Néoglucogenèse

[Meiosis]

Bonsoir,

J'ai bien compris que la néoglucogenèse permettait de produire du glucose à partir de précurseurs non-glucidiques, par exemple du pyruvate.
Mais je ne comprends pas pourquoi la cellule s'embête à remonter la glycolyse à partir du pyruvate pour faire du glucose. N'est-ce pas plus rapide de le faire partir directement dans le cycle de Krebs pour faire de l'ATP ou alors fermentation (anaérobie) etc. ? Car finalement la finalité c'est bien de produire de l'énergie, donc qu'on partage de glucose ou de pyruvate c'est pareil, mais plus rapide de partir de pyruvate directement, d'autant plus qu'en remontant la glycolyse il faut s'embêter à contourner les 3 réactions irréversibles.

Mais j'ai peut-être une piste de réponse.
Je pense que vu que la néoglucogenèse est active en période de jeûne du glucose est quand même produit pour le stocker sous forme de glycogène (animaux) pour une utilisation ultérieure au lieu de tout utiliser d'un coup pour faire de l'énergie non ?

Merci.
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[Meiosis]

Je voulais dire "donc qu'on parte de glucose ou de pyruvate c'est pareil"*

[invitebf19fa4c]

Si j'ai bien compris, tu te demandes pourquoi l'organisme cherche à produire du glucose à partir du pyruvate en remontant la glycolyse, plutôt que d'utiliser le cycle de Krebs pour produire du glucose ?
Les 3 réactions dont tu parles ne sont pas irréversibles, mais catalysées par des enzymes différents de ceux catalysant la même étape mais dans le sens de la glycolyse.
Et je n'ai pas compris ta piste de réponse, peux-tu reformuler ?

[Meiosis]

"plutôt que d'utiliser le cycle de Krebs pour produire du glucose ?"

Non, je voulais dire plutôt que d'utiliser le cycle de Krebs pour ensuite produire de l'ATP via la chaine respiratoire dans la membrane interne des mitochondries. Ou via la fermentation refaire 2 ATP en glycolyse ensuite. Avec le cycle de Krebs on ne fait pas de glucose. En effet si du pyruvate est déjà disponible pourquoi remonter la glycolyse pour faire d'abord du glucose et la redescendre ensuite pour redonner du pyruvate qui repartira en cycle de Krebs ou fermentation ? C'est ça que je veux dire.

"Les 3 réactions dont tu parles ne sont pas irréversibles,"

J'avais pourtant lu le contraire sur wiki et plein d'autres sites. Peut-être juste une question de vocabulaire ? Car il est indiqué un peu partout que ces 3 réactions sont irréversibles et que justement en remontant la glycolyse à partir du pyruvate elles doivent être contournées pour arriver au glucose initial.

"Et je n'ai pas compris ta piste de réponse, peux-tu reformuler ?"

J'ai formulé l'hypothèse que la cellule cherchait à remonter la glycolyse pour faire du glucose à partir du pyruvate pour mettre en réserve le glucose dans des molécules de glycogène et pour le réutiliser ensuite quand l'organisme en manque (et donc faire du pyruvate, de l'ATP etc.). En effet si on utilise tout le pyruvate directement pour faire de l'ATP comme je le dis alors peut-être qu'il n'y aura plus rien.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebf19fa4c]

"plutôt que d'utiliser le cycle de Krebs pour produire du glucose ?"

Effectivement il serait bizarre que l'organise fasse une boucle inutile pyruvate --> Glucose --> Pyruvate --> ATP. Car le rendement en ATP serait nul dans cette boucle (ce qui est produit est consommé et inversement). Pourrait me donner ta source ?

"Les 3 réactions dont tu parles ne sont pas irréversibles,"

Comme tu l'as dit, les voies de réactions de la glycolyse ne sont pas les mêmes que celles de la néoglucogénèse. En réalité, la catalyse des réactions glycolyse / néoglucogénèse passe par des enzymes différents, dans différents compartiments de la cellule. Donc les réactions de la glycolyse sont irréversibles, mais sont contournés par des enzymes qui font que le pyruvate peut remonter la chaîne de la glycolyse (donc dans le sens de la néoglucogénèse) en passant par les mêmes étapes que la glycolyse !

J'ai formulé l'hypothèse que la cellule cherchait à remonter la glycolyse pour faire du glucose à partir du pyruvate pour mettre en réserve le glucose dans des molécules de glycogène et pour le réutiliser ensuite quand l'organisme en manque (et donc faire du pyruvate, de l'ATP etc.). En effet si on utilise tout le pyruvate directement pour faire de l'ATP comme je le dis alors peut-être qu'il n'y aura plus rien.

Ça se fait constamment dans l'organisme, que l'on soit en période de jeun ou post-prandial. Et, logiquement, ce mécanisme diminue en période de jeun. Donc j'aurai du mal à voir cette explication comme plausible...

[inviteabfc6db8]

Bonjour,
je crois que la néoglucogenèse permet surtout de maintenir le taux de glucose dans le sang autour de 1 g/L.

C'est important car certaines cellules comme les neurones ou les globules rouges n'utilisent que du glucose qu'elle ne peuvent trouver que dans le sang. En effet seul quelques organes peuvent réaliser la néoglucogenèse (90% dans le foie et 10% dans les reins et l’intestin).

C'est pourquoi la néoglucogenèse est presque toujours active et est ralentie en période post-prandiale. Entre les repas, lactate, alanine et glycérol sont les précurseurs les plus abondants. Lors d’un jeûne plus long, ce sont les acides aminés qui sont utilisé.

[Flyingbike]

voila, la néoglucogénèse est un processus altruiste, ce n'est PAS rentable énergétiquement mais cela permet de maintenir une glycémie normale en cas de "pénurie" de glucose, notamment pour les tissus glucodépendants comme l'a bien expliqué Mr. Cabletwitch.

[Amanuensis]

La rentabilité énergétique doit dépendre du précurseur, non?

Par exemple, la néoglucogenèse inclut le cas du glycérol (venant des triglycérides) comme précurseur. Ce cas est-il "non rentable"? Je ne pense pas.

Ceci dit, le message #1 ne questionne pas la néoglucogenèse en général, mais uniquement (ou du moins essentiellement) le cas du pyruvate comme précurseur (donc en fait du lactate, puisque c'est ce qui circule dans le sang).

Dans le cas du pyruvate, la question qui me semble importante est pourquoi le lactate n'est-il pas utilisé directement par les cellules cibles (neurones, globules rouges, ...). Est-ce un problème de transport? Ou une limitation non nécessaire de ces cellules (par exemple le muscle cardiaque consomme directement les lactates, il me semble)?

Par ailleurs, la réponse invoquant le stockage sous forme de glycogène paraît sensée (car la première méthode pour répondre à l'hypoglycémie est de puiser dans le glycogène, non?). Aucune confirmation ou infirmation?

[Amanuensis]

Une autre question: on lit dans ce fil (et dans le plus gros de la littérature sur le sujet) que les neurones sont glucodépendants.

J'imagine qu'on entend par là "les neurones humains".

Il y a de nombreux animaux, y compris des mammifères, dont la diète ne comporte qu'une faible proportion d'hydrates de carbone (carnivores, cétacés, ...). Est-ce que leurs neurones (ou leurs globules rouges, ou autres) sont glucodépendants?

[Par ailleurs, mais ce n'est pas l'objet de ma question, des articles indiquent que les neurones humains ne sont pas strictement glucodépendants ; ils ne le sont que si la diète est riche en hydrates de carbone.]

[Flyingbike]

Pour ta dernière réponse, on ne stocke pas de glucose néosynthétisé sous forme de glycogène, même si c'est théoriquement possible. Simplement parce que la production de glucose par le foie (essentiellement) à lieu en période post-absorptive, lorsque la glycémie et l'insulinémie sont basses, et la glucagonémie élevée, alors que la glycogénogénèse a lieu en post-prandial lorsque la glycémie et l'insulinémie est élevée.
L'expression des gènes impliqués dans ces deux voies est en effet sous contrôle hormonal et nutritionnel, et pour caricaturer un peu, on ne peut réaliser que l'une ou l'autre de ces opérations en fonction des paramètres hormonaux et nutritionnels.

[Amanuensis]

alors que la glycogénogénèse a lieu en post-prandial lorsque la glycémie et l'insulinémie est élevée.

Je ne parlais pas de la glycogénogénèse (transformation du glucose en glycogène) mais de l'opération inverse (la glycogénolyse).

[Amanuensis]

Pour ta dernière réponse, on ne stocke pas de glucose néosynthétisé sous forme de glycogène

Je n'avais pas compris le point à la première lecture, désolé. Cela répondait à la suggestion du dernier paragraphe du message #4.

Le point (je reformule) est que dû aux mécanismes hormonaux, la néoglucogenèse est au plus bas quand le stockage sous forme de glycogène est au plus haut.

OK.

Mais cela me ramène à mes questions sur les mammifères carnivores: si l'apport de glucose par l'alimentation est toujours faible, il n'y aurait alors pas de stockage sous forme de glycogène?

Cela semble bizarre qu'il n'y ait pas de mécanisme pour construire des réserves de glycogène, bien utiles, à partir par exemple du glycérol ou des acides aminés obtenus en grande quantité avec une alimentation carnivore.

[mh34]

Mais cela me ramène à mes questions sur les mammifères carnivores: si l'apport de glucose par l'alimentation est toujours faible, il n'y aurait alors pas de stockage sous forme de glycogène?

A partir du moment où le diabète existe chez le chat...c’est qu'il doit stocker du glycogène.

[Amanuensis]

A partir du moment où le diabète existe chez le chat...c’est qu'il doit stocker du glycogène.

Je vois le raisonnement. Mais il s'agit j'imagine de chats domestiques. Et là la mal-bouffe sévit au moins autant que chez les humains. En particulier, la composition de la nourriture industrielles bon marché pour animaux domestiques n'est pas vraiment représentative de leur alimentation "sauvage", la part de glucides étant plus élevée. Pas facile alors d'analyser le diabète chez les chats domestiques...

Ceci dit, il me semble aussi que le mécanisme de stockage de glycogène dans le foie existe chez tous les mammifères (sans préjudice du cas des autres amiotes ou tétrapode ou plus large encore).

Par ailleurs, en cherchant sur la toile, j'ai trouvé ce texte dans l'article Glycogène du Wiki.fr

C'est en cherchant le lieu de cette dégradation que Claude Bernard constata la présence de sucre à la sortie du foie (dans la veine sus hépatique) et son absence à l'entrée (dans la veine porte). Chez des animaux nourris exclusivement de viande, la présence de sucre persistait à la sortie du foie. Les méthodes de dosage qu'il employait ne lui permettaient pas de retrouver le sucre au-dessous de 0,8 à 1 g par litre, et donc dans la veine porte, ce qui le conduisit à donner une interprétation excessive de ses expériences. On crut longtemps qu'il s'était trompé, et que le foie ne faisait que stocker le sucre sous forme de glycogène, avant de découvrir que la néoglycogénèse était bien le facteur essentiel de la formation du glycogène hépatique.

C'est le wiki, pas un article scientifique, et la référence donnée n'est pas directement exploitable. Serait intéressant de comprendre d'où vient la dernière phrase.

[invitefd6dcafa]

Meiosis, je ne sais pas si on a vraiment répondu à ta question.
C'est le foie qui va faire la néoglucogénèse à partir de lactate, alanine, glycérol pour produire du glucose pour les tissus glucodépendant (cerveau, hématies, médullaire rénale) lorsque la glycémie sanguine est basse. Le foie possède la glucose-6-phosphatase, ce qui permet au glucose de sortir des hépatocytes. Ainsi, ce glucose sera disponible pour les organes qui ne savent consommer que du glucose.

[Flyingbike]

Chez les carnivores je ne sais pas trop comment est régulé le métabolisme glucidique hépatique, mais je ne suis pas sur qu'il y ait énormément de données là dessus. On peut supposer que même si la part des glucides dans leur alimentation est faible, elle peut permettre la synthèse de glycogène.

mh34 je ne comprends pas le lien entre stocker du glycogène et le diabète ?

[Amanuensis]

Chez les carnivores je ne sais pas trop comment est régulé le métabolisme glucidique hépatique, mais je ne suis pas sur qu'il y ait énormément de données là dessus.

J'ai pris le cas des mammifères carnivores (sauvages) en espérant qu'il y a des articles peu biaisés sur le sujet. Car il y a des données sur les humains soumis à un régime strictement carnivore (comme les Inuits dans le temps), mais les textes que je trouve sont toujours "teintés" de polémique liées à tel ou tel 'régime'. Par ailleurs, on y trouve des données contradictoires avec ce qu'on lit dans ce fil (et un peu partout ailleurs), comme l'idée que les neurones humains n'auraient comme seule source d'énergie le glucose. Pas facile pour un béotien comme moi, intéressé à comprendre les détails de la nutrition, de se faire une idée cohérente de ces questions.

[mh34]

mh34 je ne comprends pas le lien entre stocker du glycogène et le diabète ?

La glycémie du diabétique est élevée le matin à jeun parce que la glycogénolyse s'effectue pendant la nuit sans qu'il y ait régulation suffisante par l'insuline ( le diabète humain de type II est en fait une insulinorésistance des tissus périphériques).

En résumé, le stockage et l’utilisation du glucose sont diminués au niveau musculaire alors qu’au niveau hépatique, il y a une stimulation de la néoglucogénèse. Tout ceci concours à augmenter la glycémie.

http://www.chups.jussieu.fr/polys/di...OLY.Chp.3.html

[Amanuensis]

Je rajoute (ce sera corrigé si faux) que le diabète chez le chat est similaire à tous points de vue avec le diabète de type II chez l'humain.

[mh34]

Ils n'ont pas de diabète de type I?

[invite54839f53]

Je rajoute (ce sera corrigé si faux) que le diabète chez le chat est similaire à tous points de vue avec le diabète de type II chez l'humain.

Ca depend des modeles... Je bosse sur des rats ZDF qui sont effectivement un super modele pour le diabetes de type 2 (mutation sur le recepteur de la leptin)... mais avec des injections de Streptozotocin dans un rat au phenotype normal tu obtiendra une destruction des cellules beta pancreatique qui ressemblera plus a un diabete de type 1

[Amanuensis]

Ils n'ont pas de diabète de type I?

Pas clair. Disons que je trouve cité dans des textes écrits par les vétos essentiellement le type II.

On trouve des phrases genre "la majorité des cas sont similaires au type II humain", sans que les autres cas soient explicités.

[Flyingbike]

La glycémie du diabétique est élevée le matin à jeun parce que la glycogénolyse s'effectue pendant la nuit sans qu'il y ait régulation suffisante par l'insuline ( le diabète humain de type II est en fait une insulinorésistance des tissus périphériques).

http://www.chups.jussieu.fr/polys/di...OLY.Chp.3.html

Ok, je sais bien tout cela, mais la glycogenolyse n'est pas du tout le seul facteur. On peut très bien avoir un phénotype diabétique par insulinoresistance musculaire, ou hépatique induisant une absence d'inhibition de la neoglucogenese et tout cela indépendamment du glycogene.

J'en profite pour préciser que le glycogene musculaire ne peut pas contribuer a l'augmentation de la glycémie.

[Amanuensis]

Je suis un peu perdu.

Il me semblait que la question était si la néoglucogenèse contribuait ou non au stockage à long terme sous forme de glycogène dans le foie. Auquel cas la conversion du lactate en glucose se justifierait même à rendement nul par rapport à sa consommation directe.

Je ne vois plus très bien en quoi les derniers échanges éclairent le point. Si quelqu'un pouvait résumer?

[inviteabfc6db8]

La question initiale de Meiosis était : "pourquoi la cellule s'embête à remonter la glycolyse à partir du pyruvate pour faire du glucose" au lieu de l'utiliser directement grâce au cycle de Krebs ou même de la fermentation, pour produire de l'ATP.

En fait seules les cellules du foie (surtout), du rein (éventuellement de l'intestin) réalisent la néoglucogenèse. Le foie grâce à la néoglucogenèse peut maintenir le taux de glucose sanguin autour de 1 g/L pour les autres cellules du corps car celle-ci ne ne peuvent pas réaliser la néoglucogenèse.
La néoglucogenèse complète la glycogénolyse surtout lors du jeun et quand les réserves hépatiques de glycogène s’épuisent.

Une autres question de Amanuensis était : "Dans le cas du pyruvate, la question qui me semble importante est pourquoi le lactate n'est-il pas utilisé directement par les cellules cibles (neurones, globules rouges, ...)".

D'abord je crois que seul le foie, les reins et les intestins peuvent utiliser le lactate et pyruvate pour la néoglucogenèse.
Mais, lactate et pyruvate peuvent être utiliser par certaines cellules grâce à la voie aérobie (cycle de Krebs + chaîne mitochondriale) mais pas par toujours:

Les globules rouges ne consomment que du glucose par fermentation car ils n'ont pas de mitochondries et nécessitent donc un apport de glucose permanentant. Ils ne peuvent donc pas consommer le pyruvate (par cycle de Krebs et chaîne respiratoire) et le lactate.

Les muscles striés squelettiques (surtout blancs de type II) en plein effort ont besoin de beaucoup de glucose à consommer rapidement et ne réaliseront que de la fermentation. Ils n'ont "pas le temps" pour utiliser (avec cycle de Krebs et chaîne respiratoire) tout le lactate et pyruvate produit et fonctionnent donc surtout en anaérobie.

Le lactate du sang peut être ensuite utiliser par des cellules qui utilise la voie aérobie ou alors il sera dans le foie re-transformer en glucose par la néoglucogenèse.
Le cycle: Glucose --(glycolyse par le muscle)--> lactate --(néoglucogeèse par le foie)-->glucose... est le cycle des Cori.


Après pour le stockage je ne crois pas que la néoglucogenèse contribue au stockage hépatique de glycogène car cette voie complète la glycogénolyse lors du jeun durant lequel la glycogénogenèse forcement très réduite. Alors qu'au contraire en post-prandiale ou la glycogénogenèse est importante c'est la néoglucogenèse qui est réduite.

[mh34]

.....

Peut-il y avoir néoglucogénèse sans présence de glycogène hépatique?

[invitefd6dcafa]

¨Pourquoi pas?