LES GLUCIDESLES GLUCIDES

C. VENOT, Laboratoire interhospitalier de C. VENOT, Laboratoire interhospitalier de SaintongeSaintonge

I. Notion de métabolismeI. Notion de métabolisme

1. Rappels : atomes, 1. Rappels : atomes, moléculesmolécules

4 atomes4 atomes

Carbone Carbone CC Oxygène Oxygène OO HydrogèneHydrogène HH AzoteAzoteNN

Appartiennent à 4 familles : Appartiennent à 4 familles :

les glucides les glucides les lipides les lipides les protidesles protidesles acides nucléiquesles acides nucléiques

Rôles

Energie

Plastique

Ou les 2

MoléculesMolécules Les atomes se lient entre eux par des Les atomes se lient entre eux par des

liaisons chimiquesliaisons chimiques et forment une et forment une moléculemolécule

Si Si présence présence d’atomes de carbone d’atomes de carbone C C

Molécules Molécules organiquesorganiquesex : C6H12O6, glucose

Si Si absenceabsence d’atomes de carbone d’atomes de carbone CC

Molécules Molécules inorganiquesinorganiquesex : H2O, eau

Molécules organiquesMolécules organiques (atomes de C)(atomes de C)

Molécules simplesMolécules simples M. complexesM. complexes = unité de base= unité de base = association de m. = association de m.

simplessimples

Ose Ose (monosaccharide)(monosaccharide) Glycogène Glycogène (reserve)(reserve)

Acide aminéAcide aminé ProtéineProtéine

Acide grasAcide gras Phospholipide Phospholipide (graisse)(graisse)

Base azotéBase azoté Acide nucléique Acide nucléique (ADN)(ADN)

Molécule de glucoseMolécule de glucose

I. Notion de métabolismeI. Notion de métabolisme

1. Rappels : atomes, molécules1. Rappels : atomes, molécules

2.Métabolisme,anabolisme,catabolis2.Métabolisme,anabolisme,catabolismeme

Catabolisme

AlimentsAliments NutrimentsNutrimentsGlucidesGlucides OsesOsesGraissesGraisses Acides grasAcides grasProtéinesProtéines Acides Acides

AminésAminés

Energie Energie ATPATP

CO2, Eau H2O, NH3…CO2, Eau H2O, NH3…

digestion

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 simplesMolécules simples Macromolécules Macromolécules (mol.complexes)(mol.complexes)

Oses Polysaccharides (Glucides)

Acides gras Lipides

Bases azotés Acides nucléiques (ADN)

Acides Aminés Protéines

Energie Energie ATPATP

Energie

AnabolismeAnabolisme

Ensemble des réactions qui Ensemble des réactions qui aboutissent à la synthèse de aboutissent à la synthèse de molécules complexes à partir de molécules complexes à partir de molécules simples, de nutriments.molécules simples, de nutriments.

Elle Elle consomme de l’Econsomme de l’E

Métabolisme = est la somme du = est la somme du catabolismecatabolisme et de et de l’anabolisme.l’anabolisme. C’est C’est l’ensemble des réactions cellulaires l’ensemble des réactions cellulaires qui se produisent dans la cellule, qui se produisent dans la cellule, ainsi que des ainsi que des échanges d’Energie Eéchanges d’Energie E qui les accompagnent. Il s’agit des qui les accompagnent. Il s’agit des réactions de réactions de synthèsesynthèse (fabrication) (fabrication) et des et des réactions de réactions de dégradationdégradation des des molécules.molécules.

Le métabolisme indispensables aux Le métabolisme indispensables aux grandes fonctions de la vie, grandes fonctions de la vie,

Notion d’équilibreNotion d’équilibre entre catabolisme entre catabolisme et anabolismeet anabolisme

Ex: adulte, enfantEx: adulte, enfant

I. Notion de métabolismeI. Notion de métabolisme

1. Rappels : atomes, molécules1. Rappels : atomes, molécules

2.Métabolisme,anabolisme,catabolis2.Métabolisme,anabolisme,catabolismeme

3. L’Energie : l’ATP3. L’Energie : l’ATP

L’L’energieenergie sous forme de molécule sous forme de molécule d’ATPd’ATP

AAdénosine dénosine TTri ri PPhosphatehosphate

Ce n’est pas une réserve (contrairement au glycogène)Ce n’est pas une réserve (contrairement au glycogène)

C’est un C’est un moyen de transfert d’E moyen de transfert d’E lors des réactionslors des réactions

fournir l’énergie nécessaire aux réactions chimiques des fournir l’énergie nécessaire aux réactions chimiques des cellules. Elle sert à transporter l’énergie. cellules. Elle sert à transporter l’énergie.

ATP + H2O (eau)ATP + H2O (eau) ADP + P + ADP + P + E (30kJ)E (30kJ)

L'énergie est donc stockée dans les L'énergie est donc stockée dans les liaisonsliaisons

adénosine P P P

L’L’energieenergie sous forme de molécule sous forme de molécule d’ATPd’ATP

AAdénosine dénosine TTri ri PPhosphatehosphate

Ce n’est pas une réserve (contrairement au glycogène)Ce n’est pas une réserve (contrairement au glycogène)

C’est un C’est un moyen de transfert d’E moyen de transfert d’E lors des réactionslors des réactions

fournir l’énergie nécessaire aux réactions chimiques des fournir l’énergie nécessaire aux réactions chimiques des cellules. Elle sert à transporter l’énergie. cellules. Elle sert à transporter l’énergie.

ATP + H2O (eau)ATP + H2O (eau) ADP + P + ADP + P + E (30kJ)E (30kJ)

L'énergie est donc stockée dans les L'énergie est donc stockée dans les liaisonsliaisons

adénosine P P P

ATP, ATP, Composé chimique qui a la capacité :Composé chimique qui a la capacité :

- - d’emmagasiner l’Ed’emmagasiner l’E libérée au cours du libérée au cours du catabolisme de molécules organiquescatabolisme de molécules organiques

- de la - de la restituerrestituer en cas de besoin en cas de besoin

Ce n’est pas une réserve (contrairement au Ce n’est pas une réserve (contrairement au glycogène)glycogène)

C’est un C’est un moyen de transfert d’E moyen de transfert d’E lors des réactionslors des réactions

1Glucose + 1Glucose + 2 ADP2 ADP 2 ATP2 ATP + 2 ac. Pyruvique + 2 ac. Pyruvique

ATP/ATP/ADP est un donneur d' est un donneur d'énergie universel, et c'est la principale source d'énergie universel, et c'est la principale source d'énergie directement utilisable par la directement utilisable par la cellule. Seule énergie utilisable par le muscle.. Seule énergie utilisable par le muscle.

I. Notion de métabolismeI. Notion de métabolisme

1. Rappels : atomes, molécules1. Rappels : atomes, molécules

2.Métabolisme,anabolisme,catabolisme2.Métabolisme,anabolisme,catabolisme

3. L’Energie : l’ATP3. 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 osesDisaccharides = dioses = 2 oses

MaltoseMaltose = glucose + glucose = glucose + glucosesucre de l’amidon des

féculents

SaccharoseSaccharose = glucose + fructose = glucose + fructosesucre de « table »

Lactose Lactose = glucose + galactose= glucose + galactose

sucre du laitsucre du lait

Polysaccharides = sucres complexesPolysaccharides = sucres complexesAmidon des végétauxdes végétaux digestiondigestion maltosemaltose

Amylopectine contient 70% d’amidon600 000 mol. Glucose

Cellulose : non digérée, rôle de fibres alimentaires dans la constitution des fécès

Glycogène : equivalent de l’amidon des végétaux

polymère du glucoseréserve de glucose, d’Energie Dans le foie et cellules musculaires

I. I. Notion de métabolismeII. Les glucides ou hydrates de carbone Sucres simples = oses = monosaccharides

Disaccharides = dioses = 2 osesPolysaccharides = sucres complexes

III. Métabolisme du glycogèneStructure

I. I. Notion de métabolisme

II. Les glucides ou hydrates de carbone III. Métabolisme du glycogène

1. Structure2. Glycogénolyse - Glycogénogénese

Vaisseau sanguin

glucose

Hépatocyte (foie)

glucose glycogène

glycogénogénèse

glycogénolyse

Glycémie = taux de glucose dans le sang

Foie = rôle centralFoie = rôle central StockeStocke le glucose en le glucose en glycogène = glycogène = glycogéglycogénèsenèse

Synthétise Synthétise du glucose à partir d’autres oses et du glucose à partir d’autres oses et de précurseurs NON glucidiques, (lipidiques, de précurseurs NON glucidiques, (lipidiques, Acides Aminés)Acides Aminés) = = néoglucogénèse

Seul organe (avec le rein) capable de libérer du glucose dans le sang «moteur » de la glycémieLe glycogène est « découpé », dégradé et le glucose libéré dans le sang = glycogénolyse

La glycémie = taux de glucose dans le La glycémie = taux de glucose dans le sangsang

FOIEFOIE

- 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 La glycémie = taux de glucose dans le sangsang

Muscle striéMuscle strié

Muscle stocke en glycogène,Muscle stocke en glycogène,

Ne l’utilise que pour ses propres Ne l’utilise que pour ses propres besoins énergétiques. Le glucose besoins énergétiques. Le glucose libéré à partir du glycogène n’est libéré à partir du glycogène n’est utilisé que par la cellule musculaireutilisé que par la cellule musculaire

I. I. Notion de métabolisme

II. Les glucides ou hydrates de carbone III. Métabolisme du glycogène

1. Structure2. Glycogénolyse – Glycogénogénèse3. Régulation

GlucagonGlucagon (pancréas) (pancréas) Adrénaline Adrénaline (médullo-surrénale)(médullo-surrénale)

accélèrent la glycogénolyseaccélèrent la glycogénolyseAugmententAugmentent la la

glycémieglycémie

Si la glycémie baisse,

Sécrétion d’Hormones Sécrétion d’Hormones hyperhyperglycémiantesglycémiantes

Vaisseau sanguin

glucose

Hépatocyte (foie)

glucose glycogène

glycogénolyse

Glycémie = taux de glucose dans le sang

InsulineInsuline (pancréas) (pancréas)

accélèrent la glycogénogénèseaccélèrent la glycogénogénèse

diminuediminue la glycémie la glycémie

Si la glycémie augmente,

Sécrétion d’Hormone Sécrétion d’Hormone hypohypoglycémianteglycémiante

Vaisseau sanguin

glucose

Hépatocyte (foie)

glucose glycogène

glycogénogénèse

Glycémie = taux de glucose dans le sang

I. I. Notion de métabolisme

II. Les glucides ou hydrates de carbone III. Métabolisme du glycogène

1. Structure2. Glycogénolyse – Glycogénogénèse3. Régulation

IV. La Glycolyse = catabolisme des glucides

Rôle majeur des glucides = Rôle majeur des glucides = produire produire de l’Ede l’E

Energie sous forme d’Energie sous forme d’ATPATP immédiatement disponibleimmédiatement disponible

Le métabolisme du glucose est le seul à Le métabolisme du glucose est le seul à produire de l’Energie en présence ou en produire de l’Energie en présence ou en absence d’oxygèneabsence d’oxygène

Glycolyse Glycolyse anaérobieanaérobie (fermentation) (fermentation)

Absence d’oxygèneAbsence d’oxygène

Cerveau, hématie dépendent de ce Cerveau, hématie dépendent de ce metabolisme anaérobiemetabolisme anaérobie

Muscle lors d’effort violent et brusqueMuscle lors d’effort violent et brusque Glycolyse Glycolyse aerobieaerobie en présence d’oxygène en présence d’oxygène

Effort de longue duréeEffort 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)

glucoseglucosepyruvate

Acide lactiqueAcide lactique

pyruvatepyruvate

Glucose Glucose sanguinsanguin

GlycogèneGlycogènemusclemuscle

Glucose Glucose

foiefoie

Dégradé dans le Dégradé dans le foiefoie

Gain=4 ATP

Glycolyse

anaérobiePas d’O2

Glycolyse aerobieGlycolyse aerobie

glucoseglucose

pyruvate Acide lactiqueAcide lactiquepyruvatepyruvate

Glucose Glucose sanguinsanguin

Glucose Glucose

foiefoie

MITOCHONDRIEMITOCHONDRIE

Gain=2 ATP

Glycolyse anaérobie

Glycolyse aérobie O2O2

Chaine Chaine respiratoirerespiratoire

Cycle de Cycle de KrebsKrebs

CO2CO2

O2O2

Gain=38 ATPEAUEAUConsommation d’O2Consommation d’O2 = =

respiration cellulairerespiration cellulaire

CYTOPLASMECYTOPLASME

Régulation de la glycolyseRégulation de la glycolyse Besoins energétiquesBesoins energétiques tissulaires qui tissulaires qui

déterminent le rythme de la glycolysedéterminent le rythme de la glycolyse

Rendement énergétique de la glycolyse :Rendement énergétique de la glycolyse :

faible pour la G. anaerobiefaible pour la G. anaerobie

forte pour la G aerobieforte pour la G aerobie

La disponibilité de précurseursLa disponibilité de précurseurs

glucose et glycogèneglucose et glycogène

I. 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 l’inverse de la glycolyseC’est l’inverse de la glycolyse

Synthèse de glucose à partir de Synthèse de glucose à partir de précurseurs NON glucidiquesprécurseurs NON glucidiques

Principalement au niveau du Principalement au niveau du FOIEFOIE

C’est quoiC’est quoi

Quand?Quand?

Activée lors de Activée lors de jeûne prolongéjeûne prolongé et stocks de et stocks de glycogène ne permettent plus de satisfaire glycogène ne permettent plus de satisfaire les besoins énergétiquesles besoins énergétiques

Elle permet de fournir du glucose en Elle permet de fournir du glucose en permanence, aux organes (dits "organes permanence, aux organes (dits "organes glucodépendants") comme les globules glucodépendants") comme les globules rouges par exemple, qui ne peuvent pas rouges par exemple, qui ne peuvent pas utiliser les lipides ou les protéines, lorsque utiliser les lipides ou les protéines, lorsque les réserves en les réserves en glycogèneglycogène se sont épuisées. se sont épuisées.

Comment?Comment? Précurseurs, source de glucose :Précurseurs, source de glucose :

- L- Lactate actate (30%)(30%) formé au niveau des formé au niveau des musclesmuscles

- - Acides aminés Acides aminés (45%) provenant de (45%) provenant de l’alimentation ou de la dégradation des l’alimentation ou de la dégradation des proteines des muscles squelettiques proteines des muscles squelettiques (alanine)(alanine)

- GlycérolGlycérol qui provient de la dégradation des qui provient de la dégradation des triglycérides au niveau des cellules triglycérides au niveau des cellules adipeusesadipeuses

I. 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

glucoseglucosepyruvate

Acide lactiqueAcide lactique

pyruvatepyruvate

Glucose Glucose sanguinsanguin

Glucose Glucose

foiefoie

Acides aminésAcides aminés(protéines)(protéines)

FructoseGalactose Mannose (sucres)

Carrefour métabolique

Glycérol(tissu adipeux)

AlanineAlanine

GlycogèneGlycogènemusclemuscle

Nucléotides

(ADN)

I. I. Notion de métabolisme1. Rappels : atomes, molécules2. Métabolisme, anabolisme, catabolisme3. L’Energie : ATP

II. Les glucides ou hydrates de carbone 1. sucres simples=oses=monosaccharides

2. Disaccharides = dioses= 2 oses3. Polysaccharides = sucres complexes

III. Métabolisme du glycogène1. Structure2. Glycogénolyse – glycogénogénèse3. Régulation

IV. La Glycolyse = catabolisme des glucides1. Rôles2. Glycolyse anaérobie ou lactique (fermentation)3. Glycolyse aérobie (oxydative, en présence d’oxygène)

V. La néoglucogénèse = anabolisme glucidique

VI. Carrefour métabolique