Fiche de révision : Néoglucogenèse et précurseurs

📋 Plan du Cours

1. Rôle et organisation de la néoglucogenèse
2. Contournement des étapes glycolytiques
3. Du pyruvate au phosphoénolpyruvate
4. Du phosphoénolpyruvate au glucose
5. Utilisation du glycérol
6. Précurseurs lipidiques et aminés
7. Cycles du lactate et de l’alanine

📖 1. Rôle et organisation de la néoglucogenèse

🔑 Notions clés & Définitions

• Néoglucogenèse : Synthèse de novo de glucose à partir de précurseurs non glucidiques comme le glycérol, les acides gras impairs, certains acides aminés et le lactate.

★ À maîtriser

• Les tissus concernés sont:

  • le cerveau et le système nerveux central
  • les érythrocytes
  • le muscle en exercice
  • les testicules
  • la partie médullaire du rein

• La néoglucogenèse se déroule dans la mitochondrie, le cytoplasme et le réticulum endoplasmique, principalement dans le foie, mais aussi dans le rein et l’intestin, notamment en cas de jeûne prolongé.

Compléments

📐 Formule - Le bilan global est $2\,pyruvates + 4\,ATP + 2\,GTP + 4\,H_2O + 2\,NADH \rightarrow glucose + 4\,ADP + 2\,GDP + 6\,P_i + 2\,NAD^+ + 2\,H^+$.

📖 2. Contournement des étapes glycolytiques

📝 Points essentiels

📌 La néoglucogenèse utilise les 7 réactions réversibles de la glycolyse, mais contourne ses 3 réactions irréversibles par 4 réactions irréversibles spécifiques.

• Les contournements permettent: de produire le glucose à partir du glucose-6-phosphate, de produire le fructose-6-phosphate à partir du fructose-1,6-bisphosphate, de produire le phosphoénolpyruvate à partir du pyruvate par deux réactions

💡 Astuce mémo

Glycolyse : sens glucose → pyruvate ; néoglucogenèse : sens pyruvate → glucose

📖 3. Du pyruvate au phosphoénolpyruvate

📝 Points essentiels

• 🔄 La transformation du pyruvate en PEP suit trois étapes:

  1. carboxylation du pyruvate en oxaloacétate dans la mitochondrie
  2. sortie indirecte de l’oxaloacétate de la mitochondrie
  3. décarboxylation et phosphorylation de l’oxaloacétate en PEP dans le cytoplasme

• La pyruvate carboxylase catalyse une réaction mitochondriale irréversible qui consomme un ATP et un CO2, utilise la biotine comme coenzyme et se trouve surtout dans les mitochondries des hépatocytes.

• L’oxaloacétate ne traverse pas la membrane interne mitochondriale et sort donc par la navette malate-aspartate, soit sous forme de malate lorsque le pyruvate provient de l’alanine, soit sous forme d’aspartate lorsqu’il provient du lactate.

• La PEPCK catalyse dans le cytoplasme la réaction irréversible de décarboxylation et de phosphorylation de l’oxaloacétate en phosphoénolpyruvate, avec consommation d’un GTP et libération d’un CO2.

💡 Astuce mémo

Pyruvate → oxaloacétate → navette → PEP

📖 4. Du phosphoénolpyruvate au glucose

★ À maîtriser

📌 La fructose-1,6-bisphosphatase transforme irréversiblement le fructose-1,6-bisphosphate en fructose-6-phosphate sans produire d’ATP, contrairement à la réaction catalysée par la phosphofructokinase-1.

• La conversion du glucose-6-phosphate en glucose commence par son transport du cytosol vers le réticulum endoplasmique, puis se poursuit par sa déphosphorylation en glucose et phosphate inorganique par la glucose-6-phosphatase.

📌 La glucose-6-phosphatase est une enzyme du réticulum endoplasmique présente uniquement dans les tissus néoglucogéniques et permet la libération du glucose dans le sang.

Compléments

• La conversion du phosphoénolpyruvate en fructose-1,6-bisphosphate utilise les réactions réversibles de la glycolyse en sens inverse.

💡 Astuce mémo

PEP → fructose-1,6-bisphosphate → fructose-6-phosphate → glucose-6-phosphate → glucose

📖 5. Utilisation du glycérol

📝 Points essentiels

• Le glycérol issu de l’hydrolyse des triglycérides dans le tissu adipeux atteint le foie, où il est transformé successivement en glycérol-3-phosphate, dihydroxyacétone phosphate puis glycéraldéhyde-3-phosphate.

📌 La glycérol kinase transforme le glycérol en glycérol-3-phosphate en consommant un ATP et est présente dans le foie mais absente du tissu adipeux.

💡 Astuce mémo

Glycérol → glycérol-3-phosphate → DHAP → glycéraldéhyde-3-phosphate

📖 6. Précurseurs lipidiques et aminés

★ À maîtriser

• Les acides gras impairs produisent du propionyl-CoA lors de leur dernier cycle de bêta-oxydation, puis celui-ci est converti en succinyl-CoA et en oxaloacétate utilisable pour la néoglucogenèse.

• 🔄 Le propionyl-CoA est converti en oxaloacétate en quatre étapes:
  1. carboxylation en D-méthylmalonyl-CoA
  2. isomérisation en L-méthylmalonyl-CoA
  3. transformation en succinyl-CoA
  4. conversion du succinyl-CoA en oxaloacétate par le cycle de Krebs

📌 Les acides aminés glucogènes sont utilisés par la néoglucogenèse et comprennent l’alanine, l’arginine, l’aspartate, l’asparagine, la cystéine, le glutamate, la glutamine, la glycine, l’histidine, la méthionine, la proline, la sérine et la valine.

📌 La leucine et la lysine sont cétogènes, tandis que l’isoleucine, le tryptophane, la phénylalanine, la tyrosine et la thréonine sont à la fois glucogènes et cétogènes.

Compléments

• La conversion du propionyl-CoA en D-méthylmalonyl-CoA consomme de l’ATP et du CO2, utilise la biotine et constitue une réaction de carboxylation irréversible, tandis que la méthylmalonyl-CoA mutase utilise la vitamine B12.

• Les autres sources de propionyl-CoA comprennent la dégradation de la méthionine, de l’isoleucine et de la valine.

💡 Astuce mémo

Acides aminés glucogènes : glucose ; cétogènes : corps cétoniques

📖 7. Cycles du lactate et de l’alanine

★ À maîtriser

• Dans le cycle de Cori, le muscle produit du lactate lors d’un effort intense en raison d’une diminution de la disponibilité en oxygène, puis le lactate rejoint le foie où il est transformé en pyruvate utilisé pour produire du glucose par néoglucogenèse.

• Dans le cycle glucose-alanine, le muscle libère de l’alanine dès le début du jeûne après transamination du pyruvate, puis le foie transforme l’alanine en glutamate et pyruvate, ce dernier étant utilisé pour la néoglucogenèse.

Compléments

• L’alanine représente 30% des substrats utilisés par le foie pour la néoglucogenèse.

💡 Astuce mémo

Effort ou jeûne musculaire → lactate/alanine vers le foie → production hépatique de glucose

📊 Tableaux de synthèse

Destin des acides aminés