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