31/03/2016 (8 à 9h) TRABAUD Virginie L3 CR: MAROZAVA

HORMONOLOGIE ET REPRODUCTION - Métabolisme des glucides : néoglucogenèse et métabolisme du glycogène
31/03/2016 (8 à 9h)
TRABAUD Virginie L3
CR: MAROZAVA Eugénie
Hormonologie et Reproduction
Pr. Buffat
12 pages
Métabolisme des glucides : néoglucogenèse et métabolisme du glycogène
A. La néoglucogenèse
I. Introduction sur la néoglucogenèse
Certains tissus comme le cerveau, les globules rouges, les reins, les muscles en contraction rapide, ont besoin
d’être constamment approvisionnés en glucose.
Dans l’organisme, seul le foie est capable d’assurer cette fonction de fournir du glucose par :
- la mobilisation du glycogène
- la néoglucogenèse (ou glucogenogenèse) qui conduit à la synthèse de glucose à partir de précurseurs non
glucidiques. Ces métabolites non glucidiques sont : le pyruvate, le lactate, le glycérol, la plupart des acides
aminés…
Les 3 substrats essentiels à la fabrication du glucose sont :
•L’Alanine : provient de la protéolyse musculaire.
•Le Lactate : provient du pyruvate du GR (qui fonctionne en anaérobie). Ce lactate retourne dans la
circulation sanguine pour atterrir dans le foie où il va être retransformé en pyruvate puis en glucose.
•Glycérol
1/12
Plan :
A. La néoglucogenèse
I. Introduction sur la néoglucogenèse
II. Les réactions de la néoglucogenèse
III. Régulation réciproque Glycolyse/Néoglucogenèse
IV.Pathologies
B. Métabolisme du glycogène
I. Introduction
II. Structure du glycogène
III. Synthèse du glycogène - Glycogénogenèse
IV.Dégradation du glycogène - Glycogénolyse
V. Pathologies
VI. Régulation du métabolisme du glycogène

HORMONOLOGIE ET REPRODUCTION - Métabolisme des glucides : néoglucogenèse et métabolisme du glycogène
Les réserves du foie sont sous forme de glycogène et sont évaluées à 190g approximativement.
Les besoins journaliers en glucose sont estimés à :
-120 g pour le cerveau
-40 g pour le reste de l’organisme
-20 g pour les fluides (à l’état dissous)
Ainsi on voit bien que les réserves correspondent aux besoins journaliers. L’individu s’alimente pour pouvoir
répondre aux besoins journaliers du cerveau et du reste de l’organisme.
II. Les réactions de la néoglucogenèse
La voie de la néoglucogenèse convertit le pyruvate en glucose.
Il y a 7 réactions réversibles et communes à la glycolyse (qui est, pour rappel, la dégradation du glucose en
pyruvate).
Il y a aussi 3 réactions irréversibles, qui sont différentes de celles de la glycolyse, permettant de contourner les
réactions irréversibles de la glycolyse.
Notons qu’à la différence de la glycolyse où la réaction a lieu dans le cytoplasme, la synthèse de glucose
nécessite 3 compartiments :
–La mitochondrie
–Le Cytoplasme
–Le Réticulum Endoplasmique
2/12

HORMONOLOGIE ET REPRODUCTION - Métabolisme des glucides : néoglucogenèse et métabolisme du glycogène
Sur le schéma on voit les précurseurs de la néoglucogenèse : le lactate qui est transformé en pyruvate ;
certains aminoacides transformés en pyruvate ou en oxaloacétate ; et le glycérol transformé en
Dihydroxyacétone phosphate. (Ne pas apprendre ce schéma dans le détail)
1. Etapes de conversion du pyruvate en phosphoénolpyruvate (PEP) :
Pour rappel, au niveau de la Glycolyse, la réaction, catalysée par la pyruvate kinase, est irréversible et ne peut
donc servir de point de départ à la Néoglucogenèse.
Un système enzymatique va donc contourner cette voie irréversible.
Il y a substitution par 2 autres réactions utilisant de l’ATP et du GTP et intervention des deux enzymes
suivantes :
–La Pyruvate Carboxylase
–La PEP Carboxykinase
Ces enzymes sont situées au niveau de la mitochondrie.
ü Le pyruvate est exporté dans la mitochondrie puis carboxylé par la pyruvate carboxylase avec
consommation d’une liaison riche en énergie au dépend d’une molécule d’ATP.
ü Obtention d’oxaloacétate qui ne peut pas quitter la mitochondrie, donc est transformé en malate qui lui
peut traverser la mitochondrie.
ü Le malate passe jusqu’au cytosol grâce à un transporteur spécifique localisé dans la membrane
mitochondriale.
ü La Malate hydrogénase permet de repasser du malate à l’oxaloacétate dans le cytosol.
On a donc : Pyruvate à Oxaloacétate à Malate à Oxaloacétate
3/12

HORMONOLOGIE ET REPRODUCTION - Métabolisme des glucides : néoglucogenèse et métabolisme du glycogène
ü Puis, l’oxaloacétate est converti en PEP suivant une réaction irréversible dans le cas physiologique. C’est
la PEP Carboxykinase qui catalyse l’activation de l’oxaloacétate, c’est-à-dire qu’elle enlève un groupement
carboxyle (CO2) pour former une molécule de PEP. La PEP carboxykinase est la 1ère enzyme cytosolique de la
voie de la néoglucogenèse. Cette enzyme est réprimée par l’insuline.
2. Conversion du PEP en fructose 1-6 bisphosphate. CR : C'est une succession des réactions réversibles
communes avec la glycolyse.
3. Conversion du fructose 1-6 bisphosphate en glucose :
Plusieurs étapes intermédiaires :
ü Le Fructose 1,6 BP est transformé en Fructose-6-Phosphate par la Fructose Bisphosphatase.
ü Isomérisation du F6P pour donner du Glucose-6-Phosphate.
ü Enfin, le G6P est transformé en glucose grâce à la Glucose-6-phosphatase.
4/12

HORMONOLOGIE ET REPRODUCTION - Métabolisme des glucides : néoglucogenèse et métabolisme du glycogène
Tableau avec les enzymes clés à bien différencier entre glycolyse et néoglucogenèse :
Ce sont les enzymes irréversibles dans le sens glucose à pyruvate (pour la glycolyse – colonne de gauche) et
les enzymes irréversibles dans le sens pyruvate à glucose (pour la néoglucogenèse – colonne de droite).
Important : La dernière étape réalisée grâce à la Glucose-6-phosphatase se fait dans le Réticulum
Endoplasmique, là où se trouve cette enzyme !
III. Régulation réciproque Glycolyse/Néoglucogenèse
1. Rapport ATP/AMP
Ce qui permet la régulation fine dans le sens Glycolyse ou Néoglucogenèse est le rapport ATP/AMP.
Certaines enzymes clés vont effectivement être sensibles à ce rapport énergétique ATP/AMP dans la cellule.
Notons qu’une grande partie des métabolites qui constituent ces voies sont en commun donc il existe un risque
de compétition entre les deux voies, d’où le fait que certaines étapes soient irréversibles et régulées par ce
rapport ATP/AMP…
•Si ATP/AMP faible : tout l’ATP a été utilisé à phénomène de glycolyse qui s’opère.
•Si ATP/AMP élevé : ATP en forte concentration et précurseurs en quantité suffisante à ralentissement
de la glycolyse, excès de néoglucogenèse avec du pyruvate transformé en glucose, puis en glycogène,
et ce en particulier dans le foie.
2. Régulation hormonale
Bien entendu, ce rapport ATP/AMP n’est pas le seul moyen de régulation de ces cycles métaboliques. Des
hormones comme l’insuline ou le glucagon régulent ce système :
· L’insuline est sécrétée lorsque le taux de glucose dans le sang est élevé.
Elle augmente l’entrée de glucose dans les tissus périphériques, notamment les muscles.
Elle active la synthèse du glycogène (sucre de réserve dans le muscle et le foie) et la glycolyse.
Naturellement, elle inhibe aussi la néoglucogenèse (cf. ci-dessus).
· Le glucagon, lui, est sécrété lorsque le taux de glucose dans le sang est bas.
Il active la dégradation du glycogène.
Il active aussi la synthèse de glucose dans le foie et augmente donc la libération du glucose du foie dans le sang.
5/12