Le métabolisme intermédiaire des glucides comprend les réactions suivantes
Le métabolisme intermédiaire des glucides comprend les réactions ou voies suivantes:
La majeure partie de l'énergie nécessaire aux cellules vivantes pour effectuer diverses activités provient du métabolisme des glucides.
1. Glycogenèse
2. Glycogénolyse
3. Glycolyse ou voie Embden-Meyerhof
4. Cycle du pentose phosphate
5. Gluconéogenèse.
Glycogenèse:
La conversion du sucre en glycogène est appelée glycogenèse. Cela se produit dans les cellules du foie par une série de réactions chimiques. Le glucose est d'abord phosphorylé en glucose-6- phosphate (G6P) sous l'influence d'une enzyme hexokinase. L'énergie requise pour ce processus est fournie par l'ATP.
Une fois que le glucose-6-phosphate est formé, quatre enzymes différentes peuvent agir sur lui, c'est-à-dire qu'il existe quatre voies de son métabolisme;
(i) reconstituer l'apport de glucose dans le sang,
(ii) construire du glycogène hépatique en tant que réserve de glucose sanguin et musculaire,
(iii) fournir des intermédiaires pour la synthèse des protéines, des graisses et des acides nucléiques, et
(iv) fournir de l'énergie.
Pour la formation de glycogène dans le foie, le glucose-6-phosphate (G6P) est d'abord converti en glucose-1-phosphate (G1P) et cette réaction est catalysée par une enzyme, la phosphoglucomutase. Ensuite, l'enzyme phosphorylase convertit de nombreuses molécules de glucose-l-phosphate en glycogène et en acide phosphorique. Ces séries de réactions sont indiquées ci-dessous:
Glycogénolyse:
Lorsque le niveau de glucose sanguin est abaissé, le glycogène est reconverti en glucose. Dans ce processus, les réactions de glycogenèse sont inversées. Le glycogène est tout d'abord converti, en présence de H 3 P0 4 et de la phosphorylase, en glucose-1-phosphate (GIP), qui est immédiatement converti en glucose-6-phosphate (G6P) par la phosphoglucomutase. Ensuite, le glucose-6-phosphate est hydrolysé en glucose et en acide phosphorique par la phosphatase du foie.
Gluconéogenèse:
La formation de glucose ou de glycogène à partir de sources non glucidiques est appelée gluconéogenèse. Environ 90% du processus se produit dans le foie et le reste dans les reins. Les principales substances responsables de la gluconéogenèse sont les acides aminés glucogéniques, le lactate et le glycérol.
Les besoins de glucose à long terme pendant la famine sont satisfaits en faisant appel à d'autres sources telles que les acides aminés glucogéniques, notamment l'alanine, la cystéine, la glycine et la sérine. Ils sont dégradés par transamination en acide pyruvique, qui peut être oxydé au cours du cycle de Kreb ou transformé en glycogène stocké.
Cependant, l'acide pyruvique et l'acide lactique formés dans le muscle et transmis au foie peuvent également servir de source de glucides. Le processus de gluconéogenèse dépend de l'enzyme fructose 1, 6 diphosphate présent dans le foie.
Voie du pentose phosphate:
On l'appelle aussi le shunt hexose monophosphate ou «voie de Warburg-Dickens-Lipmann». Cette voie est connue sous le nom de «shunt hexose monophosphate» car le glucose-6-phosphate, métabolisé principalement par la voie glycolytique, peut être détourné, ou dérivé, vers d'autres réactions métaboliques.
Dans le foie, cette voie peut représenter jusqu'à 60% de l'oxydation totale des glucides. Dans cette voie, le glucose est métabolisé de manière anaérobie dans les tissus végétaux et animaux.
Nous pouvons résumer la voie du pentose phosphate comme suit:
2 Glucose-6-phosphate + 12 NADP + 6H 2 O → 2 Glycéraldéhyde-3 phosphates + 12 NADPH 2 + ATP + 6CO 2 . Cette voie est plus importante en tant que source de sucres pentoses pour la synthèse d'acia nucléique. La production de NADPH dans la voie est également importante car elle est nécessaire à la synthèse de la graisse, qui se produit principalement dans le foie et le tissu adipeux, entraînant la réoxydation du NADPH en NADP. Ainsi, il existe un type de relation synergique dans laquelle la voie de dérivation hexose monophosphate fournit du NADPH pour la synthèse des lipides, ce qui régénère à son tour le NADP +, permettant ainsi à la voie de dérivation de se poursuivre.
Voie métabolique du glucose:
La décomposition du glucose dans les cellules, représentée par la formule:
C 6 H 12 O 6 + 6 O 2, -> 6 CO 2 + 6 H 2 O + L'énergie (668 kilocalories / mole) se déroule en deux étapes: (a) en l'absence d'oxygène ou de voie respiratoire anaérobie (appelée glycolyse chez l'animal et plantes supérieures et (b) stade aérobie ou cycle de Kreb qui nécessite de l'oxygène.
A. Glycolyse:
La décomposition cellulaire du glucose par une série d'enzymes glycolytiques en acide pyruvique au travers de plusieurs réactions est souvent appelée voie Embden-Meyerhof. Acide pyruvique en acide lactique: Dans des circonstances normales, le pyruvate formé par le processus respiratoire anaérobie ci-dessus dans de nombreuses cellules et tissus serait ensuite métabolisé par la voie respiratoire aérobie en dioxyde de carbone et en eau.
Cependant, en l'absence d'oxygène moléculaire, comme dans les muscles squelettiques, le pyruvate est transformé en acide lactique par une oxydo-réduction dans laquelle le NADH réduit l'acide pyruvique en acide lactique en présence de l'enzyme spécifique, l'acide lactique déshydrogénase.
Cependant, dans de nombreux micro-organismes et cellules végétales (dans des conditions d’apport limité en O 2, le pyruvate est converti en alcool éthylique et en CO 2 au lieu de l’acide lactique au moyen des deux réactions suivantes.
a) Acide pyruvique en acétaldéhyde:
Cette réaction, qui est catalysée par l'enzyme carboxylase, est essentiellement une séparation d'un dioxyde de carbone (décarboxylation) de l'acide pyruvique pour former de l'acétaldéhyde.
b) Acétaldéhyde en alcool éthylique:
L'acétaldéhyde est ensuite réduit par le NADH en présence de l'enzyme alcool déshydrogénase en éthylacyclohol.
Ainsi, les résultats globaux de la respiration anaérobie dans les cellules animales telles que les muscles lorsque 0 2 est limitant sont la scission du glucose en deux molécules d’acide lactique avec libération d’énergie.
C 6 H 12 O 6 -> 2 CH 3 CHOHCOOH + énergie (36 kcal / mole)
(Glucose) (acide lactique)
Dans les micro-organismes et les cellules végétales, dans des conditions anaérobies, le glucose est métabolisé pour former 2 moles d’alcool éthylique et 2 molécules de CO 2 avec libération d’énergie.
C 6 H 12 O 6 -> 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 + Énergie (50 Kcal / mole)
B. Voie respiratoire aérobie:
Dans les conditions aérobies du métabolisme respiratoire des cellules, l’acide pyruvique est oxydé par une série de réactions enzymatiques donnant de l’énergie, C0 2 et H 7 0. La voie métabolique par laquelle cela se produit est appelée cycle de Kreb ou acide tricarboxylique ( TCA) ou le cycle de l'acide citrique.
Résumé de la réaction du cycle de Kreb:
Acide pyruvique + 4 NAD + FAD + → 3CO 2 + 4NADH 2 + FADH 2 + ATP (GTP)
ADP (PIB) + Pi + 2H Z O
