métabolisme des glucides Flashcards
Que veut dire le terme métabolisme ?
? C’est l’ensemble des réactions chimiques qui s’effectuent à l’intérieur des cellules.
Quels sont les deux ensembles de réactions de métabolisme ?
L’anabolisme et le catabolisme
Que veut dire une réaction catabolique?
c’est une réaction qui DÉGAGE de l’énergie
p.ex : on brise une molécule de glucose ce qui donne de l’eau + CO2 + énergie
exemples de voie catabolique cellulaire
glycolyse, cycle de krebs, fermentation
que veut-on dire par une réaction anabolique?
on prend des molécules pour les rendre complexe, ca CONSOMME de l’énergie.
voie de synthèse
comment mesure-t-on l’énergie?
en kilojoules ou en kilocalories
1 kCal = 4,185 kJ
comment est libérée l’énergie des aliments et sous quelle forme?
sous forme chimique à l’intérieur de nos cellules et est utilisée sous la forme d’un composé à haute énergie = ATP
dans quel processus l’ATP intervient?
dans tous les processus énergétiques de la cellule
vers où se dirige l’énergie libérée au cours de la scission de l’ATP?
c’est transféré directement à d’autres molécules pour avoir l’énergie requise pour leur fonction
est-ce que la dégradation de la molécule d’ATP requiert de l’oxygène
non, c’est une réaction immédiate donc survient en présence/absence d’oxygène
ATP peut être utilisé en absence ou présence d’oxygène MAIS pour produire de l’ATP, il faut de l’oxygène. pour cela que le besoin de respirer est très important.
dans quelles cellules du corps l’ATP intervient?
dans TOUTES les cellules du corps (vivantes obvs).
ATP = monnaie d’échange énergétique pour toutes les formes de travail biologique
exemple de travail biologique nécessitant de l’ATP
digestion
contraction musculaire
transmission nerveuse
circulation
production de tissu
sécrétions glandulaires
comment synthétise-t-on l’ATP?
si ATP ne peut être fourni par voie sanguine ni par tissu, il doit être continuellement re-synthétisé dans la cellule.
soit dans la mitochondrie
combien avons nous d’ATP en réserve
très faible qté d’ATP en réserve dans l’organisme soit 85g max.
assez pour un exo de qlq secondes
quels sont nos substrats énergétiques
le glucose et les acides gras qui vont nous servir à aboutir à une mol. d’énergie = ATP
par quel tissus est-ce que le glucose est synthétisé?
par tous les tissus
cerveau : 50% de l’utilisation journalière
par quels organes est-ce que l’acide gras est synthétisé?
les muscles et le foie
le cerveau n’oxyde pas d’acide gras MAIS peut utiliser les corps cétoniques qui peuvent être produit par le foie
de façon simple, comment produire de l’énergie à partir d’un glucide?
on va convertir le glucide en glucose pour que ca rentre dans la glycolyse et donne lieu au pyruvate et ensuite dans le cycle de krebs pour en extraire le maximum d’énergie
caractéristiques des glucides (besoin énergétique)
source d’énergie rapide et importante
remplit 50% des besoins énergétiques du corps
on consomme 400 à 500g par jour
quels sont les polymères digestibles du glucide?
amidon et glycogène
** l’humain ne possède pas l’enzyme pour dégrader la cellulose
où retrouve-t-on l’amidon dans la nourriture?
plantes, riz, pomme de terre, fruits et légumes
c’est une grande molécule avec bcp de glucose
où retrouve-t-on le glycogène dans la nourriture?
source animale
plus condensé que l’amidon
pourquoi l’humain ne peut digérer la cellulose?
fibre composée de glucose qui ne peut être digérée en raison de sa composante. Peut-être dégrader par d’autres animaux (bactéries présentes dans leur estomac).
caractéristiques du glucose
le + important glucide
rôle central dans le métabolisme général
principal carburant du cerveau
unique carburant des globules rouges
Pourquoi est-ce que les plantes et les animaux vont stocker le glucose, sous forme d’amidon et de glycogène ?
Une question d’osmose.
Si on prend plusieurs molécules tous séparés et qu’on veut les mettre dans une solution d’eau, ça prend plus d’eau pour les solubiliser/les garder en solution.
Alors qu’une grosse molécule de glycogen a besoin de moins de molécule d’eau en partie. Cela réduit la pression à l’intérieur des cellules pour le même nombre de molécules qu’on peut entreposer.
le plus grand consommateur de glucose
les muscles striées
quel est le carburant majeur du cerveau
le glucose
quelle est l’usine biochimique qui est également siège de divers sentiers biochimiques?
le foie
qui utilise le glucose comme unique carburant/source d’énergie
les érythrocytes/globules rouges/hémoglobines
une fois mature, ils n’ont plus de noyau, durée de vie très limitée, pas de mitochondrie, seulement la glycolyse pour synthétiser l’ATP.
produisent du lactate
adipocytes
pas de fonction mécanique, ils ont un rôle d’entreposage surtout.
Quand bcp de glucose = stock le glucose en glycogène. Ils le convertissent en pyruvate et ensuite convertissent l’acetyl CoA en acide gras. DONC, si on consomme trop de sucre, on va produire des graisses dans les adipocytes.
myocytes
cellules du coeur et des muscles
si pas assez d’oxygène, on ne peut pas rentrer dans le cycle de krebs, on va produire du lactate = c’est là que les muscles commencent à être douloureux
glycémie
concentration de glucose dans le sang
quel est le contrôle hormonal de la glycémie?
insuline : rabaisser la glycémie vers la normale car on est hyperglycémique donc empêche absorption des cells.
glucagon : relever la glycémie vers la normale car on est hypoglycémie (permet d’absorber gluco)
comment le glucose fait-il pour entrer/sortir d’une cellule?
il existe des transporteurs spécifiques pour traverser la membrane des cellules
transport passif
les GLUT
en fonction de la concentration, diffusion de la concentration + grande vers la plus faible
transport actif
les SGLT
- requiert de l’énergie
-transport facilité vers le compartiment à GLU + grande
- transport simultané de sodium à travers la membrane
il existe deux mécanismes de transport membranaires (systèmes)
système actif
système passif
système actif
SGLT (sodium glucose linked transporter)
dépendant de l’entrée de sodium
2 types de SGLT (SGLT1 et SGLT2)
que veut dire dépendant de l’entrée de sodium?
le système actif est couplé à une pompe de sodium qui elle a besoin d’énergie car on diminue la concentration de sodium dans la cellule, donc le sodium voudra entrer.
pour rentrer faut que le transporteur ait une molécule de glucose/glucide.
système passif
facilité par un transporteur
les GLUT ( transporteur de glucose)
important pour le contrôle du métabolisme
famille de 14 GLUT différents
portes d’entrée et/ou sortie
absorption intestinale du glucose
transporteurs spécifiques pour divers “oses”
SLGT1 : transporte glucose et galactose mais pas fructose (transport actif)
GLUT1 : transporte fructose. (transport passif)
que se passe-t-il à la lumière de l’intestin?
plusieurs sucres variés consommées:
- maltase qui brise le maltose en 2 molé. de glucose
- sucrase brise le sucrose en glucose et fructose
- fructose se couple en GLUT5 et rentre de façon passive
de quoi est composé le lactose?
glucose et galactose
le lactose (que plusieurs ne possèdent pas) va briser le lien entre les deux et une fois brisé, le SGLT1 toujours couplé au sodium va être capable de les transporter DANS la cellule.
une fois que le glucose/galactose est concentré dans la cellule, on prend le GLUT2 pour être transporté de façon passive dans le sang
sécrétion dans le sang lors de l’absorption intestinale du glucose
pour chaque mol. de glucose ou galactose transporté dans la cellule, il y a 2 sodium
sodium est couplé au glucose
il y a une partie non phosphorylée du glucose qui sort dans le sang.
est-ce seulement l’intestin qui est capable d’absorber le glucose?
non il y aussi les reins; le sang y est filtré plusieurs fois par jours et il y a une très grande quantité de glucose filtré.
que se passe-t-il lorsque le rein filtre le glucose?
bien que le glucose soit filtré au niveau des reins, 90% de ce qui est filtré est réabsorbé dans les tubules proximaux par SGLT2
l’autre 10% est absorbé par le segment 3 et transporté par le SGLT1
comment est-ce qu’on pourrait réduire la quantité de glucose absorbée?
en développant des inhibiteurs spécifiques pour la SGLT2
ceci baissera le taux sanguin de glucose
pourquoi est-ce qu’on convertit divers sucres en glucose?
glucose = porte d’entrée pour la glycolyse
pyruvate = produit de la glycolyse
pyruvate (après être convertie en acetyl-coA) = point d’entrée du cycle de Krebs
cycle de Krebs = important pour synthèse d’énergie et pour mener à la formation d’ATP à travers la chaine de transport d’électrons
DONC, le glucide absolu est le glucose
fonctions du glucose
c’est le glucose qui mène à la glycolyse
aussi important pour stocker l’énergie en glycogène
important pour le cycle de pentoses phosphates
conversion du galactose en glucose
ce qu’il faut retenir c’est que l’enzyme transferase va transférer le groupement galactose avec le groupement glucose sur l’UDP
1- sera phosphorylée en position 1
2- va réagir avec UDP glucose
3-transférase
4- épimérase
conversion du fructose en glucose
hexokinase phosphoryle le fructose en position C
hexokinase est capable de phosphorylée tous les sucres à 6 carbones
pour transformer le fructose en glucose = isomerase car ce sont des isomères
conversion du sucrose en glucose
sucrose = molé. de glucose en fructose
enzyme invertase va séparer ces deux molécules.
–> glucose sera phosphorylée par l’hexokinase et devient du glucose-6-phosphate
–> fructose + hexokinase + isomerase
qu’est ce que le 6-phosphogluconate?
molécule linéaire qui provient de la phosphorylation du gluc.6.phosphate par la dehydrogenase
conversion du lactose en glucose
lactose = glucose + galactose par la beta-galactosidase
conversion du maltose en glucose
maltose = 2 mol. de glucose clivé par l’enzyme maltase
mannose en glucose
par l’épimérase
définition du kinase
à chaque fois qu’il y a une kinase utilisée ou active, elle a besoin d’un ATP
kinase = ajout d’un groupe de phosphate
dérivé du mot glycolyse
glyk : sucré
lysis : dissolution
lieu de la glycolyse
cytosol contrairement aux autres (cycle de krebs et phosphorylation oxydative)
origine du glucose
- alimentation (nutriments) qui arrivent dans le sang, les cellules peuvent le récupérer dans le cytosol par les transporteurs membranaires (GLUT)
- peut provenir des réserves déjà présente dans la cellule (comme le glycogène)
les 10 réactions de la glycolyse
- glucose
- glucose-6-phosphate
- fructose-6-phosphate (se fait par isomérase)
- fructose-1,6-biphosphate
- dihydroxyacétone phosphate et glycéraldéhyde-3-phosphate (aldolase qui fait le clivage de la fructose en 2 mol)
- 1,3-bi-phosphoglycérate
- 3-phosphoglycérate
- 2-phosphoglycérate
- phosphoénolypyruvate (haut potentiel de transfert, bcp d’énergie)
- pyruvate
bilan énergétique de la glycolyse
beaucoup des réactions ont des valeurs proches de 0.
Elles sont donc proches de l’équilibre et sont des réactions réversibles
**toutefois la réaction 1,3 et 10 ont des variations très négatives, donc très fortement exergoniques (irréversibles)
phase préparatoire de la glycolyse
utilisation de deux ATP pour activer la molécule de glucose en vue de son clivage
phase de remboursement de la glyclolyse
4 ATP et deux NADH sont synthétisées lors de la transformation de deux mol. de glycéraldéhyde-3-phosphate en deux mol. de pyruvate
glycolyse en termes d’énergie
consomme 2 ATP
+
permet la resynthèse de 4 ATP
=
bilan net = gain de 2 ATP mais aussi de 2 NADH (1 NADH = 3 ATP)
que se passe-t-il suite à la glycolyse?
l’acide pyruvique a 2 destinées possibles:
- acide lactique (s’il ne peut être oxydé, donc en absence d’oxygène)
- cycle de krebs (oxydation car suffisamment d’oxygène)
acide lactique = ? déchet total
non, quand on fait de l’exercice/anaérobique = tendance à produire + d’acide lactique
C’est aussi une source d’énergie car il peut être utilisé pour former ou reformer du glucose (cycle de Cori : la néoglucogénèse)
formation d’acide lactique
normalement = la cellule reçoit assez d’O2 pour accepter les électrons et les H+ DONC très peu de formation d’acide lactique
mais lorsque effort intense = pas assez d’O2 ou d’enzymes oxydatives, acide pyruvique est transformé en acide lactique
l’acide lactique formé dans le muscle diffuse alors dans le sang
où et comment se produit le cycle de Cori?
dans le foie
l’acide lactique qui va être déversé dans le sang à partir des muscles va être transporté jusqu’au foie.
ce dernier va être transformé en pyruvate, ensuite en glucose.
ATP (consommation et resynthèse d’ATP)
consommé : 6 ATP
synthétisé : 36 ATP par mol. de glucose
à quoi peut servir le glucose dans le cycle de Cori?
peut servir pour les globules rouges et le cerveau.
donc pas juste le muscle
où et combien de réactions comporte le cycle de Krebs?
dans la mitochondrie
et
comporte huit réactions enzymatiques décomposables en réactions simples.
à quoi correspond le cycle de Krebs?
le cycle de Krebs c’est l’étape finale du catabolisme oxydatif des glucides, des acides gras et des acides aminés
ça assure la plus grande part des besoins énergétiques de la cellule grâce à la formation des coenzymes réduits qui seront réoxydés dans la chaine respiratoire
qu’est ce qui arrive lorsqu’il y a assez d’oxygène et que la glycolyse est terminée?
le pyruvate entre dans le cycle de Krebs
à chaque tour de cycle de krebs
6 carbones de relâché
puis 2 carbones du citrate sont éliminés sous forme de CO2, assurant la régénération de 4 carbones
ce qui est produit dans le cycle de krebs qui vont dans la chaine de transport des électrons
les NADH et les FADH
trois étapes pour le cycle de krebs/acide citrique
1 : préparation aux décarboxylations de la mol. à 6 carbones
2 : réactions de décarboxylations
3 : régénération de l’oxaloacétate qui accepte à nouveau un acétyl-CoA
transition entre glycolyse et CK
acide pyruvique après être entré dans la mitochondrie se combine avec la coenzymeA soit AcétylCoA = NADH + H+
que se produit lorsque l’AcétylCoA entre dans le CK?
production d’1 ATP
formation de 3 NADH+H+
formation d’1 FADH2 (2 atp)
**prendre en note que la glycolyse mène à 2 acide pyruvique donc faut faire le double de ça
combien d’ATP produit par CK
12 pour 1 pyruvate
donc 24 pour 2 pyruvate car une mol de glucose
qu’est ce qui advient du NADH2 et FADH2 de CK?
de base ce sont des coenzymes réduites formées par l’extraction de H+ du cycle de Krebs
ces coenzymes vont ensuite déverser leur électron dans la chaine de transport des électrons (oxydation phosphorylante)= on va synthétiser de l’énergie
la dégradation complète du glucose
glycolyse = 4 ATP
2 NADH + H+ glycose = 6 ATP
consommation d’énergie = - 2 ATP
2 acides pyruviques = 6 car 2 x 3
2 cycles de krebs = 24 ATP
prod. nette = 36 ATP mais prod totale = 38 ATP
38 vs 36 ATP
les plantes sont un peu plus efficace et n’auront pas à dépenser 2 ATP pour le transport de NADH dans leur mitochondrie
pour les animaux/humains, faut ce soit transporté à l’intérieur donc nécessite 2 ATP
voie des pentoses
pentose = glucide à 5 carbones
source essentielle de NADPH, cofacteur majeur des réactions biosynthétiques de réduction
fournit le R5P (ribose-5-phosphate), précurseur de la synthèse des nucléotides
on convertit le glucose en R5P
pourquoi faut avoir du R5P
pour synthétiser l’ADN ou l’ARN
glycogénèse
synthèse de glycogène à partir du glucose
–> dans le foie et dans les muscles
lorsqu’excès de glucose, transformation de glucose en lipides = accumulation de graisses
glycogénolyse
dégradation du glycogène en glucose
dans le foie et dans les muscles
**se passe lorsque manque de glucose
quel glucose peut être libéré dans le sang?
seul celui provenant du glycogène hépatique
donc seulement le foie qui rend le glucose disponible à toutes les cellules.
important pour l’hémoglobine et le cerveau
comment se passe la glycogénolyse dans les muscles
muscles aussi stockent le glucose sous forme de glycogène
c’est une source d’énergie rapide.
–> lorsqu’on fait du sport, on va utiliser cette source d’énergie car facilement mobilisable.
–> on va dépléter dans les réserves de graisse
lorsqu’il le dégrade en glucose, il le garde pour ses fonctions mécaniques contrairement au foie
néoglucogénèse
nouvelle synthèse du glucose
s’effectue dans le foie, lorsque manque de glucose
3 moyens:
-se fait à partir du cycle de Cori (acide lactique/pyruvique)
-se fait aussi par le métabolisme des acides aminés
-aussi par le glycérol
