1ère étape: Glycolyse Remarque importante!!!!! G6P Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, Glycolyse 1ère étape: Glycolyse Remarque importante!!!!! 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. G6P

Glucose6Phosphate (G6P) Fructose6Phosphate (F6P) Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, Glycolyse 1ère étape: Glycolyse Glycogène (G1P) Glucose6Phosphate (G6P) Fructose6Phosphate (F6P) F1,6diP Pi GP glycogène phosphorylase glycogènolyse Hexokinase ATP ADP glucose  glycolyse ATP ADP  PFK phosphofructokinase DiHydroxyacétone3Phosphate  G3P 1,3DPG 3Phosphoglycérate 2Phosphoglycérate PEP Pyruvate NAD NADH2 G3P 1,3DPG 3Phosphoglycérate 2Phosphoglycérate PEP Pyruvate NAD nicotinamide adénine dinucléotide NADH2 Pi Pi ADP ATP ADP ATP  ADP ATP ADP ATP  Cytoplasme

Réaction d’oxydoréduction 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.

2ème étape: le devenir du pyruvate Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, pyruvate? 2ème étape: le devenir du pyruvate NAD NADH2 LDH Pyruvate Lactate + H+ Lactate DésHydrogénase PDH NAD NADH2 CO2 Pyruvate DésHydrogénase Acétyl CoenzymeA (ACoA)

K C . R Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, mitochondrie Membrane interne Membrane externe Matrice K C . R

3ème étape: le cycle de Krebs, Cycle acide citrique, Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, Cycle de Krebs 3ème étape: le cycle de Krebs, Cycle acide citrique, cycle de décarboxylation ACoA Oxaloacetate Citrate Prix Nobel 1953 NAD NADH2 Isocitrate Malate NAD NADH2 Fumarate  cétoglutarate FAD FADH2 NAD NADH2 CO2 CO2 Succinate Succinyl CoA ATP ADP

4ème étape: Chaîne respiratoire Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, Chaîne respiratoire 4ème étape: Chaîne respiratoire Espace inter membranaire Cyt c Complexe I Complexe II Complexe III Coenzyme Q Complexe IV Matrice Mécanisme de la phosphorylation oxydative

4ème étape: Chaîne respiratoire Partie 1: 1.3 Glycogène, Glucose, Chaîne respiratoire 4ème étape: Chaîne respiratoire H+ H+ H+ H+ e- e- e- e- e- NAD+ NADH+H+ ADP + Pi ATP 2H+ 2H++1/2 O2 H2O Mécanisme de la phosphorylation oxydative

1 TryG 3 AG + 1 Gly 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 AG Gly AG

Stockage Triglycéride Partie 1: 1.4  Oxydation, acide gras libre TriG

Concentration très variable Partie 1: 1.4  Oxydation, acide gras libre Stockage Triglycéride Réserves stockées sont de 15,6 kg dans le corps humain. Adipocyte Adipocyte Adipocyte Muscle Concentration très variable Adipocyte Adipocyte Tissu adipeux Homme de 70 kg

Partie 1: 1.4  Oxydation, acide gras libre TriG TriG Insuline TriG AGL Tissu Adipeux adipocyte Gly AG Gly Gly AG Gly AG AGL Gly Transport par le sang Stockage dans les tissus

K Partie 1: 1.4  Oxydation, acide gras libre stockées TriG Gly DihydroxyAcétone Phosphate AG Pyruvate ACoA  Oxydation ADP + Pi K ATP

K Hélice de Lynen CnH2nO2 -C2 n ACoA Partie 1: 1.4  Oxydation, acide gras libre Hélice de Lynen ATP CnH2nO2 -C2 NAD+ ADP + Pi FAD+ NADH+H+ FADH+H+ ADP + Pi K n ACoA ATP

? K Oxydation complète des triglycérides Partie 1: 1.4  Oxydation, acide gras libre Oxydation complète des triglycérides TriG AG Gly AG CnH2nO2 AG C14---C18 Pyruvate ACoA ? ADP ATP K

Partie 1: Substrats énergétiques, Bilan Glucose Ac.palmitique Glycolyse Aérobie Quantité de substance - en mole 1 - en gramme 180 256 O2 consommée en moles 6 23 CO2 produit en moles 16 Produits finaux Lactates CO2 + H2O QR: VCO2/VO2 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

K ADP + Pi ATP Cr PCr H+ + Lactates Partie 1: 1.5 le métabolisme musculaire Anaérobie alactique Anaérobie lactique Aérobie Glucose Glycogène Pyruvates GP ACoA ADP + Pi ATP Hexokinase Hexose mono P K PCK PFK ADP + Pi NAD NADH2 Cr PCr ATP Pyruvates ADP ATP H+ + Lactates acidose O2

100m sprint environ 13 mmol.l-1 200m sprint environ 18 mmol.l-1 Partie 1: 1.5 le métabolisme musculaire Lactate apparaît dès 1.6 s d’exercice!!!!! 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

Sprint 6s sur ergocycle Sprint 100 m 6% 4% 50% 48% 44% 48% Partie 1: 1.5 le métabolisme musculaire Sprint 6s sur ergocycle Sprint 100 m 6% 4% 50% 48% 44% 48% Sprint 400 m Sprint 800 m 13% 25% 6% 44% 62% 50% Fig. Apport d’énergie par l’utilisation des différentes voies métaboliques.

Débit de renouvellement d’ATP (mmol.kg-1 de muscle sec.s-1) Partie 1: 1.5 le métabolisme musculaire PCr Glycolyse Phosphorylation oxydative 6 s 15 s 30 s 15 12 9 6 3 Débit de renouvellement d’ATP (mmol.kg-1 de muscle 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).