Métabolisme des glucides.pdf

# Le métabolisme des glucides : glycolyse et néoglucogenèse Voici le résumé détaillé sur le métabolisme des glucides : glycolyse et néoglucogenèse. ## 1. Le métabolisme des glucides : glycolyse et néoglucogenèse Le métabolisme des glucides englobe des voies cataboliques comme la glycolyse et des voies anaboliques comme la néoglucogenèse, essentielles au maintien de l'énergie et de la glycémie [1](#page=1). ### 1.1 La digestion et l'absorption des glucides Les glucides alimentaires, principalement sous forme d'amidon, de disaccharides et de monosaccharides, sont digérés par des amylases et des enzymes de la bordure en brosse intestinale. Les oses sont ensuite absorbés par les entérocytes via des transporteurs SGLT (actif) et GLUT (facilitée), puis passent dans la circulation sanguine via GLUT2 [2](#page=2). ### 1.2 La glycolyse La glycolyse est une voie catabolique cytosolique anaérobie qui dégrade le glucose en pyruvate, produisant de l'ATP et du NADH. Elle se déroule dans toutes les cellules, mais est particulièrement active dans les globules rouges, les cellules nerveuses et les cellules cancéreuses. Elle est composée de dix réactions catalysées par dix enzymes, réparties en deux phases [4](#page=4): #### 1.2.1 Phase préparatoire ou d'investissement Cette phase transforme le glucose en deux trioses phosphates avec une consommation d'énergie [4](#page=4). * **Réaction 1 : Phosphorylation du glucose** * Le glucose est phosphorylé en glucose-6-phosphate (G-6-P). * Enzyme : Hexokinase (HK) ou Glucokinase (GK). * Réaction: Glucose + ATP $\rightarrow$ G-6-P + ADP [5](#page=5) [6](#page=6). * **Réaction 2 : Isomérisation du glucose-6-phosphate** * Le G-6-P (un aldose) est isomérisé en fructose-6-phosphate (F-6-P) (une cétose). * Enzyme : Glucose 6-P-isomérase. * Réaction: G-6-P $\rightleftharpoons$ F-6-P [6](#page=6). * **Réaction 3 : Synthèse de fructose-1,6-biphosphate** * Le F-6-P est phosphorylé en fructose-1,6-biphosphate (F-1,6-BP). C'est l'étape limitante de la glycolyse. * Enzyme : Phosphofructokinase 1 (PFK 1). * Réaction: F-6-P + ATP $\rightarrow$ F-1,6-BP + ADP [6](#page=6). * **Réaction 4 : Scission du fructose-1,6-biphosphate** * Le F-1,6-BP est scindé en deux trioses phosphates isomères : le dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et le glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP). * Enzyme : Aldolase. * Réaction: F-1,6-BP $\rightleftharpoons$ DHAP + GAP [6](#page=6). * **Réaction 5 : Isomérisation du DHAP en GAP** * Le DHAP est isomérisé en GAP, car seul le GAP peut entrer dans la suite de la glycolyse. * Enzyme : Triose Phosphate Isomérase. * Réaction: DHAP $\rightleftharpoons$ GAP [6](#page=6) [7](#page=7). #### 1.2.2 Phase de remboursement ou retour d'investissement Cette phase transforme les deux molécules de GAP en pyruvate, produisant de l'ATP et du NADH [4](#page=4) [8](#page=8). * **Réaction 6 : Synthèse du 1,3-diphosphoglycérate** * Oxydation et phosphorylation du GAP en 1,3-diphosphoglycérate (1,3-BPG), avec production de NADH. * Enzyme : Glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase. * Réaction: GAP + NAD$^+$ + Pi $\rightarrow$ 1,3-BPG + NADH + H$^+$ [7](#page=7). * **Réaction 7 : Synthèse du 3-phosphoglycérate** * Transfert du groupement phosphate du 1,3-BPG à l'ADP, formant la première molécule d'ATP. * Enzyme : Phosphoglycérate kinase. * Réaction: 1,3-BPG + ADP $\rightleftharpoons$ 3-PG + ATP [7](#page=7). * **Réaction 8 : Synthèse du 2-phosphoglycérate** * Le groupement phosphate est déplacé de la position C3 à la position C2. * Enzyme : Phosphoglycérate mutase. * Réaction: 3-PG $\rightleftharpoons$ 2-PG [8](#page=8). * **Réaction 9 : Synthèse du phosphoénolpyruvate (PEP)** * Réaction de déshydratation formant une liaison riche en énergie (PEP). * Enzyme : Énolase. * Réaction: 2-PG $\rightleftharpoons$ PEP + H$_2$O [8](#page=8). * **Réaction 10 : Synthèse du pyruvate** * Transfert du groupement phosphate du PEP à l'ADP, formant la deuxième molécule d'ATP et le pyruvate. C'est une réaction irréversible. * Enzyme : Pyruvate kinase. * Réaction: PEP + ADP $\rightarrow$ Pyruvate + ATP [8](#page=8). #### 1.2.3 Bilan énergétique de la glycolyse Pour une molécule de glucose, le bilan net est de **2 molécules d'ATP** et **2 molécules de NADH, H$^+$** [9](#page=9). * Phase préparatoire : Consommation de 2 ATP. * Phase de remboursement : Production de 4 ATP et 2 NADH, H$^+$. #### 1.2.4 Devenir du pyruvate Le devenir du pyruvate dépend de la présence d'oxygène et de la situation énergétique de la cellule [9](#page=9). * **En conditions aérobies:** Oxydation mitochondriale du pyruvate en CO$_2$ via le cycle de Krebs après sa conversion en acétyl-CoA par la pyruvate déshydrogénase [10](#page=10) [9](#page=9). * **En conditions anaérobies:** Fermentation lactique (réduction en lactate) ou fermentation alcoolique (réduction en éthanol, non vue dans le document de référence) [9](#page=9). **Cycle de Cori (muscle, foie):** Le lactate produit par le muscle en anaérobie est transporté au foie, où il est retransformé en pyruvate, puis en glucose par néoglucogenèse [10](#page=10). #### 1.2.5 Régulation de la glycolyse La régulation vise à adapter la glycolyse aux besoins énergétiques et s'opère principalement sur les réactions irréversibles [10](#page=10). * **Régulation allostérique :** * **Hexokinase (HK):** Inhibée par son produit, le G-6-P (rétroaction négative). La glucokinase hépatique n'est pas inhibée par le G-6-P et a une faible affinité pour le glucose, permettant le stockage du glucose en glycogène après un repas [11](#page=11). * **PFK 1:** Activée par l'AMP et l'ADP (besoins énergétiques élevés) et par le fructose-2,6-bisphosphate. Inhibée par l'ATP et le citrate (énergie abondante) [11](#page=11). * **Pyruvate kinase (PK):** Tous les isoenzymes sont inhibés par l'ATP et activés par le fructose-1,6-bisphosphate. L'isoenzyme hépatique est désactivée par phosphorylation (contrôlée par le glucagon) [12](#page=12). * **Régulation covalente et hormonale :** * **Insuline (hypoglycémiante):** Favorise la glycolyse en activant la transcription des enzymes clés (GK, PFK1, PK) et la déphosphorylation de la PK hépatique [12](#page=12). * **Glucagon (hyperglycémiant):** Inhibe la glycolyse en inhibant la transcription des enzymes clés et en favorisant la phosphorylation et l'inactivation de la PK hépatique [12](#page=12). #### 1.2.6 Principales anomalies de la glycolyse * **Acidose lactique:** Due à une production accrue de lactate en condition d'hypoxie, surtout en cas d'insuffisance hépatique [13](#page=13). * **Anémies hémolytiques héréditaires:** Déficit en enzymes de la glycolyse (ex: pyruvate kinase, hexokinase, glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase) entraînant une chute d'ATP et une rigidité membranaire des érythrocytes [13](#page=13). ### 1.3 La néoglucogenèse La néoglucogenèse est un ensemble de réactions qui synthétisent le glucose à partir de précurseurs non glucidiques comme le pyruvate, le lactate, l'alanine et le glycérol. Elle vise à maintenir une glycémie physiologique, principalement dans le foie (90%) et le rein (10%). Les réactions se déroulent dans le cytosol, sauf la première qui est mitochondriale. La néoglucogenèse n'est pas l'inverse exact de la glycolyse car elle contourne les trois réactions irréversibles de celle-ci via des enzymes spécifiques [14](#page=14) [15](#page=15). #### 1.3.1 Réactions de la néoglucogenèse à partir du pyruvate Elle utilise sept réactions réversibles de la glycolyse et trois réactions spécifiques pour contourner les étapes irréversibles [15](#page=15). 1. **Formation du PEP à partir du pyruvate (2 étapes) :** * **Phase mitochondriale:** Pyruvate + CO$_2$ + ATP $\rightarrow$ Oxaloacétate + ADP + Pi (Pyruvate carboxylase). L'oxaloacétate est ensuite réduit en malate (malate déshydrogénase mitochondriale) pour traverser la membrane mitochondriale via une navette [15](#page=15) [16](#page=16). * **Phase cytosolique:** Malate est reconverti en oxaloacétate (malate déshydrogénase cytosolique). L'oxaloacétate est ensuite converti en PEP en consommant du GTP (PEP carboxykinase) [16](#page=16). * Bilan pour 2 pyruvates: 2 Pyruvate + 2 ATP + 2 GTP $\rightarrow$ 2 PEP + 2 ADP + 2 GDP + 4 Pi [16](#page=16). 2. **Formation du F-6-P à partir du F-1,6-BP :** * Enzyme : Fructose 1,6-bisphosphatase. * Réaction: F-1,6-BP + H$_2$O $\rightarrow$ F-6-P + Pi [17](#page=17). 3. **Formation du glucose à partir du G-6-P :** * Enzyme : Glucose-6-phosphatase. * Réaction: G-6-P + H$_2$O $\rightarrow$ Glucose + Pi [17](#page=17). #### 1.3.2 Bilan énergétique de la néoglucogenèse La synthèse d'une molécule de glucose à partir de deux molécules de pyruvate consomme **4 ATP, 2 GTP et 2 NADH, H$^+$**, équivalant à environ **11 ATP** [17](#page=17). #### 1.3.3 Néoglucogenèse à partir d'autres précurseurs * **Lactate:** Le lactate (produit par le muscle en anaérobie) est reconverti en pyruvate dans le foie, puis en glucose par néoglucogenèse (Cycle de Cori) [17](#page=17). * **Acides aminés:** Les acides aminés glucoformateurs (sauf la leucine) peuvent être convertis en pyruvate ou en intermédiaires du cycle de Krebs pour la néoglucogenèse. L'alanine musculaire est un exemple clé (Cycle de Felig) [18](#page=18). * **Glycérol:** Issu de la dégradation des triglycérides, le glycérol peut rejoindre la néoglucogenèse via le DHAP, grâce à la glycérol kinase présente dans le foie et le rein [18](#page=18). #### 1.3.4 Régulation de la néoglucogenèse La néoglucogenèse et la glycolyse sont régulées de manière réciproque pour ajuster la production de glucose aux besoins énergétiques [19](#page=19). * **Régulation allostérique :** * La Pyruvate Carboxylase (PC) est activée par l'Acétyl-CoA. * La PEP Carboxykinase (PEPCK) et la Fructose 1,6-bisphosphatase (F1,6BPase) sont inhibées par l'AMP, l'ADP et le fructose-2,6-bisphosphate (F2,6BP) [19](#page=19). * **Régulation covalente et hormonale :** * **Glucagon (à distance d'un repas):** Favorise la néoglucogenèse en induisant la phosphorylation et l'inactivation de la PFK2 (qui produit le F2,6BP, un activateur de la glycolyse et inhibiteur de la néoglucogenèse) [19](#page=19). * **Insuline (postprandiale):** Favorise la glycolyse et inhibe la néoglucogenèse en induisant la déphosphorylation et l'activation de la PFK2, augmentant ainsi le F2,6BP [19](#page=19). #### 1.3.5 Principales anomalies de la néoglucogenèse Ces anomalies se manifestent typiquement par une hypoglycémie et une acidose lactique [20](#page=20). * **Déficit en pyruvate carboxylase:** Entraîne une hypoglycémie et une acidémie lactique, souvent fatale chez les nouveau-nés [20](#page=20). * **Déficit en fructose-1,6-diphosphatase:** Provoque des épisodes récurrents d'hypoglycémie de jeûne avec acidose lactique [20](#page=20). Le glucose-6-phosphate est un carrefour métabolique central, reliant la glycolyse, la néoglucogenèse et la voie des pentoses phosphates [13](#page=13) [20](#page=20). --- # La voie des pentoses phosphates La voie des pentoses phosphates est une voie métabolique alternative à la glycolyse, essentielle à la production de NADPH et de précurseurs pour la biosynthèse de nucléotides. ### 2.1 Introduction et objectifs La voie des pentoses phosphates, également appelée "shunt des hexoses phosphates", est présente dans tous les tissus, notamment le foie et les tissus adipeux, ainsi que dans les globules rouges. Son rôle principal est de nature anabolique, contribuant à la biosynthèse des acides gras, du cholestérol, des stéroïdes, et fournissant des pentoses (en particulier le ribose-5-phosphate) nécessaires à la synthèse des coenzymes nucléotidiques (comme NAD+, NADP+, FAD, FMN), du coenzyme A, et de plusieurs nucléotides et acides nucléiques. Cette voie comprend huit réactions, dont les trois premières sont oxydatives [21](#page=21). ### 2.2 Les réactions de la voie La voie des pentoses phosphates peut être divisée en trois phases distinctes : #### 2.2.1 Phase oxydative Cette phase est irréversible et comprend les trois premières réactions de la voie. Elle procède à l'oxydation du glucose-6-phosphate, à la réduction du NADP+ en NADPH, et aboutit à la formation du ribulose-5-phosphate. Le bilan de cette phase est la production de deux molécules de NADPH et la libération d'une molécule de dioxyde de carbone (CO2) [22](#page=22). **Réactions clés de la phase oxydative :** 1. **Glucose-6-phosphate → 6-phosphoglucono-δ-lactone** * Enzyme : Glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PD) * Réaction : Oxydation du glucose-6-phosphate, réduction du NADP+ en NADPH. 2. **6-phosphoglucono-δ-lactone → 6-phosphogluconate** * Enzyme : Lactonase * Réaction : Hydrolyse de la lactone. 3. **6-phosphogluconate → Ribulose-5-phosphate + CO2** * Enzyme : 6-phosphogluconate déshydrogénase * Réaction : Décarboxylation oxydative, production de CO2 et de NADPH. #### 2.2.2 Phase non oxydative Cette phase comprend les réactions 4 à 8 et est caractérisée par sa réversibilité. Elle implique des réactions d'isomérisation, d'épimérisation, de transcétolisation et de transaldolisation, permettant le recyclage du ribulose-5-phosphate et la conversion de pentoses en hexoses et trioses phosphates [22](#page=22). **Réactions clés de la phase non oxydative :** 1. **Ribulose-5-phosphate → Ribose-5-phosphate** * Enzyme : Pentose-5-phosphate isomérase * Réaction : Isomérisation. 2. **Ribulose-5-phosphate → Xylulose-5-phosphate** * Enzyme : Pentose-5-phosphate épimérase * Réaction : Épimérisation. 3. **Ribose-5-phosphate + Xylulose-5-phosphate → Glycéraldéhyde-3-phosphate + Sedaheptulose-7-phosphate** * Enzyme : Transcétolase * Réaction : Transcétolisation. 4. **Sedaheptulose-7-phosphate + Glycéraldéhyde-3-phosphate → Fructose-6-phosphate + Érythrose-4-phosphate** * Enzyme : Transaldolase * Réaction : Transaldolisation. 5. **Érythrose-4-phosphate + Xylulose-5-phosphate → Fructose-6-phosphate + Glycéraldéhyde-3-phosphate** * Enzyme : Transcétolase * Réaction : Transcétolisation. **Bilan de la conversion des pentoses en hexoses :** La phase non oxydative permet de convertir six pentoses (6 × 5 carbones = 30 carbones) en cinq hexoses (5 × 6 carbones = 30 carbones). Plus spécifiquement, à partir de trois molécules de pentoses (3 × 5C = 15C), la cellule obtient deux molécules d'hexoses (2 × 6C = 12 carbones) et une molécule de triose (1 × 3C = 3 carbones) [24](#page=24). > **Équation générale de conversion des pentoses en hexoses :** > $$3 \times \text{Pentoses-5P} \rightarrow 2 \times \text{Hexoses-6P} + 1 \times \text{Triose-3P}$$ [24](#page=24). ### 2.3 Régulation de la voie La régulation de la voie des pentoses phosphates est principalement assurée par la disponibilité des substrats et par le ratio NADPH/NADP+. Le glucose-6-phosphate est le substrat commun à la voie des pentoses phosphates et à la glycolyse. Le choix entre ces deux voies dépend des besoins cellulaires en énergie (ATP) et en précurseurs biosynthétiques (NADPH et ribose-5-phosphate) [24](#page=24). * **Charge énergétique élevée:** Lorsque la charge énergétique est élevée (ATP abondant), la glycolyse est ralentie. La voie des pentoses phosphates devient alors prédominante pour la production de NADPH et de ribose-5-phosphate [24](#page=24). * **Inhibition par le NADPH:** La glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PD), enzyme clé de la phase oxydative, est inhibée par des concentrations élevées de NADPH et par les intermédiaires de la biosynthèse des acides gras [24](#page=24). **Scénarios de régulation basés sur les besoins cellulaires :** 1. **Besoin simultané de NADPH et de ribose-5P :** La voie des pentoses phosphates fonctionne dans son intégralité. 2. **Besoin plus important de ribose-5P que de NADPH :** La phase oxydative est ralentie, mais la phase non oxydative continue pour convertir les pentoses en ribose-5P. 3. **Besoin plus important de NADPH que de ribose-5P :** La phase oxydative est active pour produire du NADPH. Les pentoses phosphates excédentaires peuvent être recyclés en intermédiaires glycolytiques via la phase non oxydative. 4. **Besoin de NADPH et d'ATP, mais pas de ribose-5P :** La phase oxydative produit du NADPH. Les pentoses phosphates résultants sont entièrement recyclés en intermédiaires glycolytiques (Fructose-6P et Glycéraldéhyde-3P) par la phase non oxydative, alimentant ainsi la production d'ATP via la glycolyse. ### 2.4 Devenir des produits de la voie et leurs rôles Le bilan global de l'utilisation de trois molécules de glucose-6-phosphate par la voie des pentoses phosphates est la production de 6 NADPH, H+, 2 Fructose-6-phosphate, 1 Glycéraldéhyde-3-phosphate, et 3 CO2 [26](#page=26). * **Ribose-5-phosphate:** Cet intermédiaire est crucial pour la synthèse de nucléotides, composants essentiels des acides nucléiques et de plusieurs coenzymes [26](#page=26). * **Fructose-6-phosphate et Glycéraldéhyde-3-phosphate:** Ces molécules sont des intermédiaires de la glycolyse et de la néoglucogenèse, permettant leur réintégration dans ces voies métaboliques [26](#page=26). * **NADPH, H+:** Ce coenzyme réduit est indispensable pour diverses réactions de synthèse réductrices, telles que la biosynthèse des acides gras, du cholestérol et des hormones stéroïdes. Il joue également un rôle vital dans la protection des cellules contre le stress oxydant [26](#page=26). > **Rôle du NADPH dans la protection contre le stress oxydant :** > Le NADPH est essentiel à la régénération du glutathion réduit (GSH), un antioxydant majeur. Le glutathion peroxydase utilise le GSH pour neutraliser le peroxyde d'hydrogène (H2O2) et d'autres espèces réactives de l'oxygène (ERO), produisant du glutathion oxydé (GSSG). La glutathion réductase, utilisant le NADPH comme coenzyme, régénère ensuite le GSH à partir du GSSG, assurant ainsi une protection continue, particulièrement dans les globules rouges [26](#page=26). ### 2.5 Principales anomalies : le déficit en Glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PD) Le déficit en G6PD est une maladie héréditaire fréquente, liée au chromosome X, affectant près de 200 millions d'individus dans le monde [26](#page=26). * **Conséquences du déficit:** Une déficience en G6PD entraîne une insuffisance de production de NADPH, et par conséquent une diminution des niveaux de glutathion réduit (GSH) dans les cellules. Ceci compromet la capacité des cellules à neutraliser le stress oxydant [26](#page=26). * **Manifestations dans les globules rouges:** Les globules rouges sont particulièrement sensibles au manque de NADPH. Cette déficience se traduit par une anomalie de leur forme, une fragilité accrue et une hémolyse accélérée [26](#page=26). * **Facteurs déclenchants:** La maladie peut être asymptomatique, mais des crises d'hémolyse peuvent être déclenchées par des infections, ou par l'exposition à certains médicaments tels que des antibiotiques, des antipaludiques ou des antipyrétiques, qui induisent un stress oxydant [26](#page=26). * **Traitement et prévention:** Le traitement peut inclure une diurèse forcée et des transfusions sanguines. La prévention repose sur l'évitement des médicaments oxydants [26](#page=26). --- # Le métabolisme du glycogène Le métabolisme du glycogène englobe les processus de synthèse (glycogénogenèse) et de dégradation (glycogénolyse) du glycogène, un polymère de glucose servant de réserve énergétique rapidement mobilisable, principalement dans le foie et les muscles. Ces voies sont régulées de manière réciproque pour répondre aux besoins énergétiques de l'organisme [28](#page=28) [33](#page=33). ### 3.1 Structure du glycogène Le glycogène est un polymère de glucose où les unités sont reliées par des liaisons osidiques α-1,4 dans les chaînes linéaires et des liaisons α-1,6 aux points de ramification. Cette structure ramifiée permet une libération rapide du glucose lors de la dégradation [28](#page=28) [30](#page=30). ### 3.2 Synthèse du glycogène : glycogénogenèse La glycogénogenèse est la voie de synthèse du glycogène, qui a lieu pendant la période postprandiale, lorsque le glucose est en excès. Elle vise à stocker ce glucose sous forme de glycogène dans le foie pour maintenir la glycémie, et dans les muscles pour leurs besoins énergétiques futurs [28](#page=28) [34](#page=34). #### 3.2.1 Étapes de la glycogénogenèse La synthèse du glycogène nécessite quatre réactions principales à partir du glucose : 1. **Phosphorylation du glucose:** Le glucose est d'abord converti en glucose-6-phosphate (G-6-P) par la glucokinase dans le foie et l'hexokinase dans les muscles [28](#page=28). 2. **Isomérisation du G-6-P en G-1-P:** Le glucose-6-phosphate est isomérisé en glucose-1-phosphate (G-1-P) par la phosphoglucomutase. Cette réaction est réversible [29](#page=29). 3. **Formation de l'UDP-glucose:** Le glucose-1-phosphate réagit avec l'UTP pour former l'UDP-glucose, catalysée par l'UDP-glucose pyrophosphorylase. Cette réaction est irréversible et consomme de l'énergie. La pyrophosphatase hydrolyse le pyrophosphate (PPi) en deux phosphates inorganiques (2Pi), ce qui rend la réaction irréversible [29](#page=29). $$ \text{Glucose-1P} + \text{UTP} \rightleftharpoons \text{UDP-glucose} + \text{PPi} $$ [29](#page=29). $$ \text{PPi} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{Pi} $$ [29](#page=29). 4. **Élongation et ramification des chaînes:** * **Élongation:** La glycogène synthétase (GS) catalyse le transfert d'une unité glucosyl de l'UDP-glucose sur l'extrémité non réductrice d'une chaîne de glycogène préexistante, formant une liaison α-1,4. Cette enzyme est clé et la réaction est irréversible, constituant un point de régulation majeur. L'UTP est régénéré à partir de l'UDP libéré par la nucléoside diphosphate kinase [30](#page=30) [34](#page=34). $$ \text{UDP-Glucose} + \text{Glycogène}_n \rightarrow \text{Glycogène}_{n+1} + \text{UDP} $$ [30](#page=30). $$ \text{UDP} + \text{ATP} \rightleftharpoons \text{UTP} + \text{ADP} $$ [30](#page=30). * **Ramification:** L'enzyme de ramification (amylo 1,4-1,6 transglycosylase) crée des ramifications en transférant un segment de 6 à 7 résidus glucosyl d'une chaîne α-1,4 vers la position C6 d'un autre résidu de glucose, formant une liaison α-1,6. Cela crée de nouvelles extrémités non réductrices pour l'action ultérieure de la glycogène synthétase. L'amorce de glycogène, la glycogénine, est une protéine qui permet la polymérisation des 8 premiers résidus glucose [28](#page=28) [30](#page=30). > **Tip:** Les deux enzymes, glycogène synthétase et enzyme de ramification, agissent alternativement pour construire le polymère de glycogène [31](#page=31). ### 3.3 Dégradation du glycogène : glycogénolyse La glycogénolyse est la voie de dégradation du glycogène pour libérer du glucose, principalement utilisée lors des périodes de jeûne ou de besoin énergétique. Dans le foie, le glucose libéré sert à maintenir la glycémie sanguine, tandis que dans les muscles, il est utilisé pour la contraction musculaire [33](#page=33) [34](#page=34). #### 3.3.1 Étapes de la glycogénolyse La glycogénolyse implique plusieurs enzymes clés : 1. **Action de la glycogène phosphorylase:** C'est l'enzyme principale du catabolisme du glycogène. Elle catalyse la phosphorolyse des liaisons α-1,4, libérant des unités de glucose sous forme de glucose-1-phosphate (G-1-P). Le co-enzyme est le pyridoxal phosphate (PLP). Cette réaction permet de libérer les molécules de glucose une à une à partir de l'extrémité non réductrice du glycogène [31](#page=31). $$ \text{Glycogène}_{n+1} + \text{Pi} \rightarrow \text{Glycogène}_n + \text{Glucose-1-P} $$ [31](#page=31). 2. **Action de l'enzyme débranchante (amylo α-1,6 glucosidase, 4 α-glucanotransférase):** Cette enzyme intervient lorsque la glycogène phosphorylase atteint les ramifications α-1,6. Elle possède deux activités [32](#page=32): * **Activité transférase:** Elle transfère une chaîne de 3 résidus glucosyl d'une ramification vers une autre chaîne, permettant à la glycogène phosphorylase de continuer son action sur les liaisons α-1,4 [32](#page=32). * **Activité glucosidase:** Elle hydrolyse la liaison α-1,6 restante, libérant ainsi les molécules de glucose situées aux points de ramification sous forme de glucose libre [32](#page=32). 3. **Conversion du G-1-P en G-6-P:** Le glucose-1-phosphate est converti en glucose-6-phosphate par la phosphoglucomutase [32](#page=32). 4. **Déphosphorylation finale (foie et autres tissus spécifiques):** Dans le foie, les reins et l'intestin, la glucose-6-phosphatase catalyse l'hydrolyse du glucose-6-phosphate en glucose libre, qui peut alors être libéré dans la circulation sanguine pour maintenir la glycémie. Les muscles ne possèdent pas cette enzyme et utilisent le glucose-6-phosphate pour leur propre métabolisme énergétique [32](#page=32) [34](#page=34). ### 3.4 Bilan énergétique du métabolisme du glycogène Le bilan énergétique de la glycogénogenèse et de la glycogénolyse est favorable à la synthèse, mais chaque étape consomme de l'énergie sous forme d'ATP ou d'UTP. La glycogénolyse, en produisant majoritairement du glucose-1-phosphate et du glucose, est une source nette d'énergie [33](#page=33) [34](#page=34). ### 3.5 Régulation du métabolisme du glycogène La régulation du métabolisme du glycogène est assurée de manière réciproque pour activer l'une des voies tout en inhibant l'autre. Elle concerne principalement la glycogène phosphorylase (glycogénolyse) et la glycogène synthétase (glycogénogenèse) [33](#page=33). #### 3.5.1 Régulation hormonale * **Hypoglycémie:** En cas de baisse de la glycémie, le glucagon (agit sur le foie) et l'adrénaline (agit sur le muscle) sont libérés. Ils activent la voie de l'AMP cyclique (AMPc), qui phosphoryle et active la glycogène phosphorylase tout en inhibant la glycogène synthétase [33](#page=33). * **Hyperglycémie:** En période postprandiale, l'insuline est libérée. Elle a un effet inverse: elle diminue l'AMPc, ce qui entraîne la déphosphorylation et l'inhibition de la glycogène phosphorylase, et la déphosphorylation et l'activation de la glycogène synthétase [33](#page=33). #### 3.5.2 Régulation allostérique Certains métabolites peuvent moduler l'activité des enzymes clés. Par exemple, le glucose-6-phosphate (G-6-P) est un activateur allostérique de la glycogène synthétase. Le calcium joue un rôle, notamment sur la phosphorylase kinase [33](#page=33). > **Tip:** La régulation hormonale par phosphorylation/déphosphorylation est fondamentale pour coordonner le stockage et la libération du glucose en réponse aux variations de la glycémie [34](#page=34). ### 3.6 Pathologies liées au métabolisme du glycogène Des anomalies génétiques dans le métabolisme du glycogène peuvent entraîner diverses maladies, appelées glycogénoses. Elles peuvent affecter la synthèse, la dégradation, la structure ou le stockage du glycogène [34](#page=34). * **Glycogénoses hépatiques:** Elles se manifestent par une hypoglycémie et une hépatomégalie, car le foie ne peut pas libérer suffisamment de glucose dans le sang. Un exemple est la maladie de Von Gierke, due à un déficit en glucose-6-phosphatase hépatique, empêchant l'hydrolyse du G-6-P en glucose [34](#page=34). * **Glycogénoses musculaires:** Elles provoquent faiblesse musculaire et difficultés à l'exercice. Le syndrome de McArdle, dû à un déficit en glycogène phosphorylase dans les muscles squelettiques, en est un exemple [34](#page=34). ### 3.7 Conclusion Le métabolisme du glycogène est essentiel pour la gestion des réserves de glucose. La glycogénogenèse, sous l'action de la glycogène synthétase, permet le stockage dans le foie et les muscles. La glycogénolyse, initiée par la glycogène phosphorylase, libère du glucose pour le foie et l'énergie musculaire. Ces processus sont finement régulés par des mécanismes hormonaux et allostériques pour assurer l'homéostasie glycémique et les besoins énergétiques de l'organisme [34](#page=34). --- # Le cycle de l'acide citrique et la chaîne respiratoire mitochondriale Le cycle de l'acide citrique et la chaîne respiratoire mitochondriale sont des voies métaboliques centrales pour l'oxydation de l'acétyl-CoA et la production d'ATP, impliquant des réactions enzymatiques complexes, des bilans énergétiques, des mécanismes de régulation et des anomalies potentielles. ### 4.1 Le cycle de l'acide citrique (cycle de Krebs) Le cycle de l'acide citrique est la voie métabolique terminale commune pour l'oxydation des glucides, des acides gras et des acides aminés. Il se déroule dans la mitochondrie. Il est également connu sous le nom de cycle des acides tricarboxyliques en raison de la formation d'acides à trois groupes carboxyliques. Ce cycle est une voie du catabolisme oxydatif qui oxyde l'acétyl-CoA, libérant deux molécules de CO2, produisant quatre réactions d'oxydoréduction (3 NADH,H+ et 1 FADH2) et générant une molécule de GTP par tour [35](#page=35). #### 4.1.1 Origines de l'acétyl-CoA L'acétyl-CoA mitochondrial provient de plusieurs sources [36](#page=36): * Glycolyse, suivie de l'oxydation du pyruvate [36](#page=36). * Catabolisme des acides gras (β-oxydation) [36](#page=36). * Catabolisme des acides aminés [36](#page=36). ##### 4.1.1.1 Formation de l'acétyl-CoA à partir du pyruvate Le pyruvate est transféré dans la mitochondrie par un transporteur spécifique. Il subit ensuite une décarboxylation oxydative irréversible pour former de l'acétyl-CoA. Cette réaction est catalysée par le complexe pyruvate déshydrogénase (PDH), situé dans la mitochondrie [36](#page=36). **Le complexe pyruvate déshydrogénase** est un complexe enzymatique composé de trois enzymes et cinq coenzymes : * **Enzymes:** Pyruvate déshydrogénase, Dihydrolipoyl transacétylase, et Dihydrolipoyl déshydrogénase [37](#page=37). * **Coenzymes:** Thiamine pyrophosphate (Vitamine B1), FAD (Vitamine B2), NAD+ (Vitamine B3), HSCoA (Vitamine B5), et l'acide lipoïque [37](#page=37). La réaction de conversion du pyruvate en acétyl-CoA est la suivante : $$ 2 \text{ pyruvate} + 2 \text{ NAD}^+ + 2 \text{ coenzyme A} \rightarrow 2 \text{ acétyl-CoA} + 2 \text{ NADH} + 2 \text{ H}^+ + 2 \text{ CO}_2 $$ [37](#page=37). #### 4.1.2 Les réactions du cycle de Krebs Le cycle de l'acide citrique comprend un ensemble coordonné de huit réactions enzymatiques. C'est une voie cyclique où la dernière réaction régénère l'oxaloacétate, le substrat de la première réaction [39](#page=39). 1. **Réaction 1 : Formation du citrate** * **Enzyme:** Citrate synthase [37](#page=37). * Condensation de l'acétyl-CoA (2 carbones) avec l'oxaloacétate (4 carbones) pour former du citrate (6 carbones) [37](#page=37). * C'est la première réaction impliquant un acide tricarboxylique [37](#page=37). * Réaction irréversible et site de régulation [37](#page=37). $$ \text{Acétyl-CoA} (2C) + \text{Oxaloacétate} (4C) \rightarrow \text{Citrate} (6C) $$ [37](#page=37). 2. **Réaction 2 : Isomérisation du citrate en isocitrate** * **Enzyme:** Aconitase [38](#page=38). * Isomérisation du citrate en isocitrate, le deuxième acide tricarboxylique du cycle [38](#page=38). * Réaction réversible [38](#page=38). 3. **Réaction 3 : Décarboxylation oxydative de l'isocitrate en α-cétoglutarate** * **Enzyme:** Isocitrate déshydrogénase [38](#page=38). * C'est la première des quatre réactions d'oxydoréduction du cycle [38](#page=38). * Production de CO2 et de NADH,H+ [38](#page=38). * Réaction irréversible [38](#page=38). $$ \text{Isocitrate} (6C) \rightarrow \alpha\text{-cétoglutarate} (5C) + \text{CO}_2 + \text{NADH,H}^+ $$ [38](#page=38). 4. **Réaction 4 : Décarboxylation oxydative de l'α-cétoglutarate en succinyl-CoA** * **Enzyme:** Complexe α-cétoglutarate déshydrogénase [38](#page=38). * Formation de succinyl-CoA [38](#page=38). * Complexe multienzymatique avec 3 enzymes et 5 coenzymes (dont Vitamine B1) [38](#page=38). * C'est la deuxième réaction d'oxydoréduction, produisant le deuxième CO2 et le deuxième NADH,H+ [38](#page=38). * Réaction irréversible [38](#page=38). $$ \alpha\text{-cétoglutarate} (5C) + \text{NAD}^+ + \text{HSCoA} \rightarrow \text{Succinyl-CoA} (4C) + \text{CO}_2 + \text{NADH,H}^+ $$ [38](#page=38). Les quatre réactions suivantes transforment le succinyl-CoA en oxaloacétate via quatre réactions enzymatiques successives et réversibles, produisant du FADH2 et du NADH,H+ [38](#page=38). #### 4.1.3 Bilan énergétique du cycle de l'acide citrique Le cycle de l'acide citrique comporte trois réactions irréversibles principales: citrate synthase, isocitrate déshydrogénase et α-cétoglutarate déshydrogénase. Il y a quatre réactions d'oxydation qui produisent 3 NADH,H+ et 1 FADH2. Une réaction produit directement 1 GTP. Deux molécules de CO2 sont éliminées par tour [39](#page=39). Le bilan d'oxydation total d'une molécule d'acétyl-CoA (par un tour du cycle) est l'équivalent de 10 ATP [39](#page=39). * 1 NADH,H+ génère 2,5 ATP [39](#page=39). * 1 FADH2 génère 1,5 ATP [39](#page=39). * 1 GTP équivaut à 1 ATP [39](#page=39). **Réaction globale pour l'oxydation d'une molécule d'Acétyl-CoA :** $$ \text{Acétyl-CoA} + 3 \text{ NAD}^+ + \text{FAD} + \text{GDP} + \text{Pi} + 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{ CO}_2 + 3 (\text{NADH,H}^+) + \text{FADH}_2 + \text{GTP} + \text{HSCoA} $$ [39](#page=39). **Bilan énergétique de l'oxydation complète du glucose :** * Glycolyse: 5 à 7 ATP [39](#page=39). * Décarboxylation oxydative du pyruvate: 5 ATP [39](#page=39). * Cycle de Krebs: 20 ATP [39](#page=39). * Total: 30 à 32 ATP [39](#page=39). #### 4.1.4 Régulation du cycle de Krebs La régulation du cycle de Krebs s'effectue principalement au niveau des étapes irréversibles et de la réaction de transition pyruvate → acétyl-CoA (#page=39, 40) [39](#page=39) [40](#page=40). **Régulation du complexe pyruvate déshydrogénase (PDH) :** * **Régulation covalente :** * Insuline: Active le PDH par déphosphorylation [39](#page=39). * Glucagon: Inhibe le PDH par phosphorylation [39](#page=39). * **Régulation allostérique :** * Activateurs: NAD+, AMP, CoA-SH, et Ca2+ [39](#page=39). * Inhibiteurs: NADH, ATP, acétyl-CoA, et les acides gras [39](#page=39). **Régulation allostérique des enzymes du cycle de Krebs (au niveau des étapes irréversibles) :** * **Citrate synthase :** * Activée par: ADP [40](#page=40). * Inhibée par: NADH, ATP, succinyl-CoA, et le citrate [40](#page=40). * **Isocitrate déshydrogénase :** * Activée par: ADP et Ca2+ [40](#page=40). * Inhibée par: ATP [40](#page=40). * **Complexe α-cétoglutarate déshydrogénase :** * Activé par: Ca2+ [40](#page=40). * Inhibé par: NADH et succinyl-CoA [40](#page=40). #### 4.1.5 Principales anomalies du cycle de l'acide citrique * **Déficit en vitamine B1 (thiamine):** Peut entraîner le béribéri, caractérisé par fatigue, perte de poids et dégénérescence nerveuse. La vitamine B1 est un précurseur du coenzyme TPP, essentiel pour le PDH et le complexe α-cétoglutarate déshydrogénase. Le traitement implique l'administration de vitamine B1 et un régime équilibré [40](#page=40). ### 4.2 La chaîne respiratoire mitochondriale (CRM) La chaîne respiratoire mitochondriale (CRM) est le processus par lequel le NADH,H+ et le FADH2, produits lors de l'oxydation des glucides, lipides et acides aminés, réagissent avec l'oxygène pour produire de l'ATP. Ce transport d'électrons génère de l'ATP via la phosphorylation oxydative [41](#page=41). #### 4.2.1 Substrats de la chaîne respiratoire Les substrats principaux de la chaîne respiratoire sont le NADH,H+ et le FADH2 [41](#page=41). ##### 4.2.1.1 Origines mitochondriales de NADH,H+ et FADH2 * **NADH,H+ :** * Décarboxylation du pyruvate en acétyl-CoA (PDH) [42](#page=42). * Cycle de Krebs: isocitrate déshydrogénase, α-cétoglutarate déshydrogénase, et malate déshydrogénase [42](#page=42). * Oxydation des acides gras: β-hydroxyl-acyl-CoA déshydrogénase [42](#page=42). * **FADH2 :** * Cycle de Krebs: succinate déshydrogénase [42](#page=42). * Oxydation des acides gras: Acyl-CoA déshydrogénase (première oxydation de la β-oxydation) [42](#page=42). * Glycérol 3-phosphate déshydrogénase [42](#page=42). ##### 4.2.1.2 Origine cytosolique de NADH,H+ et CRM Le NADH,H+ cytosolique doit traverser la membrane mitochondriale interne via des navettes : * **Navette Malate-Aspartate:** 1 NADH,H+ cytosolique donne 1 NADH,H+ mitochondrial. Elle implique la malate déshydrogénase (cytoplasmique et mitochondriale) et l'aspartate aminotransférase (mitochondriale et cytoplasmique) [42](#page=42). * **Navette Glycérol Phosphate / DHAP:** 1 NADH,H+ cytosolique donne 1 FADH2 mitochondrial. Deux glycérol phosphate déshydrogénases différentes sont impliquées: une cytosolique utilisant NAD+ et une mitochondriale sur la face externe de la membrane interne utilisant FAD. Les équivalents réducteurs du NADH cytosolique sont transférés au FADH2 dans la membrane interne mitochondriale, puis via l'ubiquinone au complexe III de la CRM [42](#page=42). #### 4.2.2 Phosphorylation oxydative La phosphorylation oxydative implique le transport d'électrons via une série de complexes protéiques enchâssés dans la membrane interne mitochondriale [43](#page=43). ##### 4.2.2.1 Complexes de la phosphorylation oxydative Il y a quatre complexes fixes (I, II, III, IV) et un complexe mobile (V) : * **Complexes I, II, III et IV:** Protéines intégrées dans la membrane interne, liées à des groupements d'oxydoréduction (quinones et cytochromes) [43](#page=43). * **Transporteurs mobiles :** * **Coenzyme Q (CoQ ou ubiquinone):** Très hydrophobe, mobilité membranaire [43](#page=43). * **Cytochrome c:** Hydrophile, mobilité entre les complexes III et IV, sur la face cytosolique de la membrane interne [43](#page=43). * **Complexe V:** ATP synthase [43](#page=43). * **Complexe I : NADH-coenzyme Q réductase** * Accepte 2 électrons du NADH,H+ et les transfère au coenzyme Q (formant QH2) [43](#page=43). * Pompe à protons: libère 4 H+ dans l'espace intermembranaire [43](#page=43). $$ \text{NADH,H}^+ + \text{CoQ} \rightarrow \text{NAD}^+ + \text{CoQH}_2 + 4 \text{ H}^+ $$ [43](#page=43). * **Complexe II : Succinate-coenzyme Q réductase** * Accepte 2 électrons du FADH2 et les transfère au coenzyme Q (formant QH2) [43](#page=43). * Aucun proton n'est expulsé dans l'espace intermembranaire [43](#page=43). $$ \text{FADH}_2 + \text{CoQ} \rightarrow \text{FAD} + \text{CoQH}_2 + 0 \text{ H}^+ $$ [43](#page=43). * **Complexe III : Coenzyme Q-cytochrome c réductase** * Reçoit les électrons du coenzyme QH2 et les transfère au cytochrome c [44](#page=44). * Pompe à protons: libère 4 H+ de la matrice vers l'espace intermembranaire [44](#page=44). $$ \text{CoQH}_2 + 2 \text{ cyt.c (Fe}^{+++}) \rightarrow \text{CoQ} + 2 \text{ cyt.c (Fe}^{++}) + 4 \text{ H}^+ $$ [44](#page=44). * **Complexe IV : Cytochrome c oxydase** * Reçoit les électrons du cytochrome c et les transfère à l'oxygène moléculaire, formant de l'eau [44](#page=44). * Pompe à protons: libère 2 H+ de la matrice vers l'espace intermembranaire [44](#page=44). ##### 4.2.2.2 Mécanisme de la synthèse de l'ATP Le passage d'électrons entre les complexes libère de l'énergie, utilisée par les complexes I, III et IV pour pomper des protons de la matrice vers l'espace intermembranaire, créant un gradient électrochimique (force proton motrice, FPM). Le retour des protons vers la matrice se fait via le complexe V (ATP synthase), dont le passage fournit l'énergie pour synthétiser l'ATP à partir d'ADP et de phosphate [44](#page=44). * **Complexe V : ATP synthase** * Composé de deux sous-unités: F0 (canal protonique intramembranaire) et F1 (activité ATP-synthétase dans la matrice) [45](#page=45). * Le passage de 3 H+ entraîne la synthèse d'un ATP dans la matrice [45](#page=45). **Exportation de l'ATP mitochondrial vers le cytosol :** * **Adénine nucléotide translocase:** Export d'ATP en échange d'ADP [45](#page=45). * **Phosphate translocase:** Import de phosphate dans la matrice en même temps qu'1 H+ [45](#page=45). * Pour la synthèse et l'export d'un ATP, 4 protons sont nécessaires (incluant les 3 de la synthèse) [45](#page=45). #### 4.2.3 Bilan énergétique de la CRM * L'oxydation d'1 NADH,H+ génère un flux de 10 protons (4 par le complexe I, 4 par le complexe III, 2 par le complexe IV) [45](#page=45). * L'oxydation d'1 FADH2 génère un flux de 6 protons (4 par le complexe III, 2 par le complexe IV) [45](#page=45). Sachant que 4 protons sont nécessaires pour la synthèse/transport d'un ATP : * L'oxydation d'un FADH2 génère 1,5 ATP ($6/4 = 1,5$) [45](#page=45). * L'oxydation d'un NADH,H+ génère 2,5 ATP ($10/4 = 2,5$) [45](#page=45). #### 4.2.4 Régulation de la CRM Le fonctionnement de la CRM est contrôlé par deux rapports : * **Rapport NADH,H+/NAD+:** Un rapport élevé stimule la CRM; un rapport bas l'inhibe [45](#page=45). * **Rapport ATP/ADP:** Un rapport élevé inhibe la CRM; un rapport bas la stimule [45](#page=45). #### 4.2.5 Anomalies de la CRM Les maladies mitochondriales sont dues à des défauts de la CRM, causés par des mutations de l'ADN mitochondrial ou de l'ADN génomique. Les manifestations cliniques les plus fréquentes touchent les systèmes neurologique, cardiaque et musculaire, en raison de leur forte dépendance à la synthèse mitochondriale d'ATP pour leur fonctionnement [46](#page=46). --- ## Erreurs courantes à éviter - Révisez tous les sujets en profondeur avant les examens - Portez attention aux formules et définitions clés - Pratiquez avec les exemples fournis dans chaque section - Ne mémorisez pas sans comprendre les concepts sous-jacents

| Term | Definition | |------|------------| | Métabolisme | Ensemble des réactions chimiques qui se produisent dans les cellules d'un organisme pour soutenir sa vie, divisé en catabolisme (dégradation) et anabolisme (synthèse). | | Catabolisme | Ensemble des réactions chimiques qui décomposent les molécules, permettant d'extraire de l'énergie ou de produire des molécules simples pour la construction d'autres composés. | | Anabolisme | Ensemble des réactions métaboliques qui construisent ou assemblent des molécules plus complexes à partir de molécules plus simples. | | Glycolyse | Voie métabolique cytosolique, anaérobie, qui dégrade le glucose en pyruvate, produisant de l'ATP et du NADH. Appelée aussi voie d'Embden et Meyerhof. | | Pyruvate | Molécule à trois carbones résultant de la glycolyse, qui peut ensuite être métabolisée différemment selon la présence d'oxygène ou l'état énergétique de la cellule. | | ATP | Adénosine triphosphate, principale molécule porteuse d'énergie dans les cellules, utilisée pour alimenter de nombreuses réactions biochimiques. | | NADH | Nicotinamide adénine dinucléotide sous sa forme réduite, une coenzyme impliquée dans les réactions d'oxydoréduction et la production d'énergie. | | Neoglucogenèse | Ensemble de réactions qui permettent la synthèse du glucose à partir de précurseurs non glucidiques, assurant le maintien de la glycémie. | | Voie des pentoses phosphates | Voie métabolique alternative à la glycolyse, principalement anabolique, produisant du NADPH et des pentoses (notamment le ribose-5-phosphate). | | NADPH | Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate sous sa forme réduite, coenzyme essentiel pour les biosynthèses réductrices et la protection contre le stress oxydant. | | Glycogène | Polymère de glucose servant de réserve d'énergie rapidement mobilisable, principalement stocké dans le foie et les muscles. | | Glycogénogenèse | Voie métabolique de synthèse du glycogène à partir du glucose, ayant lieu en période post-prandiale. | | Glycogénolyse | Voie métabolique de dégradation du glycogène en glucose-1-phosphate et glucose, permettant de libérer du glucose pour répondre aux besoins énergétiques. | | Cycle de l'acide citrique | Voie métabolique cyclique se déroulant dans la mitochondrie, qui oxyde l'acétyl-CoA en libérant du CO2, produisant du GTP, du NADH et du FADH2. Aussi appelé cycle de Krebs ou cycle des acides tricarboxyliques. | | Acétyl-CoA | Molécule issue de la dégradation des glucides, lipides et protéines, qui entre dans le cycle de l'acide citrique pour être oxydée. | | Chaîne respiratoire mitochondriale (CRM) | Ensemble de complexes protéiques situés dans la membrane interne de la mitochondrie, qui transfèrent les électrons du NADH et FADH2 à l'oxygène, générant un gradient de protons utilisé pour la synthèse d'ATP. | | Phosphorylation oxydative | Processus par lequel l'énergie libérée par la chaîne respiratoire mitochondriale est utilisée pour synthétiser de l'ATP. | | ATP synthase | Complexe enzymatique (Complexe V) de la membrane interne mitochondriale qui catalyse la synthèse d'ATP à partir d'ADP et de phosphate, en utilisant le gradient de protons. | | Oxaloacétate | Composé à quatre carbones qui est le dernier intermédiaire du cycle de l'acide citrique et le premier réactif de la condensation avec l'acétyl-CoA. | | Citrate synthase | Enzyme clé du cycle de l'acide citrique qui catalyse la condensation de l'acétyl-CoA avec l'oxaloacétate pour former le citrate. | | Isocitrate déshydrogénase | Enzyme du cycle de l'acide citrique qui catalyse la décarboxylation oxydative de l'isocitrate en α-cétoglutarate, produisant du NADH et du CO2. | | α-cétoglutarate déshydrogénase | Complexe enzymatique du cycle de l'acide citrique qui catalyse la décarboxylation oxydative de l'α-cétoglutarate en succinyl-CoA, produisant du NADH et du CO2. | | Navette Malate-Aspartate | Système de transport permettant le passage des équivalents réducteurs du NADH cytosolique dans la mitochondrie, pour la phosphorylation oxydative. | | Navette Glycérol Phosphate/DHAP | Système de transport des équivalents réducteurs du NADH cytosolique vers la mitochondrie, résultant en la production de FADH2 mitochondrial. | | Complexe I (NADH-coenzyme Q réductase) | Premier complexe de la chaîne respiratoire mitochondriale, qui accepte les électrons du NADH et les transfère au coenzyme Q, pompant des protons. | | Complexe II (Succinate-coenzyme Q réductase) | Deuxième complexe de la chaîne respiratoire mitochondriale, qui accepte les électrons du FADH2 et les transfère au coenzyme Q, sans pomper de protons. | | Complexe III (Coenzyme Q cytochrome C réductase) | Troisième complexe de la chaîne respiratoire mitochondriale, qui transfère les électrons du coenzyme Q au cytochrome C, pompant des protons. | | Complexe IV (Cytochrome C oxydase) | Quatrième complexe de la chaîne respiratoire mitochondriale, qui transfère les électrons du cytochrome C à l'oxygène, formant de l'eau et pompant des protons. | | Force proton motrice (FPM) | Force résultant du gradient électrochimique de protons à travers la membrane interne mitochondriale, qui entraîne la synthèse d'ATP. | | Glycogène phosphorylase | Enzyme clé de la glycogénolyse, qui catalyse la phosphorolyse du glycogène pour libérer du glucose-1-phosphate. | | Glycogène synthase | Enzyme clé de la glycogénogenèse, qui catalyse l'ajout de résidus glucosyl à la chaîne de glycogène à partir de l'UDP-glucose. | | UDP-glucose | Uridine diphosphate glucose, un précurseur activé du glucose utilisé dans la synthèse du glycogène. | | Acidose lactique | Condition caractérisée par une accumulation excessive d'acide lactique dans le sang, souvent due à une hypoxie cellulaire ou à des anomalies métaboliques. | | Anémie hémolytique | Condition caractérisée par une destruction prématurée des globules rouges, pouvant résulter de déficits enzymatiques liés au métabolisme des glucides. | | Hépatomégalie | Augmentation du volume du foie, souvent observée dans certaines anomalies du métabolisme du glycogène. | | Hypoglycémie | Taux de glucose sanguin anormalement bas. |