Chapitre 3 (diapo 21-60) Flashcards
Organes impliqués dans la régulation de la glycémie
-pancréas
-foie
-reins
-muscles
Hormones impliquées dans la régulation de la glycémie
-insuline (hormone hypoglycémiante) vs glucagon (hormone hyperglycémiante)
-adrénaline
Qu’est-ce qui contribue à faire baisser la glycémie?
Les muscles (glycogénogénèse)
Rôle du rein dans la régulation de la glycémie
réabsorption du glucose par filtration du sang au niveau du tubule proximal
Rôle du foie dans la régulation de la glycémie
Le foie est un organe vital, car sans celui-ci une hypoglycémie est rapidement mortelle.
-Par le biais de la veine porte hépatique, le foie reçoit le glucose issu de l’alimentation.
-Rôle = retenir le glucose excédentaire après un apport important et de le libérer lors des périodes de jeûne afin que la glycémie reste constante à une valeur normale d’environ 5,6 mM.
Transporteurs membranaires du glucose : les familles
SGLT (sodium-glucose transporters), ou co-transporteurs Na+/glucose, réalisent un transport actif de glucose dans le rein et l’intestin
GLUT (glucose transporters) relaient la diffusion facilitée du glucose dans pratiquement toutes les cellules.
voir diapo 30 pour plus d’infos
En absence d’insuline, que se passe-t-il avec le glucose?
Il ne peut pas rentrer dans la cellule
S’il y a de l’insuline, que se passe-t-il avec le glucose?
L’insuline signale à la cellule d’insérer GLUT4 transporteur dans la membrane, ce qui permet au glucose d’entrer dans la cellule
Afin que tous les organes puissent bénéficier d’un apport continu de glucose et l’utiliser selon leur besoin, le métabolisme du glucose implique principalement deux organes et des voies métaboliques, lesquels?
Organes :
-foie
-muscles
Voies métaboliques :
-La glycogénogenèse, qui contribue au stockage du glucose principalement dans le foie et les muscles après les repas (hyperglycémie).
-La glycogénolyse, qui libère le glucose pour combler les besoins énergétiques de l’organisme entre les repas et en cas d’hypoglycémie.
-La glycolyse, qui contribue à combler les besoins énergétiques cellulaires en consommant le glucose alimentaire ou celui stocké dans le foie et les muscles.
-La gluconéogenèse hépatique, qui sert à produire du glucose et le consommer entre les repas et en cas d’hypoglycémie.
Glycogénogénèse :
-qu’est-ce qui est métabolisé?
-surplus de glucose servent à quoi?
Après un repas, les disaccharides et l’amidon sont rapidement métabolisées.
Les surplus de glucose -> des réserves énergétiques stockées sous forme de glycogène, principalement dans le foie et les muscles
Glycogénolyse :
-qu’est-ce qui est mobilisé?
Le glycogène hépatique est mobilisé sous forme de glucose pour maintenir la glycémie et pour alimenter les tissus périphériques.
Le glycogène musculaire est mobilisé sous forme de glucose et consommé sur place par les cellules musculaires.
Structure du glycogène
-une extrémité réductrice
-plusieurs extrémités non-réductrices
Le premier glucose d’une molécule de glycogène est qualifié de ?
«côté réducteur» car la fonction aldéhyde libre du carbone 1 peut être oxydée
Le carbone 4 du glucose ajouté est qualifié de ?
«côté non réducteur» car leur carbone 1 ne comporte plus de fonction aldéhyde libre
Une ose = réducteur seulement si sa forme à chaîne ouverte comporte une fonction aldéhyde.
Les aldoses = réducteurs, car elles ont une fonction aldéhyde qui peut être oxydée, contrairement aux cétoses fonction cétone
Définition glycogénogénèse
voie métabolique qui permet, dans le foie et le muscle, la synthèse de glycogène à partir de glucose-6P comme précurseur
Glycogénogénèse :
-but principal
-effet sous l’action de l’insuline
-comment?
-mise en réserve du glucose issu d’une alimentation riche en glucides.
-éviter l’hyperglycémie après la digestion des glucides.
-En présence de plusieurs enzymes, dont le glycogène synthase et l’enzyme branchant dans le foie et dans les muscles
Enzymes de la glycogénogénèse
-Glucokinase (foie) ou hexokinase (muscle)
-Phosphoglucomutase
-UDP-glucose-pyrophosphorylase
-Glycogène synthase (GS)
-Enzyme branchant
Insuline -> PP1
Synthèse des chaines linéaires du glycogène
ACTIVATION DU GLUCOSE :
1) Transformation du glucose en glucose 6-P
-glucokinase (foie)
-hexokinase (muscle)
2) Isomérisation du glucose 6-P en glucose 1-P
-phosphoglucomutase
3) Transfert du résidu UDP sur le glucose 1-P
-UDP-glucose-pyrophosphorylase
SYNTHÈSE DES CHAINES LINÉAIRES :
4) Transfert du UDP-glucose sur le glycogène à n glucoses :
-Glycogène synthase (GS)
SYNTHÈSE DES CHAINES RAMIFIÉES :
Enzyme branchant
Combien de glucose entre chaque branche dans l’enzyme branchant?
8-12
Rôle enzyme branchant
-produire plus d’extrémités non réductrices
-Substrats pour le glycogène phosphorylase (GP)
Définition glycogénolyse
ensemble de réactions d’hydrolyse qui transforme les grosses molécules de glycogène en de nombreuses petites molécules de glucose 6-P
Dans le muscle, sous l’action de l’adrénaline, le __ sert de substrat pour __ et fournir directement de l’énergie sous forme __.
glucose 6-P
la glycolyse
d’ATP
Dans le foie, Le glycogène est associé en quoi? Pourquoi?
En grosses molécules fixées sur les membranes du RE
-> Ainsi, sous l’action du glucagon ou de l’adrénaline, le glucose 6-P est déphosphorylée par une glucose-6-phosphatase et qui permet le transport du glucose dans la circulation.
Enzymes de la glycogénolyse
-Glycogène phosphorylase (GP)
-Enzyme débranchant
->Glycosyltransférase et
->a-1,6 glucosidase
-Phosphoglucomutase
-Glucose-6-phosphatase
-> Foie, reins et intestins
Glucagon, adrénaline
->PKA
Adrénaline
->CaM kinase
GP/GS kinase
La GP catalyse quoi?
catalyse les 1ères réactions de la glycogénolyse
Enzyme débranchant de la glycogénolyse
2e et 3e réaction
-Glycosyltransférase
-a-1,6 glucosidase
Glycogénolyse :
1re grande étape
HYDROLYSE DES CHAINES LINÉAIRES :
-À partir d’une extrémité NON réductrice.
La GP utilise le Pi pour catalyser la phosphorylation du lien a-1,4 du dernier glucose d’une branche
Chaque glucose détaché des extrémités NON réductrices reçoit le radical phosphoryl sur son carbone 1 -> glucose 1-P
Le glucose suivant récupère la fonction alcool secondaire sur son carbone 4 -> reformer le côté NON réducteur.
Le GP poursuit l’hydrolyse des extrémités NON réductrices jusqu’à ce qu’elle parvienne à une limite de 4 unités de glucose avant une branche
-Dextrine limite
L’enzyme débranchant (transférase) transfère un fragment de 3 unités de glucose sur l’une ou l’autre extrémité des dextrine limites
Glycogénolyse :
2e grande étape
HYDROLYSE DES RAMIFICATIONS :
L’enzyme débranchant (a-1,6-glucosidase) hydrolyse la liaison a-1,6 du branchement et libère le seul glucose branché.
Allongement de la chaîne et reprise de l’action du GP à chaque branchement
Dans le foie, les G6P seront transformés en quoi et libérés où?
Transformés en glucose et libérés dans la circulation.
->Déphosphorylation catalysée par la glucose-6-phosphatase située sur la face interne (lumière) des citernes du réticulum endoplasmique
->Régulation de la glycémie
Transport du glucose issu du glycogène hépatique
D’abord, le glucose 6-P est transporté vers le RE (translocase spécifique).
Une fois dans la lumière du RE, la glucose 6-phosphatase libère le glucose et le phosphate.
Ensuite, le glucose est dirigé vers l’extérieur de la cellule (vésicules de sécrétion ou via GLUT2).
Dans les muscles, les glucose 1-P produits seront transformés en quoi?
Transformés en glucose 6-P (G6P)
-> Isomérisation catalysée par la phosphoglucomutase
-> Glycolyse
Suite à un repas riche en glucides, des mécanismes de régulation doivent être enclenchés pourquoi?
Pour éviter une hyperglycémie
Les cellules du foie et des muscles transforment alors les surplus de glucose en molécules de glycogène ce qui contribue à faire baisser la glycémie.
L’organisme est capable de stocker combien de g de glycogène en activant la glycogénogénèse?
500 grammes de glycogène (20% dans le foie, 80% dans les muscles)
Si la glycémie devient trop basse, que se passe-t-il?
L’activation de la glycogénolyse doit être régulée afin que le glycogène accumulé dans le foie soit hydrolysé de nouveau en glucoses qui passent dans la circulation sanguine.
Le glucose libre permet de maintenir la glycémie à une valeur proche de quoi?
1g/L
Les points de régulation de la glycogénogénèse
-La glycogène synthase (GS)
-la glycogène phosphorylase (GP)
En absence d’insuline, la GS hépatique (et musculaire) se trouve sous quelle forme ?
phosphorylée et inactive
En absence d’insuline, la GP se trouve sous quelle forme ?
phosphorylée et active
GS et GP phosphores sous l’action de quoi?
sous l’action de la GP/GS kinase
Pour activer la glycogénogénèse, comment doivent être la GS et la GP?
Doivent être déphosphorylées
En période postprandiale, le GS est activé par qui? Et ensuite?
Activé par l’insuline via la phosphatase PP1
Lorsque PP1 est activée par l’action de l’insuline, elle va agir sur 3 enzymes: la GP/GS kinase, la GP et la GS.
Lorsque PP1 déphosphoryle le GP/GS kinase et le GS, la glycogénolyse est inhibée.
Par contre, la déphosphorylation du GS mène à une restitution de son activité et à l’activation de la glycogénogenèse
Le glucagon active quoi dans la glycogénolyse? Ensuite?
Active la GP hépatique via la protéine kinase dépendante de l’AMP cyclique (AMPc), la PKA
En présence d’AMPc, produit par l’adénylate cyclase, la PKA phosphoryle la GP/GS kinase pour la rendre active.
En même temps que le GP est activé par la GP/GS kinase, le GS est préservé inactif sous la forme phosphorylée par l’action de la GP/GS kinase, ce qui permet d’activer la glycogénolyse et inhiber la glycogénogenèse.
Ainsi, l’hydrolyse du glycogène permet alors la libération de glucose-1P qui sera isomérisé en glucose-6P et ensuite transformé en glucose.
Le glucose sera sécrété par le tissu hépatique pour normaliser une hypoglycémie.
Quelles sont les particularités du muscle strié par rapport au foie?
Il n’exprime pas les récepteurs au glucagon.
Il n’exprime pas la protéine glucose 6-phosphatase.
Il exprime les récepteurs à l’insuline et les récepteurs à l’adrénaline.
La glycogénolyse est activée lorsque le taux de calcium augmente dans le sarcoplasme en réponse à l’adrénaline, lors d’une activité physique intense ou en situation de stress (physique ou émotif).
Conséquences des particularités du muscle strié par rapport au foie?
lorsque la glycogénolyse est activée, le glucose 6-P demeure dans le sarcoplasme et il est consommé sur place pour assurer les besoins énergétiques lors des contractions musculaires
Activation de la GP musculaire par qui? Étapes?
L’adrénaline active une cascade de signalisation impliquant une protéine G couplée au récepteur a-adrénergique qui active la voie de la phospholipase C-gamma (PLC-g).
L’activation de la PLC-g induit la libération du calcium du réticulum endoplasmique.
L’augmentation de Ca2+ intracellulaire active la protéine kinase calmoduline-dépendante:
CaM kinase.
Dans les dernières étapes de la cascade de signalisation, la CaM kinase phosphoryle le GP/GS kinase.
À son tour, le GP/GS kinase active le GP afin d’activer la glycogénolyse.
En même temps, le GP/GS kinase phosphoryle le GS qui devient inactif, ce qui permet d’inhiber la glycogénogenèse
Régulation allostérique de la GP hépatique ou musculaire
Activateur :
-l’AMP non cyclique
-signe d’une baisse de l’énergie cellulaire
Inhibiteurs :
-le glucose 6-P et l’ATP
-signe d’une hausse de l’énergie cellulaire
