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  • Mtabolisme du glycogne Cours 1 ire anne Pharmacie 2012-2013 Biochimie mtabolique Pr Sanae Bouhsain
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  • glycogne Glycognogense Glycognolyse Voie des Pentose phosphate Ribose, NADPH glycolyse lactate H 2 O+CO 2 Oxydation arobique Digestion absorption Aliments Lactate, acides amins, glycerol glucose noglucognse
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  • Plan Introduction 1- Synthse du glycogne: glycognogense 2- Dgradation du glycogne: Glycognolyse 3- Rgulations du mtabolisme du glycogne 4- Pathologies lies au mtabolisme du glycogne Conclusion
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  • Introduction Glycogne: homopolymre de glucose avec: Chane linaire: liaison glucosidique intra-chane 1-4 Chane ramifie: liaison glucosidique inter-chane 1-6 (environ tous les 10 rsidus) -Une extrmit rductrice (extrmit avec le groupe hydroxyle OH sur C1 libre)
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  • Taux de glycogne dans les tissus Forme de stockage du glucose dans les cellules g/1000 de fraisEn % du glycogne Muscle2244 Foie11638 Os89 Peau74.5 Intestin93.8 Cur50.17 Cerveau10.04 Sang0.040.015
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  • Mtabolisme du glycogne Catabolisme: glucose 1P ou en glucose partir du glycogne alimentaire (exogne) partir du glycogne endogne tissulaire: glycognolyse Synthse tissulaire partir de glucose:glycognogense Sites du mtabolisme: Intestin: site du catabolisme du glycogne exogne Foie: Priode post-prandiale: glycognogense distance dun repas: glycognolyse, glucose export vers tissus Muscles: Au repos: glycognogense En activit: glycognolyse, glucose utilis sur place
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  • 1- Glycognogense
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  • objectifs Dans le foie: mise en rserve du glucose en excs (priode alimentaire) Dans le muscle: rgnration du stock glycognique
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  • Les ractions de la glycognogense voie cytoplasmique Raction 1 : phosphorylation du glucose en glucose 6P Enzyme: Hexokinase (foie), Glucokinase (muscle, autres cellules) Irrversible Consomme une molcule dATP Raction 2 : i somrisation du Glucose 6P en Glucose 1P: Enzyme: P glucomutase Rversible Raction 3: Activation du glucose 1P en UDP Glucose: - Enzyme : Glucose 1 phosphate uridyl transfrase - raction irrversible
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  • Forme active du glucose: vritable substrat de la glycognogense
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  • Raction 4: synthse des chaines linaires (1-4): Transfert du glucose de lUDP-glucose sur lunit de glucose lextrmit non rductrice dune amorce de glycogne (8 units de glucose lies une protine: la glycognine) Enzyme: glycogne synthase Raction limitante: tape majeure de la rgulation Raction 5: mise en place des branchements (1-6) Lorsquune chaine (1-4) sest allonge dune dizaine dunit de glucose Les 6 premires units lextrmit non rductrice sont dtaches puis transfrs sur une unit glucose de lextrmit rductrice Formation dune liaison O- glycosidique (1-6) Enzyme: glycosyl (1,6) transfrase ou enzyme branchante
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  • Bilan nergtique de la Glycognogense Ajouter 1 molcule de Glucose la molcule de glycogne consomme 2 ATP: 1 ATP: phosphorylation du glucose 1 UTP: formation UDP- Glucose
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  • 2- Glycognolyse
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  • Objectifs Processus de mobilisation rapide en rponse une demande Immdiate En labsence de glucose alimentaire La noglucogense est souvent trop lente pour rpondre une demande immdiate. Le glycogne hpatique est mobilis: pour maintenir le taux du glucose sanguin pour alimenter les tissus priphriques Le glycogne musculaire est mobilis et consomm sur place pour leur fonctionnement.
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  • Les ractions de la glycognolyse Raction 1: Phosphorolyse de la liaison ( 1 4): partir de lextrmit non rductrice des chanes Enzyme: glycogne phosphorylase tape limitante: site de rgulation Produit: glucose-1-phosphate +++ Action rpte de faon squentielle sur le glycogne: jusqu' 4 rsidus glucosyl sur chaque chane avant la liaison (1-6) structure rsiduelle : dextrine limite, rsiste laction de la phosphorylase Raction 2: transfert dun groupement trisaccharidique Allongement dune autre chane Reste la place de la chane latrale: un glucose li par la liaison ( 1 6). Enzyme: enzyme dbranchante ( activit glycosyltrnsfrase)
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  • Les ractions de la glycognolyse (2) Raction 4: reprise de la phosphorolyse Enzyme: glycogne phosphorylase Raction 5: isomrisation du glucose-1P en glucose-6P Enzyme: phosphoglucomutase Dans le muscle le glucose-6P entre en glycolyse Raction 6: hydrolyse du glucose-6P en glucose Site: hpatique Enzyme: glucose-6-phosphatase Glucose export vers les tissus consommateurs
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  • Glycognolyse lysosomale Une faible quantit du glycogne est dgrade par une alpha (1-4)glucosidase lysosomale. Le rle de cette dgradation est inconnu une dficience en cette enzyme : accumulation du glycogne dans les vacuoles Pathologie pouvant tre mortelle (maladie de Pompe)
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  • Bilan nergtique de la glycognolyse La glycognolyse ne consomme pas dnergie La glycognolyse hpatique: Libre du glucose sanguin: carburant indispensable au cerveau et aux cellules glucodpendantes La glycognolyse musculaire: libre de lATP pour la contraction musculaire: 3 ATP en anarobiose 39 ATP en arobiose (CRM)
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  • Rgulation du mtabolisme du glycogne - contrle hormonale par modification covalente - contrle allostrique
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  • 1- Contrle hormonal Ladrnaline et le glucagon dirigent le catabolisme et la production de lnergie Linsuline contrle lanabolisme orient vers le stockage de lnergie Les effets de ces 2 groupes dhormones sont antagonistes, rgulation coordonne: Raction limitante glycognogense: glycogne synthase Raction limitante glycognolyse : glycogne phosphorylase
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  • Glycogne phosphorylase La glycogne phosphorylase: 2 formes interconvertibles: forme a (active): phosphoryle, indpendante de la rgulation allostrique forme b (peu active): non phosphoryle, dpendante du contrle allostrique Intervention de 2 enzymes dans linterconversion: phosphorylase kinase: Assure le passage de la forme peu active (b) la forme active (a) par phosphorylation phosphorylase phosphatase passage la forme active (a) la forme peu active (b) par dphosphorylation +++
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  • Glycogne synthase Glycogne synthase existe sous deux formes : forme active dphosphoryle forme inactive phosphoryle Linterconversion entre les 2 formes est sous le contrle dune protine phosphatase insulino- dpendante Fixation de linsuline sur son rcepteur: Ractions en cascade Activation dune protine phosphatase I (PP1) Dphosphorylation de la glycogne synthase Activation de la glycogne synthase
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  • 2- Contrle allostrique EnzymeInhibiteur allostrique Activateur allostrique Glycogne Phosphorylase a (plus active) Glucose Glycogne Phosphorylase b ( peu active) ATP, G6P AMP Gycogne Synthase a (plus active) Glucose Glycogne Synthase b (moins active) ADP, P i G6P
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  • Inter-rgulation glycognolyse et glycognogense Foie: priode de jene Hypoglycmie: Scrtion glucagon Augmentation [cAMP] Activation PKA Phosphorylation et activation glycogne phosphorylase Stimulation glycognolyse Possible Impossible
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  • Inter-rgulation glycognolyse et glycognogense Foie: priode post-prandiale Hyperglycmie Inhibition allostrique de la glycogne phosphorylase b: glycognolyse verrouille Scrtion de linsuline Activation dune phosphatase Activation de la glycogne synthase Activation de la glycognogense Impossible possible
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  • Inter-rgulation glycognolyse et glycognogense Muscle Priode post-prandiale Glucose -6P: rgulation allostrique Inhibition de la glycogne phosphorylase b: glycognolyse verrouille Activation de la glycogne synthase: Activation de la glycognogense Scrtion de linsuline Pntration de glucose dans la cellule (GLUT4) Activation de la glycogne synthase Priode dactivit -AMP/ATP augmente -Activation glycogne phosphorylase -glycognolyse active -Utilisation sur place G6P -Adrnaline: - glycogne synthase: forme inactive -glycognogense verrouille
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  • Anomalies du mtabolisme du glycogne Glycognoses
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  • Grand nombre de maladies gntiques lies au mtabolisme du glycogne qui peuvent affecter: sa dgradation sa synthse sa structure son stockage Certaines: trs graves, mort prmature pendant lenfance Autres: peu de consquences, ne menaant pas la vie. enzymes concernes doivent tre recherches dans les tissus spcifiques.
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  • Les glycognoses Glycognoses hpatiques: Quand le dficit touche les isoenzymes hpatiques, Glycognoses hpatiques: le symptome majeur est lhypoglycemie et lhpatomgalie Glycognoses musculaires: Quand le dficit touche les cellules musclaires, Glycognoses musculaires: faiblesse et difficults lexercice dominent tableau clinique
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  • 1- DEFICIENCE EN GLUCOSE 6-Pase DU FOIE MALADIE DE VON GIERKE Le glucose 6-P, issu de la dgradation du glycogne, nest plus hydrolys en glucose Principaux symptmes rencontrs sont : Hypoglycmie svre pendant le jene Hyperlactacidmie (hyperacidose lactique) et hyperuricmie Accroissement des rserves glycogniques hpatiques
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  • 2- DEFICIENCE EN GLYCOGENE PHOSPHORYLASE DANS LES MUSCLES SQUELETTIQUES: SYNDROME DE Mc ARDLE Les muscles sont dficients en glycogne phosphorylase. Glycogne phosphorylase hpati