Métabolisme des glucides pendant l'exercice Flashcards
A quelle endroit sont principalement absorbé les Hydrates de carbone (glucides) ?
Au niveau du duodénum
Comment évolue les réserves de glycogène lors de l’exercice puis au repos ?
Lors de l’exercice elle diminue puis on va reformer les réserves lors du repos
Quels sont les 2 types de transport du glucose ?
SGLT : co-transport sodium glucose
- à l’encontre du gradient de concentration, dépendant de Na+
*SGLT 1 : intestin grêle, tubule distal du néphron
*SGLT 2 : tubule proximal du néphron
GLUT : diffusion facilitée en fonction du gradient de concentration
Quelles sont les 5 Isoformes GLUT et leurs particularités ?
GLUT 1 : ubiquitaire, SNC, érythrocytes
son KM est de 6-7 or la glycémie doit rester constante et tourne toujours autour de 4,5mmol.
Il se trouve donc parfaitement dans la phase linéaire de la phase saturante de la courbe de Michaelis-Menten. Ce qui conditionne le transport du glucose dans ce cas est la concentration en glucose.
GLUT 2 : Foie, Pancréas et Rein
GLUT 3 : Cerveau, Rein et Placenta
-KM 1.6 permettant de toujours transporter le glucose indépendamment de la concentration extracellulaire
GLUT 4 : Muscles striés et Tissus Adipeux
-Sensible à l’insuline
GLUT 5 : Rein, muscle strié, tissus adipeux, cerveau
- permet de transport de fructose
Comment se passe la captation du glucose dans l’intestin grêle ?
De la lumière du tube digestif vers milieu intercellulaire :
SGLT 1: Co-transport : 2 NA+ et Glucose
Ce sodium va être repompé vers le liquide intercellulaire
Du milieu intercellulaire vers liquide extracellulaire
GLUT 2
Comment se passe la captation du glucose dans Néphron ?
Tubule proximale :
Le glucose entre avec 1 sodium par SGLT 2 et sort avec GLUT 2
Tubule distal :
Le glucose entre avec 2 sodium (SGLT-1) et sort par un GLUT-1
Quelles sont les 3 enzymes qui permettent le contrôle de la glycolyse ?
1) Hexokinase
2) PFK1
3) Pyruvate kinase
Qu’est ce qui inhibe et active l’hexokinase ?
Inhibiteur : G6P si concentration augmente
Activateur : Pi
Qu’est ce qui inhibe et active la PFK1 ?
Activateur :
- Pi
- AMP
- NH4+ (ammoniac)
- Fructose-2,6-BP : il est synthétisé par la PFK2 à partir d’un cycle « futile ». Il est le principal
activateur hors exercice.
Si Hyperglycémie : sécrétion d’insuline
activation PFK2 –> augmentation F2,6BP–> activation PFK1–> Augmentation F1,6BP
Inhibiteurs :
- PCr : quand la PCr est élevée, la PFK1 est inhibée. A l’exercice, la PCr diminue donc on va lever l’inhibition sur la PKF1. C’est donc un système d’activation
- ATP : à l’exercice, il ne diminue que très peu donc c’est aussi une levée de l’inhibition sur la PFK1 mais de manière moindre
- Citrate
Qu’est ce qui inhibe et active la pyruvate kinase ?
Activateur : ADP
Inhibateur : PCr et ATP
Qu’est ce que la Glycogénolyse ?
C’est la dégradation (catabolisme) du glycogène pour en faire du Glucose
Quels sont les signaux qui activent la Glycogénolyse ?
- Signaux intracellulaires liés à l’activité contractile : que dans le muscle
- Signaux endocriniens (hormonaux) :
Glucagon : régulateur majeur de la glycogénolyse au niveau du foie
Adrénaline : rôle substantiel au niveau du muscle
Une fois le signal donné que ce passe t’il pour arriver à la dégradation du glycogène ?
Le glucagon et l’adrénaline vont se coupler à une protéine G qui va activer l’adénylate cyclase elle même par différentes activations d’enzymes va finir par phosphoryler le glycogène phosphorylase qui va devenir actif et dégrader le glycogène.
Qu’est ce qui augmentent la glycogénolyse dans le muscle ?
Le calcium principalement
L’AMP, Pi et IMP
L’ATP quand a lui inhibe
Quelles sont les 3 formes que peut prendre le Pyruvate ?
-Lactate
- Alanine
- AcétylCoA (puis cycle de Krebs)
Qu’est ce que le cycle Kori ?
Le glycogène présent dans nos muscles peut se transformer en pyruvate grâce à la glycogénolyse
Ensuite :
Pyruvate (muscle) –LDH–> Lactate du muscle va dans le sang puis au niveau du foie –LDH–> Pyruvate (foie) –> Glucose
Ou
Pyruvate (muscle) –ALAT–> Alanine du muscle va dans le sang puis au niveau du foie –ALAT–> Pyruvate (foie) –> Glucose
Quels sont les 3 substrat que le foie utilise pour produire du glucose et donc maintenir la glycémie lors du jeûne ?
-Lactate
-Alanine
-Glycérol
Ce glucose sera utilisé par notre cerveau essentiel.
L’essentiel va tout de même venir de la glycogénolyse via le glycogène hépatique et musculaire.
Si on quantifie les substrat lors de l’exercice qu’est ce qui est important de remarqué ?
1) La Qtité d’énergie (ATP) produit provient en grande partie de la dégradation du glycogène endogène (musculaire et hépatique)
2) Le pyruvate est principalement dégradé en Lactate
ces deux phénomène sont d’autant plus visible si on augmente l’intensité de l’exercice
Quel est le facteur limitant qu’on peut voir si on compare in vivo et vitro a de forte intensité d’exercice ?
C’est le PDH (enzyme permettant de transformé pyruvate en AcétylCoA)
AcétylCoA qui est nécessaire au cycle de Krebs afin de former du NADH qui est essentiel à la glycolyse et à la reformation d’ATP
Le pyruvate va donc se transformer en lactate en excès –> phénomène de fatique
Qu’est ce qui active GLUT 4 ?
Pendant l’activité physique, on va transloquer (rendre actif) GLUT4 indépendamment de l’insuline. Ce mécanisme sera plutôt lié à des mécanismes contractiles.
Ce système permet d’amener le glucose là où on en a besoin, c’est-à-dire dans les muscles qui sont en activité. En effet, la translocation de GLUT4 ne se fera que dans les cellules où il y a une activité contractile et le glucose n’ira ainsi pas à d’autres endroits comme le tissu adipeux où il n’y a pas d’activité contractile à l’exercice et où, en raison d’une diminution de l’insuline à l’exercice, il n’y a pas non plus de translocation de GLUT4.
AMPK, activée avec AMP, or durant l’exercice la concentration en AMP augmente ceux qui active AMPK et transloc GLUT 4
La concentration de glucose est elle plus importante dans l’artère ou dans la veine ?
Dans l’artère car ensuite le muscle va capter une partie du glucose et il y aura donc une concentration plus faible dans la veine.
Et plus on va augmenter l’intensité d’un exercice plus notre muscle va capter ce glucose, la différence artério-veineuse sera d’autant plus important.
Quelle est notre captation de glucose maximale ?
4-5mmol/min soit 0,9g/min
Or sans les apport endogène et exogène on à 20/25mmol (4,5g) disponible dans le sang
Ceux qui voudraient dire qu’on aurait tout consommé en 5 min.
Heureusement pour nous on va pouvoir utiliser nos réserves de glycogène hépatique mais afin de ne pas les épuisé on aura également besoin d’apport exogène.
A quoi faut il faire attention lors d’un exercice chez les patients insulino-dépendants ?
Ces patients on besoin d’insuline car leur foie n’en produit plus.
Or si on injecte de l’insuline lors de l’exercice, les transporteur GLUT 4 vont être transloqué au niveau du tissu adipeux (insuline) et au niveau du muscle (Ca++ et AMPK) ceux qui veut dire qu’on va consommer énormément de glucose
–> Hypoglycémie
il faut donc adapter la dose d’insuline
Quel est le médicament qui active l’AMPK ?
METFORMINE
antidiabétique le plus utilisé.
Quels sont les effets de l’activité et de l’inactivité sur l’expression de GLUT 4 ?
L’activité va augmenter l’expression de ce transporter du à la récurrence de l’activité contractile.
Et au contraire l’inactivité va diminuer l’expression du GLUT 4.
C’est pour cela que en soins intensifs il sera important de garder le patients actifs pour éviter la fonte musculaire mais également tous les aspects métaboliques.
Quel système allons-nous utilisé avant le système de translocation du GLUT4 lors d’un EXERCICE INTENSE ?
On va utilisé la glycogénolyse !
Glycogène hépatique -> glucose -> glycolyse Etc..
Lors de l’exercice intense le glycémie va chuter –> augmentation -> glucagon -> glycogénolyse
Ce système va même faire augmenter la glycémie au début. (82% VO2 max)
20 min 55% de VO2 max : glycémie stable
20 min 82% de VO2 max : glycémie augmente
20 min 60% de VO2 max : glycémie diminue
Comment évolue la glycémie en fonction de l’intensité ?
20 min 55% de VO2 max : glycémie stable
20 min 82% de VO2 max : glycémie augmente (glycogénolyse)
20 min 60% de VO2 max : glycémie diminue
Comment évolue la glycémie en fonction de l’intensité ?
L’insuline à 82% de VO2 max va encore plus diminué car elle va être inhibé par le SN et l’adréline afin que le muscle dispose du glycogène pour en faire du glucose et de l’ATP
La production hépatique de glucose est elle suffisante pour répondre à la captation de glucose lors d’un exercice intense (5000m) ?
Oui la production est bien plus importante que la captation
Réponse catécholamine (adrénaline) a l’exercice intense (5000m) ?
L’adrénaline augmente de manière exponentielle afin de bloquer la production d’insuline.
Quelques chiffres sur le glycogène hépatique à l’exercice
1) On utilise 54 % de notre glycogène hépatique durant un exercice 83min à 70% de notre VO2 max
2) 90% du glucose provient de la glycogénolyse.
3) La libération de glucose par le foie passe de 0.8mmol/min au repos à 5.6mmol/min à l’exercice intense (multiplié par 7)
Cependant le débit sanguin est extrêmement diminué lors de l’exercice vasoconstriction afin d’envoyé le sang vers les muscles et la peau.
Libération du glucose (% provenant de glycogénolyse, % provenant de la néoglucogénèse) au repos , 40min d’ex, 240 min d’ex ?
Repos : GLY hépatique, NGL minoritaire
40 min : 80% GLY hépatique, NGL minoritaire
240 min : Les pourcentage se rapproche car une bonne partie du glycogène hépatique à été consommé.
Pour quelle durée d’exercice à une bonne intensité on à quasiment utilisé toutes nos réserves de glycogène musculaire ?
60min
Quelle quantité d’HC consommer afin d’avoir des réserves en glycogène optimale pour un exercice de plus de 90min ?
Entre 6 et 10g / kg par jour.
Car pour un exercice 90 à haute intensité (75% VO2max) On va utiliser quasiment toutes nos réserves de glycogène.
Quand faut-il prendre des glucides exogène afin de refromer les stocks de glycogène de manière optimal ?
Juste après l’exercice (fenêtre métabolique)
Activité de la glycogène synthase et de la glycogène phosphorylase ?
GS : au repos (++ après exercice)
GP : a l’exercice, et on inhibe GS
Comment est régulée GP et le GS ?
Le GP devient actif quand il est phosphorylée par une kinase (il gagne un Pi)
et inactif quand il est déphosphorylé par une phosphatase (perd un Pi)
Le contraire pour le GS.
Comment se fait la formation du lactate ?
La réaction du pyruvate et du NADH produit par la glycolyse avec l’enzyme LDH.
Donc dès que la concentration de pyruvate augmente, la concentration de lactate aussi
Quel LDH utilise-t-on au niveau du muscle ? du coeur ? du foie ?
Muscle : LDH5
Foie : LDH1 afin de reformer du glucose derrière (néoglucogénèse) la réaction se fera dans le sens inverse (Lactate –> pyruvate)
Coeur : LDH1 pareil la réaction se fera dans le sens inverse (Lactate –> pyruvate)
C’est la concentration des différents substrat et donc le delta G qui oriente le sens de la réaction et non l’enzyme
Les crampes musculaire proviennent-elles de la hausse du lactate dans le muscle durant l’exercice physique ?
Non, il s’agirait plutôt d’un comportement neurophysiologique.
Comment évolue la concentration en lactate lors d’un exercice a 35%, 65%, 90% et 250% de la VO2 max ?
35% : stable durant tout l’exercice
65% : augmente de façon exponentielle au début puis linéairement un peu
90% : augmente de façon exponentielle au début puis linéairement avec une courbe plus incliné
250% : augmente de façon exponentielle jusqu’à l’arrêt de l’exercice.
Dans quel type de fibre est produit le lactate en grande partie ?
- Fibre de type 2
Qu’est ce que l’effet Pasteur ?
Effet Pasteur : transformation de glucose en lactate puis en acide lactique du à un manque d’oxygène.
C’est faux dans les premières minutes d’exercices on à une production de lactate sans avoir une VO2 nulle.
Lors de l’exercice physique, le lactate s’accumule t-il a cause d’une anaérobiose ?
Lors d’un exercice d’endurance, le lactate s’accumule à une VO2 inframaximale située entre 60-85% de la VO2max. Donc, lors de l’exercice physique, le lactate ne s’accumule pas à cause d’une anaérobiose.
Alors pourquoi forme-t-on du lactate ?
Tout simplement par une réaction d’équilibre.
Lorsque la qtité de pyruvate augmente dû à une augmentation de la glycolyse par la li d’action de masse le pyruvate va se transformer en lactate.
Comment active-t-on la glycolyse ?
On active la glycolyse car l’activité contractile génère des signaux qui vont activer la glycolyse.
- [ATP] : reste assez constante
- [ADP] : augmente en fonction de
l’exercice - [AMP] : augmente en fonction de
l’exercice - [Pi] : grand activateur de la phosphofructokinase
- [Phosphoryle créatine] : grand inhibiteur de la glycolyse, qui diminue en fonction de l’intensité de l’exercice, levant donc l’inhibition
Comment évolue les concentrations et quelle système on utilise à faible intensité 35% VO2 max ?
A 35% de la VO2max les signaux d’activation de la glycolyse sont très faibles:
- La glycolyse est donc très peu activée
- Les navettes et la PDH métabolisent la majorité de NADH et du pyruvate produit par la glycolyse
- Le lactate n’augmente pas
Comment évolue les concentrations et quelle système on utilise à intensité modérée 60%/80% VO2 max ?
Au début d’un exercice modéré (entre ~60% et 80% de la VO2max), le déséquilibre initial entre consommation d’ATP et production d’ATP par les oxydations cellulaires entraîne une augmentation des signaux d’activation
de la glycolyse : [ADP], [AMP] et [Pi] :
- Durant la première minute d’exercice, l’activité de la glycolyse augmente
- La production de NADH et de pyruvate excède à ce moment-là la capacité des navettes et de la PDH
- La concentration en lactate augmente !!
(réaction de masse)
Si l’exercice modéré se prolonge
- La consommation d’ATP et la production d’ATP par les oxydations cellulaires s’équilibrent et donc les concentrations en ADP, AMP et Pi n’évoluent plus
- L’activité de la glycolyse n’augmente plus
- Le système se met à l’équilibre
- La concentration de lactate n’augmente plus, elle est stable
Comment évolue les concentrations et quelle système on utilise à l’exercice intense 80%/100% ?
Entre de 80-85% et 100% de la VO2max, les signaux qui stimulent la glycolyse ne cessent d’augmenter au cours du temps :
- Après une augmentation rapide de son activité en début d’exercice, l’activité de la glycolyse continue à croître car le système ne se met pas en équilibre
- Après une augmentation initiale rapide, le lactate continue à être accumulé
Comment évolue les concentrations et quelle système on utilise à l’exercice très intense 250% ?
- Lorsque l’intensité de l’exercice excède largement la dépense énergétique permise par la VO2max (ex 250% de la VO2max), le métabolisme aérobie produit 20-30% de l’ATP. Le reste est pris en charge par la PCr et la
glycolyse - La GP et la PFK sont activées au maximum et le pyruvate est converti en lactate 10 à 20 fois plus vite que sa conversion en acétyl-CoA
- La concentration en lactate augmente donc rapidement
Le lactate provoque t’il l’acidose lors de l’exercice intense ?
On peut voir qu’il y a une relation linéaire en la diminution du pH et l’augmentation du Lactate.
