Déborah JUBLIN MASSON - Naturopathe Métabolisme Déborah JUBLIN MASSON - Naturopathe

Métabolisme de base Catabolisme : dégradation Anabolisme : synthèse

1. Métabolisme de base métabolisme de base (MB) ou métabolisme basal : besoins énergétiques « incompressibles » de l'organisme = dépense d'énergie minimum quotidienne permettant à l'organisme de survivre au repos, l’organisme consomme de l’énergie pour maintenir en activité ses fonctions (cœur, cerveau, respiration, digestion, maintien de la température du corps), avec des réactions biochimiques (en utilisant l'ATP). exprimé sur la base d'une journée, et donc en Kjoules ou en Kcalories par jour. l'alimentation permet de subvenir à ces besoins, en apportant les calories nécessaires.

Métabolisme de base dépend de : la taille, le poids, l’âge, le sexe, l’activité thyroïdienne, l’état physiologique La température extérieure et les conditions climatiques modifient sensiblement le MB.

Métabolisme de base

Courbe de croissance Les enfants ont un métabolisme basal deux fois plus élevé que celui des adultes.

Le métabolisme basal diminue avec l'âge de 2 % à 3 % par décennie après l'âge adulte.

À cette dépense énergétique de repos, on peut signaler deux autres types de métabolismes : Métabolisme post-prandial : dépense calorique consécutive à un repas (manger consomme de l'énergie : ADS = activité dynamique spécifique). Métabolisme de l'exercice : dépense calorique consécutive à un effort physique ou au cerveau pendant un travail intellectuel ou de concentration intense (examens, conduite automobile...). Ce besoin est difficilement quantifiable étant donné qu'il varie d'un individu à l'autre et d'une situation à l'autre.

2. Catabolisme Digestion Dégradation des sucres = glycolyse Dégradation des lipides = béta-oxydation Dégradation des protéines Cycle de Krebs Phosphorylation oxydative

a. La digestion Les molécules organiques présentes dans les aliments ne peuvent pas être utilisées par l’homme en l’état. Les grosses molécules sont décomposées en petites molécules dans la bouche, l’estomac et l’intestin grêle : Glucides  sucres simples = oses (glucose, fructose, galactose, etc.) Lipides  acides gras et glycérol Protides  acides aminés L’assimilation se situe principalement au niveau de l’intestin grêle.

Les filières énergétiques En aérobiose : avec de l’oxygène En anaérobiose : sans oxygène

b. La glycolyse Le glucose (6C) est transformé en 2 acides pyruviques (ou pyruvates) (2x3C). Mécanisme biologique le plus simple et le plus primitif pour tirer de l’énergie des molécules d’aliments. Se déroule dans le cytoplasme de la cellule, à l’extérieur de la mitochondrie. Le pyruvate peut : soit entrer dans le cycle de Krebs, qui se déroule dans la mitochondrie des eucaryotes (cellule possédant un noyau) ou le cytoplasme des bactéries en aérobiose, soit être métabolisé par fermentation en anaérobiose, pour produire par exemple du lactate ou de l'éthanol.

Formule simplifiée

c. La dégradation des lipides Sous l’action des lipases, contrôlées par un mécanisme hormonal, les acides gras sont libérés par hydrolyse des triglycérides, puis transportés par le sang vers les tissus cibles. Les acides gras pénètrent dans la mitochondrie grâce à un transporteur : la carnitine. Le catabolisme des acides gras se fait dans la mitochondrie, lieu de leur oxydation par béta- oxydation.

Les acides gras sont catabolisés par une béta-oxydation  formation de molécules d’acétyl-CoA qui rejoignent le cycle de Krebs

La coenzyme A (CoA) est une coenzyme de transfert de groupements acyle intervenant dans de très nombreuses voies du métabolisme (cycle de Krebs, bêta-oxydation). un acyle ou un groupement acyle est un radical ou un groupe fonctionnel obtenu en enlevant le groupement hydroxyle (OH) d'un acide carboxylique (COOH). Le groupement acyle correspondant à un acide carboxylique de formule RCOOH aura pour formule RCO–, où l'atome de carbone et celui d'oxygène sont liés par une double liaison (groupement carbonyle).

d. La dégradation des protides La dégradation des protéines par des protéases, entraîne la libération de divers produits

Décarboxylation : Les acides (COOH) peuvent perdre leur groupement carboxylique (C=O), réaction importante dans le métabolisme général. Désamination ou transamination : Les amines peuvent perdre leur groupement amine NH2, réaction essentielle au métabolisme, notamment des protéines. Structure d’un acide aminé

e. Le cycle de Krebs Voie métabolique présente chez tous les organismes aérobies et dont la fonction première est d'oxyder les groupes acétyle (COCH3), issus notamment de la dégradation des glucides, des lipides et des protéines, pour en récupérer l'énergie L'ATP est issue du cycle de Krebs c'est-à-dire, elle est produite dans la mitochondrie des cellules, à partir d'oxygène et : de glycogène,  forme de stockage du glucose dans les muscles et dans le foie. des triglycérides, forme de stockage des lipides dans les muscles et le tissu adipeux.

Organisation de la cellule

La mitochondrie C'est un organite composé d'une membrane externe et interne formée de crêtes permettant d'augmenter sa surface. Elles jouent un rôle primordial dans la production énergétique de la cellule. La matrice contient des enzymes qui découpent les nutriments en molécules simplifiées.

Le cycle de krebs Il se déroule dans la matrice mitochondriale C'est la voie de dégradation complète des protides, lipides et glucides = catabolisme C'est une série complexe de réactions biochimiques qui produisent, entre autre, de l'Adenosine Tri Phosphate (ATP), riche en énergie L'ATP assure le stockage et le transport de l'énergie dans la cellule Cette molécule a des liaisons phosphoriques très riches qui libèrent de l'énergie quand on les coupe La plupart des molécules devant être dégradées entrent dans le cycle grâce à un intermédiaire commun = l'Acetyl CoA

Régulation du cycle de krebs Le cycle est ACCÉLÉRÉ lorsque les besoins énergétiques cellulaires sont insatisfaisants avec augmentation des rapports: NAD/NADH,H+. ATP/ADP. CoA/acétyl CoA Le cycle est FREINÉ lorsque les besoins énergétiques sont satisfaits avec diminution des trois rapports

Dégradation d'une molécule de glucose Glycolyse -> 8 ATP Decarboxylation oxydative -> 6 ATP Cycle de krebs -> 24 ATP => 38 ATP dégagés lors de la dégradation complète d'une molécule de glucose

l'adenosine tri phosphate

f. La phosphorylation oxydative Processus permettant la phosphorylation de l'ADP en ATP grâce à l'énergie libérée par l'oxydation de donneurs d'électrons par la chaîne respiratoire. Processus commun à presque tous les organismes aérobies. Permet aux cellules de régénérer leurs coenzymes réduites par les réactions du catabolisme telles que le cycle de Krebs et la β-oxydation des acides gras, et permet de récupérer sous forme d'ATP l'énergie libérée par la respiration cellulaire.

Au cours de la phosphorylation oxydative, des électrons sont transférés de molécules réductrices à des oxydants le long d'une chaîne de transport d'électrons réalisant une cascade de réactions d'oxydoréduction successives qui libèrent progressivement l'énergie des électrons à haut potentiel de transfert des réducteurs oxydés. La phosphorylation oxydative est une fonction vitale du métabolisme. Elle génère cependant des dérivés réactifs de l'oxygène tels que l'anion superoxyde O2• – ou le peroxyde d'hydrogène H2O2 lesquels produisent à leur tour des radicaux libres nocifs.

3. Anabolisme Ensemble des réactions chimiques de synthèse moléculaire de l'organisme Les cellules doivent se renouveler constamment et parfois se multiplier; elles doivent donc synthétiser leurs propres constituants (glucides, lipides, protides, acides nucléiques) en utilisant de la manière minérale ou organique, de l’énergie, des transferts d’électrons au cours des réactions d’oxydo-réductions. Chaque étape nécessite l’intervention d’enzymes spécifiques.

Molécules simples Molécules complexes Oses Acides gras Acides aminés Bases azotées Polysaccharides (glucides) Lipides Protéines Acides nucléiques (ADN)

En résumé Dégradation du glucose = par glycolyse : glucose acide pyruvique (ou pyruvate) Dégradation des lipides = par béta-oxydation : par hydrolyse Triglycérides acides gras par béta-oxydation Acides gras + CoA Acétyl-CoA Dégradation des protéines : Protéines acides aminés

Métabolisme = catabolisme + anabolisme En résumé Métabolisme = catabolisme + anabolisme

Repères lexicaux Ose => sucre (ex: lactose) Ase => enzyme (ex: amylase) Ite => inflammation (ex: arthrite) Yte => cellule (ex: entérocyte) Lyse => dégradation (ex: glycolyse) Genèse => synthèse (ex: spermatogénèse)