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Les étapes de la néoglucogenèse
NB :les premières réactions se déroulent dans la mitochondrie et la suite dans le cytosol.
2. Les réactions de la néoglucogenèse :
A- La néoglucogenèse à partir du pyruvate: La néoglucogenèse Utilise en sens inverse les
réactions réversibles de la glycolyse :
– Elle partage plusieurs étapes: sur les 10 réactions, 7 sont communes.
– Ne peut utiliser les 3 réactions irréversibles : elle doit les contourner par des réactions
spécifiques.
A -1/ PREMIER CONTOURNEMENT Formation du PEP à partir du pyruvate .la réaction se
déroule en deux phases :
 Phase mitochondriale: le pyruvate produit dans le cytoplasme est exporté dans la
mitochondrie.
-Les principaux précurseurs:
• le Pyruvate/ lactate : Proviennent des globules rouges et des cellules musculaires. • alanine
(1/3) : Provient des cellules musculaires.
• le glycérol :Provient catabolisme des triglycérides (alimentaires, tissu adipeux, des
lipoprotéines circulantes).
• Diverses molécules:
-Acides aminés glucoformateurs: aliments, protéines tissulaires.
La néoglucogenèse intervient pendant le jeûne: Entre les repas, lactate, alanine et glycérol sont
les précurseurs les plus abondants. Lors d’un jeun plus long, ce sont les acides aminés
glucoformateurs.
3 -Situation de déroulement de la néoglucogenèse
 Presque Toujours active : elle est passagèrement ralentie en période post-prandiale La
néoglucogenèse hépatique fournie environs 50g de glucose par jour, soit le tiers de la
consommation tissulaire quotidienne.
 Période de jeûne -La néoglucogenèse s’intensifie les premières heures.
- à la 36 ème heure, alors que la réserve de glycogène hépatique s’est épuisée, elle est la seul
source de glucose (100g/jour) à partir du glycérol et surtout d’acides aminés.
-Au delà la néoglucogenèse hépatique diminue, tandis qu’augmente La néoglucogenèse rénale. au bout de 10 jours, l’un et l’autre contribuent à part égale à la synthèse du glucose.
 En période d’activité musculaire en anaérobiose : Le Lactate d’origine musculaire est le
principal précurseur de la néoglucogenèse.
A- La néoglucogenèse à partir de précurseurs autres que le pyruvate :
1-La néoglucogenèse à partir du lactate des muscles :
• En période d’activité musculaire en anaérobiose: les muscles ont pour seul source d’énergie la
glycolyse entretenue par la régénération du NAD⁺ par le lactate déshydrogénase LDH musculaire qui
réoxyde NADH2.
• Le lactate produit quitte le muscle et gagne le foie.
• Au niveau du foie le lactate est transformé en pyruvate par réaction inverse catalysée lactate
déshydrogénase LDH hépatique qui par la néoglucogenèse en glucose qui sera ultérieurement remis
la disposition des muscles. Ce cycle glucose –lactate porte le nom de cycle de Cori.
-2-La néoglucogenèse à partir de l’Alanine des muscles :
• Dans les conditions physiologiques et nutritionnelles normales : le catabolisme des acides aminés
est quantitativement peu important.
• Il est important que dans certaines circonstances :
– Nutritionnelles : régime hyperprotéique.
– Pathologiques : jeune prolongé, diabète sucré non équilibré.
• L’azote aminé des AA catabolisés (lors d’un jeûne prolongé) se trouve à l’issue d’une
transamination (en présence du pyruvate) converti en alanine grâce à l’ALAT (Alanine Aminotransférase) musculaire.
• L’alanine libérée dans la circulation sanguine, rejoint le foie où elle est reconvertie en pyruvate
grâce à l’ALAT hépatique.
-4-La néoglucogenèse à partir des acides aminés glucoformateurs :
• Catabolisme digestif et tissulaire des protéines libère des acides aminés .
• Les acides aminés dont le squelette carboné est transformé en pyruvate ou en l’un des Intermédiaires
du cycle de Krebs (α cétoglutarate, succinyl-coA, fumarate et oxaloacétate) sont dits glucoformateurs.
• Le squelette carboné qui entre dans le cycle de krebs en sort au niveau du malate pour prendre la
direction de la néoglucogenèse.
• Tous les acides aminés (au nombre de 20) sont glucoformateurs sauf la leucine
-5-La néoglucogenèse à partir du Glycérol :
• Le glycérol qui provient de la dégradation des triglycérides TG (TG=glycérol +3 acides gras) dans le
tissu adipeux, peut rejoindre la néoglucogenèse par l’intermédiaire de la Dihydroxyacétone phosphate
DHAP.
• Seul le foie et le rein disposent du glycérol kinase.
Les portes d’entrées de ces précurseurs dans la néoglucogenèse sont :
• 1- Pyruvate.
• 2- Oxaloacétate O.A.
• 3- Dihydroxyacétone phosphate DHAP
3 - REGULATION RECIPROQUE DE LA NEOGLUCOGENESE ET DE LA
GLYCOLYSE
La Néoglucogenèse et la glycolyse se déroulent dans le cytosol. La plupart des
intermédiaires leur sont communs. Des conflits peuvent apparaître au niveau de leur
utilisation. En effet les deux processus ne répondent pas aux mêmes objectifs : la glycolyse
est engagée dans la production de l’énergie et la néoglucogenèse dans sa conservation. La
régulation réciproque des 2 processus s’impose de manière à les ajuster en fonction de l’état
énergétique et des besoins cellulaires ou des tissus.
Dans ces conditions, les deux voies sont régulées de telle sorte que l'une est inhibée
lorsque l'autre est active et vice versa. Comme nous l’avons vu, le principal signal qui règle
cette régulation est le rapport ATP/AMP.
3.1 - Régulation allostérique
Compte tenu du fait que la néoglucogenèse et la glycolyse utilisent des séquences de
réactions fonctionnant en sens inverse elles font l’objet d’une régulation allostérique efficace
qui font intervenir deux couples d’enzymes : Phosphofructokinase 1/Fructose 1,6bisphosphatase 1 (PFK1/FBP1) et Pyruvate déshydrogénase/Pyruvate carboxylase
(PDH/PC). Voir figure ci-après.
Lorsque le rapport ATP/AMP est très faible, il indique que pratiquement tout l'ATP est
utilisé. La cellule a besoin de fabriquer de l'ATP. La glycolyse et la phosphorylation
oxydative doivent alors fonctionner activement pour satisfaire les besoins en ATP. En
revanche, si ce rapport est élevé les besoins en ATP et en précurseurs biosynthétiques sont
satisfaits. Laglycolyse ralentit et l’excès du pyruvate est retransformé en glucose.
3.1.1 - Phosphofructokinase 1 /Fructose 1,6 bisphosphatase 1 (PFK1/FBP1)
Le niveau élevé d’AMP active la phosphofructokinase 1 (PFK1) de la glycolyse et
inhibe la fructose -1,6-bisphosphatase (FBP1) de la néoglucogenèse. Inversement lorsque
les concentrations en ATP et en citrate sont très élevées, la glycolyse ralentit. Ce
ralentissement est assuré par l'inhibition de la phosphofructokinase 1 (PFK1) par l'excès
d'ATP et de citrate. Parallèlement la fructose-1,6-bisphosphatase 1 (FBP1) est activée et la
néoglucogenèse est stimulée. Ces enzymes sont considérées comme les sites principaux de
contrôle de ces deux voies. Un effecteur positif de PFK1 devient simultanément un effecteur
négatif de FBP1 et vice versa, Ainsi se trouve réalisée une régulation coordonnée des deux
voies par le même métabolite.
3.1.2 - Pyruvate déshydrogénase /Pyruvate carboxylase (PDH/PC).
La pyruvate déshydrogénase et la pyruvate carboxylase constituent le deuxième
couple d'enzymes réciproquement régulées affectant la glycolyse et la néoglucogenèse. Ces
deux enzymes sont mitochondriales.
En cas de besoin en ATP, le fructose-1,6-bisphosphate stimule la pyruvate kinase
pour produire du pyruvate indispensable à la formation de l’acétyl-CoA. Une activité de la
pyruvate DH favorise la glycolyse.
En cas d'excès d'ATP, signal de ralentissement en aval du cycle de Krebs et de la
phosphorylation oxydative, le citrate et l’acétyl-CoA s’accumulent. L’acétyl-CoA en excès
devient un effecteur négatif de la pyruvate DH mais un activateur de la pyruvate
carboxylase qui, en temps normal, est peu active. Le pyruvate est alors transformé en
oxaloacétate, ce qui engage ses carbones dans la néoglucogenèse plutôt que dans le
processus de production de l’ATP.
Bien que l'activité de la pyruvate carboxylase soit faible en temps ordinaire, elle est
cependant fondamentale dans la régulation de la production de l’énergie. En effet,
l'oxaloacétate, produit de la carboxylation du pyruvate, est un intermédiaire catalytique du
cycle de Krebs. Dans ce cas, la réaction catalysée par la pyruvate carboxylase est
considérée comme une réaction nourricière (anaplérotique) du cycle tricarboxylique. Elle
assure le maintien du taux nécessaire en oxaloacétate mitochondrial, si des prélèvements
sont opérés pour la synthèse de l’aspartate (par exemple).