Introduction au métabolisme des glucides

Cours 1ière année Pharmacie 2012-2013Biochimie métabolique

Pr Sanae Bouhsain

PlanIntroduction

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 ATP

ADP + Pi

Polysaccharides

HexosesPentoses

ADP + Pi

ATP

ADP + Pi

ATP

ADP + Pi

ATPATP

ADP + Pi

ADP + Pi

ATP

Lipides

Acides gras

ATP

ADP + Pi

Protéines

Acides aminés

Cycle de l’acide citrique

Cycle deL’urée ATP

ADP + Pi

Urée

CO2

Chaîne de transportdes électrons

Phosphorylationoxydative

O2

ATP

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 glucidesRappels

• 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.

O

CH

CHOH CH2OHx C CHOH CH2OHx

CH2OH

O

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.

CH2OH

CHO

D- Aldose

CH2OH

CHO

CH2OH

CHO

CH2OH

CH2OH

O

CH2OH

CH2OH

O

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

1. Les monosaccharides

2. Les disaccharides

3. Les polysaccharides……de réserve …structuraux

Chitine

Amidon Cellulose

Glycogène

LactoseSaccharoseMaltose

GalactoseFructoseGlucose

La classe des glucides comprend:

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:1. Digestion extracellulaire:

• Lumière du TD

• Enzymes pancréatiques

• Donne de petites molécules

2. Digestion membranaire• Enzymes de la bordure en brosse

• Production d’oligomères et de monomères

3. Digestion intracellulaire• Enzymes cytoplasmiques et lysosomiales

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 ( ou )

-N-glucosaminidaseO

CH2OH

OHO

NH

CH2OH

glucosamine

liaison N-osidique

résidu X

Localisation Enzymes substances

Bouche Amylase salivaire Amidon Maltose Saccharose Lactose

Dextrine→Maltose

Amylase pancréatique MaltoseIntestin grêle Enzymes bordure en brosse Glucose Fructose Galactose + + + Glucose Glucose Glucose

Gros intestin rien microflore fermentation de la cellulose

Vue générale sur la digestion des glucides

Absorption des glucides dans l’intestin

glucose

Fructose

Sucrose

Glucose

LactoseGalactose

GlucoseAmidon

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

Absorption des glucides dans l’intestin2 familles de transporteurs

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 Forte Non

GLUT 2 Foie, pancréas, rein, intestin

Faible Non

GLUT 4 Muscle, adipocyte Forte oui

6- Devenir intracellulaire du glucose

Phosphorylation en glucose 6 phosphate

HexokinaseGlucokinase

Hexokinase versus glucokinase

Hexokinase 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 6P1 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

Voie des Pentoses phosphate

Ribose, NADPH

Glycolyse lactate

H2O+CO2

Oxydation aérobique

Digestion absorption

Alimentation

Lactate, amino acids, glycerol

glucose

Gluconeogénèse