C. VENOT, Laboratoire interhospitalier de Saintonge LES GLUCIDES C. VENOT, Laboratoire interhospitalier de Saintonge

I. Notion de métabolisme 1. Rappels : atomes, molécules

Appartiennent à 4 familles : les glucides les lipides les protides 4 atomes Carbone C Oxygène O Hydrogène H Azote N Appartiennent à 4 familles : les glucides les lipides les protides les acides nucléiques Rôles Energie Plastique Ou les 2

Molécules Les atomes se lient entre eux par des liaisons chimiques et forment une molécule Si présence d’atomes de carbone C Molécules organiques ex : C6H12O6, glucose Si absence d’atomes de carbone C Molécules inorganiques ex : H2O, eau

Molécules organiques (atomes de C) Molécules simples M. complexes = unité de base = association de m. simples Ose (monosaccharide) Glycogène (reserve) Acide aminé Protéine Acide gras Phospholipide (graisse) Base azoté Acide nucléique (ADN)

Molécule de glucose

I. Notion de métabolisme 1. Rappels : atomes, molécules 2.Métabolisme,anabolisme,catabolisme

Catabolisme Aliments Nutriments Glucides Oses Graisses Acides gras Protéines Acides Aminés Energie ATP CO2, Eau H2O, NH3… digestion Catabolisme

Catabolisme = Ensemble des réactions qui aboutissent à la dégradation des molécules organiques glucides, lipides, protides. Elle s’accompagne de libération d’E, sous forme d’une molécule appelé ATP = Adénosine TriPhosphate

Anabolisme Molécules simples Macromolécules (mol.complexes) Oses Polysaccharides (Glucides) Acides gras Lipides Bases azotés Acides nucléiques (ADN) Acides Aminés Protéines Energie ATP Anabolisme Energie

Anabolisme Ensemble des réactions qui aboutissent à la synthèse de molécules complexes à partir de molécules simples, de nutriments. Elle consomme de l’E

Le métabolisme indispensables aux grandes fonctions de la vie, Métabolisme = est la somme du catabolisme et de l’anabolisme. C’est l’ensemble des réactions cellulaires qui se produisent dans la cellule, ainsi que des échanges d’Energie E qui les accompagnent. Il s’agit des réactions de synthèse (fabrication) et des réactions de dégradation des molécules. Le métabolisme indispensables aux grandes fonctions de la vie, Notion d’équilibre entre catabolisme et anabolisme Ex: adulte, enfant

I. Notion de métabolisme 1. Rappels : atomes, molécules 2.Métabolisme,anabolisme,catabolisme 3. L’Energie : l’ATP

L’energie sous forme de molécule d’ATP Adénosine Tri Phosphate Ce n’est pas une réserve (contrairement au glycogène) C’est un moyen de transfert d’E lors des réactions fournir l’énergie nécessaire aux réactions chimiques des cellules. Elle sert à transporter l’énergie. ATP + H2O (eau) ADP + P + E (30kJ) L'énergie est donc stockée dans les liaisons L’energie sous forme de molécule d’ATP Adénosine Tri Phosphate Ce n’est pas une réserve (contrairement au glycogène) C’est un moyen de transfert d’E lors des réactions fournir l’énergie nécessaire aux réactions chimiques des cellules. Elle sert à transporter l’énergie. ATP + H2O (eau) ADP + P + E (30kJ) L'énergie est donc stockée dans les liaisons adénosine P adénosine P

 ATP, Composé chimique qui a la capacité : - d’emmagasiner l’E libérée au cours du catabolisme de molécules organiques - de la restituer en cas de besoin Ce n’est pas une réserve (contrairement au glycogène) C’est un moyen de transfert d’E lors des réactions 1Glucose + 2 ADP 2 ATP + 2 ac. Pyruvique ATP/ADP est un donneur d'énergie universel, et c'est la principale source d'énergie directement utilisable par la cellule. Seule énergie utilisable par le muscle.

I. Notion de métabolisme 1. Rappels : atomes, molécules 2.Métabolisme,anabolisme,catabolisme 3. L’Energie : l’ATP II. Les glucides ou hydrates de carbone

sucres simples = oses = monosaccharides absorbés sans digestion (sucres « rapides ») Glucose Galactose Fructose Ribose, désoxyribose = composant des acides nucléiques (ADN) et de l’ATP (énergie)

Disaccharides = dioses = 2 oses Maltose = glucose + glucose sucre de l’amidon des féculents Saccharose = glucose + fructose sucre de « table » Lactose = glucose + galactose sucre du lait

Amidon des végétaux digestion maltose Polysaccharides = sucres complexes Amidon des végétaux digestion maltose Amylopectine contient 70% d’amidon 600 000 mol. Glucose Cellulose : non digérée, rôle de fibres alimentaires dans la constitution des fécès Glycogène : equivalent de l’amidon des végétaux polymère du glucose réserve de glucose, d’Energie Dans le foie et cellules musculaires

II. Les glucides ou hydrates de carbone I. Notion de métabolisme II. Les glucides ou hydrates de carbone Sucres simples = oses = monosaccharides Disaccharides = dioses = 2 oses Polysaccharides = sucres complexes III. Métabolisme du glycogène Structure

III. Métabolisme du glycogène I. Notion de métabolisme II. Les glucides ou hydrates de carbone III. Métabolisme du glycogène 1. Structure 2. Glycogénolyse - Glycogénogénese

Vaisseau sanguin Hépatocyte (foie) glucose glucose glycogène Glycémie = taux de glucose dans le sang glycogénogénèse glucose glucose glycogène glycogénolyse Vaisseau sanguin Hépatocyte (foie)

Foie = rôle central Stocke le glucose en glycogène = glycogénèse Synthétise du glucose à partir d’autres oses et de précurseurs NON glucidiques, (lipidiques, Acides Aminés) = néoglucogénèse Seul organe (avec le rein) capable de libérer du glucose dans le sang «moteur » de la glycémie Le glycogène est « découpé », dégradé et le glucose libéré dans le sang = glycogénolyse

La glycémie = taux de glucose dans le sang  FOIE stocke le glucose alimentaire sous forme de glycogène = néoglycogénèse Libère de glucose selon les besoins = glycogénolyse Transforme l’excès de glucose en lipides (glycérol et acides gras)

La glycémie = taux de glucose dans le sang  Muscle strié Muscle stocke en glycogène, Ne l’utilise que pour ses propres besoins énergétiques. Le glucose libéré à partir du glycogène n’est utilisé que par la cellule musculaire

II. Les glucides ou hydrates de carbone III. Métabolisme du glycogène I. Notion de métabolisme II. Les glucides ou hydrates de carbone III. Métabolisme du glycogène 1. Structure 2. Glycogénolyse – Glycogénogénèse 3. Régulation

Sécrétion d’Hormones hyperglycémiantes Si la glycémie baisse, Sécrétion d’Hormones hyperglycémiantes Glucagon (pancréas) Adrénaline (médullo-surrénale) accélèrent la glycogénolyse Augmentent la glycémie

Vaisseau sanguin Hépatocyte (foie) glycogénolyse glucose glucose Glycémie = taux de glucose dans le sang glucose glucose glycogène glycogénolyse Vaisseau sanguin Hépatocyte (foie)

Si la glycémie augmente, Sécrétion d’Hormone hypoglycémiante Insuline (pancréas) accélèrent la glycogénogénèse diminue la glycémie

Vaisseau sanguin Hépatocyte (foie) glycogénogénèse glucose glucose Glycémie = taux de glucose dans le sang glycogénogénèse glucose glucose glycogène Vaisseau sanguin Hépatocyte (foie)

II. Les glucides ou hydrates de carbone III. Métabolisme du glycogène I. Notion de métabolisme II. Les glucides ou hydrates de carbone III. Métabolisme du glycogène 1. Structure 2. Glycogénolyse – Glycogénogénèse 3. Régulation IV. La Glycolyse = catabolisme des glucides

Rôle majeur des glucides = produire de l’E Energie sous forme d’ATP immédiatement disponible

Le métabolisme du glucose est le seul à produire de l’Energie en présence ou en absence d’oxygène Glycolyse anaérobie (fermentation) Absence d’oxygène Cerveau, hématie dépendent de ce metabolisme anaérobie Muscle lors d’effort violent et brusque Glycolyse aerobie en présence d’oxygène Effort de longue durée

la glycolyse est la première chaîne du catabolisme des glucides, elle s’effectue dans le cytoplasme et en anaérobie (sans apport d’oxygène). Elle a comme fonction la synthèse de molécule riche en énergie =ATP, ainsi que la formation de pyruvate qui aura plusieurs destinées En aérobie (avec consommation d’O2), le pyruvate aura différents devenirs suivant les besoins de l’organisme : Le pyruvate entrera dans la mitochondrie . soit dans le cycle de Krebs.avec production d’ATP en grande quantité. C’est la respiration cellulaire Soit Il jouera le rôle de précurseurs pour des réactions de synthèse notamment des lipides et/ou des acides aminés En anaérobie (sans consommation d’O2), le pyruvate aura différents devenirs suivant l’organisme dans lequel il se trouve : Chez l’Homme, le pyruvate formera de l’acide lactique (lactate) par la lactate-déshydrogénase LDH. Le lactate formé est envoyé continuellement vers le foie permettant ainsi une production rapide d’énergie lors d’un effort important ; une partie de lactate sera également éliminé dans les urines. Chez les levures, le pyruvate formera de l’éthanol (fermentation alcoolique)

Glycolyse anaérobie Gain=4 ATP Glycogène muscle Glucose sanguin Glucose foie glucose pyruvate Glycolyse anaérobie Pas d’O2 Gain=4 ATP pyruvate Acide lactique Dégradé dans le foie

Glycolyse aerobie

Consommation d’O2 = respiration cellulaire glucose Glucose sanguin Glucose foie Glycolyse anaérobie pyruvate Acide lactique Gain=2 ATP pyruvate CYTOPLASME O2 Glycolyse aérobie O2 MITOCHONDRIE Cycle de Krebs Chaine respiratoire Gain=38 ATP CO2 Consommation d’O2 = respiration cellulaire EAU

Régulation de la glycolyse Besoins energétiques tissulaires qui déterminent le rythme de la glycolyse Rendement énergétique de la glycolyse : faible pour la G. anaerobie forte pour la G aerobie La disponibilité de précurseurs glucose et glycogène

IV. La Glycolyse = catabolisme des glucides I. Notion de métabolisme II. Les glucides ou hydrates de carbone III. Métabolisme du glycogène IV. La Glycolyse = catabolisme des glucides V. La néoglucogénèse = anabolisme

C’est quoi C’est l’inverse de la glycolyse Synthèse de glucose à partir de précurseurs NON glucidiques Principalement au niveau du FOIE

Quand? Activée lors de jeûne prolongé et stocks de glycogène ne permettent plus de satisfaire les besoins énergétiques Elle permet de fournir du glucose en permanence, aux organes (dits "organes glucodépendants") comme les globules rouges par exemple, qui ne peuvent pas utiliser les lipides ou les protéines, lorsque les réserves en glycogène se sont épuisées.

Comment? Précurseurs, source de glucose : - Lactate (30%) formé au niveau des muscles - Acides aminés (45%) provenant de l’alimentation ou de la dégradation des proteines des muscles squelettiques (alanine) Glycérol qui provient de la dégradation des triglycérides au niveau des cellules adipeuses

II. Les glucides ou hydrates de carbone III. Métabolisme du glycogène I. Notion de métabolisme II. Les glucides ou hydrates de carbone III. Métabolisme du glycogène IV. La Glycolyse = catabolisme des glucides V. La néoglucogénèse = anabolisme VI. Carrefour métabolique

Acides aminés (protéines) Glucose sanguin Glucose foie Glycogène muscle glucose Fructose Galactose Mannose (sucres) pyruvate Nucléotides (ADN) Glycérol (tissu adipeux) pyruvate Acides aminés (protéines) Carrefour métabolique Acide lactique Alanine

1. Rappels : atomes, molécules 2. Métabolisme, anabolisme, catabolisme I. Notion de métabolisme 1. Rappels : atomes, molécules 2. Métabolisme, anabolisme, catabolisme 3. L’Energie : ATP II. Les glucides ou hydrates de carbone 1. sucres simples=oses=monosaccharides 2. Disaccharides = dioses= 2 oses 3. Polysaccharides = sucres complexes III. Métabolisme du glycogène 1. Structure 2. Glycogénolyse – glycogénogénèse 3. Régulation IV. La Glycolyse = catabolisme des glucides 1. Rôles 2. Glycolyse anaérobie ou lactique (fermentation) 3. Glycolyse aérobie (oxydative, en présence d’oxygène) V. La néoglucogénèse = anabolisme glucidique VI. Carrefour métabolique