiques?
ischémie –> moins d’irrigation –> moins d’O2 et moins de Glucose
moins d’O2, accumulation d’acides dans le cytosol
Acide pyruvique et acide lactique (surtout celui la vu que le pyruvate est transformé en lactate)
Si plus d’acide + de protons H+ donc le pH diminue
pH bas => diminution de l’activité des enzymes métaboliques comme la PFK et l’ATP-ase du muscle
Pourquoi est-ce que la LDH est essentielle aux érytrocytes?
Pas de mitochondries, donc seule source d’énergie = glycolyse
Pourquoi est-ce que la LDH est nécesaire à tous les tissus?
Nécesaire pour augmenter la glycolyse pour avoir de l’ATP rapidement
(Temporaire) En attente que l’apport en oxygène augmente par la régulation respiration et du débit sanguin
Bilan énergétique du glucose en présence d’oxygène?
1) glycolyse = 4ATP - 2 ATP + 2xNADH (6ATP) = 8 ATP
2) oxydation du 2xpyruvate = 2xNADH = 6 ATP
3) cycle de Krebs =
2x3NADH (18ATP) + 2x1FADH2(4 ATP) + 2xGTP = 24 ATP
Bilan énergétique du glucose en absence d’oxygène?
à partir du glucose-6-P
- pas d’oxydation du pyruvate ni de cycle de Krebs
- Donc seulement glycolyse
- Toutefois pas d’énergie à partir du NADH (récyclé par la LDH)
- Donc 3 ATP seulement
Comment fonctionne un découpleur?
- permet aux protons de passer la membrane interne de la mitochondrie indépendamment de l’ATP synthase
- Permet l’action normale de la chaine respiratoire
Donc chaine respiratoire et phosphorylation oxydative découplées
Exemple d’un découpleur?
dinitrophénol
Effets du dinitrophénol sur une cellule du myocarde bien oxygéné
- augmentation de la consomation d’O2
- augmentation de l’oxydation de NADH et FADH2
- effet sécondaire –> augmentation de la chaleur corporelle –> trop d’activité des pompes à protons
- diminution de la production d’ATP par l’ATP synthase
- augmentation du cycle de Krebs
- augmentation de la glycolyse
Effet du cyanure?
Bloque l’activité du complexe IV
Donc, Blocage la chaine respiratoire
- diminution de la consomation d’O2
- moins de production d’ATP par l’ATP synthase
- Moins de NAD et FAD, donc diminution et arrêt du cycle de Krebs
Effet du blocage des complexes I, II ou III?
L’effet est le même que pour le complexe IV, car on bloque la chaine mitochondriale
- Si complexe II est bloqué, les complexes I, II et IV peuvent fonctionner, mais pas de FAD formé donc le cycle de Krebs s’arrête et pas de NADH produit non plus.
Effet du blocage de l’ATP/ADP translocase?
Blocage de la synthèse d’ATP par l’ATP synthase et donc blocage de la chaine respiratoire, car le grandient électrochimique des protons est modifiée
Qu’est-ce qui cause l’acidose lactique congénitale de type Saguenay-Lac-Saint-jean?
Diminution de l’activité du complexe IV
mutation dans gène codant pour une protéine qui stabilise l’ARN mitochondial
Donc dysfonctionnement mitochondrial
Crise causée par un stress
Effets de l’acidose lactique congénitale de type Saguenay-Lac-Saint-jean?
dysfonctionnement mitochondrial
- Donc acidification lactique, car la glycolyse est augmentée
- conséquences neurologiques et dévéloppementales
- Symptomes pas spécifiques
- Anorexie, nausées, vomissements, hyperventilation, somnolence…
Principaux marqueurs biochimiques de l’infarctus du myocarde?
Sous-unités I et T de la troponine
Pourquoi est-ce que la troponine augmente dans le sang lors de l’infarctus du myocarde?
Souffrance du myocarde –> libération du conténu cellulaire vers le sang
La troponine se retrouve en grande qté dans les cellules du myocarde
À quel moment est-ce qu’on peut observer une augmentation de la troponine dans le sang lors d’un infarctus du myocarde?
à partir de 3h suivant l’infarctus
Pourquoi est-ce que la troponine (I et T) est un bon marqueur de l’I.M
- troponine nécesaire aux contractions musculaires
- 3 sous unités: I, T et C.
- sous unités I et T différentes entre le myocarde et les autres cellules musculaires
Pourquoi est-ce que les CK ne sont plus utilisées comme marqueur de l’IM?
- Les CK se retrouvent aussi dans le muscle strié
- CK isoenzyme MB plus présente dans le coeur, mais aussi dans le muscle.
- ->Donc troponine I et T plus spécifique
Quel est le carburant utlisé par les tissus?
Glucose sanguin
Est-ce qu’il y a des tissus qui dépendent essentiellement du glucose pour son métabolisme?
- Erytrocytes, car pas de mitochondries
- Cerveau
capable de digérer aussi les Ac Gras, mais pas suffisamment pour combler ses besoins
Quels sont les deux tissus dont les transporteurs du glucose sont hormonodépendants?
Muscles et tissu adipeux dont les transporteurs dépends de l’insuline
De quel organe provient le glucose en période post-prandiale?
Foie
Hydrolyse des aliments –> veine porte –> Foie –> vers les autres tissus par les veines hépatiques
De quel organisme provient le glucose lors qu’on est à jeun?
le Glucose est produit par le foie à partir des réserves de glycogène (glycogénolyse)
En jeun prolongé, les précurseurs de la néoglucogénèse sont utilisés pour synthétiser du glucose dans le foie et ainsi l’envoyer vers les autres tissus
Quels sont les tissus qui possèdent des réserves importantes de glycogène?
Foie et muscles
Substrats de la glycogénolyse
Glycogène et Pi
Rôle des enzymes principales de la glycogénolyse
1) Glycogène phosphorylase active
du glycogène en glucose-1-P
2)Glucose-6-phosphatase (seulement au foie)
glucose-6-P (obtenu par isomérisation du G-1P) en glucose
3) enzyme débranchante libère du glucose directement
clivage des liaisons 1-6
Quel est l’enzyme de régulation de la glycogénolyse
Glycogène phosphorylase
Substrats principaux de la Neoglucogénèse
Alanine principalement
aussi lactate et glycérol
Définition de précurseur
- substance donc 1 ou plusieurs C servent à la synthèse d’une autre molécule
- existent des réserves dans l’organisme
- peut être véhiculé dans le sang
comment est ce que le cycle de Krebs intervient dans la néoglucogénèse?
Le malate est transporté vers le cytosol puis transformé en oxaloacétate qui est ensuite transformé en PEP en utilisant de l’énergie (sous forme de GTP)
Réactions principales dans la néoglucogénèse
Pyruvate carboxylase
pyruvate + CO2 + ATP –> ADP + Pi + Oxaloacétate
PEPCK
Oxaloacétate + GTP –> GDP + Pi + PEP
Fructose-1-6-biphosphatase
F-1,6-bisP + H2O –> F-6-P + Pi
Glucose-6-phosphatase
G-6-P + H2O –> Glucose + Pi
D’où provient l’énergie nécesaire à la Néoglucogénèse?
de la β-oxydation des ac gras en acétyl Coa
de quelle façon est-ce que l’Acétyl-Coa et l’ATP mitochondrial régule la néoglucogénèse?
Acétyl-Coa
- inhibition de la pyruvate deshydrogénase
- activation de la pyruvate carboxylase
ATP
- Inhibition de la citrate synthase
signaux régulant la glycolyse ou la néoglucogénèse
Glycémie haute –> I/G haut –> Glycémie augmente
Glycémie faible –> I/G faible –> Néoglucogénèse augmente
Aussi –> I/G faible –> B oxydation –> produiction ATP –> inhibition PFK
Substrats de la Glycogénèse
Glucose
ADP
UDP
résidu de glycogène
Métabolites de la Glycogénolyse
Glucose-1-P
Glucose-6-P
Glycogène qui commence à s’allonger
ajout Glucose en 1-4 et en 1-6 pour ramifications
Produit finaux de la glycogénolyse
Glycogène allongé et ramifié
ADP
UDP
PPi
Enzyme clé de la glycogénolyse et sa régulation
Glycogène synthase
s’active lorsqu’elle n’est pas phosphorylée (régulation covalente)
lors de l’augmentation du rapport I/G
Effet de l’insuline et le glucagon sur le métabolisme du glycogène
I/G haut –> glycogénèse active / Glycogénolyse inhibée
I/G bas –> Glycogénèse inhibée / Glycogénolyse activée
Comment est-ce que le glucagon participe dans la régulation des enzymes clés du métabolisme du glycogène
quand le Glucagon est présent, il y a phosphorylation de la glycogène synthase (inhibée) et la glycogène phosphorylase (active)
Glucagon lie son recepteur –> activation de l’dénylate cyclase –> production AMPc –> Activation kinases –> phosphorylation
différence entre la néoglucogénèse hépatique et musculaire
Le muscle n’a pas de recepteurs pour le glucagon, donc la néoglucogénèse se fait plutot lors du répos s’il y a une grande quantité de glucose
L’entrée du glucose dans le muscle dépends de l’insuline
donc I/G doit être élévée
Au répos, quelle est la principale source d’énergie utilisée par les muscles squelettiques
Ac Gras
Énergie produite par la β-oxydation
Pourquoi est-ce que la glycolyse est peu active dans le muscle au répos?
Car β-oxydation produit bcp d’ATP –> inhibition de la PFK
Lors d’un effort intense quelle est la source d’ATP pour les muscles?
toute source possible
- voie de la CK
- ADP + ADP –> ATP + AMP (active PFK)
- phosphorylation au niveau du substrat
- Phosphorylation oxydative
Principal carburant chez le muscle et comment est-elle activée son utilisation?
Glycogène
activée par stimulation nerveuse et par l’adrénaline
Quelle est la cause de la limitation en temps d’un effort intense dans le muscle?
baisse de pH cellulaire cause par la synthèse de lactate
pyruvate s’accumule et la glycolyse doit continuer à fonctionner (manque de NAD+) donc activation de la LDH
