Rôles des glucides: • Rôle énergétique majeur. • Rôle dans la

Rôles des glucides:
• Rôle énergétique majeur.
• Rôle dans la synthèse des macromolécules.
• Rôle dans la synthèse des nucléotides.
• Rôle dans l'épuration de produits insolubles et toxiques.
• Interrelations métaboliques avec les lipides et les protéines.
Cf diapo 1
Cf diapo 2
C6H12O6 donne du CO2, de l'H2O et de l'énergie.
Cf diapo 3
1ère phase: dégradation dans l'intestin
2ème phase: transport par le sang.
3ème phase: phase cytosolique et mitochondriale dans l'hépatocyte.
Courbe type d'épreuve de charge (50 g/L) en glucose chez l'adulte.
Il y a 2 situations successives:
• Situation alimentaire:
- Stockage et réserves.
- Glycolyse.
- Régulation insuline.
• Situation de jeûne:
- Mobilisation des réserves (glycogène, acides gras).
- Néoglucogénèse.
- Distribution tissulaire en particulier globules rouges, cerveau.
Variations en fonction de l'alimentation:
Alternance de la période alimentaire et de la situation de jeûne; une régulation importante.
Cf diapo 7
Foie: - Production d'énergie → glycolyse.

- Mise en réserve (phase alimentaire) → glycogénogénèse/glycogénolyse.
- Synthèse à partir de substrats non glucidiques en période de jeûne → gluconéogénèse.
Muscle:
- Production d'énergie → glycolyse.
- Mise en réserve → glycogénogénèse/glycogénolyse.
Cerveau:
- Production d'énergie → glycolyse.
Erythrocyte:
- Production d'énergie → glycolyse.
- Mise en réserve (2,3-DPG).
Enzymes, cofacteurs, isoenzymes:
• Rôle de l'enzyme.
• Rôle du cofacteur NAD, FAD, NADP.
• Spécificités tissulaires des isoenzymes.
• Réversibilité et enzymes clés.
• Régulation: hormonale, allostérique, interconversion, transcriptionnelle.
• Exemples: ATP, DHA, 2,3-DPG.
Transport du glucose:
• Glycémie sanguine 4 – 6 mmole/L.
• Glucose PM 180 C6H12O6.
Digestion et absorption des glucides:
Cf diapo 4
Absorption intestinale du glucose par transport actif:
Cf diapo 6
La pompe à sodium intervient (consommation d'un ATP) pour faciliter la diffusion du glucose
(cotransport glucose – Na+).
Transport cellulaire du glucose:
• Le transport du glucose (diffusion facilitée) est une étape limitante du métabolisme cellulaire.
• Les isoformes de transporteurs ont des affinités variables pour le glucose.
• L'expression des isoformes de transporteurs du glucose a une certaine spécificité tissulaire:
isoformes ubiquitaires (GLUT 1, GLUT 3) ou spécifiques (GLUT 2, GLUT 4).
Isoforme
KM, glucose (mmol/L)
Localisation
GLUT 1
≈ 1 - 2
Érythrocytes, neurones, …
GLUT 2
≈ 15 – 20
Hépatocytes, cellules β des îlots de Langerhans, …
GLUT 3
≈ 1
Neurones, …
GLUT 4*
≈ 5
Cellules musculaires striées, adipocytes
GLUT 5
≈ 1
Entérocytes (membrane baso-latérale),
spermatozoïdes
*: insulinosensible.
• Les Glut 1 à 5 sont constitués d'une chaîne polypeptidique unique d'environ 500 résidus.
Le thème structural est composé de 12 segments transmembranaires.

• Le site de liaison est alternativement en regard des faces intracellulaire et extracellulaire de la
membrane lorsqu'il est occupé par un ose.
Glycogénogénèse et glycogénolyse:
Cf diapo 8
Glucose et galactose → énergie différée car ils peuvent être stockés.
Fructose → énergie instantanée.
Régulation de métabolisme du glycogène (foie):
Cf diapo 10
La glucokinase est spécifique du foie.
Il y a des effecteurs allostériques. S'il y a un taux d'AMP important, on active la glycogénolyse alors
que s'il y a un taux important de glucose-6-phosphate, on active la synthèse de glycogène.
Régulations de la glycogène synthétase et de la glycogène phosphorylase:
Cf diapo 9
Il y a une interconversion.
Voie d'Emden Meyerhof:
Cf diapo 11
Enzymes clés: il y a des enzymes irréversibles (ex: hexokinase) qui consomment de l'énergie.
Équilibre DHA: dans l'organisme, l'équilibre tend vers la dihydroxyacétone phosphate.
Consommation d'ATP.
Libération ATP+H.
Du glucose aux trioses phosphates: consommation d'énergie et régulations:
• Formation du glucose 6-phosphate à partir du glucose (hexokinase, glucokinase):
Hexokinase: nombreux tissus, non spécifique, KM bas, inhibée par le glucose 6-phosphate
(régulation).
Glucokinase: foie, pancréas, spécifique, KM élevé donc sensible aux variations de glucose
(régulation).
Réaction inverse: glucose 6-phosphatase hépatique.
• Glycogène et galactose → voie glycolytique au niveau du glucose 6-phosphate.
Cf diapo 12

Isomérisation: formation du fructose-6P:
• Fructose → voie glycolytique au niveau du fructose 6-phosphate:
Cf diapo 13
Le produit final est un fructose-6P. Il y a un intermédiaire réactionnel.
Formation du fructose-1,6-diP: étape clé de la régulation:
Réaction irréversible (étape d'engagement vers la glycolyse).
Enzyme allostérique:
Activateurs: phosphate, AMP, ADP, anaérobiose, insuline, fructose 2,6-diphosphate.
Inhibiteurs: ATP (en concentration élevée), aérobiose, citrate, (glycérol 3-phosphate).
Réaction inverse: fructose 1,6-diphosphatase (foie)
Inhibée par AMP, fructose 2,6-diphosphate, insuline.
Activée par glucagon, adrénaline.
Cf diapo 14
Interconversion des trioses phosphate:
Équilibre en faveur du dihydroxyacétone phosphate (régulation), seul le glycéraldéhyde 3-
phosphate est utilisé dans la glycolyse.
• Fructose → voie glycolytique au niveau des trioses phosphates.
Cf diapo 15
lipolyse → glycérol
→ DHA phosphate → GAPhosphate
Des trioses phosphates au pyruvate:
Cf diapo 16
On peut rajouter un pyrophosphate.
Cf diapo 17
La liaison carboxyle phosphorylée est une liaison de très haute énergie. C'est une oxydation grâce
au substrat.
Une isomérase fait passer le phosphate de 3 en 2, puis il y a déshydratation par une énolase.
La pyruvate kinase est une enzyme clé car elle est irréversible.
Régulation de la glycolyse:
Cf diapo 18
• Principales étapes régulées:
- Glucokinase.
- Phosphofructokinase 1, fructose 1,6-diphosphatase, phosphofructokinase 2.
- Pyruvate kinase.
• Globalement:

- Inhibition: aérobiose, ATP (excès), glucagon, adrénaline, citrate.
- Activation: anaérobiose, ADP, AMP, insuline.
Bilan énergétique:
Glucose + 2 Pi + 2 NAD+ + 2 ADP ----→ 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
Exemples de voies d'utilisation du glucose dans certains tissus:
Cf diapo 7
Devenir du pyruvate:
Cf diapo 19
Le pyruvate peut se transformer en:
- lactate par la lactate déshydrogénase (glycolyse anaérobie → cytoplasme).
- alanine par l'aminotransférase (cytoplasme) → synthèse de protéines, gluconéogenèse,
uréogenèse.
- acétyl-CoA par la pyruvate déshydrogénase (mitochondrie), qui permet la synthèse de
lipides.
- oxaloacétate par la pyruvate carboxylase (mitochondrie).
Les deux se combinent pour former du citrate qui va rentrer dans le cycle de Krebs, ce qui donnera
de l'énergie.
- malate par l'enzyme malique.
Transformations du pyruvate:
• Formation d'acétyl-CoA par décarboxylation oxydative dans les mitochondries:
Cf diapo 20
L'enzyme est le complexe pyruvate déshydrogénase.
L'acétyl-CoA est l'élément clé pour réaliser la glycolyse ou des lipides (formation d'acides gras).
La régulation de ce complexe multienzyme contrôle l'orientation du pyruvate en fonction des
besoins métaboliques et énergétiques (passage irréversible des glucides vers les lipides ou la
combustion totale).
Cf diapo 21
• Formation d'oxaloacétate par la réaction de Wood et Werkman dans les mitochondries (E =
pyruvate carboxylase).
Biotine-E + ATP → ADP-biotine-E + Pi
ADP-biotine-E + CO2 → carboxybiotine-E + ADP
CH3-CO-COOH + carboxybiotine-E → HOOC-CH2-CO-COOH + biotine-E
• Formation d'oxaloacétate par la réaction de Salles et Ochoa dans le cytoplasme:
Cf diapo 23
Il y a intervention d'une synthétase et d'une déshydrogénase.
• Formation d'alanine (cytoplasme): cf. réaction de transamination: alanine aminotransférase.