Du point de vue chimique, le glucose est un sucre à six carbones et entre donc dans la catégorie des hexoses.
La plupart des sucres complexes présents dans l'aliment sont coupés et réduits en glucose et en autres glucides simples.
En fait, le glucose est obtenu par hydrolyse de nombreux glucides, notamment le saccharose, le maltose, la cellulose, l'amidon et le glycogène.
Le foie est capable de convertir d'autres sucres simples tels que le fructose en glucose.
À partir du glucose, il est possible de synthétiser tous les glucides nécessaires à la survie de l'organisme.
Le taux de glucose dans le sang et les tissus est précisément régulé par certaines hormones (insuline et glucagon); l'excès de glucose est stocké dans certains tissus, y compris le muscle, sous forme de glycogène.
En profondeur:
- glucose comme aliment (dextrose)
- glycémie (glycémie)
- glucose dans l'urine (glycosurie)
- Transporteurs de glucose GLUT
- Tolérance au glucose altérée
- Test de glucose oral OGTT Glucose
- Cycle de glycémie Alanine
- sirop de glucose
Glycolyse
Voie métabolique cellulaire importante, responsable de la conversion du glucose en molécules plus simples et de la production d'énergie sous forme d'adénosine triphosphate (ATP).
La glycolyse est un processus chimique par lequel une molécule de glucose est scindée en deux molécules d'acide pyruvique. cette réaction conduit à la production d'énergie, stockée dans 2 molécules d'ATP.
La glycolyse a la particularité de pouvoir se produire à la fois en présence et en absence d'oxygène, même si, dans le second cas, moins d'énergie est produite
- En conditions aérobies, les molécules d’acide pyruvique peuvent entrer dans le cycle de Krebs et subir une série de réactions qui déterminent leur dégradation complète en dioxyde de carbone et en eau.
- Cependant, dans des conditions anaérobies, les molécules d’acide pyruvique sont dégradées par d’autres composés organiques, tels que l’acide lactique ou l’acide acétique, au cours du processus de fermentation.
Les étapes de la glycolyse
Les principaux événements qui caractérisent le processus de glycolyse sont:
phosphorylation du glucose: deux groupes phosphates sont ajoutés à la molécule de glucose fournie par deux molécules d’ATP, qui deviennent à leur tour ADP. Le glucose 1, 6-diphosphate est ainsi formé;
transformation en fructose 1, 6-diphosphate : le glucose 1, 6-diphosphate est transformé en fructose 1, 6-diphosphate, un composé intermédiaire à six atomes de carbone, lui-même divisé en deux composés plus simples, chacun contenant trois atomes de carbone: dihydroxyacétone phosphate et glycéraldéhyde 3-phosphate. Le dihydroxyacétone phosphate est converti en une autre molécule de 3-phosphate glycéraldéhyde;
formation d'acide pyruvique : les deux composés à trois atomes de carbone sont tous deux transformés en acide 1, 3-diphosphoglycérate; puis en phosphoglycérate; puis en phosphoénolpyruvate; enfin, dans deux molécules d'acide pyruvique.
Au cours de ces réactions, quatre molécules d'ATP et 2 de NADH sont synthétisées.
Bilan de la situation
La glycolyse à partir d'une molécule de glucose permet d'obtenir:
- la production nette de 2 molécules d'ATP
- la formation de 2 molécules d'un composé, le NADH (nicotinamide adénine dinucléotide), qui joue le rôle de transporteur d'énergie.
Importance de la glycolyse
Chez les êtres vivants, la glycolyse est la première étape des voies métaboliques de production d’énergie; il permet l'utilisation de glucose et d'autres sucres simples, tels que le fructose et le galactose. Chez l’homme, certains tissus, qui présentent normalement un métabolisme aérobie dans des conditions particulières de déficit en oxygène, ont la capacité de tirer de l’énergie grâce à la glycolyse anaérobie. Cela se produit par exemple dans les tissus musculaires striés soumis à un effort physique intense et prolongé. De cette manière, la flexibilité du système de production d'énergie, qui peut suivre différentes voies chimiques, permet au corps de satisfaire ses besoins. Cependant, tous les tissus ne peuvent pas résister à l'absence d'oxygène; le muscle cardiaque, par exemple, a une capacité inférieure à effectuer la glycolyse, il est donc plus difficile de tolérer les conditions d'anaérobiose.
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Anaérobie de la glycolyse
Dans des conditions d'anaérobiose (manque d'oxygène), le pyruvate est transformé en deux molécules d'acide lactique avec libération d'énergie sous forme d'ATP.
Ce processus, qui produit 2 molécules d'ATP, ne peut persister plus de 1 ou 2 minutes car l'accumulation d'acide lactique produit une sensation de fatigue et empêche la contraction musculaire.
En présence d'oxygène, l'acide lactique formé est transformé en acide pyruvique qui sera ensuite métabolisé grâce au cycle de Krebs.
Cycle de Krebs
Groupe de réactions chimiques qui ont lieu à l'intérieur de la cellule pendant le processus de respiration cellulaire. Ces réactions sont responsables de la transformation des molécules issues de la glycolyse en dioxyde de carbone, en eau et en énergie. Ce processus, favorisé par sept enzymes, est également appelé cycle d’acides tricarboxyliques ou d’acide citrique. Le cycle de Krebs est actif chez tous les animaux, les plantes supérieures et la plupart des bactéries. Dans les cellules eucaryotes, le cycle se produit dans un organite cellulaire appelé mitochondrie. La découverte de ce cycle est attribuée au biochimiste britannique Hans Adolf Krebs, qui en 1937 en a décrit les principaux passages.
PRINCIPALES RÉACTIONS
À la fin de la glycolyse, deux molécules de pyruvate se forment qui entrent dans les mitochondries et se transforment en groupes acétyle. Chaque groupe acétyle, contenant deux atomes de carbone, se lie à une coenzyme, formant un composé appelé acétylchenzyme A.
Ceci, à son tour, est combiné avec une molécule à quatre carbones, l'oxalacétate, pour former un composé à six carbones, l'acide citrique. Dans les passages successifs du cycle, la molécule d'acide citrique est progressivement retravaillée, perdant ainsi deux atomes de carbone qui sont éliminés sous forme de dioxyde de carbone. Dans ces étapes sont également libérés quatre électrons qui seront utilisés pour la dernière étape de la respiration cellulaire, la phosphorylation oxydative.
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Phosphorylation oxydative
La troisième phase de la respiration cellulaire est appelée phosphorylation oxydative et se produit au niveau des crêtes mitochondriales (plis de la membrane interne de la mitochondrie). Il s'agit du transfert des électrons de l'hydrogène de NADH vers une chaîne de transport (appelée chaîne respiratoire), formée de cytochromes, jusqu'à l'oxygène, qui représente l'accepteur final des électrons. Le passage des électrons implique la libération d'énergie stockée dans les liaisons de 36 molécules d'adénosine diphosphate (ADP) par le biais de la liaison du groupe phosphate et aboutissant à la synthèse de 36 molécules d'ATP. À partir de la réduction de l'oxygène et des ions H + formés après le transfert d'électrons de NADH et de FADH, des molécules d'eau s'ajoutent à celles produites avec le cycle de Krebs.
Mécanismes de synthèse de l'ATP
Les protons passent à travers la membrane interne de la mitochondrie dans un processus de diffusion facilité. L'enzyme ATP synthétase obtient ainsi suffisamment d'énergie pour produire des molécules d'ATP, transférant un groupe phosphate à l'ADP.
Le transfert d'électrons à travers la chaîne respiratoire nécessite l'intervention d'enzymes appelées déshydrogénases, qui ont pour fonction de "déchirer" l'hydrogène vers les molécules donneuses (FADH et NADH), afin qu'elles produisent des ions H + et des électrons pour la chaîne respiratoire. ; de plus, ce processus nécessite la présence de certaines vitamines (en particulier les vitamines C, E, K et la vitamine B2 ou riboflavine).
Point de la situation:
- la démolition du glucose par voie aérobie (cycle de Krebs) conduit à la formation de 38 ATP
- la démolition du glucose par anaérobie (glycolyse) conduit à la formation de 2 ATP
