25 11 16 8h 9h inte gration me tabolisme tailleux

2016-2017
Intégration et coordination du métabolisme
– UE 7 :Sciences Biologiques –
Semaine : n°12 (du 21/11/2016 au
25/11/2016)
Date : 25/11/2016
Heure : de 8h00 à
9h00 Professeur : Pr. Mhur-Tailleux
Binôme : n°52 Correcteur : n°53
Remarques du professeur Diapositives disponibles sur moodle
PLAN DU COURS
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I) Généralités des réactions enzymatiques
II) Métabolisme : voies interconnectées
A) Voies métaboliques essentielles
B) Carrefour métabolique clé
III) Profil métabolique des organes
A) Cerveau
B) Muscle squelettique
C) Muscle cardiaque
D) Tissus adipeux
E) Rein
F) Foie
G) Importance des échanges entre les différents organes
H) Réserve énergétique chez l'homme
IV) Choix des molécules énergétiques en fonction des conditions
métaboliques
A) Etat Post prandial
B) Etat de jeune court
C) Etat de jeune prolongé
V) Choix des molécules énergétiques au cours d'un exercice
A) Sprint de 100 mètres
B) Sprint de 1000 mètres
C) Marathon 42 200 mètres

2016-2017
I) Généralités des réactions enzymatiques
Au niveau de l'organisme entier et d'une manière générale, on peut résumer comment le catabolisme génère :
- de l'ATP
- du pouvoir réducteur (NADPH)
- des éléments de base pour les biosynthèses (anabolisme et catabolisme connectés).
Il existe différents niveaux de la régulation enzymatique qui se fait à plusieurs niveaux :
- Au niveau de la quantité d'enzyme présente, régulée par la synthèse enzymatique.
- Au niveau de la quantité de protéine présente, régulée par la synthèse protéique.
- Mais aussi au niveau de leur dégradation
- A plus court terme, au niveau de l'activité de l'enzyme qui peut être encore plus active par contrôle allostérique.
Ceci permet à l'activité enzymatique de s'adapter au contexte métabolique notamment par des mécanismes de
phosphorylation réversible et par contrôle hormonal ( = régulation par charge énergétique).
Exemple de l'insuline (contrôle hormonal) qui permet une phosphorylation réversible mais qui permet
aussi de réguler l'expression d'un certain nombre d'enzyme.
Cette activité enzymatique peut aussi s'adapter au contexte métabolique par régulation de la disponibilité du
substrat ( = régulation par compartimentation)
Exemple du pyruvate qui doit passer la matrice mitochondriale pour rencontrer son enzyme : la pyruvate
carboxylase.
II) Métabolisme : voies interconnectées
A) Voies métaboliques essentielles
La glycolyse, le cycle de l'acide citrique, la phosphorylation oxydative, les voies des pentoses, néoglucogenèse, la
glycogénogenèse, glycogénolyse, le cycle des Acides gras, la bêta oxydation des Acides gras, la synthèse des corps
cétoniques.
B) Carrefours métaboliques clés
Il existe 3 carrefours métaboliques clé :
–Glucose 6 phosphate :
Il est capable de s'engager dans 4 voies, il peut :
- redonner du glucose par la gluco-6-phosphatase dans
le foie et dans le muscle.
- être stocké sous forme de glycogène
(glycogénogenèse)
- s'engager dans la voie des pentoses.
- s'engager dans la voie de la glycolyse.
Pour qu'il s'engage dans une voie plutôt que dans une autre cela va dépendre : du type d'organe, de cellule, de tissu
et puis le contexte métabolique (à jeun...), contexte physiologique et pathologique.
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–Le pyruvate :
Il provient du Phosphoénol Pyruvate et donc du glucose (glycolyse) du lactate (LDH), de l'alanine
(transamination) et peut donner :
- de l'Oxalo Acétate (qui pourra redonner du PEP)
- de l'Acétyl CoA, qui est aussi un carrefour métabolique.
De la même manière, en fonction du contexte métabolique, il
va s'engager dans une voie ou une autre mais aussi en fonction
du type d'organe.
–L'acétyl CoA :
Il provient des Acides gras et peut être oxydé complètement en
Dioxyde de Carbone (CO2).
Rappel
: le schéma énergétique et également régulé par
régulation hormonal notamment par l'insuline et le glucagon.
III) Profil métabolique des organes
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A) Cerveau
Sources: glucose et les corps cétoniques. Il n'a pas de réserve en glycogène et donc dépendant d'un apport
continu et permanent en glucose (120g/jour).
Il rentre dans les neurones par GLUT3 qui a un KM bas pour avoir une vitesse d'entrée qui est tjs maximale.
Enfin, c'est un tissu insulino-indépendant et donc l'utilisation et l'entrée du glucose n'est pas dépendant de
l'insuline.
B) Muscle squelettique
Sources : AG, corps cétoniques et glucose. Possède une réserve en glucose qui n'est utilisable que par le muscle.
Au repos, on utilise principalement les AG mais en activité on va utiliser le glucose anaérobie ou aérobie et les AG
pour une activité un peu plus longue.
Il utilise GLUT 4 avec un Km environ égal à celui de la glycémie.
Enfin, c'est un tissu insulino-dépendant : sous l’effet de l'insuline, ces molécules vont migrer .
C'est l'insuline qui permet l'expression de GLUT4 à la surface de la cellule.
C) Muscle cardiaque
Travaille uniquement en aérobiose (pas de glycolyse anaérobie).
Sources
: AG majoritairement, corps cétoniques et glucose.
D) Tissus adipeux
Ce sont les réserves énergétiques.
En principe ils doivent être présents dans toutes les cellules de l'organisme mais ne peuvent être stockées que dans
le tissu adipeux sinon cela provoque une lipotoxicité, qui est pathologique, ou même une stéatose qui est délétère
(peut être accompagné d'inflammation) dans le cas où on le stocke dans le foie → complication hépatique majeure
de l'obésité.
De la même manière, si on le stocke dans le pancréas → dépôts ectopiques qui sont pathologiques eux aussi.
En période d'abondance, il se forme des triglycérides (glycérol + AG )
Il utilise GLUT 4
Enfin, c'est un tissu insulino dépendant tout comme le muscle squelettique.
E) Rein
Consomme beaucoup d'énergie pour tous les phénomènes d'absorption et réabsorption.
Sources
: utilise le glucose et les AG
Utilise la néoglucogenèse à partir du glucose-6-P.
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F) Foie
Il est le chef d'orchestre de l'ensemble du métabolisme qui régule la glycémie puisqu'il stocke et libère du glucose
en fonction des besoins de l'organisme.
Il va aussi faire de la lipogénèse : sécrétion des VLDL qui transportent des TG.
En période de jeune, il peut faire de la néoglucogénèse et permet la formation de corps cétoniques.
Il utilise GLUT 2 qui a un KM élevée (20 mM).
Enfin, c'est un tissu insulino dépendant tout comme le muscle squelettique et le tissu adipeux.
G) Importance des échanges entre les différents organes :
Il existe des connexions entre :
–le muscle et le foie, ceci grâce au cycle de Cori.
Dans une condition d'activité physique particulière, le muscle a une activité rapide et fait donc de la
glycolyse.
Ceci permet de créer du pyruvate qui ensuite va se transformer en lactate. Le lactate part vers le foie pour
redonner du glucose par la néoglucogenèse. La synthèse du glucose va être reportée sur le foie. Et
l'alanine aussi va pouvoir contribuer à la néoglucogénèse.
Cela explique donc le rôle fondamental du foie dans la reconstitution du glucose par la voie de la
néoglucogenèse.
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