Néoglucogenèse

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La néoglucogenèse (ou néoglycogénèse) est la synthèse du glucose à partir de précurseurs non-glucidiques. C'est à proprement parler l'inverse de la glycolyse.

Sommaire

1 Utilité
2 Chemins de biosynthèse
3 Médecine
4 Voir aussi

[modifier] Utilité

C'est un mécanisme qui survient lors d'un jeûne prolongé. On observe une synthèse de glucose dans le foie à partir du glycérol issus de l'hydrolyse des réserves lipidiques des tissus adipeux, ou encore à partir des acides aminés issus de l'hydrolyse des protéines (musculaires, essentiellement).

Chez l'homme, dès que les réserves en glycogène sont épuisées (ce qui se produit après un jour de jeûne), les sources de glucose par néoglucogenèse sont principalement les acides aminés (45%) et, à un moindre degré, le lactate (30%) et le glycérol (25%)<ref> Deshusses Epelly Florence, Thèse, Université de Genève, 2000.</ref>.

Cette opération peut être réalisée par le foie (du glucose à partir du glycogène hépatique) ou par les muscles. Elle permet de fournir aux organes qui ne peuvent pas utiliser des lipides ou des protéines, comme le cerveau, du glucose en tout temps, même lorsque les réserves en glycogène se sont épuisées.

Image:Gluconeogenese.png

[modifier] Chemins de biosynthèse

Il y a plusieurs précurseurs pour la synthèse de glucose (certains acides aminés, lactate, glycérol, pyruvate). Des intermédiaires du cylce de Krebs peuvent aussi être transformés en intermédiares de la voie de néoglucogenèse.

[modifier] À partir du lactate

Le lactate peut être détoxifié en donnant du pyruvate et sera retransformé en glucose.

Lactate + NAD⁺ -> Pyruvate + NADH + H⁺

[modifier] À partir du pyruvate

La conversion du pyruvate en glucose est la voie centrale et utilise en partie les mêmes voies métaboliques que la glycolyse (mais dans l'autre sens).

Elle est contrôlée par des hormones hyperglycémiantes (glucagon) qui agissent, entre autres, sur les hépatocytes.

Trois des étapes de la glycolyse ne sont pas réversibles, on emprunte alors des détournements. Il s'agit de shinter ces trois étapes (nécessitant soit un ATP soit un NADP).

On ne traitre ici que des différences avec la glycolyse inversée</u>,
il est donc important de bien l'avoir comprise.
Glycolyse

Pyruvate -> Phosphoénol pyruvate (PEP) -> …

Le pyruvate se fait d'abord transformer dans la mitochondrie des cellules hépatiques en oxaloacétate (qui est aussi le dernier intermédiaire du cycle de Krebs) par l'enzyme pyruvate carboxylase, enzyme qui a besoin de biotine (et donc d'acetyl-coA). Cette première transformation chimique libère une molécule de CO₂ et consomme un adénosine triphosphate.

Puis l’oxaloacétate va être transporté par les navettes malate/aspartate : l'oxaloacétate est transformé en malate (en consommant un NAD) ou aspartate, transporté par les navettes, puis retransformé en oxaloacétate dans le cytosol, régénérant un NAD.
Enfin, l'oxaloacétate est transformé en Phosphoénol pyruvate (PEP) par la PEP carboxykinase ou PEPCK en consommant un GTP et en libérant une molécule de CO₂.

Pour les autres étapes, on remonte le schéma de la glycolyse.

… -> Fructose-1,6-bisphosphate -> Fructose-6-phosphate -> …

Ce passage se fera sous l'action de l'enzyme fructose bisphosphatase qui enlèvera un groupement phosphate par hydrolyse.

… -> Glucose-6-phosphate -> Glucose

Enfin, la glucose-6-phosphatase va enlever le dernier groupement phosphate au glucose-6-phosphate (G6P) ce qui donne du glucose.

Bilan

Consommation	Production
2 Pyruvate 4 ATP 2 GTP 2 (NADH, H⁺) 4 H₂O	1 Glucose 4 ADP 2 GDP 2 NAD⁺ 2 P_i 2 CO₂

G°' = -6 Kcal/mol

[modifier] À partir du glycérol

Elle se produit essentiellement dans le foie à partir du glycérol provenant par exemple de l'hydrolyse complète des triglycérides. Elle utilise la voie suivante :

Glycérol + ATP ---> Glycérol-phosphate + ADP (glycérol-phosphate kinase)
Glycérol-phosphate + NAD⁺ ---> Dihydroxyacétone-phosphate + NADH,H⁺ (glycérol-phosphate déshydrogénase)
Dihydroxyacétone-phosphate ---> Glycéraldéhyde-3-phosphate

A partir de là, la voie rejoint celle de la néoglucogénèse à partir du pyruvate, c'est-à-dire :

Glycéraldéhyde-3-phosphate + Dihydroxyacétone-phosphate ---> Fructose-1,6-bisphosphate

Fructose-1,6-bisphosphate + H₂O ---> Fructose-6-phosphate + P_i

Fructose-6-phosphate ---> Glucose-6-phosphate

Glucose-6-phosphate + H₂O ---> Glucose + P_i

Bilan

Consommation	Production
2 Glycérol 2 ATP 2NAD⁺ 2 H₂O	1 Glucose 2 ADP 2(NADH,H⁺) 2 P_i

Il faut deux glycérol (composé à 3 Carbones) pour synthétiser un glucose.

[modifier] À partir des acides aminés

La consommation des acides aminés a lieu en cas d'ultime nécessité. Les acides aminés proviennent des protéines des muscles. Ils peuvent êtres transformés en des intermédiaires de la glycolyse, et peuvent donc mener à la formation de glucose.