Fiche de révision : Métabolisme du glycogène

📋 Plan du Cours

1. Rôle et devenir du glycogène
2. Étapes de la glycogénogenèse
3. Ramification du glycogène
4. Étapes de la glycogénolyse
5. Devenir du glucose libéré
6. Régulation hormonale et allostérique

📖 1. Rôle et devenir du glycogène

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycogène : Forme de réserve du glucose et donc d’énergie pour les cellules animales, stockée principalement dans le foie et les muscles.

★ À maîtriser

📌 La glycogénogenèse synthétise le glycogène, tandis que la glycogénolyse le dégrade.

📌 En période post-prandiale, une glycémie élevée active la glycogénogenèse dans le foie et les muscles, tandis qu’en période de jeûne une glycémie basse active la glycogénolyse hépatique.

Compléments

• En période de jeûne, le foie libère du glucose pour les tissus dépendants du glucose, en particulier le cerveau et les globules rouges.

💡 Astuce mémo

Foie = export du glucose ; muscle = consommation locale

📖 2. Étapes de la glycogénogenèse

★ À maîtriser

• 🔄 La glycogénogenèse suit plusieurs étapes :
  1. Phosphorylation du glucose en glucose-6-phosphate
  2. Isomérisation en glucose-1-phosphate
  3. Activation en UDP-Glc
  4. Incorporation au glycogène par la glycogène synthase

📌 Dans le muscle, l’hexokinase phosphoryle le glucose ; dans le foie, cette réaction est catalysée par la glucokinase.

• La glycogène synthase transfère le glucose de l’UDP-Glc sur l’extrémité d’une amorce de glycogène par une liaison α1-4.

Compléments

• L’hexokinase possède une forte affinité pour le glucose, reste active lorsque la glycémie est faible et est inhibée par le glucose-6-phosphate.

• La glucokinase hépatique est spécifique du glucose et n’est pleinement active qu’en période post-prandiale lorsque la glycémie est élevée.

💡 Astuce mémo

G6P → G1P → UDP-Glc → glycogène

📖 3. Ramification du glycogène

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycogénine : Protéine qui constitue le cœur de chaque molécule de glycogène et sert de support à la formation de l’amorce.

★ À maîtriser

• Lorsque la chaîne linéaire atteint au moins 11 résidus de glucose, l’enzyme branchant transfère les 6 résidus terminaux vers un glucose situé en amont et crée une liaison α1-6.

Compléments

• La glycogénine s’autoglycosyle en présence d’UDP-Glc et fixe le premier glucose sur le groupement hydroxyle d’un résidu de tyrosine.

• L’amorce contient ensuite 8 résidus de glucose reliés par des liaisons α1-4 avant que la glycogène synthase ne prenne le relais.

• Les ramifications du glycogène permettent d’augmenter la vitesse de sa synthèse et de sa dégradation, qui peuvent se dérouler simultanément sur différentes branches.

💡 Astuce mémo

Un arbre de glycogène dont les branches accélèrent les échanges

📖 4. Étapes de la glycogénolyse

📝 Points essentiels

• La glycogénolyse commence par la phosphorolyse des liaisons α1-4 par la glycogène phosphorylase, libérant une molécule de glucose-1-phosphate à chaque coupure.

📌 La glycogène phosphorylase s’arrête à 4 résidus de glucose d’une ramification α1-6, car elle ne peut pas hydrolyser cette liaison.

• L’enzyme débranchant transfère d’abord un trisaccharide par son activité oligoglucanne transférase, puis hydrolyse le résidu restant lié en α1-6 grâce à son activité α1-6 glucosidase.

💡 Astuce mémo

Phosphorylase → transférase → α1-6-glucosidase

📖 5. Devenir du glucose libéré

★ À maîtriser

📌 Le foie possède une glucose-6-phosphatase qui transforme le glucose-6-phosphate en glucose libérable dans le sang, tandis que le muscle ne possède pas cette enzyme et utilise directement le glucose-6-phosphate par glycolyse.

Compléments

• Dans le foie et le muscle, le glucose-1-phosphate est isomérisé en glucose-6-phosphate par la glucose-6-phosphate-isomérase.

💡 Astuce mémo

Foie : glucose sanguin ; muscle : glycolyse sur place

📖 6. Régulation hormonale et allostérique

★ À maîtriser

• La glycogénogenèse et la glycogénolyse sont régulées de façon coordonnée : lorsque l’une est activée, l’autre est freinée.

• La glycogène synthase est active sous forme déphosphorylée et inactive sous forme phosphorylée, tandis que la glycogène phosphorylase est active sous forme phosphorylée et inactive sous forme déphosphorylée.

• L’insuline stimule la glycogénogenèse et inhibe la glycogénolyse, tandis que le glucagon et l’adrénaline inhibent la glycogénogenèse et stimulent la glycogénolyse.

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

• En période de jeûne hépatique, le glucagon maintient la glycogène phosphorylase phosphorylée et active, tandis qu’en période post-prandiale l’insuline maintient la glycogène phosphorylase déphosphorylée et inactive.

• Pendant l’activité physique, l’augmentation du rapport AMP/ATP et la sécrétion d’adrénaline activent la glycogénolyse musculaire et inhibent la glycogénogenèse.

Compléments

• Dans le muscle, le glucose-6-phosphate active allostériquement la glycogène synthase.

💡 Astuce mémo

Synthase active déphosphorylée ; phosphorylase active phosphorylée

📊 Tableaux de synthèse

Destin du glycogène selon le tissu