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Le métabolisme des glucides, qu’est-ce que c’est ?

Comme tous les glucides alimentaires finissent par être transformés en glucose, le métabolisme des glucides est en fait celui du glucose (les glucides, qu’est-ce que c’est ?).

 

Important

Afin de faciliter la lecture de cet article dense en informations, je vous conseille de lire également Le métabolisme, qu’est-ce que c’est ?.

 

POINTS CLES
  • Le métabolisme des glucides est en fait celui du glucose.
  • Le métabolisme du glucose a pour objectif de fournir de l’énergie sous forme de molécules d’ATP.
  • La phosphorylation oxydative est la réaction qui consiste à lier des atomes d’hydrogène à des atomes d’oxygène et l’énergie libérée par cette réaction permet de lier un atome de P à une molécule d’ADP pour former de l’ATP.
  • Pour une molécule de glucose, nous générons 36 molécules d’ATP.
  • En l’absence d’oxygène, l’acide pyruvique est transformé en acide lactique via la voie anaérobie.
  • En présence d’oxygène, l’acide pyruvique suit la voie aérobie, c’est-à-dire passage dans la mitochondrie, cycle de Krebs et phosphorylation oxydative.
  • La glycogenèse désigne la synthèse de glycogène à partir du glucose.
  • La glycogénolyse consiste en le désassemblage du glycogène en glucose.
  • La néoglucogenèse désigne le processus de formation de glucose à partir de molécules autres que les glucides.

 

Le glucose qui entre dans une de nos cellules va subir de multiples réactions chimiques afin d’obtenir des molécules d‘ATP (adénosine triphosphate).

 

Rappel

L’ATP contient des liaisons chimiques riches en énergie. L’ATP en se transformant en ADP libère cette énergie qui va pouvoir être utilisée par une enzyme ou une autre protéine afin de lui permettre de réaliser une action (par exemple : une contraction musculaire).

 

Pour revenir à notre glucose, quand celui-ci entre dans nos cellules, il va subir 10 étapes chimiques qui vont permettre d’obtenir 2 molécules d’acide pyruvique. Ces 10 étapes chimiques se nomment la glycolyse (glyco- pour “sucré” et -lyse pour “dissolution”) et se déroule dans le cytoplasme des cellules.

Une fois que la glycolyse est effectuée on obtient donc deux molécules d’acide pyruvique.

 

 

Ces deux molécules vont entrer dans une mitochondrie (usine génératrice d’énergie de nos cellules) afin que le cycle de Krebs (ensemble de réactions chimiques) les décompose en CO2 (gaz carbonique) et en H2O (eau).

Durant ce cycle de Krebs, des électrons vont être utilisés pour générer beaucoup d’ATP via un ensemble de réactions qu’on appelle : phosphorylation oxydative.

 

La phosphorylation oxydative est la réaction qui consiste à lier des atomes d’hydrogène à des atomes d’oxygène.

L’énergie libérée par cette réaction permet de lier un atome de P (phosphate) à une molécule d’ADP pour former de l’ATP. 

 

En résumé

 

1 molécule de glucose amène à 2 molécules d’acide pyruvique et à 2 molécules d’ATP.

2 molécules d’ATP sont consommées lors du passage de l’acide pyruvique vers la mitochondrie.

Le cycle de Krebs génère 2 molécules d’ATP.

La phosphorylation oxydative génère donc environ 34 molécules d’ATP.

 

Bilan : pour une molécule de glucose, nous générons 36 ATP.

1 C6H1206 (glucose) + 6 02 (oxygène) → 6 H2O (eau) + 6 CO2 (gaz carbonique) + 36 ATP + chaleur

 

Les voies anaérobies et aérobies :

 

Les voies anaérobies et aérobies désignent chacune un ensemble de réactions chimiques. Le choix entre ces deux voies dépendra de la disponibilité de l’oxygène et déterminera ainsi la destinée de l’acide pyruvique.

Concrètement, en l’absence d’oxygène, l’acide pyruvique est transformé en acide lactique via la voie anaérobie.

En présence d’oxygène, l’acide pyruvique suit la voie aérobie, c’est-à-dire passage dans la mitochondrie, cycle de Krebs et phosphorylation oxydative.

 

Bon à savoir

Lors d’un effort intense par exemple, l’oxygène n’a pas le temps de suffisamment diffuser jusqu’au cellules musculaires et, de ce fait, les acides pyruviques de ces cellules vont être transformés en acides lactiques. 

Lorsque l’oxygène est à nouveau disponible, l’acide lactique redevient de l’acide pyruvique et ce dernier va pouvoir suivre la voie aérobie.

Si l’absence d’oxygène se prolonge, la concentration d’acide lactique augmente amenant à un déséquilibre acidobasique.

La production d’acide lactique dans des conditions d’anaérobies n’est en fait qu’une méthode transitoire de production rapide d’ATP.

 

La glycogenèse et la glycogénolyse, qu’est-ce que c’est ?

 

Bien que la majeure partie du glucose serve à générer des molécules d’ATP, la synthèse d’ATP n’est pas illimitée même en présence de quantités illimitées de glucose.

Ceci est dû au fait que nos cellules ne peuvent pas stocker de grandes quantités d’ATP.

Que se passe-t-il si la quantité de glucose dans les cellules dépasse celle qui peut être immédiatement transformée en ATP ? :

1) la surproduction d’ATP finit par bloquer le catabolisme du glucose                            (Le métabolisme, qu’est-ce qu c’est ?)

2) des mécanismes de stockage du glucose sous forme de glycogène ou de           lipides sont amorcés. 

La glycogenèse est la synthèse de glycogène à partir du glucose.

Lorsque que la glycolyse (les 10 étapes chimiques transformant une molécule de glucose en 2 molécules d’acide pyruvique et en 2 molécules d’ATP) est interrompue sous l’effet d’une concentration élevée d’ATP, les molécules de glucose sont assemblées en de longues chaînes de glycogène. Ce processus s’appelle : la glycogenèse.

 

Les cellules dans lesquelles la mise en réserve du glucose sous forme de glycogène est la plus intense sont celles du foie et des muscles squelettiques.

 

La glycogénolyse est le désassemblage du glycogène en glucose.

Lorsque la concentration du glucose diminue, la dégradation du glycogène commence afin de fournir du glucose. On appelle cela la glycogénolyse. La voie de la glycolyse peut alors recommencer afin de générer de l’ATP.

 

 

La néoglucogenèse, qu’est-ce que c’est ?

 

La néoglucogenèse est le processus de formation de glucose à partir de molécules autres que les glucides (par exemple : les acides aminés). Elle a lieu dans le foie.

La néoglucogenèse se produit lorsque les sources alimentaires de glucose et les réserves de glucose sont insuffisantes et que la glycémie diminue. La néoglucogenèse permet à la synthèse d’ATP de se poursuivre et protège ainsi l’organisme, notamment le système nerveux, des effets néfastes de l’hypoglycémie (L’hypoglycémie, qu’est-ce que c’est ?). 


 

Références :

1) Elaine N. Marieb, « Anatomie et physiologie humaines », adaptation de la 6ème éd. américaine.             2005.

2) Bruce M. Koeppen, Bruce A. Stanton, “Berne & Levy Physiology”, 6th Updated Edition 2009.

3) Vander et al.: “Human Physiology: The Mechanism of Body Function”, Eighth Edition, © The McGraw−Hill              Companies, 2001

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