Les hydrates de carbone

Question 1

❤️ Quels substrats principaux permettent de synthétiser de l’ATP dans la cellule ?

Answer 1

La dégradation des 3 principaux substrats permettant de synthétiser de l’ATP dans la cellule sont : les hydrates de carbones (dont le glucose), certains lipides et certains acides aminés.

Question 2

❤️ A quoi sert le glucose ?

Answer 2

Le glucose ne sert pas QUE à être transformé en 2 molécules de pyruvate dans la glycolyse, il est aussi très important dans le stockage d’E (dans le foie et dans la fibre musculaire), dans les polymères de glucose = des polysaccharides = très importants pour la matrice extracellulaires ou la paroi des bactéries.
Enfin, le glucose peut aussi être transformé en ribose-5-P qui permet la synthèse de nucléotides : via la voie du pentose-P.

Question 3

❤️ Quelle est l’équation de la glycolyse ?

Answer 3

Selon cette équation universelle, une molécule de glucose rentre dans la glycolyse, en présence de 2 cofacteurs = NAD (= nicotinamide adénine di-nucléotides) mais aussi de 2 ADP et de 2 Pi.
En fin de glycolyse, on obtient 2 molécules de pyruvate, 2 cofacteurs chargés en électrons et protons (NADH), 2H+, 2molécules d’ATP et 2 molécules d’eau.
Pour chaque molécule de glucose rentrant dans la glycolyse : 2 molécules d’ATP sont libérées dans la cellule. C’est donc une voie qui permet de dégrader du glucose et de fournir de l’E à la cellule.

Question 4

Comment peut-on décomposé l’équation de glycolyse ?

Answer 4

On peut décomposé cette équation en 2 :
- L’une = fortement exergonique = Glucose + 2NAD+ –> 2 pyruvates + 2 NADH + 2H+
- L’autre = endergonique = synthèse d’ATP via l’énergie fournie par la transformation du glucose en 2 pyruvates.
Ces 2 pyruvates peuvent être métabolisés en lactate, éthanol, propionate, acétate et butyrate quand la [O2] est basse/absente = anaérobie : on parle alors de fermentation.
Par contre, en présence d’O2 = aérobie et en présence de mitochondries, les molécules de pyruvate sont métabolisées en acétyl-CoA qui pénètrent dans le cycle de Krebs.
Ainsi : le produit de la dégradation du glucose va dépendre : de la présence ou non d’O2 dans la cellule, de la présence ou non de mitochondries dans la cellule.

Question 5

❤️ Où retrouve-t-on la glycolyse ?

Answer 5

La voie de la glycolyse = universelle : on la retrouve dans TOUTES les cellules de tous les organismes. Elle se déroule uniquement dans le cytoplasme cellulaire.
Le glucose = la seule source d’énergie pour certains types cellulaires.
(Ex : les GR = dépourvus de mitochondries : ils peuvent donc pas faire de phosphorylations oxydatives : ils transformeront donc le pyruvate en lactate via une fermentation anaérobie et ce, même si de l’O2 est présent.
Ex : les neurones = presque incapables d’utiliser d’autres substrats énergétiques que le glucose. D’où la raison pour laquelle la glycémie = si importante pour le cerveau : en cas d’hypoglycémie, un des premiers symptômes = tomber dans les pommes et si ça reste trop longtemps trop bas, les neurones meurent et ça entrainera à terme la mort de l’organisme.
Ex : les SPZ.)

Question 6

❤️ Quelles sont les phases de la glycolyse ?

Answer 6

Il existe une phase de préparation (la cellule va donner 2 molécules d’ATP) et une phase de rendement (la cellule va recevoir 4 molécules d’ATP).
Pour chaque molécule de glucose rentrant dans la voie de la glycolyse et qui est transformée en 2 molécules de pyruvates il y aura 4 – 2 molécules d’ATP produites = 2 molécules d’ATP produites.
On parle de « glycolyse » = pour « couper » : une enzyme = l’aldolase qui coupe une molécules de 6 carbones en 2 molécules de 3 carbones.

Question 7

❤️ Quelles sont les étapes de la glycolyse ?

Answer 7

1 : phosphorylation du glucose par une hexokinase en glucose-6-P
2 : transformation du glucose-6-P en fructose-6-P
3 : transformation du fructose-6-P en fructose-1,6 biP par la phosphofructokinase de type 1
4 : transformation du fructose-1,6-biP par l’aldolase en 2 molécules : le di- hydroxy-acétone-P + une molécule de glycéraldéhyde-3P
5 : ransformation de la molécule de di-hydroxy-acétone-P en une 2ème molécule de glycéraldéhyde-3P via la triose phosphate isomérase
6 : phosphorylation de chaque glycéraldéhyde-3P en 1,3-biP-glycérate via une glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase
7 : entre le 1,3-biP-glycérate et l’ADP, la phosphoglycérate kinase va transformer le P porté par le carbone n°1 sur l’ADP pour former de l’ATP
8 : transformation du 3-P-glycérate en 2-P-glycérate par une phosphoglycérate mutase
9 : retrait d’une molécule d’eau (H+ porté par le carbone 2 et OH- porté par le carbone 3) du 2-P-glycérate + formation d’une double liaison entre C2 et C3.
10 : transformation par la pyruvate kinase du phosphoénolpyruvate en présence d’ADP en de l’ATP et du pyruvate = produit final de la glycolyse.

Question 8

❤️ Comment se passe la 1ère réaction de la glycolyse = phosphorylation du glucose par une hexokinase en glucose-6-P ?

Answer 8

Elle ajoute un P sur le glucose = sucre à 6 carbones en présence d’ATP qui fournit le P et est ainsi transformé en ADP.
Il existe 4 types d’hexokinases, les 3 premières se comportent de manière très similaire >< la 4ème = la gluco-kinase qu’on ne trouve que dans les hépatocytes et dans la cellule bêta du pancréas.
La flèche va de G à D = réaction spontanée irréversible. Le ∆G°’ = - 16,7 kJ/mol = fortement négatif = libère de l’énergie. La phosphorylation = endergonique : nécessité un apport d’énergie.
Par contre, la libération d’énergie par l’hydrolyse de l’ATP en ADP est énorme.
Le couplage de ces 2 réactions fait qu’on peut additionner les 2 ∆G°’ et bien que le ∆G°’ de la phosphorylation soit = +, le ∆G°’ de l’hydrolyse est tellement négatif que le bilan des 2 reste négatif et se fait donc spontanément et de manière irréversible.

Question 9

❤️ D’où provient le glucose ?

Answer 9

Du glycogène (dans les hépatocytes ou dans la fibre musculaire) OU de la glycémie (= le glucose présent dans le sang qui peut rentrer dans les cellules et rentrer dans la voie de la glycolyse)

Question 10

❤️ Comment se passe la 2ème réaction de la glycolyse = transformation du glucose-6-P en fructose-6-P ?

Answer 10

Pour cela, le carbone n°1 = rendu externe au cycle : le cycle qui comprenait 5 carbones et 1 O n’en contient plus que 4 carbone et 1 O.
Cette réaction est catalysée par une phospho-hexose isomérase.
Cette réaction = réversible car les flèches sont de longueur identique et pointent dans des directions différentes.
Le ∆G°’ = 1,7 kJ/mol = très faiblement positif et donc proche de 0.

Question 11

❤️ Comment se passe la 3ème réaction de la glycolyse = transformation du fructose-6-P en fructose-1,6-biP par la phosphofructokinase type 1 ?

Answer 11

Pour cela, l’enzyme utilise de l’ATP qui fournit le P permettant de phosphoryler le carbone 1. Cette réaction = spontanée et irréversible.
On a à nouveau 2 réactions couplées : une endergonique = phosphorylation du fructose-6P alors que l’autre est fortement exergonique = hydrolyse de l’ATP et quand les 2 sont couplées le ∆G°’ = -14,2 kJ/mol = fortement négatif : signe une réaction spontanée irréversible.
L’enzyme phosphofructokinase subit des régulations allostériques de son activité enzymatique. Ex : si la concentration en ATP dans la cellule diminue, ça veut dire qu’il faut en synthétiser absolument et donc son activité sera augmentée, et inversement.
Les effecteurs allostériques + et – sont donc les produits finaux ET les substrats de ces réactions : ex : concentration en ATP, en ADP et en AMP.
Puisque que si la concentration en ATP ↑ : la concentration en ADP et en AMP ↓.
Et inversement si les concentrations en ADP et en AMP ↓ alors ça va avoir un effet allostérique sur l’enzyme qui sera stimulée.

Question 12

❤️ Comment se passe la 4ème réaction de la glycolyse = la transformation du fructose-1,6-biP par l’aldolase en 2 molécules : le di-hydroxy-acétone-P + une molécule de glycéraldéhyde-3P ?

Answer 12

Cette réaction est réversible car le ∆G = proche de 0 dans les conditions physiologiques de la cellule.
Par contre, le ∆G°’ = 23,8 kJ/mol = ne tient compte que de la nature des réactifs = fortement positive.
Ce qui rend ce ∆G proche de 0, vu la valeur du ∆G°’, ce sont les concentrations initiales des substrats, ça permet d’avoir un logarithme très négatif et de compenser le ∆G°’ positif.
On a donc ici un mécanisme de consommation des produits dans la réaction biochimique suivante, ce qui permet de diminuer la concentration en produits et permet donc au 2ème terme de l’équation d’être fortement négatif.

Question 13

❤️ Comment se passe la 5ème réaction de glycolyse = transformation de la molécule de di-hydroxy-acétone-P en une 2ème molécule de glycéraldéhyde-3P via la triose phosphate isomérase ?

Answer 13

Cette réaction est réversible avec un ∆G°’= 7,5 kJ/mol proche de 0.

Question 14

❤️ Comment se passe la 6ème réaction de glycolyse = phosphorylation de chaque glycéraldéhyde-3P en 1,3-biP-glycérate via une glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase ?

Answer 14

Cette enzyme catalyse la phosphorylation d’un P sur le carbone 1.
Ça se fait à partir de 2 molécules : toutes les réactions à partir de maintenant doivent être multipliées par 2.
Cette réaction = une oxydation : c’est donc une déshydrogénase qui enlève des protons et des électrons = chargés sur un cofacteur.
Il existe donc un cofacteur = NAD = nicotinamide adénine di-nucléotides : sur les 2 électrons et les 2 protons arrachés au substrat, 2 électrons et 1 proton seront chargés sur le cofacteur qui devient ainsi un NADH (= forme réduite du cofacteur) tandis que le 2ème proton = libéré dans le milieu réactionnel.
La [NAD] = hyper faible dans le cytoplasme = 10^-5 mol : il est indispensable pour que d’autres réactions de ce type puissent se faire, que le NADH produit soit retransformé en NAD.
Sans cela, la concentration en NAD va ↓, il va y avoir accumulation de glycéraldéhyde-3P et le glucose ne pourra plus rentrer dans la glycolyse car ne sera plus transformé en pyruvate.
Ça va alors impacter la production d’ATP dans la cellule, et dès lors le ∆G de la réaction d’hydrolyse de l’ATP va tendre vers 0 et donc la cellule n’aura plus de monnaie énergétique –> mort cellulaire.
Il est donc primordial que le NADH produit soit rapidement retransformé en NAD+.
Cette réaction = réversible car son ∆G°’ = 6,3 kJ/mol = proche de 0.

Question 15

❤️ Comment se passe la 7ème réaction de la glycolyse = entre le 1,3-biP-glycérate et l’ADP, la phosphoglycérate kinase va transformer le P porté par le carbone n°1 sur l’ADP pour former de l’ATP ?

Answer 15

Étant donné que les réactions doivent être multipliées par 2 à partir de la réaction n°6, on a donc production de 2 molécules d’ATP.
Le 1,3-biP-glycérate devient ainsi le 3-P-glycérate.
Les réactions n°6 et n°7 de la glycolyse = couplées : le ∆G°’ de 6 + 7 = négatif : ces 2 réactions sont spontanées et irréversibles du glycéraldéhyde-3P vers le 3- P-glycérate.

Question 16

❤️ Comment se passe la 8ème réaction de la glycolyse = transformation du 3-P-glycérate en 2-P-glycérate par une phosphoglycérate mutase ?

Answer 16

Elle va prendre le P porté par le carbone 3 et le mettre sur le carbone 2. Cette réaction est réversible avec ∆G°’ = 4,4 kJ/mol = proche de 0.

Question 17

❤️ Comment se passe la 9ème réaction de glycolyse = retrait d’une molécule d’eau (H+ porté par le carbone 2 et OH- porté par le carbone 3) du 2-P-glycérate + formation d’une double liaison entre C2 et C3 ?

Answer 17

Le 2-P-glycérate est transformé en phosphoénolpyruvate par l’énolase.
Cette réaction a un ∆G°’ = 7,5 kJ/mol = proche de 0 –> réaction réversible.

Question 18

❤️ Comment se passe la 10ème réaction de la glycolyse = transformation par la pyruvate kinase du phosphoénolpyruvate en présence d’ADP en de l’ATP et du pyruvate = produit final de la glycolyse ?

Answer 18

Il y a transfert du P porté par le C2 du phosphoénolpyruvate sur le P de l’ADP et ça génère de l’ATP. Et comme tout doit être multiplié par 2 suite à la coupure par l’aldolase, on a bien 2x production d’une molécule d’ATP.
On se retrouve donc avec la molécule d’énol-pyruvate dans un 1er temps après retrait du P. Puis, il y a une tautomérisation automatique = une isomérisation qui n’a pas besoin d’enzyme = se fait en absence d’enzyme.
Cette tautomérisation transforme la forme énol du pyruvate en forme céto-pyruvate avec une fonction cétone (= C double liaison O).
Ce pyruvate sous forme céto est bcp plus stable –> moins riche en E : cette tautomérisation spontanée libère donc une grande quantité d’E.
∆G et ∆G°’ = fortement négatif avec ∆G°’ = - 31,4kJ/mol.
Pour une molécule de glucose rentrée dans la glycolyse, on a 2 molécules de pyruvate formées.

Question 19

❤️ Quel est le bilan de la glycolyse ?

Answer 19

La cellule doit dans la phase préparatoire fournir 2 ATP.
En simplifiant l’équation, on voit que pour chaque molécule de glucose rentrant dans la glycolyse, on obtient l’équation n°2. On voit 2H+ = libérés dans le milieu réactionnel.
Conservation du nombre d’atomes de C, idem pour les P. Et niveau électrons et protons, il y a aussi conservation car les 4 électrons et les 2 protons arrachés vont être transférés sur 2 NAD pour former 2 NADH + 2H+.

Question 20

❤️ Quelles sont les différences entre le NADP et le NAD ?

Answer 20

Le NADP se distingue du NAD par l’ajout d’un P sur le C2.
Le NAD = un cofacteur = nicotinamide adénine di-nucléotide (phosphate pour le NADP).
On a un di-nucléotide :
• Le 1er nucléotide = composé d’une pseudo-base = la nicotinamide, d’un ribose et d’un P.
• Le 2ème nucléotide = composé d’une adénine = une base classique, d’un ribose et d’un P.
Dans les réactions d’oxydation, des déshydrogénase arrachent des électrons et des protons et cette structure de base = NAD = capable de capter 2 électrons et 1 protons (le 2ème proton = libéré dans le milieu réactionnel). Par contre, le NADP = un donneur de 2 électrons et d’un proton qu’il donne lors des réactions de réduction –> sa forme de base dans la cellule = NADPH >< forme classique du NAD = NAD

Question 21

Quel est le cas clinique sur le nicotamide ?

Answer 21

Le nicotinamide = pseudo-base = fabriqué à partir de la vit B3 = vit PP = niacine. Toutes les vitamines = hydrosolubles.
La vitamine B3 = prévient le pellagre = maladie.
Ce nicotinamide est fabriqué en labo à partir d’acide nicotinique et dans l’organisme, ce nicotinamide est synthétisée à partir du tryptophane. Certaines de nos cellules sont capables de synthétiser de la vit B3 à partir du tryptophane mais ce n’est pas suffisant pour assurer nos besoins en vit B3. On doit donc en trouver dans notre alimentation. Si ce n’est pas le cas, il y a une maladie qui se déclare = pellagre = maladie des 3D = dermatite, diarrhée, démence.
La vit B3 = très importante pour le maintien des épithélia de la peau (d’où la dermatite) et du tube digestif (d’où la diarrhée). Et en ce qui concerne la démence, la vit B3 participe à la réaction n°6 de la glycolyse : en cas de carence, c’est toute la glycolyse qui ne fonctionnera plus à cause du mauvais fonctionnement de cette réaction n°6.
Or les neurones sont dépendants quasi exclusivement du glucose –> altération de la production d’ATP dans les neurones –> altération du fonctionnement des polarisations/dépolarisations –> neurones ne fonctionnent pas d’où la démence.
Il existe la même maladie chez l’animal = maladie de la langue noire.

Question 22

Que se passe-t-il quand il n’y a pas de mitochondries dans la cellule ?

Answer 22

Quand il n’y a pas de mitochondries dans la cellule, on parle de conditions d’hypoxie/anaérobies. Dans ce cas, le pyruvate et le NADH ne peuvent pas rentrer dans la mitochondrie pour y être oxydés et se mettent alors en place des processus de fermentation : ex : lactique et alcoolique.
Dans ces conditions, quand une molécule de glucose rentre dans la glycolyse, elle est transformée en 2 molécules de pyruvate qui rentrent dans la fermentation lactique.
Il n’y a alors que 2 molécules d’ATP/molécule de glucose qui seront produites >< 30 à 32 molécules d’ATP/glucose dans les conditions aérobies.
Une cellule a donc intérêt à utiliser les conditions aérobies où elle consomme moins de glucose pour produire plus d’ATP.

Question 23

❤️ Comment se passe la fermentation lactique ?

Answer 23

Le pyruvate = produit final de la glycolyse.
C’est la LDH = lactate déshydrogénase qui transforme le pyruvate en lactate, et ça nécessite le NADH (+ 1 H+ présent dans le milieu réactionnel) et qui sera transformé en NAD.
Cette réaction est favorable de la G vers la D avec un ∆G°’ = - 25,1 kJ/mol.
C’est très important car la molécule NAD est essentielle pour entretenir la glycolyse.

Bilan :
1 molécule de glucose entre dans la glycolyse et génère 2 molécules de pyruvates. Ça fournit 2 ATP. Puis dans les conditions anaérobies ces 2 molécules de pyruvate = transformée en 2 molécules de lactate + il y a re-transformation des 2NADH formés lors de la glycolyse, d’être retransformés en NAD

Question 24

Dans quelles conditions se déroule la fermentation lactique ?

Answer 24

En cas d’absence d’O2 dans la cellule = anaérobie ou de concentration très faible = condition hypoxique. Les conditions anaérobies sont : lors d’un effort intense, en cas de cancer, en cas de choc, quand les GR sont dépourvus de mitochondries et quand la médullaire rénale est mal vascularisée

Question 25

Comment la fermentation lactique se met en place lors d'un effort intense ?

Answer 25

La cellule musculaire consomme énormément d’O2 pour produire de l’ATP et permettre la contraction musculaire. Le transport de l’O2 a une capacité maximale, et si la consommation par le muscle est trop importante, la capacité maximale de transport = atteinte, on tombe dans les conditions anaérobies. L’effort ne peut donc être que bref bien que très important car il y a production d’acide lactique = passe dans la circulation sanguine, s’ionise en H+ + lactate : [H+] augmente car celle de lactate augmente, ↓pH sanguine donc acidose métabolique = limite la durée de l’effort intense. Le lactate produit par fermentation lactique passe dans la circulation sanguine et il est récupéré par les hépatocytes. Dans ces cellules, il sera transformé en glucose après l’effort par gluconéogenèse. Le foie libère alors ce glucose dans le sang, il est alors capté dans la fibre musculaire qui va ainsi reconstituer sa molécule de glycogène qu’elle a dû entamer au cours de l’effort intense. On parle du cycle de Cori. En effet, ce ne sont que les substrats locaux dans la cellule = glycogène musculaire qui peut servir de substrat énergétique lors d’effort brefs mais intenses. Après la fin du sprint, même si l’effort est arrêté, la respiration reste intense car l’O2 ainsi intégré dans les poumons et la circulation sanguine = la dette d’O2 qui va en partie servir dans le foie à produire le glucose. La production de glucose à partir de lactate nécessite que l’hépatocyte dépense une quantité de molécules d’ATP importante = 6ATP pour produire 1 molécule de glucose. Et pour produire cet ATP il faut de l’O2.

Question 26

Comment la fermentation lactique se met en place lors d'un cancer ?

Answer 26

La vascularisation des tumeurs = très mauvaise en terme de qualité et de quantité de vaisseaux. Il y a génération de vaisseaux anormaux dans les tumeurs : une tumeur est constamment dans des conditions d’hypoxie qui font que dans les cellules tumorales qui prolifèrent, mettent en place une fermentation lactique avec production d’H+ et de lactate. On dit que les tumeurs sont en hypoxie chronique car sont mal vascularisées et possèdent trop peu de vaisseaux de mauvaise qualité. On les met en évidence via une molécule de glucose = 2-fluoro-2-déoxyglucose = Fdg : la fonction hydroxyle du C2 est remplacée par un fluor. On injecte donc cette molécule en intraveineux et la molécule sera captée par les tissus d’autant plus qu’ils ont besoin de glucose. Sachant que les cellules tumorales = en hypoxie chronique, elles fabriquent donc un facteur de transcription = HIF en grande quantité. Ce facteur agit sur l’expression de certains gènes dont les transporteurs de glucose = GLUT 1 & 3, de plus il augmente les enzymes de la glycolyse pour faire entrer bcp plus de glucose dans la cellule tumorale. A cause des conditions hypoxiques des cellules tumorales, il y a↑entrée du glucose dans les cellules tumorales par rapport aux cellules normales : ce fdg va donc préférentiellement rentrer dans les cellules tumorales où il est phosphorylé par la même hexokinase que le glucose normal dans la glycolyse. Ça forme alors du 6-P-fdg = s’accumule dans les cellules tumorales car n’est pas reconnu par la 2ème enzyme de la glycolyse. En injectant le fdg au patient, puis en lui faisant subir un scanner, on observera une quantité très importante du produit injecté dans les neurones du SNC (= normal car les neurones du cerveau consomment/j 120gr de glucose). = 75% du glucose ingéré. De plus, on en voit aussi dans la vessie = ce qui n’a pas pu être absorbé et qui va être éliminé. Et tout le reste = des anomalies et potentiellement des tumeurs.

Question 27

Comment la fermentation lactique se met en place lors d'un choc ?

Answer 27

Lors d'un choc, il y incapacité à amener l’O2 au niveau des cellules constituant les organes. Le choc peut être cardiaque : ex : si infarctus du myocarde. Le choc peut être infectieux : engendre des anomies vasculaires et des échanges gazeux. Le choc peut être pulmonaire : en cas de fibrose/blocage des bronches. Toute anomalie entrainant une chute du transport de l’O2 vers les cellules = un choc SI ce choc entraine une anomalie de l’oxygénation des cellules en périphérie. On peut doser le lactate pour se rendre compte de l’état général d’un animal = condition anaérobie pour cause de choc car l’animal peut souffrir d’un souci cardio-vasculaire ou pulmonaire empêchant l’O2 d’atteindre les cellules des différents organes qui se mettent donc en fermentation lactique et produisent une quantité d’acide lactique très/trop importante. La lactatémie = un bon reflet de l’intensité du choc.

Question 28

Comment la fermentation lactique se met en place lorsque la médullaire rénale est mal vascularisée ?

Answer 28

Fréquemment, dans certaines maladies, tout problème cardiaque, vasculaire, ou pulmonaire va entrainer une hypoxie de cette médullaire rénale. Elle est donc particulièrement apte à passer en fermentation lactique avec production d’acide lactique par carence en O2 due à une vascularisation très faible. En cas d’infarctus du myocarde ou de tout autre souci entrainant une circulation diminuée, la médullaire rénale = particulièrement touchée : la concentration en O2↓ --> fermentation lactique et si ça perdure : nécrose de la médullaire rénale.

Question 29

❤️ Qu'est-ce que la fermentation alcoolique ?

Answer 29

Elle est présente uniquement dans certains micro-organismes = des levures. Le pyruvate est transformé en acétaldéhyde par la pyruvate décarboxylase, il y a coupure au niveau d’une liaison covalente libérant du CO2 et de l’acétaldéhyde. Puis cet acétaldéhyde subit l’action d’une alcool déshydrogénase pour être transformé en éthanol. Au cours de cette fermentation alcoolique, le NADH produit lors de la glycolyse est transformé en NAD : on régénère donc du NAD permettant à d’autres molécules de glucose de rentrer dans la glycolyse et de donner alors du pyruvate. Le CO2 produit participe à la levée de la pâte à pain, c’est aussi lui qui est responsable des petites bulles du champagne. Bilan : Conservation des 6C. 2 ADP et 2 Pi = transformés en 2 ATP. Au cours de la réaction de transformation du pyruvate en acétaldéhyde il y a un cofacteur = nécessaire = la thiamine pyrophosphate = une vitamine utilisée par la pyruvate décarboxylase.

Question 30

Qu'est-ce que la thiamine et quel est son rôle ?

Answer 30

La thiamine = un coenzyme dérivé de la vit B1 = inactive quand elle a à son extrémité une fonction « -OH » mais rendue active quand liée à un pyrophosphate = 2 P liés l’un à l’autre. Son rôle est de faciliter le clivage de liaisons covalentes entre 2 atomes de carbone.

Question 31

Que se passe-t-il en cas de carence en vitamine B1 ?

Answer 31

En cas de carence en vit B1 : béri béri = maladie due à une malnutrition très importante où le riz = la source alimentaire principale. Quand il est récolté, le riz est entouré d’un feuillet rouge très riche en vit B1 mais selon notre consommation on l'enlève pour lui donner un aspect blanc. Il est donc très pauvre en vitamine. Quand on consomme que du riz blanc, il peut survenir un carence en vit B1 = caractérisée par un amaigrissement, des signes cardiaques et neurologiques et une fatigue importante. Plein d’enzymes l’utilisent comme cofacteur donc : - Le pyruvate est moins transformé en acétyl-CoA pour rentrer dans le cycle de Krebs --> Moins d’ATP produit - Dans le cycle de Krebs, une autre enzyme l’utilise : il y a donc encore moins d’ATP produit. De plus, en cas d’alcoolisme chronique : il y a carence alimentaire car la principale source d’énergie = l’alcool qui ne contient pas de vitamines. A long terme ça entraine une mort neuronale puis glucose est transformé en pyruvate et le pyruvate en acétyl-CoA pour fournir de l’E aux neurones : si les enzymes fonctionnent mal car n’ont pas leur coenzyme, il y aura production insuffisante d’ATP --> cette mort neuronale = le reflet d’une encéphalopathie de Wernicke = associé à l’alcoolisme chronique. Cette encéphalopathie = souvent associée à une psychose car de par la mort neuronale, les patients « inventent des histoires » car ils n’ont plus de mémoire = psychose de Korsakoff. De plus, certaines enzymes comme la thiaminase sont présentes dans du poisson et quand ce poisson est consommé cru, une grande quantité va dégrader la thiamine et induira les soucis d’insuffisance en vit B1.

Question 32

Quels sont les autres substrats de la glycolyse ?

Answer 32

•Les polysaccharides alimentaires et endogènes : ➢ Glycogène endogène : C’est un polymère de glucose qui est transformé en glucose lorsqu’il est attaqué par une enzyme = la glycogène phosphorylase qui va couper les liaisons alpha-1,4 entre les molécules de glucose. Le glycogène possède aussi des liaisons alpha-1,6 = coupées par une enzyme débranchant. Cette liaison alpha-1,4 n’est pas attaquée par une molécule d’eau : ce n’est donc pas une hydrolyse mais bien une phosphorolyse. L’action des 2 enzymes : enzyme débranchant et glycogène phosphorylase génère du glucose 1-P qui sera transformé en glucose-6-P par la mutase qui transfère le P du C1 au C6. C’est ce glucose-6-P qui peut intégré la glycolyse. ➢ Glycogène alimentaire : Le glycogène et l’amidon présents dans l’alimentation vont subir l’action d’enzymes salivaires et pancréatiques et être clivés en disaccharides. • Les disaccharides alimentaires : Ensuite, ces oligosaccharides et disaccharides générés vont être attaqués par des disaccharidases portées par la bordure en brosse de l’épithélium intestinal : dextrinase, maltase, sucrase et trehalase. Pour ainsi former des monosaccharides. • Les monosaccharides alimentaires : Ces monosaccharides = glucose, fructose, galactose et mannose. Les molécules de glucose résultant de la digestion du glycogène et de l’amidon alimentaire vont ensuite passer dans la circulation sanguine. Des monosaccharides alimentaires sont donc générés dans la lumière intestinale puis traversent l’épithélium intestinal vers la circulation sanguine.

Question 33

Que se passe-t-il en cas d'intolérance au lactose ?

Answer 33

C'est une incapacité à cliver le lactose en glucose + galactose car l’expression de la lactase a fortement diminué au niveau de la bordure en brosse de l’épithélium intestinal. Cette expression dépend de facteurs génétiques. Le lactose absorbé n’est plus digéré en glucose + galactose et poursuit son chemin jusqu’au colon au niveau duquel il a un effet osmotique car a une osmolarité très importante par accumulation des molécules de lactose, ce qui entraine un flux d’eau à partir du sang vers le tube digestif. Le gros intestin se charge en eau et vu l’osmolarité due à la [lactose] --> diarrhée. Il y a un peu de lactose qui peut être métabolisée par les bactéries dans le gros intestin et ces produits du métabolisme entrainent aussi un effet osmotique vers la lumière du colon mais en plus ils sont toxiques en entrainent des douleurs et des crampes musculaires.

Question 34

Comment le fructose peut être intégré dans la glycolyse ?

Answer 34

Il peut être intégrer dans la glycolyse de 2 manières différentes selon le tissu dans lequel on se trouve : o Dans le muscle ou dans le rein : il sera simplement phosphorylé en présence d’ATP en fructose-6-P + ADP via une hexokinase. o Dans le foie : le fructose est transformé par la fructokinase qui, en présence d’ATP va phosphoryler le fructose en fructose-1-P + ADP. Ensuite, ce fructose-1P va subir l’action d’une aldolase qui va cliver la molécule en 2 : du dihydroxyacétone-P qui sera transformé en glycéraldéhyde-3P par l’isomérase, et du glycéraldéhyde qui subira l’action d’une kinase en présence d’ATP ce qui formera du glycéraldéhyde-3P. Ces 2 molécules peuvent alors intégrer la glycolyse.

Question 35

Comment le galactose peut être intégré dans la glycolyse ?

Answer 35

= Produit de la dégradation du lactose en glucose + galactose. Il passe dans la circulation sanguine et est essentiellement capté dans le foie. Le galactose sanguin est donc capté par l’hépatocyte et est prit en charge par la galacto-kinase qui le phosphoryle en galactose-1P en présence d’ATP, ça génère de l’ADP. Ensuite, survient une transférase qui va faire un transfert entre le galactose-1P et l’UDP-glucose. L’UDP-glucose = une molécule de glucose liée de manière covalente à l’uridine di-P-glucose = un nucléotide. A l’intérieur de la cellule, c’est donc un pool séparé de glucose lié à un cofacteur = l’uridine-diP-glucose. La transférase va transférer l’UDP sur le galactose et le phosphate ira sur le glucose. On obtient ainsi du glucose-1P = transformé par la mutase en glucose-6P qui pourra intégrer la glycolyse. On génère du coup aussi de l’UDP-galactose. Il faudra pour que ça perdure dans le temps, retransformer l’UDP-galactose en UDP-glucose : ça se fera en 2 temps par l’épimérase : 1. Elle va d’abord arracher 2 électrons et 2 protons et on aura formation de NADH + H+ : il y a ainsi formation d’une C=O. 2. Ensuite, la même épimérase va ajouter 2 électrons et 2 protons pour reformer la fonction hydroxyle mais avec le H au-dessus du plan du cycle et le OH en-dessous du plan. On a ainsi formation de UDP-glucose à partir d’UDP-galactose en 2 étapes.

Question 36

Qu'induira un déficit en transférase, mutase ou épimérase ?

Answer 36

Un déficit enzymatique en l’une de ces 3 enzymes entrainera de la galactosémie. La concentration en galactose dans la circulation sanguine est augmentée car impossibilité de le métaboliser dans le foie, il s’accumule dans le sang et subira une 2ème voie de métabolisation qui, plutôt que de le transformer en glucose-6P le transformera en galactitol = toxique et s’accumulera à différents endroits comme la cornée (cataracte), le SNC (retard mental & retard de croissance), foie (altérations hépatiques). Il faut vérifier cela tôt après la naissance et si la maladie est détectée, il faut éliminer tout apport de produit lacté dans l’alimentation.

Question 37

Comment le mannose peut être intégré dans la glycolyse ?

Answer 37

Il va d’abord être phosphorylé en mannose-6P via une hexokinase et en présence d’ATP. Ensuite, ce mannose-6P va être transformé en fructose-6P par une phosphomannose isomérase qui va intégrer la glycolyse.

Question 38

❤️ Où se déroule la néoglucogenèse ?

Answer 38

Ça se déroule essentiellement dans le foie, et un tout petit peu dans le rein et dans l’intestin. Il y a 4 substrats à la synthèse de glucose dans le foie : - Le pyruvate - Le lactate - Le glycérol - La plupart des acides aminés

Question 39

❤️ Quel est le paramètre essentiel à la néoglucogenèse ?

Answer 39

Un des paramètres essentiels = la concentration de glucose dans le sang, et 75% du glucose = consommé par le SNC qui polarise ses membranes (permettant la génération de PA et la transmission d’informations) et ce, qu’on soit endormi ou éveillé, il génère des molécules d’ATP pour rejeter des ions hors des cellules et ainsi polariser les membranes. Une des caractéristiques du neurone est qu’il ne produit ses molécules qu’à partir du glucose, il n’utilise aucun autre substrat. C’est pourquoi il est hyper important de maintenir la [glucose] au-dessus d’un certain seuil dans le sang pour que les neurones puissent aisément s’y servir. Le glucose sanguin = la seule source d’énergie pour les neurones du SNC et du SNP mais aussi pour les GR, les testicules, la médullaire rénale, ...

Question 40

❤️ Quand est-ce que la néoglucogenèse est-elle essentielle ?

Answer 40

- Lors du jeûne : car l’alimentation y est nulle et donc la glycémie chute progressivement car les organes se servent en glucose pour synthétiser de l’ATP pour survivre. Le cerveau en puise énormément. Le foie fait cela pour les autres organes mais ne va pas utiliser le glucose au cours du jeûne. Il se servira plutôt des aa et AG comme source d’énergie. Il en utilisera uniquement lorsque l’organisme n’est pas à jeun pour faire ses synthèses, ... - Après l’exercice physique : l’exercice physique intense génère des molécules de lactate. Ce lactate = un des substrats de la gluconéogenèse : après l’arrêt de l’exercice physique : la [lactate] = hyper importante, elle est prélevée par les hépatocytes, transformation en glucose qui sera libéré dans la circulation sanguine. Il sera alors capté par les muscles pour y reformer le stock de glycogène.

Question 41

❤️ Quels sont les réactions réversibles et irréversibles de la néoglucogenèse ?

Answer 41

Les 7 réactions réversibles de la glycolyse avec un ∆G proche de 0 sont identiques avec la gluconéogenèse. Par contre, les 3 réactions irréversibles avec un ∆G très négatif sont remplacées dans la gluconéogenèse par 4 autres réactions irréversibles, à savoir : - La transformation du pyruvate en oxalo-acétate - La transformation de l’oxalo-acétate en phosphoénolpyruvate - La transformation du fructose 1-6-biP en fructose-6P - La libération du glucose à partir du glucose-6P = spécifique à la néoglucogenèse.

Question 42

❤️ Pourquoi est-il important de transformer le NADH produit en NAD dans la glycolyse ? Est-ce pareil pour la néoglucogenèse ?

Answer 42

Dans la glycolyse, il est important que le NADH produit soit retransformé en NAD pour permettre à d’autres molécules de glucose de rentrer dans la glycolyse. Dans la néoglucogenèse, il est très important d’avoir du NADH + H+ dans le cytoplasme car on en consomme dans la néoglucogenèse. En cas de carence en NADH, la néoglucogenèse ne sera pas bien entretenue. Il est donc nécessaire qu’il y ai une production de NADH + H+ dans le cytosol pour que la néoglucogenèse se déroule de manière adéquate.

Question 43

❤️ Combien y a-t-il de production d'ATP lors de la néoglucogenèse ?

Answer 43

La glycolyse = une voie métabolique exergonique irréversible qui libère 2 molécules d’ATP pour transformer 1 glucose en 2 pyruvates Et de manière surprenante, la gluconéogenèse est également irréversible et ça se fait uniquement grâce à une consommation de 6 molécules riches en énergie = de 6 ATP pour transformer 1 glucose

Question 44

Où se fait la néoglucogenèse ?

Answer 44

La glycolyse = uniquement dans le cytoplasme. La gluconéogenèse se fait d’abord dans le cytoplasme, puis se poursuit dans la mitochondrie, puis le phosphoénolpyruvate = dans le cytoplasme puis la dernière réaction se fait dans le RER.

Question 45

❤️ Quelle est la 1ère réaction de la néoglucogenèse ?

Answer 45

1ère réaction = transformation du pyruvate en oxaloacétate en présence de CO2 par la pyruvate carboxylase mitochondriale. Le pyruvate = dans le cytosol, il va pénétrer dans la mitochondrie où se trouve la pyruvate carboxylase mitochondriale. Ainsi : le pyruvate va réagir avec du CO2 (= produit dans la mitochondrie) qui réagit lui-même avec de l’eau pour former du H2CO3 qui s’ionise en HCO3-. La pyruvate carboxylase mitochondriale, en présence d’ATP et d’un cofacteur = la biotine, va former à partir de ces 2 substrats (= HCO3- et le pyruvate) : l’oxaloacétate en rajoutant le CO2 sur le C3. NB : certaines aa gluconéogéniques vont être catabolisés en pyruvate dans la mitochondrie. Cet oxaloacétate n’a pas de transporteur pour sortir hors de la mitochondrie, il sera donc transformé en malate par la malate déshydrogénase mitochondriale qui consomme un NADH + H+ qui donne 2 électrons et 2 protons. Il y a énormément de NADH dans la mitochondrie donc ça fait du bien d’en faire partir un peu et du coup de fournir du NAD au cytoplasme. Ce malate peut alors être exporté dans le cytosol. Une fois dans le cytoplasme, il y a réaction inverse et transformation du malate en oxaloacétate par la malate déshydrogénase cytosolique. Et ça génère du NADH + H+.

Question 46

❤️ Quelle est la 2ème réaction de la néoglucogenèse ?

Answer 46

2ème réaction = transformation de l’oxaloacétate en phosphoénolpyruvate (PEP) par la PEP carboxy-kinase. Ainsi : cet oxaloacétate va réagir avec une molécule de GTP (= joue le même rôle de donneur de P que l’ATP). Il va y avoir libération de CO2. Il y a une phosphorylation et on se retrouve alors avec la molécule de PEP. Bilan : pour chaque molécule de pyruvate transformée en PEP, il faut 2 molécules riche en énergie : une d’ATP et une de GTP = spécifique de la PEP carboxy-kinase. Cette réaction est fortement exergonique : elle libère de l’énergie mais uniquement car on consomme 2 molécules riches en énergie.

Question 47

❤️ Comment le lactate peut être un substrat de cette néoglucogenèse ?

Answer 47

Il peut être produit lors d’un exercice intense par fermentation lactique dans le muscle, il est libéré dans la circulation sanguine, est capté par l’hépatocyte et est transformé en pyruvate dans le cytosol de l’hépatocyte en présence de la lactate déshydrogénase. Et ça se fait en générant un NADH dans le cytosol = là où c’est nécessaire pour l’entretien de la néoglucogenèse. Ensuite, le pyruvate rentre dans la mitochondrie et y est directement transformé en oxaloacétate qui est directement transformé en phosphoénolpyruvate. Ce PEP sera alors sorti dans le cytosol par un transporteur et pourra poursuivre la voie de la néoglucogenèse.

Question 48

❤️ Quelle est la 3ème réaction de la néoglucogenèse ?

Answer 48

Transformation du phosphoénolpyruvate en 2-phosphoglycérate

Question 49

❤️ Quelle est la 4ème réaction de la néoglucogenèse ?

Answer 49

Transformation du 2-phosphoglycérate en 3-phosphoglycérate

Question 50

❤️ Quelle est la 5ème réaction de la néoglucogenèse ?

Answer 50

Transformation du 3-phosphoglycérate en 1,3-bi-phosphoglycérate

Question 51

❤️ Quelle est la 6ème réaction de la néoglucogenèse ?

Answer 51

Transformation du 1,3-bi-phosphoglycérate en glycéraldéhyde-3P

Question 52

❤️ Quelle est la 7ème réaction de la néoglucogenèse ?

Answer 52

Transformation de 1 des 2 glycéraldéhyde-3P en dihydroxyacétone phosphate En effet à partir de la 6ème étape de la glycolyse, on avait tous les produits multipliés par 2 puisqu’une aldolase effectuait un clivage d’une molécule à 6C en 2 molécules à 3. Pour reformer du glucose, il faut donc 2 substrats à chaque réactions jusqu’à la 8ème quand il y a reformation d’une molécule à 6C. On a donc bien 2 glycéraldéhyde, l’un se transformant en dihydroxyacétone phosphate (dans la réaction n°7) pour reformer avec l’autre du fructose-1,6-biP lors de la réaction n°8.

Question 53

❤️ Quelle est la 8ème réaction de la néoglucogenèse ?

Answer 53

Transformation du glycéraldéhyde-3P et du dihydroxyacétone phosphate en fructose-1,6-biP

Question 54

❤️ Quelle est la 9ème réaction de la néoglucogenèse ?

Answer 54

Transformation du fructose-1,6-biP en fructose-6P par la fructose 1,6- biphosphatase-1 (= enzyme cytoplasmique). Cette enzyme va donc libérer le P présent sur le C1 pour générer du fructose-6P et un Pi. Cette réaction est fortement irréversible.

Question 55

❤️ Quelle est la 10ème réaction de la néoglucogenèse ?

Answer 55

Transformation du fructose-6P en glucose-6P.

Question 56

❤️ Quelle est la 11ème réaction de la néoglucogenèse ?

Answer 56

Transformation du glucose-6P en glucose par la glucose-6-phosphatase. Elle libère le glucose. Cette réaction est irréversible, se passe de la G vers la D et libère du glucose dans la circulation sanguine. Et l’hépatocyte ne le consommera jamais en condition de jeûne.

Question 57

❤️ Quel est le bilan de la néoglucogenèse ?

Answer 57

Pour une molécule de glucose générée, on va surtout consommer 6 molécules riches en énergie : 4 d’ATP et 2 de GTP. L’ensemble de cette voie métabolique a un ∆G < 0 pour autant que l’hépatocyte consomme 6 molécules riches en énergie ! Cette voie métabolique ne se déroule que SSI l’hépatocyte donne 6 molécules riches en énergie pour chaque molécule de glucose générée.

Question 58

Comment les acides aminés peuvent permettre dans des conditions de jeûne de former des molécules de glucose dans le foie ?

Answer 58

L’oxaloacétate = un métabolite intermédiaire commun à la gluconéogenèse et au cycle de Krebs. En période de jeûne, il y a un catabolisme de plein d’acides aminés dans 5 molécules : le pyruvate, le succinyl-CoA, l’alpha-cétoglutarate, le fumarate et l’oxaloacétate. Hormis le pyruvate, les 4 autres molécules appartiennent toutes au cycle de Krebs. Le catabolisme de tous ces aa vont tomber dans ces molécules du cycle de Krebs qui seront transformées en oxaloacétate qui va ensuite produire du glucose. Ainsi, tous les aa sont catabolisés en 5 grosses molécules qui vont participer à la synthèse de glucose de manière directe (via le pyruvate) ou indirectement au- travers du cycle de Krebs.

Question 59

Comment les triacylglycérols peuvent permettre dans des conditions de jeûne de former des molécules de glucose dans le foie ?

Answer 59

En période de jeûne, il y a une lyse des TG du tissus adipeux et ça génère d’une part des AG, et d’autre part du glycérol qui va passer de l’adipocyte dans la circulation sanguine et sera capté par le foie où il servira de substrat. Dans l’hépatocyte, ce glycérol subit l’action d’une glycérol-kinase en présence d’ATP : il y a donc une phosphorylation du C3 du glycérol en glycérol-3P. Ensuite, ce glycérol-3P va subir l’action de la glycérol-3P- déshydrogénase en présence de NAD qui va arracher 2 électrons et 2 protons et générant ainsi une double liaison C=O. On obtient ainsi le dihydroxyacétone phosphate = un métabolite intermédiaire de la gluconéogenèse.

Question 60

Qu'est-ce que la biotine et quel est son rôle ?

Answer 60

Elle intervient au niveau de la 1ère réaction de la néoglucogenèse. On l’appelle aussi Vit B8 = vitamine hydrosoluble participant aux réactions de carboxylation = ajout d’un CO2 à un substrat. Cette biotine = liée de manière covalente à une lysine du site catalytique de l’enzyme. Cette biotine est capable de porter un CO2 = d’être carboxylée = carboxy-biotine. Une fois qu’elle porte le CO2, elle bouge et passe sur le site n°2 de l’enzyme pour lui donner le CO2, et dans ce cadre de la réaction n°1 de la néoglucogenèse : le pyruvate réagit avec le CO2 pour former l’oxaloacétate et la carboxy-biotine va libérer son CO2 qui sera capté par le pyruvate pour former l’oxaloacétate. On peut donc dire que la biotine = un transporteur de CO2 : elle le capte et le libère dans le site n°2 de l’enzyme.

Question 61

Dans quelle autre voie le glucose-6-P peut être métabolisé ?

Answer 61

Voie du pentose phosphate

Question 62

Quel est le but de la voie du pentose phosphate ?

Answer 62

- Synthèse du ribose-5P à partir duquel on peut synthétiser des nucléotides mais aussi des coenzymes comme l’UDP-glucose (qui sert au métabolisme du galactose). - Synthèse de NADPH = nicotinamide-adénine-di-nucléotides-P qui peut se charger de 2 électrons et d’un proton et il en est donneur. Il est utile pour la synthèse des AG qui nécessitent du NADPH, de l’acétyl-CoA et de l’ATP : ça a lieu dans le fois, le tissu adipeux et la glande mammaire lors de la lactation : cette synthèse de TG sont stockés dans le foie et surtout dans le tissu adipeux. - Synthèse des stérols : cholestérol & hormones stéroïdiennes, ça se fait aussi à partir de NADPH, d’acétyl-CoA et d’ATP. Ça a surtout lieu dans le foie, la glande surrénale et les gonades (où a lieu la synthèse des hormones sexuelles). - Participer à la détoxification cellulaire par la réduction du glutathion. Dans les cellules, de l’O2 arrive et sert en partie à la synthèse d’ATP, il y a donc une [O2] élevée dans la cellule et en particulier dans la mitochondrie = où aboutissent les transporteurs d’électrons NADH où ils libèrent leurs électrons. On a donc une conjonction dans la mitochondrie : une concentration en O2 élevée et beaucoup d’électrons libres = dangereux car ces électrons peuvent être captés par l’oxygène et produire des espèces réactives de l’O2 : ex : anion super-oxyde = anion radical. Cet anion peut capter 2 protons et 1 électron et devenir le peroxyde d’hydrogène = un peu plus dangereux. Le plus dangereux = quand 1 électron et 1 proton sont ajoutés, il y a libération d’une molécule d’eau et ça forme le radical libre hydroxyle = le plus réactif. Tous 3 vont réagir avec des composants de la cellule et les altérer : les composants membranaires, les composants protéiques : enzymes, protéines de structure, les acides nucléiques (induisant des mutations dans l’ADN et l’ARN).

Question 63

Comment se passe le système de détoxification faisant intervenir le glutathion dans la voie du pentose phosphate ?

Answer 63

Il y a donc un système de détoxification faisant intervenir le glutathion = un tripeptide = composé de 3 aa dont le central = la cystéine possédant une fonction S-H (= thiol). a. 2 molécules de glutathion vont donner 2 électrons et 2 protons à l’eau pour la transformer en 2 molécules d’eau : les 2 molécules de glutathion vont fournir 1 électron et 1 proton chacune. b. Ça permet la transformation de l’H2O2 en 2 molécules d’H2O via la glutathion peroxydase. On empêche ainsi au moins la production de l’espèce réactive d’O2 la plus toxique. c. En fournissant ces ions, ces 2 molécules de glutathion forment entre eux un pont disulfure d. Pour que la détoxification puisse continuer, il faut réduire cette molécule qui possède un pont disulfure en 2 molécules de glutathion possédant une fonction thiol. e. Ça se fait via une enzyme = la glutathion-réductase et via le NADPH = donneur de 2 électrons et d’un proton (le 2ème proton = fournit par le milieu réactionnel). f. Ainsi ce pont disulfure sera réduit en 2 fonctions thiols par un NADPH en présence de glutathion-réductase.

Question 64

Qu’est ce qui fait qu’une molécule d’O2 peut capter un électron et devenir un anion super-oxyde ?

Answer 64

Dans la mitochondrie, la [O2] est élevée et associé à des électrons libres circulant sur le chemin des cytochromes. Ainsi il peut y avoir formation de ces 3 molécules mais heureusement cette synthèse est maintenue sous contrôle par le système du glutathion. Chez l’homme, des mutations peuvent survenir dans l’une de ces 2 enzymes et ça rend alors l’individu bien plus sujet aux tumeurs car ces espèces réactives de l’O2 détruisent à la longue des composants cellulaires, lipidiques, protéiques, nucléotidiques, ... et entrainent la formation de cancers.

Question 65

❤️ Comment se fait la synthèse du glucose-6-P ? Quel est le produit final de la voie du pentose ?

Answer 65

La synthèse du glucose-6P = soit via la glycolyse, soit via la voie du pentose-P (dont la 1ère enzyme de la voie = la glucose-6-P-déshydrogénase : chez l’homme, il existe des déficits partiels de cette enzyme qui sont souvent associés à des soucis de production de NADPH). Le produit final de la voie du pentose-P = le ribose-5P à partir duquel seront construits les nucléotides. En amont du ribose-5P, on a du ribulose-5P.

Question 66

Qu'est-ce qui permet de synthétiser du NADPH ?

Answer 66

Il existe un cycle qui permet de synthétiser dans certains tissus une grande quantité de NADPH. Ce cycle part de ribose-5P qui, via 2 enzymes = trans-cétolases et trans- aldolases vont être retransformés en molécules à 6 atomes de carbones = glucose-6P rentrant à nouveau dans le cycle pour former du ribose-5P qui sera à nouveau retransformé en ribose-5P. En effet, à partir de 6 molécules de ribose-5P on synthétise 5 molécules de glucose-6P : il y a ainsi une conservation du nombre d’atomes de carbone. Les trans-cétolases vont catalyser le transfert d’unités à 2 atomes de C, pour cela elles ont besoin de la thiamine-pyro-phosphate. Les trans-aldolases vont quant à elles catalyser le transferts d’unités à 3 atomes de C.

Question 67

Comment se fait la régulation de l’entrée du glucose-6P soit dans la glycolyse (où il fournit 2ATP), soit dans la voie des pentose-P ?

Answer 67

Il y a régulation par les produits = le NADP et le NADPH : si la voie du pentose-P est très active, la [NADPH] = très élevée, il y a donc un feedback négatif sur la 1ère enzyme de la voie du pentose-P (et donc la concentration en NADP = basse). >< Si la concentration en ATP = élevée : la glycolyse est mise au repos.

Question 68

Quelles sont les réactions biochimiques régulées dans les voies métaboliques de la glycolyse et de la gluconéogenèse ?

Answer 68

Les réactions réversibles = proches de la constante d’équilibre biochimique : leur ∆G = proche de 0. La vitesse de la transformation de A en B = environ la même que celle de B en A. Ces réactions sont catalysées par une seule enzyme identique dans les 2 voies métaboliques = la glycolyse et la gluconéogenèse. --> Elles ne sont pas régulées ! Les réactions irréversibles = ont un ∆G loin de 0 : ce sont des réactions spontanées et exergoniques et où la vitesse de transformation de B en C est largement supérieure à celle de C en B. Ces réactions sont catalysées par 2 enzymes différentes dans les 2 voies métaboliques = la glycolyse et la gluconéogenèse. --> Seules elles sont régulées !

Question 69

Quel est le but des régulations réversibles et irréversibles ?

Answer 69

- Maximiser la capacité d’utilisation de l’énergie, ex: dans la voie, on a des voies antagonistes : glycolyse en postprandial ≠ néoglucogenèse en période de jeûne. Il n’activera pas ces 2 voies métaboliques en même temps. En effet, ce serait une consommation d’énergie sous forme de cycles futiles = consistent à phosphoryler du glucose par l’hexokinase en glucose-6P et ça consomme 1 molécule d’ATP, puis à le dé-phosphoryler dans la voie de la néoglucogenèse ce qui libèreraient le Pi. On consommerait donc à chaque cycle une molécule d’ATP par l’hexokinase. Il faut donc empêcher des voies antagonistes de fonctionner en même temps, dans le même organe. -Répartir correctement les métabolites entre les voies : ex : le glucose-6P peut rentrer dans la glycolyse mais aussi dans la voie du pentose-P et peut aussi dans certains organes comme le foie participer à la synthèse de glycogène. - Choisir correctement la source d’énergie : il y en a 3 : les hydrates de carbone (avec le glucose = celui de référence) issus de l’alimentation ou des sources endogènes (comme le glycogène hépatique ou musculaires), les acides gras (issus des TG dans le tissu adipeux ou dans le foie), les acides aminés issus de la protéolyse des protéines musculaires et des protéines hépatiques. -Réduire l’activité d’une voie anabolique qui produit qlq chose quand le produit de cette voie s’accumule : ex : le glucose-6P ne rentrera pas dans la voie des pentose-P si la [NADPH] est élevée. Tout ça contribue à maintenir l’écologie de la cellule.

Question 70

Quels sont les cycles à éviter ?

Answer 70

Les réactions irréversibles catalysées par des enzymes différentes dans 2 voies antagonistes.

Question 71

Quels sont les types d'hexokinases et que font-elles ?

Answer 71

Le 1er = dans la glycolyse : le glucose est transformé en glucose-6P par l’hexokinase en présence d’ATP. Il existe 4 types d’hexokinases : 3 se comportent de manière quasi identique, ont un Km = 100microM et leur régulateur = le glucose-6P = régulateur allostérique = le produit de la réaction catalysée par l’hexokinase. On les trouve essentiellement dans les cellules musculaires et PAS dans le foie. La 4ème = la gluco-kinase = se comporte de manière très différente, on ne la trouve que dans le foie et dans la cellule bêta du pancréas. Son Km = énorme = 5 à 10 milliM et elle a un régulateur allostérique positif = le substrat de la réaction qu’elle catalyse = le glucose >< fructose-6P = régulateur allostérique négatif. A jeûne on a une glycémie de 5 mM >< postprandial = à 20 mM. Les 3 premières hexokinases = tjrs saturées, et ce quel que soit l’état de prise alimentaire. Quel que soit le tissu, à l’exception du foie, il y a une activité enzymatique (= de production de glucose-6P à partir de glucose) quasi au MAX quelle que soit la condition physiologique pour produire de l’ATP : ça se fait via les 3 premières hexokinases = partout sauf dans le foie. En effet, à jeûne, le foie produit du glucose mais ne s’en sert pas pour produire son ATP, il le déversera dans le sang pour les autres organes. Les molécules d’ATP produites pour le foie le seront via les AG et des aa au-travers de la ß-oxydation afin de permettre aux hépatocytes de survivre et de produire les molécules de glucose (qui sont déversées dans le sang pour que les autres organes s’en servent de source d’énergie). Pour produire 1 molécule de glucose, on consomme 6 molécules d’ATP. On verra que lorsqu’on est à jeûne, la capacité à phosphoryler du glucose dans le foie = très faible. Par contre, quand on mange et en phase postprandiale : la gluco-kinase (= l’hexokinase n°4 = présente dans le foie) devient active car la glycémie = élevée et donc le foie s’autorise à ce moment à utiliser le glucose dans ses voies réactionnelles pour produire de l’ATP.

Question 72

Comment agit la glucokinase hépatique ?

Answer 72

Suite à la prise alimentaire, la glycémie↑, dans l’hépatocyte il y a un transporteur de glucose = GLUT 2 encré dans la membrane plasmique. Ce transporteur ne fait qu’équilibrer les [glucose] entre le capillaire et le cytoplasme de l’hépatocyte. Si la glycémie est élevée dans le capillaire, la [glucose] sera élevée dans l’hépatocyte. On a donc une entrée de glucose dans l’hépatocyte : glucose agit de manière positive sur la glucose-kinase (= séquestrée dans le noyau de l’hépatocyte par une protéine régulatrice). Mais lors de l’entrée du glucose dans l’hépatocyte, la protéine régulatrice va se dissocier de la glucokinase qui pourra alors pénétrer dans le cytoplasme. Elle y rencontrera ainsi son substrat, le transforme en glucose-6P dans cet état de prise de nourriture et postprandial, l’hépatocyte consomme du glucose dans la glycolyse. (Voir cours p26 à31)

Question 73

Où trouve-t-on le glycogène ?

Answer 73

On le retrouve dans le foie et dans le muscle en grande quantité. Ce glycogène = présent dans le cytoplasme sous forme de particule cytosolique d’environ 21 nm et chacune de ces particules contient approximativement 55000 molécules de glucose. Il existe des agrégats de 20 à 40 particules = des rosettes dans le cytoplasme d’une cellule. Le glycogène = un polymère de glucose et c’est une source d’énergie rapide pour le muscle. Lors de l’exercice, le muscle peut dégrader le glycogène en glucose pour le faire rentrer dans la glycolyse et produire ainsi des molécules d’ATP. Cette source d’énergie dure environ 1h en cas d’exercice. Dans le foie, le stock de glycogène = un peu plus élevé. Au cours du jeûne, on estime que le glycogène permet d’obtenir du glucose pendant 12 à 24h : c’est donc une source d’énergie rapide = glycogénolyse mais limitée.

Question 74

❤️ Comment se passe la glycogénolyse ?

Answer 74

1. 1ère étape = la dégradation du glycogène en glucose-1P puis en glucose par phosphorolyse = attaque d’une relation covalente par un phosphate inorganique. L’enzyme qui catalyse cette réaction = la glycogène phosphorylase elle s’occupe des liaisons alpha-1,4. Cette phosphorolyse entraine la formation d’un glucose-1P : la molécule de glycogène perd ainsi 1 monomère de glucose. 2. Ensuite l’enzyme débranchant s’occupe des liaisons alpha-1,6 au moment où il ne reste plus que 4 monomères de glucose après la liaison alpha-1,6. Il va ainsi prendre les 3 derniers monomères de glucose et va les poser ailleurs en laissant ainsi le monomère lié par sa liaisons alpha-1,6 tout seul. 3. Ensuite, la même enzyme débranchant va provoquer une hydrolyse = attaque par une molécule d’eau de ce monomère pour libérer ainsi une molécule de glucose. 4. Cette enzyme débranchant a donc 2 fonctions : • Transférer les 3 monomères et établir une liaisons alpha-1,4 là où ils seront liés par liaisons alpha-1,4 (et plus alpha-1,6). • Hydrolyser la liaison alpha-1,6 (pour ainsi libérer le monomère de glucose qui est resté seul suite au retrait des 3 monomères). 5. Ensuite, il y a conversion du glucose-1P en glucose-6P via une mutase cytoplasmique qui transfère le P du C1 au C6, c’est une réaction réversible sans consommation ou production d’énergie. Suite à glycogénolyse, on a formation dans le cytoplasme de glucose-6P.

Question 75

Quel est le devenir du glucose-6P formé lors de la glycolyse ?

Answer 75

Dans le muscle, ce glucose-6P va rentrer dans la voie de la glycolyse pour générer de l’ATP et 2 pyruvates. ≠Dans le foie : il y a dégradation du glycogène pour en faire du glucose qui sera exporté dans la circulation sanguine pour que les autres organes puissent se nourrir de cette source d’énergie = le glucose circulant lors des périodes de jeûne. Ainsi, une fois produit, le glucose-6P hépatique va passer dans la lumière du RER via un transporteur = transporteur T1. Il se retrouve ainsi dans la lumière du RER et dans la membrane de ce RER on a la glucose-6phosphatase qui va enlever le phosphate et libérer le glucose. Ce glucose va alors emprunter un 2ème transporteur = transporteur T2. Le glucose se retrouve alors dans le cytoplasme. Dans le cytoplasme, sa concentration sera équilibrée avec celle du capillaire sanguin grâce au transporteur de glucose GLUT2 = présent dans la membrane plasmique. Puisque la [glucose] est élevée dans l’hépatocyte puisqu’il y a glycogénolyse en cours : GLUT2 équilibre les concentrations et va donc faire sortir le glucose dans le capillaire sanguin. La glycémie est ainsi maintenue pendant le jeûne. Ce système = aussi d’application pour la dernière étape de la gluconéogenèse = formation de glucose-6P = transformé en glucose et libéré dans la circulation sanguine pour maintenir la glycémie au-dessus d’un certain seuil lors de la période de jeûne.

Question 76

Comment se passe la glycogénogenèse ?

Answer 76

Elle se produit dans le foie et dans le muscle. 1. L’hexokinase va catalyser la phosphorylation du glucose en présence d’ATP en glucose-6-P + ADP. 2. Puis la mutase va transférer le P du C6 sur le C1 : le glucose-6P devient du glucose-1P. 3. Ensuite, il y a une réaction de couplage du glucose-1P à un nucléotide pour former un pool de glucose particulier et séparé du pool de glucose cytoplasmique = l’UDP-glucose. Ce nucléotide auquel est couplé le glucose est de l’UTP pour former l’UDP-glucose et il y a génération d’un pyrophosphate. 4. Ce pyrophosphate sera transformé en 2 Pi par une pyrophosphatase. Cette réaction libère beaucoup d’énergie, ce qui fait que l’ensemble est irréversible pour la formation de l’UDP-glucose avec un ∆G°' = - 19,2 kJ/mol = réaction très exergonique. Ça entraine donc le couplage de ces 2 réactions vers une irréversibilité tellement le ΔG<0. 5. L’UDP-glucose va être additionné à la molécule de glycogène en cours de formation via la glycogène synthase = va prendre le glucose, établir une liaisons alpha-1,4 entre le C1 du monomère ajouté et le C4 du polymère en cours d’élongation avec libération d’UDP. 6. L’enzyme branchant va ensuite établir des liaisons alpha-1,6 entre le C1 du monomère ajouté et le C6 du dernier monomère de la molécule de glycogène en cours d’élongation.

Question 77

La glycogenèse synthase additionne des monomères de glucose à une molécules de glycogène déjà en cours de formation, mais que se passe-t-il au tout début de sa formation ?

Answer 77

La 1ère molécule de glycogène se forme à partir d’une protéine = la glycogénine = responsable de la synthèse des 8 premiers résidus de glucose = le « primer ». Cette glycogénine possède en position 194 une tyrosine avec une fonction -OH. Et la glycogénine est à la fois l’enzyme et le substrat : l’enzyme car elle va catalyser l’addition d’un monomère de glucose sur la fonction hydroxyle à partir du pool d’UDP-glucose : en libérant l’UDP et en additionnant sur sa propre tyrosine 194 la 1ère molécule de glucose. Ce genre de réaction se reproduira 8x : 7 molécules de glucose vont venir s’additionner sur cette 1ère molécule de glucose, formant ainsi un primer de 8 résidus de glucose. Primer à partir duquel va venir l’enzyme branchant puis la glycogène synthase pour établir des liaisons alpha-1,6 et alpha- 1,4 pour former une particule puis une rosette.

Question 78

Comment se fait la régulation de la glycogénolyse dans l'hépatocyte en situation de jeûne ?

Answer 78

Il y aura dégradation du glycogène. 1. La glycémie est basse et les cellules alpha du pancréas vont libérer du glucagon dans le sang. 2. Ce glucagon va augmenter dans la circulation sanguine et va venir se fixer à son récepteur à la surface de l’hépatocyte. 3. Ce récepteur = lié à des protéines G = responsables de l’activation de l’adénylate cyclase. 4. Une fois lié au glucagon, ce récepteur va induire l’activation de l’adénylate cyclase permettant la formation d’AMP-cyclique = cofacteur de la protéine-kinase-AMP cyclique-dépendante et l’active. 5. Ainsi la PKA active = possède une activité kinase et va ajouter un P sur la phosphorylase-kinase, entrainant ainsi son activation. 6. La phosphorylase kinase active = la kinase de la phosphorylase : elle va phosphoryler la phosphorylase pour l’activer. 7. Cette phosphorylase ainsi active va dégrader le glycogène et fournir du glucose-1P 8. Ce glucose-1P dans l’hépatocyte sera transformé en glucose-6P puis en glucose par la glucose-6-phosphatase. 9. Le glucose sera ainsi libéré dans la circulation sanguine.

Question 79

Comment se fait la régulation de la glycogénolyse dans l'hépatocyte en situation de fin de jeûne ?

Answer 79

Lors de la prise d’un repas : 1. La [glucose] dans la circulation sanguine ↑ 2. Ce qui entraine une ↑de la [insuline] dans la circulation. 3. L’insuline se lie alors à son récepteur à la surface de l’hépatocyte 4. Par une voie de signalisation intracellulaire elle va activer la protéine phosphatase PP1. 5. Cette PP1 va déphosphoryler la phosphorylase 6. Cette phosphorylase est ainsi rendue inactive 7. Le glycogène n’est alors plus dégradé. De plus, il y a un autre mécanisme se déroulant en parallèle : 1. Le glucose exerce un effet allostérique négatif sur la glycogène phosphorylase 2. Ce qui entraine son inactivation. Ainsi, à la fin du jeûne, lors de la prise de nourriture, il y a ↑de la concentration de glucose et d’insuline dans la circulation sanguine pour venir bloquer la dégradation du glycogène dans l’hépatocyte.

Question 80

Comment se fait la régulation de la glycogénolyse dans le muscle en situation de stress aigu ?

Answer 80

Il y a libération d’adrénaline par les surrénales. La [adrénaline] dans le sang circulant va donc augmenter très fort. 1. L’adrénaline va donc venir se fixer sur son récepteur; entre autre à la surface de la fibre musculaire. 2. Ca active le récepteur = lié aux protéines G 3. Il se passe alors la même chose que dans le foie avec libération de glucose-1P dans la fibre musculaire qui sera transformé en glucose-6P qui va rentrer dans la glycolyse et permettra de synthétiser de grandes molécules d’ATP Cette situation de stress aigu entraine une préparation à l’exercice physique intense : soit la fuite, soit le combat. L’adrénaline prépare donc les fibres musculaires en dégradant le glycogène et en faisant rentrer les molécules de glucose dans la glycolyse pour avoir une grande concentration d’ATP qui sera consommé lors de l’exercice physique.

Question 81

Comment se fait la régulation de la glycogénolyse dans le muscle en situation d'exercice physique serein ?

Answer 81

On peut faire un exercice en toute sérénité = en l’absence de stress, cet exercice sera alors uniquement conditionné par l’entrée de calcium à l’intérieur de la fibre musculaire. 1. Il y a donc entrée de calcium dans la fibre, 2. Ce qui entraine une↑ de la [calcium] dans la fibre musculaire 3. Ce calcium = un effecteur allostérique positif pour la phosphorylase qui entrainera son activation. 4. Donc ce jogging serein va aussi entrainer une dégradation du glycogène en molécules de glucose qui rentreront dans la glycolyse pour ainsi permettre des molécules d’ATP. 5. Au cours de cette contraction : les molécules d’ATP seront consommées, donc la [ATP] aura tendance à diminuer et la production d’AMP-cyclique aura tendance à augmenter. 6. L’AMP-cyclique produit au cours de la contraction musculaire va venir agir comme effecteur allostérique positif sur la glycogène-phosphorylase en entrainant ainsi une activité plus grande de cette enzyme et donc une plus grande dégradation du glycogène en glucose-1P.

Question 82

Comment se fait la régulation de la glycogénolyse dans le muscle en situation de fin d'exercice physique ?

Answer 82

Il y a arrêt des contractions musculaires. La [ATP] ↑dans le muscle puisqu’il est moins consommé. L’ATP entre alors en compétition avec l’AMP pour venir bloquer cet effet de l’AMP sur l’activation de la glycogène-phosphorylase ce qui entraine une ↓très forte de la glycogénolyse et donc de la dégradation du glycogène en glucose-1P.

Question 83

Comment se fait la régulation de la glycogénogenèse ?

Answer 83

Elle se fait surtout au niveau de la glycogène synthase qui, lorsqu’elle est : • Phosphorylée sur ses résidus sérine, elle est rendue inactive. • >< Lorsqu’elle est déphosphorylée : elle est rendue active et synthétise du glycogène. L’insuline va donc rendre la glycogène synthase active en agissant sur une protéine phosphatase de type 1 qui déphosphoryle la glycogène synthase et la rend active. Et ce, de la même manière que le glucose et le glucose-6P. Tous les éléments montrant dans la fibre musculaire ou dans l’hépatocyte qu’il y a du glucose et de l’insuline va favoriser l’activation de la glycogène synthase et la synthèse de glycogène. L’insuline inactive la glycogène synthase kinase 3 : les effets de l’insuline = garder la glycogène synthase non phosphorylée et donc active lorsqu’il y a du glucose et donc aussi du glucose-6P. A contrario, cette glycogène synthase peut aussi être phosphorylée et ainsi rendue inactive : 1. La glycogène synthase = phosphorylée en 2 temps : a. D’abord ce sera la caséine kinase de type 2 qui va phosphoryler certains résidus sériques. b. Ensuite, ce sera la glycogène synthase kinase de type 3 qui va phosphoryler les autres résidus sérine 2. La glycogène synthase phosphorylée est ainsi inactive. Glucagon et adrénaline inhibent la glycogène phosphatase et donc inhibent la déphosphorylation de la glycogène synthase; ils maintiennent ainsi la glycogène synthase phosphorylée = inactive en période de jeûne ou en période de stress aigu. Il n’y a donc pas de synthèse de glycogène et ce sera au contraire la glycogénolyse qui sera active.

Question 84

Que se passe-t-il dans le foie au cours du repas ?

Answer 84

↑ [glucose] dans le sang : ↑ libération d’insuline. Insuline agit sur son récepteur dans le foie (entre autre) : provoque activation de la transcription de certaines enzymes (= enzymes de la glycolyse) = activité transcriptionnelle : activation de gènes de 3 enzymes de la glycolyse : • L’hexokinase • La phosphofructokinase • La pyruvate kinase Leur concentration ↑ dans l’hépatocyte ce qui contribue à l’↑ de la glycolyse. L’insuline agit sur GSK-3 qui ↓ : glycogène synthase est active donc synthèse de glycogène. L’insuline agit aussi sur la PP1 en ↑ son activité à PP1 agit alors sur la glycogène phosphorylase en la dé- phosphorylant, ce qui l’inactive : ↓de la glycogénolyse. La PP1 agit aussi sur la phosphorylase kinase en la déphosphorylant --> inactivation : elle ne peut alors plus activer la glycogène phosphorylase. ↑ de la [glucose] dans le sang : GLUT2 dans la membrane plasmique de l’hépatocyte équilibre les [glucose] entre le capillaire (où la concentration = >) et l’hépatocyte (où la concentration = active la glucokinase = hexokinase n°4 : elle rencontre son substrat dans le cytoplasme et phosphoryle le glucose en glucose-6P qui rentre alors dans la glycolyse. Ainsi le foie fait rentrer le glucose et l’engage dans la glycolyse, en plus il le stock sous forme de glycogène et fatalement, il y a inactivation de la lyse de glycogène.

Question 85

Que se passe-t-il dans le foie lors d'un jeûne ?

Answer 85

Faible concentration sanguine de glucose : libération de glucagon dans le sang qui trouve son récepteur à la surface de l’hépatocyte : récepteur lié aux protéines G activent l’adénylate cyclase et transforme ATP en AMP-cyclique = cofacteur se liant à la protéine kinase – AMP-cyclique dépendante --> l’active. Cette kinase phosphoryle différents substrats : • La phosphorylase kinase à activée à phosphoryle la glycogène phosphorylase à activée --> glycogénolyse pour permettre au glucose libéré de maintenir la glycémie. • La glycogène synthase à activité diminuée : ↓ synthèse de glycogène. • L’enzyme bifonctionnelle : o FBPase-2 = activée : entraine la chute de l’effecteur allostérique fructose-2,6-biP : ↓ activation de la phosphofructokinase de type 1 --> ↓ activité de la glycolyse. De plus la ↓du fructose-2,6-biP va entrainer une ↑de l’activité fructose-biphosphatase de type 1 = stimule la gluconéogenèse. o PFK-2 • La pyruvate kinase de type L à entraine son activation : ↓glycolyse. Ainsi, lors du jeûne, la gluconéogenèse = activée, glycolyse ↓ et glycogénolyse ↑ et glyconéogenèse ↓.

Question 86

Quelles sont les différences entre le muscle et le foie ?

Answer 86

Le glucagon n’a un récepteur que sur l’hépatocyte, pas sur le muscle, donc la réponse au glucagon en cas de jeûne ne se fait que sur le foie. Par contre, l’adrénaline agit sur les 2 types cellulaires puisque les 2 sont sensibles à l’adrénaline. Dans le cas du muscle ça induit une dégradation du glycogène en glucose-1P transformée en glucose-6P qui viendra nourrir la glycolyse pour former ses propres molécules d’ATP pour permettre l’exercice intense en réponse à la réaction de stress. Dans le cas de l’hépatocyte, l’adrénaline induit la dégradation du glycogène en glucose-1P transformé en glucose-6P qui ne rentre pas dans la glycolyse (= inhibée à ce moment) : le glucose-6P = transformé en glucose : qui sera libéré dans le sang. Muscle = «égoïste» >< hépatocyte = fait du glucose pour l’exporter dans les capillaires sanguins et maintenir ainsi la glycémie; ainsi les muscles pourront prélever ce glucose issu du glycogène hépatique. En cas de jeûne : quand la [glucagon] = importante; c’est la gluconéogenèse qui est activée dans l’hépatocyte pour produire du glucose et le libérer dans la circulation sanguine.

Question 87

Que se passe-t-il dans le muscle en situation de repos ?

Answer 87

En cas de prise d’un repas : arrivée de glucose, ↑de la [glucose] dans la circulation sanguine : ↑de l’insuline qui vient reconnaitre son récepteur à la surface de la fibre musculaire. 1. L’insuline va d’abord, en aval du récepteur, entrainer la migration de petites vésicules cytoplasmiques qui contiennent le transporteur GLUT4 (≠ GLUT2 au niveau des hépatocytes) = le même récepteur que dans les adipocytes. 2. Ces vésicules migrent vers la membrane plasmique 3. Fusion avec la membrane de telle sorte que le transporteur de glucose GLUT4 fait maintenant son effet et permet au glucose de rentrer à l’intérieur de la fibre musculaire. 4. Ensuite, l’insuline active l’hexokinase à stimule transformation du glucose en glucose-6P : une partie de ce glucose-6P rentre dans la glycolyse pour la production d’ATP (et ce même en dehors de tout exercice, il faut toujours maintenir une [ATP] élevée dans la cellule car il y a toujours une consommation pour le métabolisme de base). 5. Production d’une faible quantité d’ATP via la glycolyse 6. Transformation du glucose-6P en glucose-1P à UDP-glucose à synthèse de glycogène 7. Cette synthèse de glycogène est aussi activée par la liaison de l’insuline à son récepteur.

Question 88

Que se passe-il dans le muscle en cas de diabète de type 1 ?

Answer 88

Diabète de type 1 = carence en insuline : le glucose ne rentrera ± bien dans la fibre musculaire. Fibre musculaire et adipocyte = 2 tissus dans lesquels une grande partie du glucose ingéré au cours d’un repas va rentrer en relation avec l’insuline. En absence d’insuline ou quand ses concentrations sont faibles, les microvésicules vont à peine migrer, très peu de GLUT4 apparaitra dans la membrane plasmique du myocyte mais aussi de l’adipocyte. Et donc le glucose ne peut pas rentrer dans le myocyte ou l’adipocyte. Glucose reste donc dans la circulation sanguine et contribue à l’hyperglycémie du diabète. + 2ème cause de l’hyperglycémie dans le diabète = l’activation chronique de la gluconéogenèse hépatique.