Introduction au métabolisme des glucides Cours 1ière année Pharmacie 2012-2013 Biochimie métabolique Pr Sanae Bouhsain

Plan Introduction 1- Structure des glucides 2- Rôles des glucides 3- Digestion et absorption des glucides 4- Transport sanguin et cellulaire du glucose 5- Devenir intracellulaire du glucose Conclusion

Métabolisme Acétyl-CoA Pyruvate Polysaccharides Hexoses Pentoses ATP ADP + Pi Polysaccharides Hexoses Pentoses Lipides Acides gras Protéines Acides aminés Cycle de l’acide citrique L’urée Urée CO2 Chaîne de transport des électrons Phosphorylation oxydative O2 e-

Définition du métabolisme Ensemble des réactions biochimiques d’un organisme. Rôle : gérer les ressources énergétiques 2 voies métaboliques: cataboliques et anaboliques Réactions cataboliques: essentiellement oxydatives, libèrent de l’énergie Molécules complexes  Molécules simples + Énergie Réactions anaboliques: Réductrices, consomment de l’énergie Molécules simples + Énergie  Molécules complexes

1- Structure des glucides Rappels

Les glucides ou hydrates de carbone Formule empirique: Cn(H2O)n Formule générale: CnH2nOn

Structure des oses Ce sont des molécules constituées: de plusieurs fonctions alcool d’une fonction réductrice aldéhyde ou cétone. On parle alors d’aldoses ou de cétoses.

Nomenclature des oses Pour déterminer la série d’un ose (D ou L) on se base sur la position du OH porté par le carbone asymétrique le plus éloigné de la fonction aldéhyde ou cétone. Par convention: on ne montre pas les H les OH sont symbolisés par un trait. D- Aldose

D- aldose L- aldose D- cétose L- cétose

La classe des glucides comprend: Les monosaccharides Les disaccharides Les polysaccharides… …de réserve …structuraux Glucose Fructose Galactose Maltose Saccharose Lactose Amidon Cellulose Glycogène Chitine

Monosaccharides Galactose: épimère en 4 du glucose

Disaccharides

Polysaccharides

2- Rôles des glucides

1- Rôle énergétique majeur 50 à 55% de l’apport énergétique Seul substrat à produire ATP même en anaérobiose Indispensables aux cellules glucodépendantes (hématies) Principale source énergétique du cerveau (si jeune prolongé, utilisation de corps cétoniques) Maintien glycémie: critique pour survie 2- Rôle structural: glycoaminoglycanes, glycolipides, glycoprotéines….. 3- Rôle dans la synthèse des nucléotides, précurseurs des: Acides nucléiques: ADN et ARN Coenzymes nucléotidiques: NAD+, NADP+, FAD 4- Rôle dans l’épuration des produits insolubles et toxiques tel que la bilirubine: glucuronoconjugaison

3- Digestion et absorption des glucides (de l’assiete à la cellule)

Les glucides dans l’alimentation L’alimentation apporte environ 250g de glucides par jour ( moitié de la ration énergétique) Les glucides sont apportés par les céréales, les fruits, les légumes, les féculents, les sucres raffinés et le lait La moitié de l’apport glucidique est constitué par l’amidon Un tiers environ par le saccharose L’apport en fructose et lactose: variable en fonction alimentation

Digestion intestinale Digestion= Hydrolyse Trois sites pour la digestion: Digestion extracellulaire: Lumière du TD Enzymes pancréatiques Donne de petites molécules Digestion membranaire Enzymes de la bordure en brosse Production d’oligomères et de monomères Digestion intracellulaire Enzymes cytoplasmiques et lysosomiales

au type de liaison hydrolysée (O-glycosidiques, N-glycosidiques)   Les osides Les enzymes qui hydrolysent les osides présentent une spécificité qui peut être liée: au type de liaison hydrolysée (O-glycosidiques, N-glycosidiques) au résidu osidique (glucosidase, mannosidase, galactosidase…) à l'anomérie (a ou b) b-N-glucosaminidase b glucosamine liaison N-osidique résidu X    

Vue générale sur la digestion des glucides Localisation Enzymes substances Bouche Amylase salivaire Amidon Maltose Saccharose Lactose Dextrine→Maltose Amylase pancréatique Maltose Intestin grêle Enzymes bordure en brosse Glucose Fructose Galactose + + + Glucose Glucose Glucose Gros intestin rien microflore fermentation de la cellulose

Absorption des glucides dans l’intestin glucose Fructose Sucrose Glucose Lactose Galactose Amidon

Absorption des glucides dans l’intestin 2 familles de transporteurs SGLT(Sodium/Glucose Transporteur): absorption active secondaire 1-Transport conjoint du Na et du glucose (sans utilisation d’ATP) 2-Le Na expulsé du pôle basal de l’entérocyte grâce au Na/K- ATPase (utilisation d’ATP) GLUT(Glucose Transporter): diffusion facilitée: Ne nécessite pas d’ATP

5- Transport sanguin et cellulaire du glucose

Transport cellulaire du glucose Transporteurs (GLUT): Diffusion facilitée Glycoprotéines transmembranaires Codés par des gènes différents Classés suivant ordre chronologique de découverte Expression variable en fonction des cellules Se distinguent par leur Km pour le glucose, dépendance de l’insuline Pénétration du glucose suivant le gradient de concentration

Principaux GLUT Principale localisation cellulaire Affinité pour glucose (inverse Km) Dépendance de l’insuline GLUT 1 Hématies Forte Non GLUT 3 Cerveau GLUT 2 Foie, pancréas, rein, intestin Faible GLUT 4 Muscle, adipocyte oui

6- Devenir intracellulaire du glucose

Phosphorylation en glucose 6 phosphate Hexokinase Glucokinase

Hexokinase versus glucokinase Site Ubiquitaire Hepatocytes Cellule beta pancreas Cinétique faible Km Vmax basse Km élevé Vmax élevée Régulation G-6-phosphate Non assurée par G6P Conditions activité Faible concentration glucose. Haute concentration glucose

Devenir métabolique du glucose 6P 1 molécule, 4 voies métaboliques Glucose 6P: molécule centrale du métabolisme des glucides Devenir variable en fonction situation métabolique de l’organisme Catabolisme par: glycolyse, voie des pentoses phosphate Métabolisme du glycogène Transformation en glucose

glycogène Glycogénogenèse Glycogénolyse Alimentation lactate Glycolyse Digestion absorption glucose Oxydation aérobique Lactate, amino acids, glycerol H2O+CO2 Gluconeogénèse Voie des Pentoses phosphate Ribose, NADPH