Fiche de révision : Métabolisme des glucides

📋 Plan du Cours

1. Fondements de la biochimie
2. Organisation du métabolisme cellulaire
3. Réserves et carrefours énergétiques
4. Rôles et digestion des glucides
5. Transport intestinal du glucose
6. Affinité des transporteurs GLUT
7. Phosphorylation et devenir cellulaire
8. Régulation de la glycémie

📖 1. Fondements de la biochimie

🔑 Notions clés & Définitions

• Biochimie : Étude des constituants du monde vivant et des mécanismes moléculaires à l’origine de la vie.
• Métabolisme : Ensemble des réactions chimiques qui se déroulent au sein d’un organisme.

📝 Points essentiels

📌 Les groupements non fonctionnels comprennent CH3 et CH2, tandis que les groupements fonctionnels comprennent OH, CHO et COOH.

💡 Astuce mémo

Structure moléculaire → réactivité → fonction cellulaire

📖 2. Organisation du métabolisme cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Voie métabolique : Ensemble de réactions permettant d’obtenir une molécule spécifique.

★ À maîtriser

📌 Le catabolisme dégrade les macromolécules et libère de l’énergie, tandis que l’anabolisme synthétise des macromolécules et consomme de l’énergie.

Compléments

• Le catabolisme stocke une partie de l’énergie libérée sous forme d’ATP et de transporteurs d’électrons réduits NAD(P)H et FADH2.

• L’anabolisme utilise l’hydrolyse de l’ATP et le pouvoir réducteur du NAD(P)H et du FADH2 pour former des liaisons covalentes et des macromolécules.

💡 Astuce mémo

Catabolisme : dégradation et libération ; anabolisme : synthèse et consommation

📖 3. Réserves et carrefours énergétiques

★ À maîtriser

• Les principaux carrefours métaboliques sont:

  • le glucose 6-phosphate
  • le pyruvate
  • l’acétyl-CoA

• Le glucose fournit 38 molécules d’ATP et possède une autonomie directe d’environ 30 minutes, tandis que 400 g de glycogène assurent environ 23 heures d’autonomie.

• Les triglycérides constituent la meilleure réserve énergétique, avec environ 7000 g stockés dans le tissu adipeux et une autonomie d’environ un mois.

• L’acétyl-CoA peut provenir du glucose ou des acides gras, entrer dans le cycle de Krebs et servir à produire des corps cétoniques par cétogenèse hépatique.

Compléments

• L’hydrolyse d’une mole d’ATP libère 30,5 J, mais l’organisme ne contient qu’environ 75 g d’ATP, ce qui correspond à une autonomie d’environ 52 secondes si l’ATP assurait seul les besoins énergétiques quotidiens.

• La phosphocréatine permet de rephosphoryler l’ADP en ATP, tandis que la myokinase synthétise de l’ATP à partir de deux molécules d’ADP dans le muscle.

💡 Astuce mémo

Glucose → G6P → pyruvate → acétyl-CoA

📖 4. Rôles et digestion des glucides

★ À maîtriser

• Chez l’être humain, les glucides fournissent 40 à 50 % des calories alimentaires et peuvent être stockés sous forme de glycogène.

• Les glucides alimentaires sont présents sous forme de:

  • amidon à 50 %
  • saccharose à 40 %
  • lactose à 10 %

📌 L’amidon est un polysaccharide ramifié de glucose relié par des liaisons 1-4 et 1-6, le saccharose est un disaccharide de glucose et de fructose, et le lactose est un disaccharide de galactose et de glucose.

• Les osidases hydrolysent les glucides alimentaires en monosaccharides, et seuls le glucose, le galactose et le fructose peuvent être absorbés par les entérocytes.

Compléments

• L’amylase salivaire et pancréatique hydrolyse les liaisons α-1,4 de l’amidon, puis la maltase et l’isomaltase libèrent du glucose à la bordure en brosse.

• La saccharase hydrolyse le saccharose en glucose et fructose, tandis que la bêta-galactosidase hydrolyse le lactose en galactose et glucose.

💡 Astuce mémo

A-S-L : amidon, saccharose, lactose

📖 5. Transport intestinal du glucose

★ À maîtriser

📌 Le GLUT assure un transport facilitateur uniport, tandis que le SGLT assure un transport actif secondaire couplé au sodium.

• Dans l’entérocyte, SGLT1 fait entrer le glucose et le galactose au pôle apical, tandis que GLUT2 fait sortir les oses au pôle basal vers le sang.

Compléments

• GLUT5 transporte le fructose au pôle apical de l’entérocyte, tandis que la pompe Na+ ATPase basale rétablit le gradient de sodium en consommant de l’ATP.

💡 Astuce mémo

SGLT1 entre au pôle apical ; GLUT2 sort au pôle basal

📖 6. Affinité des transporteurs GLUT

★ À maîtriser

📌 Une faible valeur de Km correspond à une forte affinité pour le glucose, tandis qu’une forte valeur de Km correspond à une faible affinité.

• GLUT1, GLUT3 et GLUT4 présentent une forte affinité pour le glucose, tandis que GLUT2 présente une faible affinité et une grande capacité de transport.

Compléments

• Les principales localisations des isoformes GLUT sont:
  • GLUT1 dans les globules rouges et la barrière hémato-encéphalique
  • GLUT3 dans les neurones
  • GLUT4 dans le muscle strié et l’adipocyte
  • GLUT2 dans le foie, le rein, l’intestin et les cellules bêta pancréatiques

💡 Astuce mémo

Faible Km = forte affinité ; fort Km = faible affinité

📖 7. Phosphorylation et devenir cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Phosphorylation du glucose : Réaction irréversible qui transforme le glucose en glucose 6-phosphate grâce à une hexokinase et à l’utilisation d’un ATP.

📝 Points essentiels

📌 L’hexokinase possède un Km bas de 0,1 mM, phosphoryle plusieurs hexoses et peut être inhibée par le G6P, tandis que la glucokinase possède un Km haut de 10 mM, ne reconnaît que le glucose et n’est pas inhibée par le G6P.

• Dans la cellule bêta pancréatique, l’augmentation de l’ATP ferme les canaux K+ ATP-dépendants, dépolarise la membrane, ouvre les canaux Ca2+ voltage-dépendants et déclenche l’exocytose d’insuline.

📌 L’insuline provoque la translocation de GLUT4 depuis les vésicules intracellulaires vers la membrane plasmique des muscles et des adipocytes, ce qui augmente l’entrée du glucose.

💡 Astuce mémo

Glucose → ATP → fermeture K+ → Ca2+ → insuline

📖 8. Régulation de la glycémie

★ À maîtriser

• Après un repas, le glucose stimule la glycogénogenèse et la lipogenèse afin de constituer des réserves sous forme de glycogène et de triglycérides.

• Pendant le jeûne, le foie maintient la glycémie par la néoglucogenèse et la glycogénolyse, tandis que le muscle utilise son glycogène pour ses propres besoins.

• La glycémie normale est d’environ 0,85 g/L ou 5 mM, avec des valeurs de référence comprises entre 3,9 et 6,1 mmol/L.

• L’insuline est une hormone hypoglycémiante, tandis que le glucagon, l’adrénaline, le cortisol, la GH, la TSH et l’ACTH sont des hormones hyperglycémiantes.

Compléments

• Une glycémie post-prandiale peut atteindre 1,8 g/L, soit 7,8 mmol/L.

💡 Astuce mémo

Repas : stockage ; jeûne : remise en circulation du glucose

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des transporteurs GLUT

Comparaison des kinases du glucose