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Les voies métaboliques

La glycolyse :

le Glucose est transformé en Glu 6 P catalysée par hexokinase ou glucokinase
Un autre enzyme clé de la glycolyse est la phosphofructokinase qui catalyse le passage de Fructose 6P en fructose 1-6 di P
Passage de 6C à 2 molécules à 3C entre Fructose 1-6 diP et glyceraldéhyde 3P catalysée par aldolase
Le métabolite final est le pyruvate qui peut être réduit en lactates (catalysé par lactate déshydrogénase LDH)
Jonction avec la voie des pentoses au niveau du Glu 6P
Jonction avec la voie des corps cétoniques au niveau du glyceraldéhyde 3 P.
Alimentée par le glucose sérique mais aussi celui obtenu par dégradation du glycogène musculaire en Glu 1P par l’action de la phosphorylase.
Cette voie est anaérobie
Elle se passe dans le cytosol.
Pour chaque molécule de glucose dégradée elle permet de synthétiser 2 ATP ( deux ATP consommées entre Glu et Glyceraldéhyde et 2 ATP produits pour chaque glyceraldéhyde dégradé). Par ailleurs il y réduction d’une molécule de NAD.

La glycolyse aérobie :

Elle commence avec le transformation du pyruvate en acétyl CoA molécule à 2 C, réaction irréversible catalysée par la pyruvate déshydrogénase
Cette réaction se passe dans la mitochondrie.
L’acétylCoA est à la jonction du métabolisme des glucides et des lipides (glycolyse et lipolyse)
Il est pris en charge par le cycle de Krebs
Dans le cycle des coenzymes (NAD et FAD) sont réduits par fixation d’ ions hydrogène et restitueront celui-ci dans une réaction en chaîne de réduction et oxydations successives faisant intervenir également la chaîne des cytochromes aboutissant pour chaque réaction à la formation d’un ATP jusqu’à un accepteur final qui est l’oxygène qui fixe H pour former de l’eau.
Les métabolites intermédiaires du cycle de Krebs sont à la jonction du métabolisme des acides aminés.
Alanine, Cystéine, Glycine,

Sérine,

Thréonine

Pyruvate Acétyl CoA
Phénylalanine, Tyrosine, Leucine, Lysine, Tryptophane AcétoacylCoa AcétylCoa
Aspartate, Asparagine Oxaloacétate
Tyrosine, Phénylalanine Fumarate
Isoleucine, Méthionine, Valine SuccinylCoA
Arginine, Histidine, Glutamine,Proline Glutamate Alpha céto glutarate.

La gluconéogénèse :

C’est une voie de synthèse du glucose à partir de molécules plus petites comme le pyruvate, lactate
Les seuls organes qui ont l’équipement enzymatique nécessaire sont le rein et le foie.
Les enzymes clés de cette voie sont :
Pyruvate carboxylase
Phosphoénolpyruvate carboxylase
Fructose di phosphatase
Glucose 6 phosphatase.
Le lactate produit en excès dans le muscle lors de efforts intenses passe par voie sanguine vers le foie où il est métabolisé en glucose par la voie du cycle de Cori.
Les acides aminés et en particulier l’alanine constituent également d’excellents substrats pour la néoglucogénèse ; cet acide peut provenir du pyruvate par transamination puis passe dans le sang pour être capté par le foie et retransformé en pyruvate puis en glucose par le cycle de Cahill. 

Le métabolisme du glycogène :

Deux enzymes essentielles : phosphorylase pour la dégradation et glycogène synthétase pour la resynthèse
Ces deux enzymes existent sous deux formes une forme déphosphorylée qui est inactive pour l’une (la phosphorylase) et active pour l’autre (la glycogène synthétase) et une forme phosphorylée active pour la phosphorylase et inactive pour la glycogène synthétase. Le passage d’une forme à l’autre se fait grâce à une phosphorylase kinase pour l’une et une phosphatase pour l’autre.
L’intermédiaire entre glycogène et voie du glucose est le glucose 1 P à la synthèse comme à la dégradation.
La régulation de la phosphorylase kinase dépend du taux d’AMPc cellulaire qui quand il augmente stimule une proteine kinase qui va elle activer la phophorylase kinase puis la phosphorylase et donc la glycogénolyse et inhiber la glycogénosynthèse.
Le glucose, l’insuline, inhibent la glycogénolyse et stimulent la glycogénosynthèse
Le cortisol , les cathécholamines, le glucagon stimulent la glycogénolyse

La lipolyse :

Le stockage de graisses dans le tissu adipeux est fait sous forme de triglycérides
Leur utilisation métabolique ne peut se fait que sous forme d’acides gras libres
Il y a donc une étape préalable à l’utilisation des lipides qui est la séparation des TG en glycérol et en acides gras libres étape irréversible dans le tissu adipeux.
Ces éléments passent par conséquent dans le sang puis le glycérol est recapté par le foie et peut servir de substrat à la resynthèse des triglycérides ou passer par la voie de la néoglucogénèse, quand aux acides gras ils sont captés par le muscle pour participer au métabolisme énergétique après dégradation en acétyl CoA et dans le foie ils peuvent servir à la resynthèse des triglycérides ou être dégradés en corps cétoniques.
La lipolyse est activée par les catécholamines, l’hormone de croissance, les hormones thyroïdiennes et est inhibée par l’insuline.

La lipogénèse :

Se fait à partir d’acétylCoA qui pour sortir de la mitochondrie doit être transformé en citrate ou lié à la carnithine.
A partir de ce composé élémentaire sont resynthétisés les AGL qui dans le foie peuvent être estérifiés avec le glycérol P donnant des TG.
Ainsi la synthèse des lipides a besoin de la glycolyse pour l’obtention de glycérol P pour fonctionner .
Stimulée par l’insuline. 

Corps cétoniques :

Acétoacétate, hydroxybutyrate et acétone.
Synthétisé essentiellement dans le foie
2 acétylCoA se combinent pour former de l’acétoacétylCoA qui en perdant sont CoA donne de l’acétoacétate.
de celui-ci dérivent les deux autres corps cétoniques.
Après refixation d’un CoA ils peuvent être réutilisés dans le cycle de Krebs.
Les acétylCoA à l’origine de la synthèse des corps cétoniques sont certains acides aminés dits cétogènes comme la phénylalalnine, la tyrosine, la leucine et l’isoleucine, et par ailleurs de la dégradation des lipides qui constituent leur principale source.

 

L’ammoniogénèse :

Liée au métabolisme des acides aminés
Par désamination sur de l’acide glutamique donnant la glutamine laquelle peut libérer l’ammoniaque dans les urines.

 

Cycle de l’urée :

L’acide glutamique peut libérer le NH3 dans les urines ou passer dans le cycle de l’urée