Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, Glycolyse
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Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, Glycolyse
1ère étape: Glycolyse
Le glucose pénètre dans la cellule musculaire à partir du sang. Le glucose entre directement dans le processus catabolique ou bien est stocké sous forme de glycogène. Le catabolisme du glucose commence par une réaction de phosphorylation. Le glucose 6 phosphate formé comporte un groupe phosphate ionisé qui empêche ces composés de quitter la cellule, car la membrane cellulaire est imperméable aux molécules ayant un groupement phosphate.
Remarque importante!!!!!
G6P
G3P
1,3DPG
3Phosphoglycérate
2Phosphoglycérate
PEP
Pyruvate
Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, GlycolyseGlycogène
(G1P)
Glucose6Phosphate (G6P)
Fructose6Phosphate (F6P)
F1,6diP
GP glycogène phosphorylase
PFK phosphofructokinase
Pi
ATP
ADP
DiHydroxyacétone3Phosphate
Pi
NAD
NADH2
ADP
ATP
ADP
ATP
G3P
1,3DPG
3Phosphoglycérate
2Phosphoglycérate
PEP
Pyruvate
Pi
NAD nicotinamide adénine dinucléotideNADH2
ADP
ATP
ADP
ATP
glycogènolyse
glycolyse
1ère étape: Glycolyse
Cytoplasme
glucoseATP
ADP
Hexokinase
Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, oxydoréduction
Réaction d’oxydoréduction
Réducteur + oxydant Oxydé + Réduit + T°
G3P + NAD+ 1,3DPG + NADH+H+
NADH+H+ gagne une partie de l’énergie potentielle qui était contenue dans le substrat. Lors de son oxydation ultérieure, le NADH+H+ restitue l’énergie qui peut être transférée à l’ATP.
Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, pyruvate?
2ème étape: le devenir du pyruvate
Pyruvate Lactate + H+LDH
Lactate DésHydrogénase
PDH
PyruvateDésHydrogénase
Acétyl CoenzymeA (ACoA)
NAD
NADH2
NAD NADH2
CO2
Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, mitochondrie
Membrane interne
Membrane externe
Matrice
KC . R
3ème étape: le cycle de Krebs, Cycle acide citrique, cycle de décarboxylation
Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, Cycle de Krebs
Citrate
Isocitrate
ACoA
cétoglutarate
Succinyl CoASuccinate
Fumarate
Malate
Oxaloacetate
NAD
NADH2
NAD
NADH2
CO2
CO2
ATP ADP
FAD
FADH2
NAD
NADH2
Prix Nobel 1953
Cyt c
Complexe I Complexe II Complexe III
Complexe IVCoenzyme Q
Mécanisme de la phosphorylation oxydative
Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, Chaîne respiratoire
4ème étape: Chaîne respiratoire
Matrice
Espace inter membranaire
Mécanisme de la phosphorylation oxydative
Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, Chaîne respiratoire
4ème étape: Chaîne respiratoire
NADH+H+
NAD+
e-
e- e-
e-
e-
2H++1/2 O2 H2O2H+
H+H+ H+ H+
ADP + Pi ATP
Partie 1: 1.4 Oxydation, acide gras libre
Les réserves de lipides sont inépuisables ( courir 120 h ). Les lipides sont stockées dans le tissu adipeux et le muscle sous forme de triglycérides (ou graisse neutre). Les Triglycérides constituent la majeure partie des lipides de l’organisme. Elles sont formées par la liaison de deux types de molécules: les acides gras (AG) et le glycérol (Gly). Le glycérol est une molécule à 3 carbones qui appartient à la classe des glucides.
1 TryG 3 AG + 1 Gly
AG
Gly
AG
AG
Partie 1: 1.4 Oxydation, acide gras libre
StockageTriglycéride
TriG
TriG
TriG
Partie 1: 1.4 Oxydation, acide gras libre
StockageTriglycéride
MuscleConcentration très variable
Réserves stockées sont de 15,6 kg dans le corps humain.
Homme de 70 kg
Adipocyte
Adipocyte Adipocyte
Adipocyte Adipocyte
Tissu adipeux
TriG
Transport par le sang
Stockage dans les tissus
TriG
TriG
AG
AG
AG
Gly
Gly
GlyTissu Adipeux
adipocyteAGL
AGL
Gly
Gly
Partie 1: 1.4 Oxydation, acide gras libre
Insuline
AG
Gly
TriGTriG
TriG
Partie 1: 1.4 Oxydation, acide gras libre
DihydroxyAcétone Phosphate
Pyruvate
ACoA
K
Oxydation
stockées
ADP + Pi
ATP
CnH2nO2
-C2
-C2
-C2
-C2
Partie 1: 1.4 Oxydation, acide gras libre
n ACoA
Hélice de Lynen
NAD+
NADH+H+FAD+
FADH+H+
KADP + Pi
ATP
ATP
ADP + Pi
Partie 1: 1.4 Oxydation, acide gras libre
Oxydation complète des triglycérides
TriG
AG
Gly
AG
AG
Pyruvate
ACoA
KADP ATP
CnH2nO2
C14---C18
?
Partie 1: Substrats énergétiques, Bilan
Glucose Ac.palmitique
Glycolyse Aérobie
Quantité de substance
- en mole 1 1 1
- en gramme 180 180 256
O2 consommée en moles 0 6 23
CO2 produit en moles 0 6 16
Produits finaux Lactates CO2 + H2O CO2 + H2O
QR: VCO2/VO2 1 1 0.7
Énergie totale libérée G en kJ 197 2871 9793
ATP synthétisée en mole par mole
2 36 130
Énergie transférée à l’ATP en kJ 61 1100 3972
Rendement de la dégradation en %
31 38 41
Tableau. Données bioénergétiques du catabolisme cellulaire du glucose, acide palmitique, d’après Dejours 1975
Partie 1: 1.5 le métabolisme musculaire
Anaérobie alactique
Anaérobie lactique Aérobie
ADP+ Pi
ATP
PCK
Cr PCr
acidose
Glycogène
Hexose mono P
Pyruvates
PFK
GP
H+ + Lactates
ADP+ Pi
ATP
Glucose
Hexokinase
Pyruvates
ACoA
K
NAD NADH2
ADP ATP
O2
100m sprint environ 13 mmol.l-1
200m sprint environ 18 mmol.l-1
400,800 et 1500m environ 23 mmol.l-1
5000m environ 13 mmol.l-
10000m environ 8 mmol.l-1
Lactate apparaît dès 1.6 sd’exercice!!!!!
Partie 1: 1.5 le métabolisme musculaire
ATP-PCrGlycolyseAérobie
Partie 1: 1.5 le métabolisme musculaire
ATP-PCrGlycolyseAérobie
ATP-PCrGlycolyseAérobie
ATP-PCrGlycolyseAérobie
6%
50%44%
4%
48%48%
Sprint 6s sur ergocycle Sprint 100 m
Sprint 400 m Sprint 800 m
13%
62%
25% 6%
50%
44%
Fig. Apport d’énergie par l’utilisation des différentes voies métaboliques.
6 s 15 s 30 s
15
12
9
6
3
PCrGlycolysePhosphorylation oxydative
Déb
it d
e r
en
ou
vellem
en
t d
’ATP
(m
mol.
kg
-1 d
e m
uscle
sec.s
-1)
Fig. Apport d’énergie par l’utilisation de PCr et du Glycogène et par la phosphorylation oxydative, pendant un exercice de sprint de 30 s sur Ergocycle à 250% de VO2max (Parolin et coll., 1999).
Partie 1: 1.5 le métabolisme musculaire