Fiche de révision : Tissus et organes du métabolisme

📋 Plan du Cours

1. Définition et fonctions du métabolisme
2. Organisation des voies métaboliques
3. Compartimentation des voies métaboliques
4. Cycle de Krebs et chaîne respiratoire
5. Digestion des protéines
6. Digestion des glucides
7. Digestion des acides nucléiques
8. Digestion et absorption des lipides
9. Absorption intestinale des nutriments
10. Foie et circulation portale
11. Tissus adipeux et musculaire
12. Hormones et états nutritionnels

📖 1. Définition et fonctions du métabolisme

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolisme : Somme de toutes les transformations chimiques d’une cellule ou d’un organisme.
• Voie métabolique : Suite ordonnée de réactions biochimiques transformant successivement des substrats en produits, chaque étape étant catalysée par une enzyme spécifique.

★ À maîtriser

• Le métabolisme permet de réaliser plusieurs fonctions: obtenir de l’énergie, convertir des nutriments en molécules essentielles, polymériser des monomères en polymères, synthétiser ou dégrader des molécules spécialisées

Compléments

📌 L’absence d’une enzyme ou d’un substrat perturbe généralement l’ensemble de la voie métabolique.

📖 2. Organisation des voies métaboliques

🔑 Notions clés & Définitions

• Voie amphibolique : Participe à la fois à des voies cataboliques et anaboliques.

📝 Points essentiels

📌 Le catabolisme produit des molécules simples et de l’énergie à partir de molécules complexes, il est essentiellement oxydatif et ses voies convergent.

📌 L’anabolisme produit des molécules complexes à partir de molécules simples, consomme de l’énergie, est essentiellement réducteur et ses voies divergent.

💡 Astuce mémo

Catabolisme : convergence et énergie ; anabolisme : divergence et consommation d’énergie

📖 3. Compartimentation des voies métaboliques

★ À maîtriser

• Le cytosol accueille:

  • la glycolyse
  • la biosynthèse des acides gras
  • la voie des pentoses

• La mitochondrie accueille:

  • le cycle de Krebs
  • la phosphorylation oxydative
  • la β-oxydation des acides gras
  • la cétogenèse

Compléments

• Le noyau assure la synthèse des acides nucléiques, tandis que le réticulum endoplasmique rugueux assure la synthèse protéique.

• Les peroxysomes réalisent l’oxydation, la catalase et la β-oxydation des acides gras à longue chaîne.

💡 Astuce mémo

Une cellule compartimentée : noyau, cytosol, mitochondrie, lysosome et peroxysome

📖 4. Cycle de Krebs et chaîne respiratoire

★ À maîtriser

• La chaîne respiratoire comprend cinq complexes:

  • complexe I : NADH déshydrogénase
  • complexe II : succinate déshydrogénase
  • complexe III : cytochrome c réductase
  • complexe IV : cytochrome c oxydase
  • ATP synthase

• Les deux électrons du NADH,H⁺ traversent les complexes I, III et IV et permettent la production de 3 ATP par l’ATP synthase.

• Les deux électrons du FADH₂ traversent les complexes II, III et IV et permettent la production de 2 ATP par l’ATP synthase.

Compléments

• Les deux transporteurs mobiles de la chaîne respiratoire sont l’ubiquinone, située entre les complexes I et III ou II et III, et le cytochrome c, situé entre les complexes III et IV.

💡 Astuce mémo

NADH : I → III → IV ; FADH₂ : II → III → IV

📖 5. Digestion des protéines

★ À maîtriser

• La digestion des protéines commence dans l’estomac, se poursuit dans l’intestin grêle et se termine au niveau de la bordure en brosse des entérocytes.

• Dans l’estomac, le pepsinogène est activé en pepsine et permet la libération de peptides.

• Les zymogènes pancréatiques sont activés ainsi:

  • chymotrypsinogène → chymotrypsine
  • trypsinogène → trypsine
  • procarboxypeptidase → carboxypeptidase
  • proélastase → élastase

Compléments

📌 Les enzymes digestives protéolytiques sont synthétisées sous forme de zymogènes puis activées par protéolyse ménagée au moment de la digestion.

💡 Astuce mémo

Estomac → intestin grêle → bordure en brosse → acides aminés

📖 6. Digestion des glucides

★ À maîtriser

• La digestion des glucides commence dans la bouche, se poursuit dans l’intestin grêle et se termine à la bordure en brosse des entérocytes.

• L’amylase salivaire et l’amylase pancréatique dégradent l’amidon et le glycogène en maltose, maltotriose et dextrines.

📌 Seuls les monosaccharides peuvent être absorbés par les entérocytes.

Compléments

• Les enzymes de la bordure en brosse comprennent:
  • maltase
  • dextrinase
  • saccharase
  • isomaltase
  • lactase

💡 Astuce mémo

Bouche → intestin → bordure en brosse → monosaccharides absorbables

📖 7. Digestion des acides nucléiques

📝 Points essentiels

• Dans l’intestin grêle, la désoxyribonucléase transforme l’ADN en nucléotides et la ribonucléase transforme l’ARN en nucléotides.

• Les nucléosidases et les phosphatases de la bordure en brosse transforment les nucléotides en bases azotées, pentoses et phosphates.

📖 8. Digestion et absorption des lipides

📝 Points essentiels

• La digestion des lipides commence dans l’estomac par les lipases linguale et gastrique, puis se poursuit dans l’intestin grêle par la lipase pancréatique.

• Les sels biliaires émulsifient les lipides en gouttelettes plus petites, ce qui augmente la surface exposée aux lipases.

• La lipase pancréatique hydrolyse les triglycérides en acides gras et monoglycérides dans l’intestin grêle.

📌 Les acides gras à chaînes courtes, de moins de 10 carbones, entrent directement au niveau des microvillosités, tandis que les acides gras à chaînes longues, de plus de 10 carbones, sont transportés avec les monoacylglycérols dans des micelles mixtes.

💡 Astuce mémo

Émulsification → lipolyse → micelles → absorption → chylomicrons

📖 9. Absorption intestinale des nutriments

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorption : Passage des nutriments du tube digestif vers le sang ou la lymphe.

📝 Points essentiels

• Environ 90 % de l’absorption se déroule dans l’intestin grêle et 10 % dans l’estomac ou le gros intestin.

• Les acides gras à courtes chaînes traversent la paroi intestinale et rejoignent les capillaires sanguins.

• Les acides gras à longues chaînes et les monoacylglycérols sont incorporés dans des micelles, absorbés par les cellules épithéliales, réassemblés en triglycérides puis exportés sous forme de chylomicrons vers les vaisseaux chylifères.

📌 Les micelles sont des agrégats de molécules lipidiques formés dans une solution aqueuse, tandis que les chylomicrons sont des lipoprotéines riches en triglycérides qui transportent les lipides de l’intestin vers les tissus.

💡 Astuce mémo

Acides gras courts : sang ; acides gras longs : lymphe via chylomicrons

📖 10. Foie et circulation portale

🔑 Notions clés & Définitions

• Lobule hépatique : Unité fonctionnelle du foie, de structure hexagonale, comprenant des sinusoïdes, des hépatocytes et une triade porte.

★ À maîtriser

• Le système porte reçoit le sang veineux riche en nutriments provenant des organes digestifs ainsi que le sang provenant de la rate, puis l’achemine vers le foie.

• Le foie possède un lobe gauche et un lobe droit et produit la bile, qui est stockée dans la vésicule biliaire puis expulsée dans le duodénum par le conduit cystique.

• 🔄 Le trajet des métabolites hépatiques est:

  1. sinusoïdes
  2. veine centrale
  3. veine hépatique
  4. veine cave

Compléments

• La veine porte est formée par l’union de la veine mésentérique supérieure et de la veine splénique.

• Le foie est la glande la plus lourde de l’organisme et pèse environ 1,4 kg chez l’homme.

• La triade porte comprend:

  • une veinule porte
  • une artériole hépatique
  • un conduit biliaire

💡 Astuce mémo

Sang intestinal riche en nutriments → foie → transformation, stockage et distribution

📖 11. Tissus adipeux et musculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu adipeux : Tissu conjonctif dont les adipocytes sont spécialisés dans le stockage des triacylglycérols, ou triglycérides.
• Tissu musculaire : Composé de myocytes ou fibres musculaires et utilisant l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP pour exercer une force.

★ À maîtriser

• Le foie stocke le glucose sous forme de glycogène, pour une quantité d’environ 75 g, et réalise la néoglucogenèse.

• Le foie synthétise les acides gras, les triglycérides, le cholestérol, les sels biliaires, un précurseur de la vitamine D et les VLDL, et capture les remnants de chylomicrons.

• Le foie synthétise la plupart des protéines plasmatiques, réalise la désamination des acides aminés et le cycle de l’urée.

• Après un repas, le tissu adipeux stocke les acides gras sous forme de triglycérides et convertit le glucose en acides gras, tandis qu’à distance des repas il mobilise les triglycérides et libère des acides gras dans le sang.

• Les trois types de tissu musculaire sont:

  • tissu musculaire squelettique : strié et volontaire
  • tissu musculaire cardiaque : strié et involontaire
  • tissu musculaire lisse : non strié et involontaire

• Le muscle squelettique assure le mouvement, la posture, la production de chaleur et la protection, tandis que le muscle cardiaque propulse le sang dans l’ensemble de l’organisme.

• La contraction musculaire dépend de l’interaction des têtes de myosine avec l’actine et de la séquestration du calcium dans le réticulum sarcoplasmique.

Compléments

• Le foie stocke:

  • vitamine A
  • vitamine B12
  • vitamine D
  • vitamine E
  • vitamine K
  • fer et cuivre

• Le tissu adipeux représente environ 15 % de la masse corporelle d’un jeune adulte et contient environ 65 % de triglycérides.

📌 La répartition adipeuse androïde prédomine au haut du ventre, à la nuque et aux épaules chez l’homme, tandis que la répartition gynoïde prédomine aux hanches, aux cuisses et aux fesses chez la femme.

• Le tissu adipeux possède une fonction endocrine et produit notamment la leptine.

• Le muscle lisse assure la constriction des vaisseaux sanguins et des voies respiratoires, la propulsion des aliments dans le tube digestif et la contraction de la vessie et de la vésicule biliaire.

💡 Astuce mémo

Tissu adipeux : stocke les triglycérides ; tissu musculaire : utilise l’ATP pour produire une force

📖 12. Hormones et états nutritionnels

📝 Points essentiels

📌 L’insuline est une hormone anabolique hypoglycémiante sécrétée par les cellules β des îlots de Langerhans en réponse à l’hyperglycémie.

• L’insuline favorise:
  • entrée du glucose par recrutement de GLUT4
  • synthèse du glycogène
  • glycolyse et synthèse des acides gras
  • stockage des triglycérides
  • synthèse protéique

📌 Le glucagon est une hormone catabolique hyperglycémiante sécrétée par les cellules α des îlots de Langerhans en réponse à une baisse de la glycémie, avec une action essentiellement hépatique.

• Le glucagon stimule la glycogénolyse et la néoglucogenèse hépatiques, inhibe la glycolyse et la lipogenèse, et provoque la libération de glucose dans le sang.

📌 En réponse à une baisse de la glycémie, au stress ou à l’exercice musculaire, les catécholamines stimulent la glycogénolyse musculaire, la production hépatique de glucose et la lipolyse du tissu adipeux, tout en stimulant le glucagon et en inhibant l’insuline.

• La glycémie est maintenue entre 0,8 et 1,1 g/L, soit 4,4 à 6 mmol/L.

• L’état post-prandial correspond aux heures suivant un repas, environ 5 heures, avec une insulinémie élevée et des concentrations faibles de glucagon et de catécholamines.

• L’état post-absorptif survient environ 5 à 16 heures après le dernier repas, avec une diminution de l’insulinémie et une augmentation progressive du glucagon et des catécholamines.

• Le jeûne commence 12 à 18 heures après le dernier repas et s’accompagne d’une insulinémie basse mais non nulle, ainsi que de concentrations élevées de glucagon et de catécholamines.

• Lorsque les substrats alimentaires s’épuisent, la glycogénolyse hépatique rehausse la glycémie, la glycogénolyse musculaire permet l’effort et la lipolyse adipocytaire alimente les organes.

💡 Astuce mémo

Insuline après le repas ; glucagon et catécholamines pendant le jeûne

📊 Tableaux de synthèse

Insuline, glucagon et catécholamines