Cours 3 : glucides Flashcards
Effet d’une variation du rapport ATP/ADP au niveau de la glycolyse
Plus rapport ATP/ADP est élevé (donc plus il y a d’ATP par rapport à l’ADP), moins la glycolyse est active
- Logique, car source d’énergie, alors quand énergie en quantité suffisante, pas besoin de glycolyse
Quelle est l’enzyme dont l’activité est principalement contrôler par la variation de ATP/ADP dans la glycolyse ?
PFK
Tableau sur enzyme et contrôle allostérique, etc
DO IT
Quelles substances (métabolites) sont directement responsables du contrôle de l’activité de la PFK
ATP et AMP
V ou F ? ATP est un inhibiteur de la PFK
VRAI
V ou F ? AMP est un inhibiteur de la PFK
FAUX ! Il est un activateur
Comment nomme-t-on l’effet de l’ATP et de l’AMP sur la PFK ?
Contrôle allostérique
- ATP est modulateur négatif
- AMP est modulateur positif
Comment ATP peut-il être à la fois un substrat de la réaction et un inhibiteur de la PFK
ATP a 2 sites différents sur l’enzyme, un catalytique et un allostérique négatif. Son affinité pour le site catalytique est supérieure à celle pour le site allostérique, alors quand il y a peu d’ATP, il va sur le site catalytique et non le site allostérique négatif. Vice-versa.
Dans quelle situation métabolique la concentration d’AMP augmente
Lorsque les besoins en ATP augmentent, soit lorsque l’ATP diminue.
Comment l’AMP est-elle formée ?
ADP + ADP = AMP + ATP
Comment l’utilisation d’ATP influence la formation d’AMP et la reformation d’ATP
Utilisation de l’ATP augmente ADP, ce qui favorise génération ATP et AMP
Pourquoi l’inhibition de la glycolyse par un excès d’ATP ne se fait pas au niveau de l’hexokinase ?
Pour permettre au foie et aux muscles de stocker le glucose sous forme de glycogène.
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
Inhibition de ces deux processus métaboliques !
- Les réactions où le NAD+ est un substrat sont défavorisées par l’augmentation du rapport NADH/NADÇ (ex: PDH, alpha-cétoglutarate déshydrogénase, malate déshydrogénase, etc)
Qu’est-ce qui active et diminue la réaction catalysée par la pyruvate déshydrogénase (PDH)
- Active: NAD+, CoA-SH, ADP
- Diminue: NADH, acétyl~CoA, ATP
Quelle enzyme l’ATP inhibe-t-elle dans le cycle de Krebs
Citrate synthase
Quel est l’avantage pour l’organisme que l’ATP/ADP et NADH/NAD+ influencent la glycolyse et le cycle de Krebs ?
Le rôle de ces voies métaboliques est de produire de l’énergie, soit de l’ATP ou du NADH (car au final, donnera de l’ATP). Si la quantité d’ATP est suffisante, il n’est pas nécessaire que ces voies soient très actives… Le glucose peut donc être utilisé à d’autres fins (stockage sous forme glycogène, synthèse acides gras…)
V ou F ? Les signaux ATP/ADP et NADH/NAD+ sont équivalents
Vrai ! reviennent au même, car quand il n’y a pas beaucoup d’ATP, pas beaucoup de NADH et vice versa.
Lorsque la glycémie est élevée, dans le muscle squelettique, et que ATP/ADP et NADH/NAD+ aussi, quel est le sort du glucose ?
Dirigé vers le glycogène
Effet de l’augmentation d’ATP/ADP sur activité de ATP synthase et respiration mitochondriale
-Activité de ATP synthase diminue, car ADP intramitochondrial (le substrat!) devient limitant.
Comme ATP synthase fonctionne plus autant, les protons s’accumulent à l’extérieur de la membrane…
-Activité de la chaîne respiratoire diminue car le gradient de protons devient trop élevé pour les pompes de la chaîne
Quel est le facteur intracellulaire principalement responsable de la diminution de l’activité de l’ATP synthase et de la chaine respiratoire ? Pourquoi ?
L’ADP ! Car c’est un substrat indispensable pour l’ATP synthase et il en manque…
Parlons myocarde. Quel est ou quels sont les conséquences de l’hypoxie (baisse d’oxygène) ou de l’anoxie (absence oxygène) sur…
- … l’activité de la chaîne respiratoire ?
- Diminution, suivi d’arrêt
- Oxygène est l’accepteur final d’électron (H+ + 1/2 O2 -> H2O). S’il n’est plus disponible, bloque la chaine.
Quel est ou quels sont les conséquences de l’hypoxie (baisse d’oxygène) ou de l’anoxie (absence oxygène) sur…
- … l’activité de l’ATP synthase
- Diminution, suivi d’arrêt
- ATP synthase et chaine respiratoires sont des réactions couplées… Électrons ne sont plus échangés dans la chaîne, donc le gradient de protons “disparait”. Les protons n’ont plus tendance à revenir à l’intérieur de la mitochondrie, donc n’empruntent plus la voie de l’ATP synthase !
Quel est ou quels sont les conséquences de l’hypoxie (baisse d’oxygène) ou de l’anoxie (absence oxygène) sur…
- … la concentration du NADH mitochondrial ?
- Augmentation
- Il n’est plus oxydé par la chaîne respiratoire qui ne fonctionne plus !
Quel est ou quels sont les conséquences de l’hypoxie (baisse d’oxygène) ou de l’anoxie (absence oxygène) sur…
- … l’activité du cycle de Krebs ?
- Diminution, suivit d’arrêt
- 4 réactions d’oxydoréduction affectées par le manque de NAD+ et de FAD (comme les NADH et FADH2 n’ont pas pu être oxydé à la chaine respiratoire qui est arrêtée !)
Quel est ou quels sont les conséquences de l’hypoxie (baisse d’oxygène) ou de l’anoxie (absence oxygène) sur…
- … l’oxydation du pyruvate dans mitochondrie ?
- Diminution, suivit d’arrêt
- même si ATP/ADP et acétyl~CoA/CoA-SH très bas et que ça devrait stimuler la réaction, rapport NADH/NAD+ est ÉNORME puisque le NAD+ n’est plus disponible et que le NADH ne peut pas être oxydé !
- il n’y a pas de NAD+ disponible, donc pas de réaction !
Quel est ou quels sont les conséquences de l’hypoxie (baisse d’oxygène) ou de l’anoxie (absence oxygène) sur…
- … concentration d’ATP dans le cytosol ?
- Diminution
- Source principale d’ATP est relié à l’ATP synthase qui ne fonctionne plus !
Comment la cellule tente-t-elle de compenser l’absence de la contribution de l’ATP synthase pour la synthèse d’ATP ?
Par augmentation de la glycolyse.
Quel est ou quels sont les conséquences de l’hypoxie (baisse d’oxygène) ou de l’anoxie (absence oxygène) sur…
- … l’activité de la PFK ?
- Augmentation
- Rapport ATP/ADP diminue, ce qui l’active
Quel est ou quels sont les conséquences de l’hypoxie (baisse d’oxygène) ou de l’anoxie (absence oxygène) sur…
- … l’activité de la glycolyse ?
- Augmentation…. pour un certain temps
- Augmentation activité PFK
- Devient seule source ATP pour la cellule…
Quel est ou quels sont les conséquences de l’hypoxie (baisse d’oxygène) ou de l’anoxie (absence oxygène) sur…
- … l’efficacité catalytique des molécules de LDH (lactate déshydrogénase) ?
- Aucun changement
- LDH non contrôlée, pas sujette à régulation
Explications possibles à l’augmentation des activités enzymatiques
1) Enzyme qui est présente a accès à davantage de substrat
2) Elle est plus efficace (Vmax augmenté) suite à modification covalente ou allostérique
3) Il y a davantage de molécules d’enzymes (induction), donc elle n’est plus en concentration limitante
Quel est ou quels sont les conséquences de l’hypoxie (baisse d’oxygène) ou de l’anoxie (absence oxygène) sur…
- … l’activité des molécules de LDH (lactate déshydrogénase) ?
- Augmentée
- Augmentation substrat (pyruvate) dans cytosol
L’activité de la LDH devient-elle supérieure ou inférieure à celle d’un tissu bien oxygéné ?
Supérieure
La modification de l’activité de la LDH est-elle due à un changement du nombre de molécules d’enzyme présentes ou à un changement du nombre de molécules de substrat disponibles
Augmentation du nombre de molécules de substrat disponibles.
En anaérobiose (manque d’oxygène), qu’advient-il du pyruvate ?
Il est transformé en lactate.
Quelles seraient les conséquences si le myocarde ne pouvait pas réaliser la transformation du pyruvate en lactate en situation d’anaérobiose ?
Il n’y aurait plus de NAD+ dans le cytosol, donc la glycolyse s’arrêterait. Celle-ci étant la dernière source d’énergie de la cellule, il n’y a plus d’ATP et la cellule meurt de suite.
Effet de l’ischémie (arrêt/insuffisance circulation sang) sur la concentration de protons des cellules myocardiques et conséquences sur la cellule
- Augmentation concentration protons, car accumulation d’acide lactique et pyruvique)
- Diminution pH
- Conséquences: diminution activité PFK (qui abaisse sa Vmax), réduction activité ATPase (enzyme nécessaire à contraction) du muscle
Pourquoi la LDH est essentielle aux érythrocytes ?
Érythrocytes n’ont pas de mitochondries donc dépendent entièrement de la glycolyse comme source d’énergie. Ils transportent l’O2 mais ne l’utilise pas pour leurs besoins énergétiques. LDH est donc essentielle pour recycler NADH produit et assurer fonctionnement continuel de la glycolyse.
*D’ailleurs, c’est pourquoi on retrouve du lactate en permanence dans le sang
Pourquoi les tissus autres que le coeur et les érythrocytes ont-ils besoin aussi de LDH ?
Subvenir aux besoins immédiats en ATP lorsque la quantité d’O2 qui leur arrive n’est pas suffisante. (Mécanismes respiration et débit sanguin retardés par rapport aux besoins de la cellule)
- Périodes courtes uniquement, mais critiques.
Au cours de quelle transformation métabolique la cellule retire-t-elle le plus d’énergie ?
Les transformations ayant lieu dans la mitochondries, mais plus précisément le cycle de Krebs (en raison des transporteurs d’électrons…)
Comparaison du nombre d’ATP produites par glucose dans myocarde normal VS par glucose-6-phosphate dans une région ischémique
Aérobie: 38 ATP
Anaérobie: 3 ATP
Quels processus métaboliques mitochondriaux sont normalement couplés
Chaine respiratoire et régénération de l’ATP par ATP synthase (phosphorylation oxydative)
- si ATP synthase s’arrête, chaine fonctionne pas et vice versa.
Comment agit un découpleur ?
- Permet aux protons du cytosol de traverser la membrane interne et donc de retourner dans la mitochondrie sans passer par ATP synthase !
- Sorte de navette à protons car soluble dans milieux aqueux et membrane…
- Découpleur dissocie donc chaine respiratoire de l’ATP synthase
- Gradient devient faible comme les protons traverse membrane = ATP synthase ne peut plus fonctionner
Exemple de découpleur
2,4-dinitrophénol
Quels sont les effets du 2,4-dinitrophénol sur…
- … Consommation oxygène
- Augmentation
- Protons reviennent dans mitochondries, donc leur quantité n’impose plus de résistance au transport des protons par complexes de chaine respiratoire (pompes à protons ne luttent plus contre gradient).
- Chaine fonctionne sans opposition et est facilement capable d’apporter une grande quantité d’électrons à l’oxygène
Quels sont les effets du 2,4-dinitrophénol sur…
- … Production d’ATP par ATP synthase
- Diminution
- Protons, qui devraient emprunter voie de l’ATP synthase, sont transportés par dinitrophénol à travers membrane.
Quels sont les effets du 2,4-dinitrophénol sur…
- … oxydation du NADH et du FADH2
- Augmentation
- Les pompes à protons ne luttent plus contre le gradient électrochimique
Quels sont les effets du 2,4-dinitrophénol sur…
- … activité du cycle de Krebs
- augmentation
- rapports ATP/ADP et NADH/NAD+ sont diminués
- Le NADH est oxydé, mais l’ATP n’est pas reformé
- NAD+ facilement disponible aux oxydoréductases
Quels sont les effets du 2,4-dinitrophénol sur…
- … activité glycolyse ?
- Augmentation
- PFK ressent manque ATP
Quel est un effet secondaire indésirable des découpleurs? Expliquez le phénomène
Élévation de la température corporelle
- Rôle cycle Krebs et glycolyse = extraire énergie des métabolites du glucose, entre autre sous forme électrons.
- Rôle chaine respiratoire = convertir énergie de réaction entre électrons et oxygène sous forme gradient protons
- Cette conversion n’est pas totalement efficace
- Perte énergie sous forme chaleur
- D’autant plus de chaleur que de mouvement des électrons dans la chaine respiratoire
Quel mécanisme est principalement responsable de la production de chaleur corporelle dans un organisme normal
-Déperdition d’énergie par chaine respiratoire
Quel est l’effet du cyanure ?
Inhibe la chaine respiratoire
Sur quel complexe agit le cyanure ?
Complexe IV
Conséquences de l’inhibition de la chaine respiratoire sur…
-… consommation d’O2
-Diminution
Blocage du complexe IV est comme s’il n’y avait plus d’O2
Conséquences de l’inhibition de la chaine respiratoire sur…
-… production ATP par ATP synthase
- Diminution
- Gradient protons n’est plus formé, car n’y a plus de passage d’électrons dans la chaine. Aucun proton n’est incité à revenir dans mitochondrie par ATP synthase
Conséquences de l’inhibition de la chaine respiratoire sur…
-… oxydation NADH et FADH2
- Diminution
- Ne peuvent plus se débarrasser de leur charges
Conséquences de l’inhibition de la chaine respiratoire sur…
-… activité du cycle de Krebs
- Diminution
- NAD+ et FAD ne sont plus disponible
Inhibition des complexes I, II, III, de la traônslocase, de l’ATP synthase aurait-elle mêmes conséquences que celles engendrées par complexe IV
OUI. Quel que soit le niveau de blocage, totalité de la chaine est bloqué ! Et ATP synthase couplée à chaine respiratoire
Conséquences de l’inhibition de la chaine respiratoire (monte/descend)
1) transport électrons
2) utilisation oxygène
3) synthèse intramitochondriale d’ATP
4) synthèse cytosolique d’ATP
5) activité glycolyse
6) production lactate
7) activité Krebs et oxydation pyruvate en acétyl~coA
1) transport électrons: descend
2) utilisation oxygène: descend
3) synthèse intramitochondriale d’ATP: descend
4) synthèse cytosolique d’ATP: monte
5) activité glycolyse: monte
6) production lactate: monte
7) activité Krebs et oxydation pyruvate en acétyl~coA: descend
Qu’est-ce que l’acidose lactique congénitale type Saguenay-Lac-Saint-Jean
- Grave maladie métabolique et neurologique de cause génétique mitochondriale.
- Activité cytochrome c-oxydase diminué (complexe IV)
- Crises d’acidoses déclenchées par stress alimentaire, physique, émotionnel, infectieux…
- Symptômes: anorexie, nausées, vomissements, douleurs abdominales, hyperventilation, somnolence…
- DANGEREUSE
- Chaine respiratoire incapable de répondre à demande énergie accrue ->glycolyse augmente et accumule le lactate
Voir cas clinique monsieur Bouchard !
DO IT
