Fiche de révision : Métabolisme du glycogène

📋 Plan du Cours

1. Structure et stockage du glycogène
2. Étapes de la glycogénolyse
3. Régulation de la glycogénolyse
4. Étapes de la glycogénogenèse
5. Régulation et pathologies du stockage
6. Bilan selon l’état physiologique

📖 1. Structure et stockage du glycogène

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycogène : Forme de stockage du glucose dans les cellules animales, comprenant des chaînes de D-glucose reliées par des liaisons α 1-4 et des ramifications α 1-6.
• Glycogénine : Molécule amorce protéique située au centre du glycogène.

★ À maîtriser

• Le glycogène est principalement stocké dans le foie et les muscles striés squelettiques, avec environ 100 g dans le foie, 300 g dans les muscles et 400 g au total chez l’Homme.

📌 Le glycogène hépatique contribue au maintien de la glycémie pour les autres tissus, tandis que le glycogène musculaire sert à la contraction du muscle qui le stocke.

Compléments

• Les ramifications du glycogène sont espacées d’environ 10 à 12 unités de glucose, et une molécule peut contenir plus de 50 000 glucoses.

💡 Astuce mémo

Le foie partage son glucose ; le muscle le garde pour lui.

📖 2. Étapes de la glycogénolyse

★ À maîtriser

• La glycogénolyse libère principalement du glucose-1-phosphate par phosphorolyse des liaisons α 1-4, débranche le glycogène par rupture des liaisons α 1-6, puis convertit le glucose-1-phosphate en glucose-6-phosphate.

• La glycogène phosphorylase agit aux extrémités non réductrices, requiert du phosphate inorganique et constitue l’étape limitante de la glycogénolyse.

• Dans le foie et le rein, le glucose-6-phosphate est transporté dans le réticulum endoplasmique puis hydrolysé par la glucose-6-phosphatase en glucose et phosphate inorganique.

• La glucose-6-phosphatase est absente du muscle ; le glucose-6-phosphate musculaire rejoint donc notamment la glycolyse ou la voie des pentoses phosphates au lieu d’être libéré comme glucose sanguin.

Compléments

• L’enzyme débranchante possède une activité transférasique et une activité α 1-6-glucosidasique.

💡 Astuce mémo

Phosphorolyse, débranchement, isomérisation, libération.

📖 3. Régulation de la glycogénolyse

★ À maîtriser

📌 Dans le muscle, l’AMP active la glycogène phosphorylase, tandis que l’ATP et le glucose-6-phosphate l’inhibent.

• La glycogène phosphorylase phosphorylée est appelée forme a et est habituellement active, tandis que la forme déphosphorylée b est inactive.

📌 Dans le foie, le glucose sanguin inhibe allostériquement la glycogène phosphorylase, tandis que le glucagon active la glycogénolyse par la voie AMPc-PKA et que l’adrénaline renforce cette réponse en situation de stress.

• Après réception de l’insuline, la PKB active PP1, qui déphosphoryle la phosphorylase et la phosphorylase kinase et inhibe ainsi la glycogénolyse.

Compléments

• Dans le muscle, l’adrénaline active la voie AMPc-PKA, qui phosphoryle la phosphorylase kinase ; le Ca2+ issu de la contraction complète son activation, permettant la phosphorylation de la glycogène phosphorylase.

💡 Astuce mémo

AMP active dans le muscle ; glucose inhibe dans le foie.

📖 4. Étapes de la glycogénogenèse

★ À maîtriser

• La glycogénogenèse transforme le glucose en glucose-6-phosphate, puis en glucose-1-phosphate et en UDP-glucose avant l’incorporation du glucose dans le glycogène.

📌 La glycogène synthase allonge les chaînes par des liaisons α 1-4, tandis que l’enzyme branchante crée les liaisons α 1-6 en transférant un segment de chaîne.

• L’incorporation d’un glucose-6-phosphate dans le glycogène consomme un ATP, tandis qu’en partant du glucose elle en consomme deux.

Compléments

• La glycogénine s’autoglycosyle avec huit UDP-glucoses pour former l’amorce portant huit résidus glucosés reliés par des liaisons α 1-4.

💡 Astuce mémo

G6P → G1P → UDP-glucose → amorçage → élongation et ramification.

📖 5. Régulation et pathologies du stockage

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycogénoses : Maladies de stockage du glycogène causées par des déficits enzymatiques qui peuvent toucher différents organes et produire un glycogène de structure normale ou anormale.

★ À maîtriser

📌 La glycogène synthase est active sous forme déphosphorylée a, tandis que la glycogène phosphorylase est active sous forme phosphorylée a.

• Sous l’effet de l’insuline, PKB active PP1, qui déphosphoryle et active la glycogène synthase tout en déphosphorylant et inhibant la phosphorylase et la phosphorylase kinase.

• Lors d’un jeûne ou d’un exercice, le glucagon ou l’adrénaline active la voie AMPc-PKA, qui inhibe la glycogène synthase et active la phosphorylase kinase puis la glycogène phosphorylase.

Compléments

• Dans le muscle, PP1 est rapprochée du glycogène par la protéine d’échafaudage Gm, tandis que la phosphorylation de Gm par PKA éloigne PP1 de ses enzymes cibles et réduit son activité.

• Dans la glycogénose de type I, un déficit en glucose-6-phosphatase peut augmenter le glycogène hépatique et entraîner une hépatomégalie.

💡 Astuce mémo

PP1 favorise le stockage ; PKA favorise la dégradation.

📖 6. Bilan selon l’état physiologique

★ À maîtriser

• En période post-prandiale, l’insuline favorise la glycogénogenèse dans le foie et le muscle.

• En période interprandiale, la glycogénolyse hépatique contribue au maintien de la glycémie entre 4,4 et 6 mmol/L.

📌 Pendant l’exercice, le glycogène musculaire est dégradé pour produire de l’ATP destiné au muscle qui le stocke, tandis que le glycogène hépatique peut alimenter les autres tissus.

Compléments

• Lorsque les réserves de glycogène sont épuisées, la néoglucogenèse prend le relais de la glycogénolyse hépatique.

💡 Astuce mémo

Glycogène hépatique à usage public, glycogène musculaire à usage privé.