docLe métabolisme glucidique
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Le métabolisme glucidique
METABOLISME DES GLUCIDES Aspect général du métabolisme des glucides Deux parties dans ce métabolisme : • Métabolisme énergétique du glucose – Glucose, glycogène, galactose, fructose • Biochimie structurale des glucides – Métabolisme des autres oses et des osides METABOLISME GLUCIDIQUE PLAN I-INTRODUCTION II- TRANSPORT DU GLUCOSE III- VOIES D’UTILISATION DU GLUCOSE A- GLYCOLYSE B-VOIE DES PENTOSES C- INTERCONVERSION DES OSES D- DEVENIR DU PYRUVATE IV- METABOLISME DU GLYCOGENE IV- VOIES DE FORMATION DU GLUCOSE A- NEOGLUCOGENESE B- CYCLE DE CORI ; CYCLE DE FELIG V- REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE I-INTRODUCTION APPORTS GLUCIDIQUES FRUITS LEGUMES LAITAGES CEREALES FECULENTS NUTRITION 250Gr DE GLUCIDES 50% DE LA RATION ENERGETIQUE FRUCTOSE CELLULOSE AMIDON SACCHAROSE Lumière intestinale LACTOSE MALTOSE ISO-MALTASE CELLULOSE entérocyte FRUCTOSE *CERVEAU *MUSCLES *HEMATIES *GRAISSES GLUCOSE CIRCULATION SANGUINE GALACTOSE FOIE Métabolisme énergétique ou oxydatif du glucose Principales caractéristiques • Le glucose est un combustible de premier rang, immédiatement disponible. • Métabolisme ancestral, cytoplasmique. • Métabolisme ubiquitaire. METABOLISME OXYDATIF DU GLUCOSE Principales caractéristiques • Le métabolisme du glucose est seul capable de donner de l'énergie en l'absence d'oxygène (fermentation). • Certains tissus dépendent étroitement du métabolisme anaérobie du glucose (cerveau, hématie) • D'autres occasionnellement (muscle strié durant l'effort court et violent). ASPECT GENERAL DU METABOLISME OXYDATIF DU GLUCOSE Principales caractéristiques Le foie a un rôle central dans le métabolisme du glucose. • C'est le premier organe traversé. • Il stocke le glucose en glycogène. • Il synthétise du glucose à partir des autres oses , et de précurseurs non glucidiques (néoglucogénèse). • C'est le seul organe (avec le rein) capable de libérer du glucose dans le sang (moteur de la glycémie). Intestin Foie Osides 1 Glucose 2 Autres 7 oses Glycogène 3 G6P 6 4 Pyruvate 5 5 Sang Glucose ala Lactate Muscle Glycogène 3 G6P 6 4 Pyruvate 2 5 Acides Aminés Protéines Autres tissus Cycle des citrates Glucose VUE D ’ENSEMBLE DU METABOLISME GLUCIDIQUE 2 3 G6P 4 6 Pyruvate Cycle des citrates VUE D ’ENSEMBLE DU METABOLISME GLUCIDIQUE 1 HYDROLYSE INTESTINALE DES GLUCIDES TRANSPORTS MEMBRANAIRES 2 3 GLYCOGENOGENESE / GLYCOGENOLYSE GLYCOLYSE NEOGLUCOGENESE 4 5 6 VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE INTERCONVERSION DES OSES 7 METABOLISME GLUCIDIQUE PLAN I-INTRODUCTION II- TRANSPORT DU GLUCOSE III- VOIES D’UTILISATION DU GLUCOSE A- GLYCOLYSE B-VOIE DES PENTOSES C- INTERCONVERSION DES OSES D- DEVENIR DU PYRUVATE IV- METABOLISME DU GLYCOGENE IV- VOIES DE FORMATION DU GLUCOSE A- NEOGLUCOGENESE B- CYCLE DE CORI ; CYCLE DE FELIG V- REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE II- TRANSPORT DU GLUCOSE * Notion de flux * Glycémie * Transport membranaire * Entrée du glucose dans la cellule * Sortie du glucose de la cellule intestin glucides glucose glucose NOTION DE FLUX foie triglycérides glycogène Voie « aller » post- prandiale stimulée par l ’insuline glucose glucose cerveau CAC muscle glucose CAC glycogène Voie « retour »: jeûne/diabète stimulée par glucagon et cortisol Gln Ala lactate protéines lactate glycogène glucose muscle glucose précurseurs glucose glycogène foie glucose CAC cerveau LA GLYCEMIE • Equilibre homéostatique entre deux flux : • Ex-flux hépatique – Le foie stocke le glucose alimentaire sous forme de glycogène, et le libère selon les besoins (fonction glycogénique) – Il peut transformer l’excès de glucose en lipides (néolipogénèse) • In-flux périphérique (muscle strié, cerveau). – Le muscle stocke le glucose en glycogène – Il ne l ’utilise que pour ses besoins énergétiques. LA GLYCEMIE • La régulation de la glycémie est assurée par 2 systèmes hormonaux : – Hyperglycémiant (glucagon, adrénaline, cortisol) – Hypoglycémiant (insuline) • Perturbation dans les diabètes ENTREE ET SORTIE DU GLUCOSE DES CELLULES A - Transporteurs transmembranaires B - Entrée du glucose dans les cellules C - Sortie du glucose des cellules A-Transport transmembranaire des oses Trois aspects physiologiques Ce sont des transports passifs facilités : • Cotransport avec le Na+ • Simple échange • Transport activé par l'insuline A-Transport transmembranaire des oses Cotransport avec le Na+ • Caractérisé par ses propriétés «enzymatiques»: – Spécifique pour le galactose et glucose – Couplé avec l'ATPase Na+/K+ dépendante • Localisé dans les bordures en brosse : – Entérocyte de l'intestin grêle – Cellule du tube contourné proximal du rein A-Transport transmembranaire des oses Simple échange • Caractérisé par ses propriétés «enzymatiques» : – Accepte les aldohexoses ( pas le fructose) – Inhibé par la phlorétine et la cytochalasine B • Localisé dans les membranes plasmiques de la plupart des organes (en particulier baso-latérale) : – muscles, hématies, tissus adipeux, cerveau, foie, pancréas, rein, intestin, etc.. A-Transport transmembranaire des oses Transport activé par l'insuline • L'insuline active l'entrée du glucose dans l'adipocyte et la fibre musculaire squelettique. – C'est la VMAX (capacité) qui est augmentée. • Il y a translocation de transporteurs du RE à la membrane plasmique. – Semblable au transport d’eau dans le rein (ADH), et la sécrétion d’HCl gastrique (histamine). A-Transport transmembranaire des oses Deux familles moléculaires Les transporteurs transmembranaires Les cotransporteurs des bordures en brosses A-Transport transmembranaire des oses Les transporteurs transmembranaires ont des structures apparentées. • 12 hélices transmembranaires – Les unes forment une palissade hydrophobe. – Les autres constituent un domaine hydrophile central, étanche et flexible. • Transconformation entre deux positions, in et out (trans et cis régulation de type allostérique). A-Transport transmembranaire des oses Les échangeurs simples GLUcose Transporter - GLUT 1: globule rouge, ubiquitaire; forte affinité (Glc;Gal) - GLUT 2 :foie, pancréas, intestin, rein; faible affinité (Glc;Gal;Fru) - GLUT 3: cerveau; forte affinité (Glc; Gal). - GLUT 4: adipocyte, muscle trié. Forte affinité (Glc); insulino-sensible - GLUT 5: intestin (tube proximal); faible affinité (fructose). A-Transport transmembranaire des oses Les cotransporteurs des bordures en brosses SGLUT • Apparentés au transporteur PRO/Na+ de E. Coli. • Plusieurs types : – Au moins deux rénaux – Plusieurs intestinaux (dont SGLUT 1) ENTREE ET SORTIE DU GLUCOSE DES CELLULES A - Transporteurs transmembranaires B - Entrée du glucose dans les cellules C - Sortie du glucose des cellules B- Entrée du glucose dans les cellules Elle est suivie de phosphorylation du glucose sous forme de glucose 6 phosphate • Le G6P est une forme du glucose piégée dans la cellule. • Carrefour G6P vers des destins divers : – Glycogène, glycolyse, voie des pentoses, glucose. • Entrée et phosphorylation du glucose sont considérés comme 2 opérations couplées. B- Entrée du glucose dans les cellules Phosphorylation du glucose Réaction irréversible Glucose CH2OH O Glucose-6-phosphate ADP ATP Mg++ Hexokinases -CH2O-PO3 O Hexokinases 4 isoenzymes, en 2 groupes : • HK I, II, et III – Bas KM, inhibées allostériquement par le G6P – faible spécificité pour tous les hexoses • HK IV ou glucokinase – Haut KM, non inhibé par le G6P – Assez forte spécificité pour le glucose B- Entrée du glucose dans les cellules Localisation des hexokinases I à III différentes : • HK I ubiquitaire (cerveau, myocarde, érythrocyte) – Liée à la mitochondrie – A destin catabolique • HK II moins ubiquitaire (adipocyte, muscles striés) – Non lié à la mitochondrie – Supplée la précédente, et a un destin anabolique. • HK III moins connue (pores nucléaires). Glucokinase • Rôle dans le foie – Son haut KM permet une adaptation aux repas. – Induite par l’insuline. • Impliquée dans l’insulino-sécrétion « signal » – Cellules β des îlots de Langhérans du pancréas. – Mutation de son gène dans certains diabètes (MODY). B- Entrée du glucose dans les cellules B - Couplages GLUT et HK 3 groupes : • GLUT 1 - HK I ubiquitaire (cerveau, érythrocyte, myocarde, muscle strié), et à visée catabolique. • GLUT 4 - HK II (adipocyte et muscle strié), activé par l’insuline, à visée adaptative et anabolique. • GLUT 2 - glucokinase induits par l’insuline, anabolisme hépatique et insulino-sécrétion. ENTREE ET SORTIE DU GLUCOSE DES CELLULES A - Transporteurs transmembranaires B - Entrée du glucose dans les cellules C - Sortie du glucose des cellules C- Sortie du glucose des cellules Restreinte à certains organes : • Ceux qui maintiennent la glycémie : – Foie (glycogénolyse, néoglucogénèse) – Accessoirement rein (néoglucogénèse). • Les entrées et sortie de l’organisme – Intestin (absorption) – Rein (réabsorption) : C- Sortie du glucose des cellules pour le maintien de la glycémie • Le glucose doit être préalablement libéré à partir du G6P par l’action de la glucose 6 phosphatase. • Il sort de la cellule par GLUT 2 • En principe, seul le foie libère le glucose dans le sang à partir du glycogène. C- Sortie du glucose des cellules Lors du maintien de la glycémie Hydrolyse du glucose-6-phosphate Glucose-6-phosphate -CH2O-PO3 H2O Glucose Pi O CH2OH O Glucose-6-phosphatase C- Sortie du glucose des cellules Lors du maintien de la glycémie • Réaction irréversible. • Enzyme spécifique du foie, accessoirement du rein et de l ’intestin. • Induit par le cortisol dans le jeûne. • Son absence congénitale donne une glycogénose hépatique (maladie de von Gierke). Système de la glucose 6 phosphatase Cytoplasme SP T1 Glucose 6 phosphate Membrane ER G6Pase T2 T3 Lumière ER Pi + glucose C- Sortie du glucose des cellules Les entrées et sortie de l’organisme • Dans l’intestin : – Couplage vectoriel de la SGLUT 1, et de la GLUT 2 – Le déficit congénital de la SGLUT 1 donne la malabsorption glucose/galactose du nourrisson. • Dans le rein : – Couplage d’une SGLUT indéterminée, et de la GLUT 2. – Le déficit congénital de la GLUT 2 donne la maladie de FanconiBickel (diabète rénal et glycogénose rénale). METABOLISME GLUCIDIQUE PLAN I-INTRODUCTION II- TRANSPORT DU GLUCOSE III- VOIES D’UTILISATION DU GLUCOSE A- GLYCOLYSE B-VOIE DES PENTOSES C- INTERCONVERSION DES OSES D- DEVENIR DU PYRUVATE IV- METABOLISME DU GLYCOGENE IV- VOIES DE FORMATION DU GLUCOSE A- NEOGLUCOGENESE B- CYCLE DE CORI ; CYCLE DE FELIG V- REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE Intestin Foie Osides 1 Glucose 2 Autres 7 oses Glycogène 3 G6P 6 4 Pyruvate 5 5 Sang Glucose ala Lactate Muscle Glycogène 3 G6P 6 4 Pyruvate 2 5 Acides Aminés Protéines Autres tissus Cycle des citrates Glucose VUE D ’ENSEMBLE DU METABOLISME GLUCIDIQUE 2 3 G6P 6 4 Pyruvate Cycle des citrates A- GLYCOLYSE Vue d'ensemble Etapes Régulation Spécificité tissulaire Vue d'ensemble Principales caractéristiques • Scission oxydative de la molécule de glucose en deux molécules de pyruvate. • Voie cytoplasmique, universelle et ubiquitaire. • Deux modalités : – Fermentation lactique, seule voie capable de produire de l'ATP en l'absence d’O2. – Oxydation mitochondriale complète du pyruvate. Le précurseur direct de la glycolyse est le G6P, qui peut provenir de deux sources : • Le glycogène – Muscle squelettique pendant l'effort intense et bref (fibres blanches, type IIa. • Le glucose circulant. – Fermentation dans l'hématie (2 ATP/glucose). – Oxydation complète dans le cerveau, myocarde, et fibres musculaires pendant l'effort modéré et prolongé (38 ATP/glucose, fibres rouges, type I . Equation réactionnelle globale 2 NAD+ 2 ADP 2 Pi Glucose HOH 2C 2 NADH2 2 ATP 2 H2 O 2 pyruvates CHO HOHC CHOH HOHC CHOH CH 3 2 CO COO - Glucose deux phases Glucose 6 phosphate Fructose 6 phosphate 2 ATP Fructose 1-6 biphosphate • Préparation des hexoses à la scission aux dépens de l'ATP. • Scission en trioses, et oxydation en pyruvate avec production d'ATP et de NADH2. 4 ATP NADH2 2 H2O 2 triose phosphate 2 Pi Fermentation 2 pyruvate Fermentation alcoolique lactique Oxydation aérobie Ethanol Lactate CAC C R CO2 + H2O A- GLYCOLYSE Vue d'ensemble Etapes Régulation Spécificité tissulaire A- GLYCOLYSE * 9 ETAPES A PARTIR DU GLUCOSE * 3 REACTIONS IRREVERSIBLES; 6 REACTIONS A L’EQUILIBRE * LOCALISATION CYTOPLASMIQUE * EN AEROBIE: OXYDATION COMPLETE * EN ANAEROBIE 2 PYRUVATE - muscle lors d’un effort prolongé - globule rouge ( pas de mitochondrie) CO2 ET H2O 38 ATP 2 ATP ATP GLUCOSE Glucokinase; hexokinase ADP GLYCOLYSE GLUCOSE-6P P-hexose isomérase ATPFRUCTOSE-6P P-fructokinase 1 ADP FRUCTOSE-1-6 BP isomerase aldolase GLYCERALDEHYDE-P Glycéraldéhyde-3-P déshydrogénase DIHYDROXYACETONE-P Pi, NAD+ NADH,H+ 1,3-BISPHOSPHOGLYCERATE P-glycérate kinase ADP ATP 3-PHOSPHOGLYCERATE P-glycérate mutase BILAN 2-PHOSPHOGLYCERATE 2 ATP ; 1 NADH,H+ énolase PHOSPHOENOLPYRUVATE ADP Pyruvate kinase ATP PYRUVATE A- GLYCOLYSE BILAN mitochondrie 1 GLUCOSE Chaine respiratoire ATP Phosphorylation oxydative ATP GA3P DHAP 2 NADH,H+ 6 ATP 2 ATP 2 ATP 2 PYRUVATES O2 CO2 + H2O 30 ATP 38 ATP 2 ATP 36 ATP Fermentation lactique NADH2 NAD+ Pyruvate Lactate Lacticodeshydrogénase (LDH) • Le pyruvate, produit terminal de la fermentation, accepte les éléments réducteurs. • Le NAD+ est régénéré. • Le lactate est libéré dans la circulation, et recyclé par le foie. Fermentation alcoolique NADH2 CO2 CH3-CO-COOPyruvate CH3-CHO Acétaldéhyde Pyruvate décarboxylase NAD+ CH3-CH2OH Ethanol Alcool deshydrogénase • Décarboxylation préalable du pyruvate. • L'acétaldéhyde accepte les éléments réducteurs. Etapes Aspects particuliers GLUCOSE POTENTIEL REDUCTEUR GLYCOGENE G6P FRUCTOSE MANNOSE F6P Carrefour métabolique • La glycolyse est en principe irréversible et unidirectionnelle. METABOLISME DU GLYCOGENE F1-6BP INTERCONVERSION DES OSES GA3P PDHA NADPH RIBOSE METABOLISME DES NUCLEOTIDES GLYCEROL-3P METABOLISME DES LIPIDES 1-3DPG 2-3DPG • Mais ses intermédiaires sont aussi précurseurs de nombreux métabolismes. 3PG 2PG PEP REGULATION Hb (O2) SER GLY METABOLISME DES ACIDES AMINES ALA PYRUVATE LACTATE A- GLYCOLYSE régulation Ce sont les besoins énergétiques tissulaires qui déterminent le rythme de la glycolyse. • L'intensité de l'activité métabolique du tissu concerné. • Le rendement énergétique de la glycolyse. – Faible dans la fermentation – Forte après oxydation complète du glucose • La disponibilité de précurseur. – Glycogène – Glucose circulant A- GLYCOLYSE régulation adapter la vitesse aux besoins énergétiques de la cellule 4 NIVEAUX DE CONTRÔLE - Entrée du glucose - Phosphorylation du glucose - Phosphorylation du F6P - Production du pyruvate Deux régulateurs principaux • ATP • Fructose 2-6 diphosphate LES ENZYMES A REGULATION COVALENTE Implications dans la transduction du signal Glucagon Adrénaline SYSTEME TRANSDUCTEUR Adénylate cyclase PROTEINE KINASE inactive AMPc + PPi ADP ATP PYRUVATE KINASE PHOSPHORYLEE (inactive) H2O Phosphoprotéine Phosphatase PROTEINE KINASE active ATP PYRUVATE KINASE DEPHOSPHORYLEE (active) Pi A- GLYCOLYSE régulation GLUCOSE-6P GLUCOSE HK PFK2 FRUCTOSE-6P FRUCTOSE-2,6BP F2,6BPase PFK1 PROTEINE KINASE ADP FRUCTOSE-1,6BP ATP PEP PKinactive PKactive PYRUVATE H2 O Pi ATP A- GLYCOLYSE anomalies MUTATION DU GENE GLUCOKINASE DIMINUTION DE L ’ACTIVITE GLUCOKINASE foie RALENTISSEMENT DU FLUX GLYCOLYTIQUE NIVEAU GLYCEMIQUE SOUS EVALUE pancréas FAIBLE REPONSE INSULINIQUE foie GLYCOGENOGENESE NEOGLUCOGENESE HYPERGLYCEMIE DIABETE MODY-2 METABOLISME GLUCIDIQUE PLAN I-INTRODUCTION II- TRANSPORT DU GLUCOSE III- VOIES D’UTILISATION DU GLUCOSE A- GLYCOLYSE B-VOIE DES PENTOSES C- INTERCONVERSION DES OSES D- DEVENIR DU PYRUVATE IV- METABOLISME DU GLYCOGENE IV- VOIES DE FORMATION DU GLUCOSE A- NEOGLUCOGENESE B- CYCLE DE CORI ; CYCLE DE FELIG V- REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE B -VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE 2 FONCTIONS PRINCIPALES ACIDES GRAS STEROIDES 1- PRODUCTION DE NADPH,H+ REDUCTION DU GLUTATHION 2- PRODUCTION DE RIBOSE-5-PHOSPHATE NUCLEOTIDES Ac. NUCLEIQUES B -VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE VOIE D ’UTILISATION DU GLUCOSE NON PRODUCTRICE D ’ENERGIE REACTION GENERALE 3 GLUCOSE-6P + 6 NADP+ 2 GLUCOSE-6P + GLYCERALDEHYDE-3P + 6 NADPH,H+ LOCALISATION CYTOSOLIQUE + 3 CO2 B -VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE FOIE SYNTHESE DES ACIDES GRAS ET DES STEROIDES TISSUS ADIPEUX GLANDE MAMMAIRE SYNTHESE DES ACIDES GRAS SYNTHESE DES ACIDES GRAS ( au cours de la lactation ) TISSUS STEROÏDOGENES SYNTHESE DE STEROIDES ( testicules, ovaires,corticosurrénales, placenta ) GLOBULES ROUGES REDUCTION DU GLUTATHION B -VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE 6 GLUCOSE 6-P - PHASE OXYDATIVE 3 PHASES IRREVERSIBLE 6 NADPH,H+ + 6 RIBULOSE-5P REVERSIBLE - PHASE D ’ISOMERISATION DU RIBULOSE-5P RIBOSE-5P - PHASE NON-OXYDATIVE DE RECOMBINAISON DES PENTOSES PHOSPHATE REVERSIBLE HEXOSES PHOSPHATE B -VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE GLUCOSE 6-P-GLUCONATE GLUCOSE-6P NADPH,H+ RIBULOSE-5P FRUCTOSE-6P DHAP GLYCERALDEHYDE-3P PYRUVATE RIBOSE-5P B -VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE PHASE OXYDATIVE 6 CO2 6-P.GLUCONATE DHase 6.P-GLUCONATE 6 NADP+ 6 NADPH,H+ 6 RIBULOSE-5P LACTONASE 5 FRUCTOSE-6P 6 GLUCONOLACTONE-6P 6 NADPH,H+ G-6PDH 6 NADP+ 6 GLUCOSE-6P 1 GLUCOSE-6P 5 GLUCOSE-6P PHASE NON-OXYDATIVE B -VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE PHASE D’ISOMERISATION 2 REACTIONS RIBULOSE-5P RIBULOSE-5P-EPIMERASE XYLULOSE-5P RIBULOSE-5P-ISOMERASE RIBOSE-5P FRUCTOSE-6P NUCLEOTIDES Ac.NUCLEIQUES B -VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE PHASE NON OXYDATIVE XYLULOSE-5-P RIBOSE-5-P XYLULOSE-5-P TRANSCETOLASE GLYCERALDEHYDE-3-P SEDOHEPTULOSE-7-P X TRANSALDOLASE FRUCTOSE-6-P ERYTHROSE-4-P TRANSCETOLASE FRUCTOSE-6-P GLUCOSE-6-P GLUCOSE-6-P GLYCERALDEHYDE-3-P 1/2 GLUCOSE-6-P 2 B -VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE BILAN PHASE NON OXYDATIVE 6 RIBULOSE-5-P 4 FRUCTOSE-6-P 2 GLYCERALDEHYDE-3P 5 GLUCOSE-6-P GLYCOLYSE 1 GLUCOSE-6-P VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE B -VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE NADPH,H+ ET OXYDATION DU GLUTATHION DANS LE GLOBULE ROUGE VOIE DES PENTOSES P NADP+ NADPH,H+ FAD GLUTATHION REDUCTASE G-S-S-G 2 G-SH SELENIUM GLUTATHION PEROXYDASE H2 O2 H2 O B -VOIE DES PENTOSES PHOSPHATE ANOMALIES DEFICIT GENETIQUE EN GLUCOSE-6-PDHase DIMINUTION DU POOL DE NADPH,H+ DIMINUTION DU GLUTHATION REDUIT GLOBULE ROUGE ANEMIE HEMOLYTIQUE METABOLISME GLUCIDIQUE PLAN I-INTRODUCTION II- TRANSPORT DU GLUCOSE III- VOIES D’UTILISATION DU GLUCOSE A- GLYCOLYSE B-VOIE DES PENTOSES C- INTERCONVERSION DES OSES IV- METABOLISME DU GLYCOGENE V- VOIES DE FORMATION DU GLUCOSE A- NEOGLUCOGENESE B- CYCLE DE CORI ; CYCLE DE FELIG V- REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE C- INTERCONVERSION DES OSES AMIDON FRUCTOSE SACCHAROSE Lumière intestinale CELLULOSE LACTOSE MALTOSE ISO-MALTASE CELLULOSE entérocyte FRUCTOSE *CERVEAU *MUSCLES *HEMATIES *GRAISSES GLUCOSE CIRCULATION SANGUINE GALACTOSE FOIE C- INTERCONVERSION DES OSES GLYCOLYSE FRUCTOSE GALACTOSE GLUCOSE-6-P Gal.KINASE HK FRUCTOKINASE GALACTOSE-1-P P. GLUCOMUTASE UDP-GAL-1-P URIDYL-TRANSFERASE UDP-GAL FRUCTOSE-6-P FRUCTOSE-1-P FRUCTOSE-1-P.ALDOLASE FRUCTOSE-1,6-BP UDP-GAL-EPIMERASE GA-3-P UDP-GLU DHAP + GA P-GLUCOMUTASE GLUCOSE-1-P GLYCOGENE G-6P PYRUVATE TRIOSE KINASE ANOMALIES FRUCTOSE INGESTION MASSIVE ACTIVATION DE LA LIPOGENESE DEFICIT EN FRUCTOKINASE HYPERLIPIDEMIE FRUCTOSURIE SANS COMPLICATION METABOLIQUE DEFICIT EN ALDOLASE (chez le nourisson) INTOLERANCE HEREDITAIRE AU FRUCTOSE ACCUMULATION DE FRUCTOSE-1-P TOXICITE HEPATIQUE SERIEUSE AMAIGRISSEMENT CORRECTION : REGIME ALIMENTAIRE EXCLUANT LE SACCHAROSE ET LE FRUCTOSE METABOLISME GLUCIDIQUE PLAN I-INTRODUCTION II- TRANSPORT DU GLUCOSE III- VOIES D’UTILISATION DU GLUCOSE A- GLYCOLYSE B-VOIE DES PENTOSES C- INTERCONVERSION DES OSES IV- METABOLISME DU GLYCOGENE V- VOIES DE FORMATION DU GLUCOSE A- NEOGLUCOGENESE B- CYCLE DE CORI ; CYCLE DE FELIG V- REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE IV- METABOLISME DU GLYCOGENE • A - Vue d'ensemble • B - Etapes • C - Régulation • D - Glycogénoses GLYCOGENOGENESE ALIMENTATION GLUCOSE TISSUS GLUCODEPENDANTS Glc FOIE MUSCLES Glc Glc Glc-6P GLYCOLYSE GLYCOLYSE Glc-1P GLYCOLYSE Glc-6P GLYCOGENE Glc-1P GLYCOGENE Vue d'ensemble du métabolisme du glycogène Le glycogène • Réserve animale de glucose. • Polymères de résidus glycosylés liés en α(1→4) avec des branchements serrés en α(1→6). • Apparaissant dans les cellules : – au microscope optique sous forme de plaques. – au microscope électronique sous forme de granules. • Ubiquitaire, mais surtout foie et muscle strié. Localisations • Foie (10% de la masse hépatique) – Pour l’organisme entier (environ 180 g, réserve d’un jour - Fonction Glycogénique). – Il tire son origine du glucose alimentaire, ou de la néoglucogénèse (lactate, glycérol, a. aminés). • Muscle strié squelettique ( 300gr) – Pour ses besoins énergétiques propres. – Il provient essentiellement du glucose circulant. GLYCOGENE α 1-4 α 1-6 CARACTERISTIQUES • Taille variable (100 à 400 Å) . Particules α ou β. • Le glycogène est attaché à une amorce protéique :la glycogénine ( liaison à un résiduTyr). Noyau stable par opposition à la structure labile ( l’enchainement de résidus glucose). • La pression osmotique d’une molécule de glycogène est équivalente à celle d ’une molécule de glucose • Son stockage et sa libération assure l’équilibre glycémique METABOLISME DU GLYCOGENE GLYCOGENE TISSULAIRE CATABOLISME DIGESTIF GLYCOGENOGENESE GLYCOGENOLYSE GLUCOSE METABOLISME DU GLYCOGENE INTESTIN GLUCIDES ALIMENTAIRES FOIE GLUCOSE GLYCOGENE G-6P G-1P AUTRES TISSUS MUSCLES GLUCOSE GLUCOSE G-6P G-6P GLYCOLYSE GLYCOLYSE GLYCOGENE G-1P ANABOLISME DU GLYCOGENE amorce UDP Tyr g GLYCOGENINE Tyr Tyr Glycogène synthase g Enzyme branchante g ANABOLISME DU GLYCOGENE 1 GLUCOSE- 6P 2 GLUCOSE-1P 3 g ( GLUCOSE ) n GLUCOSE-1P UDP-GLUCOSE g PHOSPHOGLUCOMUTASE UDP-Glc-PYROPHOSPHORYLASE ( GLUCOSE ) n + 1 GLYCOGENE SYNTHASE élongation de la chaine α( 1 4) 4 ramification α( 1 6) ENZYME BRANCHANT élongation de la chaine α( 1 4) GLYCOGENE Les 2 voies Glycogénolyse Adrénaline Glucagon Ca++ + + + GLYCOGENE Glycogène phosphorylase Enzyme débranchant • Dégradation du glycogène GLUCOSE-1P Phosphoglucomutase Glucose Glucose Glucose-6P Glucose-6Pase (foie) Glycolyse Précurseurs non glucidiques (muscle) Lactate CATABOLISME DU GLYCOGENE g Tyr Tyr Tyr Phosphorylase g Glucane transférase g Tyr Enzyme débranchant g CATABOLISME DU GLYCOGENE GLUCOSE GLYCOGENE G-6Pase GLUCOSE-6P GLUCOSE-1P g Hydrolyse de la ( GLUCOSE ) n - 1 liaison α ( 1 , 4 ) g ( GLUCOSE ) x PHOSPHORYLASE Transfert d ’un trisaccharide g ENZYME DEBRANCHANT ( GLUCOSE ) x ENZYME DEBRANCHANT Hydrolyse d ’un G-1P g ( GLUCOSE ) x-1 Les 2 voies Glycogénogénèse Insuline + GLYCOGENE Glycogène synthase • Synthèse du glycogène enzyme branchant UDP-GLC UDPG pyrophosphorylase Glucose GLUCOSE-1P Phosphoglucomutase Glucose-6P Glucokinase hexokinase Néoglucogénèse Précurseurs non glucidiques Les 2 voies Glycogénolyse Glycogénogénèse Adrénaline Glucagon Insuline + + Glycogène Glycogene synthase enzyme branchant Dégradation Synthèse Carrefour G6P Glycogène phosphorylase enzyme débranchant UDPG Glucose 1 phosphate UDPG pyrophosphorylase Phosphoglucomutase Glucose circulant Glucose (foie) Glucose-6P Glucokinase Héxokinase Néoglucogénèse (Foie) Précurseurs non glucidiques Glucose-6Pase Glycolyse (muscle) Lactate Métabolisme du Glycogène • I - Vue d'ensemble • II - Etapes • III - Régulation • IV - Glycogénoses Etapes A - Glycogénolyse • Dépolymérisation du glycogène – Phosphorolyse par la glycogène phosphorylase • Débranchement – Enzyme débranchant • Isomérisation du G1P en G6P – Phosphoglucomutase • Hydrolyse du G6P – Glucose 6 phosphatase 1°) Dépolymérisation du glycogène CH2OH CH2OH O CH2OH CH2OH + O O O O O O- O P O P O - O - O OH Glycogène phosphorylase • Attaque des extrémités non réductrices des chaînes par phosphorolyse de la liaison α(1- 4). • Glycogène(n) + Pi Glycogène(n-1) + G1P 2°) Débranchement L’enzyme débranchant est bifonctionnelle, avec 2 activités: • Oligoglucane α(1 → 4) - α(1 → 4) transférase – Dès qu’une chaîne branchée est suffisamment raccourcie, transfère les 3 résidus glucosyl restants sur la chaîne principale. • Amylo α(1 → 6) glucosidase – Détache le résidu restant au point de branchement. 3°) Isomérisation du G1P Phosphoglucomutase CH2OH O O O P - O O CH2O P O O - O - - O • C’est un transfert intra-moléculaire • Réaction réversible, commune à la dégradation et à la synthèse du glycogène. 4°) Hydrolyse du G6P Glucose 6 phosphatase • G6P + H2O Glucose + Pi • Réaction spécifique du foie et du rein • Commune à la glycogénolyse et à la neoglycogénèse. • Couplée avec la sortie cellulaire par la GLUT 2. 5°) Dégradation lysosomiale du glycogène Maltase acide • C’est une α glucosidase. • Elle dégrade le glycogène dans le lysosome lors du renouvellement des composants cellulaires. • Son déficit congénital est cause de la glycogénose de type II, mortelle (maladie de Pompe). II - Etapes B - Glycogénogénèse • Isomérisation du G6P en G1P – Phosphoglucomutase • Activation du G1P en UDPG – UDPG pyrophosphorylase • Polymérisation du glycogène – Glycogène synthétase • Branchements – Enzyme branchant 1°) Synthèse de l’UDPG UDPG pyrophosphorylase UTP CH2OH O O O P PPi Mg++ - O - CH2OH O O UDP O • Le PPi est hydrolysé par une pyrophosphatase. • Rend irréversible l’attachement de l ’UMP. 2°) Polymérisation du glycogène Glycogène synthétase • L’enzyme attache le nouveau résidu en α(1 4) d’un glucose, côté non réducteur du glycogène. • La liaison se fait par l’activation du glucose par l’UDP (liaison riche en énergie). • Glycogène(n) + UDPG Glycogène(n+1) + UDP 3°) Branchements Enzyme branchant • L’enzyme transfère un fragment de 7 à 9 résidus tous les 4 à 5 résidus, par une liaison α(1 - 6). • C ’est une oligoglucane α(1- 4) - α(1 - 6) transférase. Métabolisme du Glycogène • I - Vue d'ensemble • II - Etapes • III - Régulation • IV - Glycogénoses Régulation • Glycogénogénèse – pénétration du glucose ( transport, phosphorylation), – synthétase. • Glycogénolyse – phosphorylase, sortie du glucose (G6Pase dans le foie) • Dans le foie – régie par les conditions nutritionnelles (repas, jeûne) • Dans le muscle – en fonction des besoins énergétiques (exercice, anoxie) REGULATION DU METABOLISME DU GLYCOGENE GLYCEMIE ACTIVITE PHYSIQUE CONTROLE GLYCOGENOGENESE GLYCOGENOLYSE 2 ETAPES LIMITANTES GLYCOGENE PHOSPHORYLASE GLYCOGENE SYNTHASE REGULATION DU METABOLISME DU GLYCOGENE GLYCOGENE INSULINE HYPERGLYCEMIE GLYCOGENOGENESE GLYCOGENE SYNTHASE cAMP PHOSPHORYLASE GLYCOGENOLYSE GLUCAGON ADRENALINE HYPOGLYCEMIE GLUCOSE REGULATION DU METABOLISME DU GLYCOGENE HYPOGLYCEMIE GLUCAGON AMPc PHOSPHORYLASE KINASE GLYCOGENE SYNTHASE ATP ATP PROTEINE ADP ADP kinase ATP PHOSPHORYLASE KINASE GLYCOGENE SYNTHASE P GLYCOGENE PHOSPHORYLASE P ADP GLYCOGENE PHOSPHORYLASE SYNTHESE DE GLYCOGENE GLYCEMIE P DEGRADATION DU GLYCOGENE REGULATION DU METABOLISME DU GLYCOGENE Adrénaline foie/muscle Glucagon foie cAMP 5 ’-AMP Inhibiteur-1 Glycogéne Σase a Protéine-Pase-1 Inhibiteur-1P Phosphorylase kinase b Protéine kinase Glycogène Σase b Protéine Pase-1 Phosphorylase kinase a GLYCOGENE UDP-Glc Cycle du glycogène Phosphorylase b Phosphorylase a Glc-1P Protéine-Pase-1 glucose foie lactate glucose glucose muscle Mise en jeu de la régulation Elle est différente dans le foie et les autres organes • Dans le foie, elle est conditionnée par les conditions nutritionnelles, repas ou jeûne. Elle assure le maintien de la glycémie (fonction glycogénique). • Dans les autres organes, elle dépend des fonctions spécifiques BUT DE LA REGULATION DU METABOLISME DU GLYCOGENE * PERIODE POST-PRANDIALE: FOIE ET MUSCLES RECONSTITUENT LES RESERVES *PERIODE DE JEUNE: LE FOIE REDISTRIBUE LE GLUCOSE AUX TISSUS *PERIODE D ’ACTIVITE PHYSIQUE: LE MUSCLE UTILISE SON GLYCOGENE Mise en jeu de la régulation dans le foie Période post-prandiale La glycogénolyse est verrouillée • Le foie reconstitue ses réserves de glycogène à partir du glucose alimentaire (zone péri-veineuse). REGULATION DU METABOLISME DU GLYCOGENE HYPERGLYCEMIE INSULINE PROTEINE PHOSPHATASE 1 GLYCOGENE PHOSPHORYLASE ADP GLYCOGENE PHOSPHORYLASE Dégradation du glycogène P PHOSPHORYLASE KINASE PHOSPHORYLASE KINASE P GLYCOGENE SYNTHASE GLYCOGENE SYNTHASE P ATP GLYCEMIE SYNTHESE DE GLYCOGENE Jeûne court • Le cortisol favorise à la fois la glycogénogénèse ( pour limiter la diminution du stock de glycogène ) et active la néoglucogénèse (production de glucose à partir de précurseurs non glucidiques). • Le glucagon Glycogène Phosphorylase active Glycogénolyse active • L’effet persistant du glucagon fait qu’il y a simultanément synthèse et dégradation du glycogène ( cycle «futile» ) . Jeûne long GLUCOSE GLYCOGENE PHOSPHORYLASE GLYCOGENOGENESE INHIBEE GLUCAGON GLYCOGENOLYSE ACTIVEE GLYCOGENE SYNTHASE PROTEINE KINASE A et INHIBITEUR-1 Muscle squelettique EFFORT MUSCULAIRE Ca++ Phosphorylase kinase inactive Adrénaline Phosphorylase kinase active Phosphorylase active GLYCOGENE Phosphorylase inactive GLUCOSE GLYCOGENOLYSE Glycogénogénèse Après un repas • La synthèse de glycogène musculaire est la principale utilisation du glucose sanguin (>80%). • Elle nécessite l’insuline par un mécanisme double : – «push» (activation de la GLUT4 et induction de l’héxokinase ). – «pull» (activation de la glycogène synthétase) ANOMALIES DU METABOLISME DU GLYCOGENE GLYCOGENOSES MALADIES D’EMMAGASINAGE DU GLYCOGENE DEFICIT ENZYMATIQUE A CARACTERE HEREDITAIRE DEFAUT DE « STOCKAGE » 2 SITUATIONS STRUCTURE ANORMALE STRUCTURE NORMALE GLYCOGENOSES Phosphorylase kinase GLYCOGENE Phosphorylase inactive Phosphorylase inactive Type III Phosphorylase hépatique G-1P Type IX E. débranchante GLUCOSE Type VII Type I G-6Pase G-6P F-6P PhosphoFructoKinase Type VII F-1-6BP PYRUVATE GLYCOGENOSES déficit * Type I: glucose-6 phosphatase * Type II α-(1 4) ; α-(1 6) glucosidase * Type III enzyme débranchante * Type IV enzyme branchante * Type V phosphorylase (muscle) syndrome de Mc ARDLE * Type V I phosphorylase (hépatique) maladie de HERS * Type V II phosphofructokinase * Type VIII maladie de VON GIERKE maladie de POMPE maladie de FORBES ou CORI maladie d ’ANDERSEN phosphorylase kinase hépatique maladie de TARUI METABOLISME GLUCIDIQUE PLAN I-INTRODUCTION II- TRANSPORT DU GLUCOSE III- VOIES D’UTILISATION DU GLUCOSE A- GLYCOLYSE B-VOIE DES PENTOSES C- INTERCONVERSION DES OSES IV- METABOLISME DU GLYCOGENE V- VOIES DE FORMATION DU GLUCOSE A- NEOGLUCOGENESE B- CYCLE DE CORI ; CYCLE DE FELIG V- REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE NEOGLUCOGENESE I - Vue d ’ensemble II - Etapes III - Précurseurs IV - Régulation I - Vue d'ensemble Définition • La néoglucogénèse (NGG) est la biosynthèse de glucose à partir de précurseurs non glucidiques. • Entre les repas, lactate, alanine et glycérol sont les précurseurs les plus abondants. • Lors d'un jeûne plus long, ce sont les acides aminés glucoformateurs. I - Vue d'ensemble Localisation • Le foie est le lieu principal de cette synthèse, et exclusif entre les repas. – Dans la zone péri-portale du lobule hépatique. • Ce n'est que lors de jeûne prolongé ( au moins glucidique) que le rein y participe notablement. I - Vue d'ensemble Circonstances • Cette voie intervient pendant le jeûne : – Ordinaire entre les repas – de manière intense dans le jeûne court (< 15 jours). – Plus atténué dans le jeûne long (>15 jours). • Son exacerbation pathologique est la principale caractéristique métabolique du diabète. - Vue d'ensemble Hormones régulatrices La NGG est un processus physiologique qui participe à la régulation de la glycémie, et obeit à ses influences hormonales. • Stimulé par les hormones hyperglycémiantes : – Essentiellement glucagon et cortisol. • Inhibé par l'insuline, hypoglycémiante. Vue d'ensemble Retentissements métaboliques • Elle s'accompagne en général de cétogénèse – Stimulée par le glucagon qui provoque une lipolyse, et inhibée par l'insuline). • Elle peut être précédée de protéolyse – Stimulée par le cortisol dans le cadre de sa fonction métabolique "glucido-protidique"). Vue d'ensemble Equation réactionnelle 2 NADH2 4 ATP 2 GTP 6 H2O • Le précurseur direct est le pyruvate. • C'est une voie endergonique • 6 équivalents ATP consommés par molécule de glucose. 2 NAD+ 4 ADP 2 GDP 6 Pi 2 pyruvates Glucose CH3 2 CO COO- HOH2C CHO HOHC CHOH HOHC CHOH NEOGLUCOGENESE I - Aspect global II - Etapes III - Précurseurs IV - Régulation NEOGLUCOGENESE Glucose-6Pase GLUCOSE-1P GLUCOSE GLYCOGENE Fructose-6P Fructose 1,6BP Fructose-6bPase GlycérAldéhyde-3P DiHydroxyAcétoneP 1,3 BisPhosphoGlycérate GLYCEROL-3-P 3 PhosphoGlycérate GLYCEROL 2 PhosphoGlycérate TRIGLYCERIDES PEPCarboxyKinase PhosphoEnolPyruvate oxaloacétate pyruvate MDH L-malate GLYCOLYSE pyruvate MDH L-malate oxaloacétate CAC mitochondrie Etapes GTP CO2 GDP COO- O COOO P OMg++ H2C COOCH2 OPhosphoénolpyruvate carboxykinase Phosphoénolpyruvate Oxaloacétate OC • 3 enzymes différentes de celles de la glycolyse H2O Pi F6P F1-6 BP Fructose 1-6 biphosphatase H2O G6P Pi Glucose 6 P phosphatase Glucose 3 ETAPES DESICIVES GLUCOSE Glucose-6Pase LIBERATION Glucose-6P 3 points de recyclage métabolique. Fructose-6p 3 points de Fructose 1-6 bisPase HYDROLYSE régulation couplée. Fructose-1-6BP PhosphoEnolPuryvate PEP.Carboxykinase DECLENCHEMENT Oxalo-Acétate Précurseurs non glucidiques Pyruvate Pyruvate carboxylase NEOGLUCOGENESE I - Aspect global II - Etapes III - Précurseurs IV - Régulation Précurseurs Glucose Ser Tissu adipeux Glycérol DHAP 3 PGA muscles Lactate Ala PEP Cys Ser Gly Thr • Lactate, alanine, glycérol. • Acides aminés glucoformateurs. pyruvate Asn Asp Tyr Phe Val Met Ile Thymine propionate Acétyl CoA O.A Mal Fum Cit His Pro Arg Gln Glu IsoCit α CétoGlu Suc SucCoA Précurseurs • Glycérol en deux étapes Glycérol kinase ATP CH2OH CHOH CH2OH Glycérol ADP 3 glycérophosphate deshydrogénase NADH,H+ NAD+ CH2OH CH2OH CHOH CH2O PO3H- Glycérol-3P CO CH2O PO3HDiHydroxyAcétoneP • Lactate par la LDH, et ALA par l'ALAT. Précurseurs Acides aminés glucoformateurs Expérience nutritionnelle classique On rend un rat diabétique par l'alloxane, on lui fait absorber l'acide aminé testé, et on analyse ses urines: • Un acide aminé est glucoformateur quand il augmente la glycosurie. • Un acide aminé est cétogène lorsqu'il augmente la cétonurie. Précurseurs Acides aminés glucoformateurs Glucoformateurs Ala Ser Gly Cys Asp Asn Glu Gln Pro His Arg Val Met Thr Cétogènes Leu Ile Tyr Phe Ni l'un, ni l'autre Lys Trp Précurseurs Acides aminés glucoformateurs Réalité physiologique • La majorité de la NGG s'effectue à partir d'acides aminés fréquents et de petite taille (Ala, Ser, Gly, Cys, Pro, Val, Thr). • Seule Leu est véritablement cétogène. Ile, Tyr, et Phe sont dits à la fois glucoformateurs et cétogènes. • Trp, Met, et Lys ne sont pas glucoformateurs. METABOLISME GLUCIDIQUE PLAN I-INTRODUCTION II- TRANSPORT DU GLUCOSE III- VOIES D’UTILISATION DU GLUCOSE A- GLYCOLYSE B-VOIE DES PENTOSES C- INTERCONVERSION DES OSES IV- METABOLISME DU GLYCOGENE V- VOIES DE FORMATION DU GLUCOSE A- NEOGLUCOGENESE B- CYCLE DE CORI ; CYCLE DE FELIG V- REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE Précurseurs Partage inter-organes • Le lactate produit dans le muscle lors d’un exercice physique est recyclé dans le foie. FOIE SANG MUSCLE GLUCOSE GLUCOSE GLUCOSE PYRUVATE PYRUVATE PYRUVATE LDH LACTATE LACTATE CYCLE DE CORI LACTATE Précurseurs Partage inter-organes Par transamination du pyruvate alanine vers le foie puis transamination de l ’alanine FOIE SANG transport de NH3 pyruvate MUSCLE GLUCOSE GLUCOSE GLUCOSE PYRUVATE PYRUVATE PYRUVATE ALAT ALAT ALANINE ALANINE CYCLE DE FELIG ALANINE NEOGLUCOGENESE I - Aspect global II - Etapes III - Précurseurs IV - Régulation REGULATION GLUCAGON GLUCOSE AMPc F6-P NEOGLUCOGENESE PROTEINE KINASE AMPc ATP F-2-6Pase active PFK-2 inactive P F-2-6Pase inactive PFK-2 active GLYCOLYSE Pi PROTEINE PHOSPHATASE Pi F-1,6Pase ATP F-2-6BP PFK-1 ADP F-1,6BP citrate PYRUVATE Régulation A court terme Cycle Glucose/G6P • L'induction de la glucokinase par l'insuline est rapide (minutes). REGULATION ADRENALINE GLYCOGENE • • Insuline – Favorise • Phosphorylation • Glycolyse • Glycogénogénèse – Inhibe • NGG • Glycogénolyse Glucagon – Favorise • NGG • Glycogénolyse – Inhibe • Glycolyse • Glycogénogénèse G-1P GLUCOSE G-6P GLUCOSE F-6P GLUCAGON F-2,6P F-1,6P PEP PYRUVATE INSULINE BILAN ENERGETIQUE La néoglucogenèse est énergétiquement coûteuse. Le bilan des réactions de biosynthèse conduisant du pyruvate au glucose est : 2 pyruvate + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 4 H2O Glucose + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD+ + 2 H+ Ce coût énergétique est nécessaire pour assurer l'irréversibilité de la néoglucogenèse. Régulation • Période inter-prandiale – Glycogénolyse hépatique – Néoglucogénèse à partir du lactate, alanine et glycérol • Jeûne court • Le recyclage des résidus du glucose disparaît – néoglucogénèse à partir des acides aminés (120 g/j) – Protéolyse • Jeûne long – Limitation sévère de la néoglucogénèse (34 g/j) – Participation importante du rein Anomalies • Diabète – – – – Mauvaise utilisation du glucose Hyperglycémie Glycosurie Néoglucogénèse plus ou moins intense • Protéolyse dans le diabète "maigre" (DID, type I) • Modérée dans le diabète "gras", (DNID, type II) • Troubles congénitaux de la NGG – Pyruvate carboxylase – Lactacidémie congénitale ( déficit en F1,6BPase) METABOLISME GLUCIDIQUE PLAN I-INTRODUCTION II- TRANSPORT DU GLUCOSE III- VOIES D’UTILISATION DU GLUCOSE A- GLYCOLYSE B-VOIE DES PENTOSES C- INTERCONVERSION DES OSES IV- METABOLISME DU GLYCOGENE V- VOIES DE FORMATION DU GLUCOSE A- NEOGLUCOGENESE B- CYCLE DE CORI ; CYCLE DE FELIG V- REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE DISPONIBILITE DU SUBSTRAT - apport nutritionnel - mobilisation des réserves DIFFUSION TRANSMEMBRANAIRE DU GLUCOSE - gradient intra / extra-cellulaire - expression des transporteurs du glucose INTRODUCTION DANS LES VOIES METABOLIQUES - phosphorylation du glucose CONTRÔLE DES REACTIONS METABOLIQUES - expression des enzymes du métabolisme - modifications des activités catalytiques REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE PANCREAS: CELLULE β FOIE GENE INSULINE GENE GK ARN Ca++ ARN INSULINE GlucoKinase G-6P Glucose GLUT2 GLUT2 Glucose GlucoKinase Glucose G-6P REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE ENZYME ACTIVITE MECANISME Mécanisme de l ’AMPc Phosphodiéstérase Augmentation Phosphorylation Protéine kinase (AMPc dépendante) diminution Association des sous unités Métabolisme du glycogène Glycogène synthase Augmentation Déphosphorylation Phosphorylase Kinase Diminution Déphosphorylation Phosphorylase Diminution Déphosphorylation Pyruvate Déshydrogénase Augmentation Déphosphorylation Pyruvate Kinase Augmentation Déphosphorylation PFK-2 diminution Déphosphorylation Fructose-2,6Pase diminution Déphosphorylation Glycolyse et Néoglucogénèse GLUCOSE OXYDE ( g/h ) REGULATION DU METABOLISME GLUCIDIQUE 40 GLYCOLYSE 20 GLYCOGENOLYSE 4H ALIMENTATION 24 H JEÛNE NEOGLUCOGENESE 2J 16 J JEÛNE PROLONGE 40 J ETAT NUTRITIONNEL ET METABOLISME DU GLUCOSE AU COURS DU REPAS Le foie: - oxyde le glucose pour produire de l ’énérgie qui lui est nécessaire. - stocke le glucose en excès sous la forme de glycogène. - transforme le glucose en excès en acides gras et glycérol formant des triglycérides relargués dans la circulation sanguine sous la forme de VLDL EN PERIODE DE JEÛNE COURT Diminution de la glycémie et de l ’insulinémie; augmentation du glucagon sanguin Le foie libère dans le sang: - le glucose ( glycogènolyse et néoglucogénèse) - les corps cétoniques (cétogénèse) Le tissu adipeux libère les triglycérides sous forme 1) d ’acides gras que le foie utilise pour former des corps cétoniques; 2) du glycérol qui constitue un précurseur de la néoglucogénèse EN PERIODE DE JEÛNE PROLONGE Le muscle réduit sa consommation de corps cétoniques; le cerveau les utilise préférentiellement.. La néoglucogénèse ralentit avec pour conséquence une épargne des protéines musculaires.
