08 09 16 11h30 12h30 metabo tailleux

Biochimie
UE 7 : Sciences biologiques
Métabolisme des glucides
Annexe sur Moodle
(incomplet)
Semaine : n°1 (du 05/09/16 au
09/09/16)
Date : 08/09/2016
Heure : de 11h30 à
12h30 Professeur : Pr. Tailleux
Binôme : n°1 Correcteur : n°30
Remarques du professeur
•Ce cours s'inscrit dans le cadre général des biomolécules, il sera axé sur le métabolisme énergétique
•On va rester cette année dans la physiologie
•Il est important de connaître réaction par réaction
•Cours assorti d'EDs : lire les exercices et commencer à les résoudre avant d'y aller
•Problématique : comment l'organisme puise t'il son énergie à partir des biomolécules : glucide, AA,
lipides ?
•10h de cours ; 8 premières heures : réactions détaillées, 2 dernières : intégration du métabolisme
PLAN DU COURS
I) Introduction
A) Les glucides : rappel
1) Structure
2) Rôles
B) Les principales voies métaboliques des glucides
C) La digestion des glucides
D) L'absorption intestinale des glucides
E) Le contrôle de la glycémie : rôle de l'hépatocyte
F) Les différents tissus
1) Les tissus insulino-indépendants
2) Les tissus insulino-dépendants
G) Les transporteurs membranaires du glucose : les GLUT

Pourquoi faire de la biochimie métabolique ?
La biochimie de base est essentielle quel que soit le métier du pharmacien. Il faut donc connaître les
cibles thérapeutiques. La biochimie est indispensable pour la connaisance des mécanismes d'action des med.
Elle est aussi importante pour comprendre la pathologie, quelle répercussion sur le métabolisme ?
I) Introduction
A) Les glucides : rappel
1) Structure
–Monosaccharides : unité de base que sont les aldoses et cétoses (fructose, glucose, galactose :
représentation cyclique et Fischer à connaitre par coeur)
–Oligosaccharides : plusieurs oses associés (disaccharides : saccharose = glucose + fructose)
–Polysaccharides
Soit de structure: la cellulose, la chitine et les glycosaminoglycanes
Soit de réserv e : le glucose comme l'amidon chez les végétaux, le glycogène dans le règne
animal (enchainement de glucoses ramifiés en alpha 1-> 4)
2) Rôles
–Rôle structural : constituants des oses, de cofacteurs (NADH, NAD)
–Rôle de reconnaissance : récepteurs cellulaires (motifs saccharidiques), associés à des protéines
pour avoir un rôle de reconnaissance entre les cellules via les récepteurs.
–Rôle dans le métabolisme énergétique : l'oxydation du glucose conduit à la formation d'énergie
sous forme d'ATP, et de stockage d’énergie sous forme de glycogène.
B) Les principales voies métaboliques des glucides
Les glucides viennent principalement de l'alimentation mais aussi de l'organisme lui-même. Les glu-
cides représentent 50% de notre alimentation.
Dans l’entérocyte, on va trouver majoritairement du glucose, du galactose et du fructose.

Le sang circulant aura essentiellement du glucose qui va rentrer dans les cellules et aura plusieurs
devenirs possibles :
–La voie de la glycolyse jusqu'au stade de pyruvate, qui peut être oxydé en l'Acétylcoenzyme A
(qui peut aussi venir des lipides), puis entrer dans le cycle de Krebs. Cela conduit à l'oxydation complète
du glucose et à la formation d'ATP (énergie), grâce à la chaine respiratoire. Il y a de très nombreuses
interconnexions entre les voies.
–Il peut aussi être stocké en tant que glycogène. La voie qui conduit à la synthèse du glycogène est
la voie de la glycogénogénèse. Dans certain contexte métabolique le glycogène peut être dégradé pour
redonner des unités de glucose : c'est la glycogénolyse.
–Il peut s'engager dans la voie des pentoses-phosphates qui n'est pas directement lié à la
production d’énergie
–Le glucose peut aussi être produit sans apport alimentaire, à partir d'éléments non
glucidiques c'est la néoglucogénèse.
Qu’est-ce qui fait que la molécule de glucose va s’engager dans une voie, plutôt dans une autre ?
Il y a 2 paramètres essentiels :
- Le type cellulaire, parce que dans le stockage du glycogène, il se fait dans le foie, mais pas ailleurs.
- Le contexte métabolique (si on est période postprandiale, on aura tendance à stocker du glycogène)
Toutes ces voies ne sont pas présentes simultanément ni possibles dans tous les types cellulaires.
Certaines seront présentes dans le foie et muscle comme la glycogénogénèse et la glycogénolyse.
La néoglucogénèse ne se produit que dans le foie +++.
La glycolyse jusqu'au pyruvate, est une voie ubiquitaire aux cellules, alors que la glycolyse jusqu'au cycle
de Krebs non.
En fonction du type cellulaire, les réactions sont possibles et présentes ou pas.
Les enzymes nécessaires à ces voies métaboliques se mettent en place en fonction du contexte métabolique:
en période post prandiale, lors de jeun court ou jeun long.
Cette régulation sera en grande partie assurée, orchestrée par 2 hormones majeures :
–Insuline : sécrétée par les cellules béta du pancréas, en période postprandiale.
–Glucagon : sécrété par les cellules alpha du pancréas, hormone du jeun.
C) La digestion des glucides
L'alimentation comprend essentiellement de l'amidon (glucoses aux liaisons alpha 1-4), du saccha-
rose (fructose- glucose aux liaisons alpha 1-2), et du lactose (galactose lié à un glucose).
La digestion de ces glucides va commencer par l'action d'enzymes dans les glandes salivaires :
•L'action de l' amidon commence par l'action de l'alpha amylase produite par le pancréas exocrine.
Cette dégradation de l'amidon se poursuit dans la lumière intestinale, car à la surface luminale des
entérocytes, on a des enzymes : notamment la glucosydase et la maltase (qui vont hydrolyser la liaison
alpha14 entre les dérivés de glucoses) qui permettent la poursuite de la dégradation du polymère de
glucose.
•Pour le saccharose : la saccharase à la surface des entérocytes l'hydrolyse en un glucose et un

fructose. Libération dans la lumière intestinale.
•Enfin pour le lactose, on aura un glucose et un galactose. La digestion se fait par l’action de
lactase, dans la lumière intestinale.
Finalement on aura dans la lumière intestinale du glucose, du fructose et du galactose.
D) L'absorption intestinale des glucides
Les glucides sont des molécules hydrophiles, alors que la membrane plasmique est hydrophobe.
Les glucides vont devoir être absorbés au niveau intestinal ; puis passer de la lumière intestinale vers le
compartiment sanguin.
Au vu de leur caractère hydrophyles, les glucides ne vont pas traverser la membrane spontanément donc il
faudra l'intervention de transporteurs. Il existe plusieurs familles :
→ SGLT
→ GLUT
–Pour le glucose et galactose : SGLT-1 (glucose transporteur de type I) est un transporteur symport
apical (il transporte un glucose et un ion sodium). On a un couplage entre l'entrée de l'ose et celle du
sodium. L'entrée du sodium va être couplée avec la sortie du sodium de la cellule par le transporteur
NA+/K+ ATPase. Cette pompe est couplée à l’hydrolyse de l’ATP.
Ce couplage va permettre de faire un gradient de sodium qui va déplacer le flux de sodium vers l'intérieur
de la cellule, et va permettre le flux de glucose à l'intérieur de la cellule. Ce gradient est négatif car la
concentration en Na intracellulaire < concentration Na extracellulaire.
Une fois que le glucose est dans la molécule, ils vont ensuite ressortir au niveau basal par un autre
transporteur : GLUT2, c'est un transport uniport (une molécule à la fois), ce qui permet la sortie des oses
dans le sang.

- Pour le fructose: il est transporté et rentre grâce à l'action de GLUT5 puis ressort de l’entérocyte,
coté basal par GLUT2 également.
Le sang circulant va revenir au foie par la veine porte. Lors du premier passage hépatique, une
grande quantité de glucose va être absorbé. Dans le foie, fructose et galactose vont être en majorité transfor-
més en glucose, qui sera sécrété dans la circulation sanguine.
Le métabolisme des glucides alimentaires se résume donc au métabolisme du glucose car in fine, les
molécules seront dans la circulation sanguine sous forme de glucose.
E) Le contrôle de la glycémie: rôle de l'hépatocyte
Le foie joue un rôle fondamental dans le contrôle de la glycémie.
Le matin à jeun, la glycémie (concentration de glucose dans le sang circulant) est de l’ordre de 0.7 à
0.95 g/L soit 3.9- 5.3mmol/L pour un individu sain.
En période post prandial : jusqu'à 6mmol/L.
La glycémie augmente, elle varie dans la journée. On a des fluctuations physiologiques rythmées par la prise
des repas, mais il faut que la glycémie reste toujours dans une fourchette de valeurs précise.
L’hypoglycémie est délétère car notre cerveau n’utilise QUE du glucose (120g/jour). Donc le cerveau a be-
soin d’être alimenté en permanence. En cas d’hypoglycémie, le cerveau souffre de troubles et cela peut
conduire au coma voire jusque la mort.
L’hyperglycémie est délétère également parce que ce glucose va se fixer sur différentes molécules ou pro-
téines et va altérer leur structure et altérer leur fonctionnement. L’hyperglycémie chronique est hyper délé-
tère pour l’organisme et donne des complications au diabète. Une des conséquences du diabète : insuffisance
rénale.
Lors d'un repas la glycémie s'élève mais rapidement l'organisme met en place un système pour la
maintenir : c'est l’homéostasie du glucose.
Mécanisme :
Le glucose rentre dans le foie par l'intermédiaire de GLUT 2.
Une fois dans l'hépatocyte il est phosphorylé par l'enzyme glucokinase (que dans l’hépatocyte)
et il est transformé en glucose-6- phosphate, qui ne pourra pas ressortir de la cellule. Celui-ci va
donc être stocké sous forme de glycogène.