Transcript Néoglucogenèse

NEOGLUCOGENESE
PLAN
I/ Introduction
II/ Intérêt biomédical
III/ Réactions de la néoglucogénèse
IV/ Bilan énergétique
V/ Déroulement de la néoglucogénèse
1/ A partir du lactate d’origine musculaire
2/ A partir du lactate d’origine érythrocytaire
3/ A partir de l’alanine d’origine musculaire
PLAN
4/ A partir des autres acides aminés
5/ A partir du glycérol
VI/Régulation de la néoglucogénèse
1/ Régulation allostérique
2/ Régulation hormonale
INTRODUCTION
• Néoglucogénèse: terme utilisé pour décrire tous
les mécanismes responsables de la conversion
des substances non glucidiques en glucose
• Principaux substrats:
- lactate
- acides aminés glucoformateurs
- glycérol
• Lieu: foie, rein, intestin (referment tous les
enzymes nécessaires à la néoglucogénèse)
INTERET BIOMEDICAL
• Besoin minimum en glucose: 2OO g/j (le
cerveau consomme 75% de ces besoins)
• Correspond aux réserves (glycogène) dans le
foie et les muscles
• Ces sources de glucose se tarissent en 24 à 48
heures de jeûne entrainant des conséquences
fatales pour le cerveau, d’où l’intérêt de la
néoglucogénèse pour la synthèse du glucose
REACTIONS DE LA NEOGLUCOGENESE
• La plupart des réactions de la glycolyse sont
réversibles et fonctionnent au cours de la
néoglucogénèse en sens inverse
• 3 réactions clés de la glycolyse sont
irréversibles et doivent être remplacées par
des voies alternatives
• Il s’agit des réactions: PEP
pyruvate
F6P
F 1,6 BiP
Glucose
G6P
REACTION DE LA NEOGLUCOGENESE
1/ Formation du PEP à partir du pyruvate:
La réaction se déroule en deux phases
 Phase mitochondriale: le pyruvate produit dans
le cytoplasme est exporté dans la mitochondrie
2 pyruvate + 2 CO2 + 2 ATP
2 oxaloacétate
+ 2ADP + 2 Pi
Enzyme: pyruvate carboxylase
Biotine: donneur du groupement CO2
REACTIONS DE LA NEOGLUCOGENESE
• L’oxaloacétate ne peut pas traverser la
membrane mitochondriale
2 oxaloacétate + 2 NADH,H+
2 malate + 2
NAD+
Enzyme : malate deshydrogénase mitochondriale
• Transport du malate de la mitochondrie vers le
cytosol grâce à un système navette ( la navette
du malate)
REACTIONS DE LA NEOGLUCOGENESE
 Phase cytosolique:
• 2 malate + 2 NAD+
2 oxaloacétate + 2
NADH,H+
Enzyme: malate deshydrogénase cytosolique
• 2 oxaloacétate + 2 GTP
2 PEP + 2 GDP +
2 CO2
Enzyme : PEP carboxykinase
En résumé:
2 pyruvate + 2 ATP + 2 GTP
2 PEP + 2 ADP
+ 2 GDP + 2 Pi
REACTION DE LA NEOGLUCOGENESE
2/ Formation du F6P à partir du F1,6 BiP:
F1,6 BIP + H2O
F6P + Pi
Enzyme: fructose 1,6 biphosphatase
• 3/ Formation du glucose à partir du G6P:
G6P + H2O
Glucose + Pi
Enzyme: glucose 6 phosphatase (foie, rein,
intestin)
BILAN ENERGETIQUE
Bilan des réactions du pyruvate au glucose:
2 pyruvate + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 4 H2O
Glucose + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD+ + 2 H+
DEROULEMENT DE LA
NEOGLUCOGENESE
1/ A partir du lactate d’origine musculaire:
• En période d’activité musculaire, la seule
source d’énergie est la glycolyse
• Celle-ci est entretenue par la régénération du
NAD+ grâce à la lactate deshydrogénase
Pyruvate + NADH,H+
Lactate + NAD+
Différences de propriétés catalytiques des isoenzymes de la LDH de localisation tissulaire
différente
DEROULEMENT DE LA
NEOGLUCOGENESE
• Le lactate formé, quitte les muscles et gagne
le foie pour être transformé en pyruvate
• Le pyruvate est ensuite transformé en glucose
(foie) par la néoglucogénèse
• Le glucose peut alors être remis au muscles
C’est le cycle de CORI
DEROULEMENT DE LA
NEOGLUCOGENESE
DEROULEMENT DE LA
NEOGLUCOGENESE
2/ A partir du lactate d’origine érythrocytaire:
• Seule source d’énergie des GR (pas de
mitochondrie): la glycolyse
• Régénération du NAD+: grâce à la LDH
• Les GR produisent du pyruvate et du lactate
qui seront repris par la néoglucogénèse
hépatique
DEROULEMENT DE LA
NEOGLUCOGENESE
3/ A partir de l’alanine d’origine musculaire:
• Au cours du catabolisme des protéines
musculaires et de leurs AA (lors d’un jeûne
prolongé),il se produit beaucoup de pyruvate
qui est converti en alanine grâce à l’ALAT
• L’alanine libérée dans la circulation sanguine,
rejoint le foie où elle est reconvertie en
pyruvate grâce à l’ALAT cytoplasmique.
DEROULEMENT DE LA
NEOGLUCOGENESE
DEROULEMENT DE LA
NEOGLUCOGENESE
4/ A partir des autres acides aminés:
• Le catabolisme digestif et tissulaire des
protéines libère des AA
• Les AA dont le squelette carboné est
transformé en pyruvate ou en l’un des
intermédiaires du cycle de Krebs (α
cétoglutarate, succinyl-coA, fumarate et
oxaloacétate) sont dits glucoformateurs
DEROULEMENT DE LA
NEOGLUCOGENESE
DEROULEMENT DE LA
NEOGLUCOGENESE
5/ A partir du glycérol:
Le glycérol qui provient de la dégradation des
triglycérides dans le tissu adipeux, rejoint la
néoglucogénèse par l’intermédiaire du PDHA
Glycérol + ATP
Glycérol 3 P + ADP
glycérol kinase
Glycérol 3 P + NAD+
PDHA + NADH,H+
glycérol 3P déshydrogénase
REGULATION
1/ Régulation allostérique:
Pyruvate
déshydrogénase
Pyruvate carboxylase
Inhibée par l’acétylcoA, le NADH, H+ et
l’ATP
Activée par l’acétylcoA, le NADH, H+ et
l’ATP
REGULATION
PFK1
Inhibée par le citrate et
l’ATP
Fructose 1,6
biphosphatase
Inhibée par le fructose 2,6
BiP
Activée par le fructose 2,6 Activée par le citrate et
BiP
l’ATP
REGULATION
2/ Régulation hormonale:
 Excès de glucose: l’insuline entraine une
augmentation de la concentration de F2,6 BiP
ce qui stimule la glycolyse et inhibe la
néoglucogénèse
Baisse de glucose: le glucagon entraine une
baisse de la concentration du F2,6 BiP ce qui
stimule la néoglucogénèse et inhibe la
glycolyse