Gluconéogenèse

le Gluconéogenèse assure la nouvelle synthèse du glucose à partir du pyruvate, du lactate et de la glycérine dans l'organisme. De cette manière, il assure l'apport de glucose de l'organisme en période de faim. Les perturbations de la gluconéogenèse peuvent entraîner une hypoglycémie dangereuse.

Qu'est-ce que la gluconéogenèse?

Au cours de la gluconéogenèse, le glucose est à nouveau généré à partir des produits de dégradation du métabolisme des protéines, des glucides et des graisses.

Les réactions à la gluconéogenèse ont lieu principalement dans le foie et les muscles. Là, le glucose synthétisé est ensuite condensé en glucogène, une substance de stockage qui sert de réserve d'énergie pour l'approvisionnement rapide en énergie des cellules nerveuses, des érythrocytes et des muscles. Grâce à la gluconéogenèse, 180 à 200 grammes de glucose peuvent être nouvellement formés par jour.

La gluconéogenèse peut être considérée comme l'inverse de la glycolyse (dégradation du glucose) en pyruvate ou lactate, bien que trois étapes de réaction doivent être remplacées par des réactions de contournement pour des raisons énergétiques. La glycolyse produit du pyruvate (acide pyruvique) ou, dans des conditions anaérobies, du lactate (anion d'acide lactique). En outre, l'acide pyruvique est également formé à partir d'acides aminés lorsqu'ils sont dégradés. Un autre substrat pour la régénération du glucose est la glycérine, qui provient de la dégradation des graisses. Il est converti en phosphate de dihydroxyacétone, qui agit comme un métabolite dans la chaîne de synthèse de la gluconéogenèse pour accumuler du glucose.

Fonction et tâche

La question se pose de savoir pourquoi le glucose devrait être reconstitué s'il était auparavant décomposé par glycolyse pour générer de l'énergie. Il faut cependant noter que les cellules nerveuses, le cerveau ou les érythrocytes sont dépendants du glucose comme fournisseur d'énergie.

Si les réserves de glucose du corps sont épuisées sans être reconstituées assez rapidement, une hypoglycémie dangereuse se produit, qui peut même être fatale. Avec l'aide de la gluconéogenèse, le taux normal de sucre dans le sang peut être maintenu constant même en période de faim ou dans des situations d'urgence consommatrices d'énergie.

Un tiers du glucose nouvellement synthétisé est stocké sous forme de glucogène dans le foie et les deux tiers dans les muscles squelettiques. Si vous avez faim pendant une période plus longue, le besoin de glucose diminue légèrement car la deuxième voie métabolique est l'utilisation de corps cétoniques pour générer de l'énergie.

Le rôle central dans la gluconéogenèse est joué par l'acide pyruvique (pyruvate) ou l'acide lactique (lactate) formé à partir de celui-ci dans des conditions anaérobies. Les deux composés sont également des produits de dégradation lors de la glycolyse (dégradation du sucre).

De plus, le pyruvate se forme également lorsque les acides aminés sont décomposés. Ailleurs, la glycérine issue de la dégradation des graisses peut également être convertie en un métabolite de la gluconéogenèse, et elle est incorporée à ce processus. Au cours de la gluconéogenèse, le glucose est à nouveau produit à partir des produits de dégradation du métabolisme des glucides, des protéines et des graisses.

Les mécanismes de régulation de l'organisme garantissent que la gluconéogenèse et la glycolyse ne se produisent pas en même temps. Avec une glycolyse accrue, la gluconéogenèse est quelque peu affaiblie. Dans une phase de gluconéogenèse accrue, la glycolyse est à nouveau réduite.

À cette fin, il existe des mécanismes de régulation hormonale dans l'organisme. Par exemple, si beaucoup de glucides sont consommés par l'alimentation, le taux de sucre dans le sang augmente. En même temps, la production d'insuline dans le pancréas est stimulée.

L'insuline fournit aux cellules du glucose. Là, il est soit décomposé pour générer de l'énergie, soit, si le besoin énergétique est faible, il est converti en acides gras qui peuvent être stockés sous forme de triglycérides (graisse) dans le tissu adipeux.

S'il y a un apport insuffisant en glucides (faim, nourriture extrêmement pauvre en glucides ou consommation élevée de glucose en cas d'urgence), le taux de sucre dans le sang diminue d'abord. Cela appelle l'antagoniste hormonal de l'insuline, l'hormone glucagon, sur les lieux. Le glucagon provoque la décomposition du glucogène stocké dans le foie en glucose. Lorsque ces réserves sont épuisées, l'augmentation de la gluconéogenèse des acides aminés pour la nouvelle synthèse du glucose commence dans le corps si la phase de faim persiste.

Maladies et affections

Si la gluconéogenèse est perturbée, le corps peut présenter un faible taux de sucre dans le sang (hypoglycémie). L'hypoglycémie peut avoir de nombreuses causes. Par exemple, les mécanismes de régulation hormonaux conduisent à une gluconéogenèse accrue lorsqu'il y a un besoin accru de glucose ou lorsque l'apport en glucides est réduit.

L'antagoniste hormonal de l'insuline est l'hormone glucagon. Lorsque le taux de sucre dans le sang baisse, la production de glucagon augmente, ce qui entraîne une augmentation de la gluconéogenèse. Premièrement, le glucogène stocké dans le foie et les muscles est décomposé et converti en glucose. Lorsque toutes les réserves de glucogène sont épuisées, les acides aminés glucogéniques sont convertis en glucose. La dégradation musculaire a lieu afin de fournir de l'énergie au corps.

Cependant, si la gluconéogenèse est difficile à démarrer pour diverses raisons, une hypoglycémie se développe, ce qui dans les cas graves peut entraîner une perte de conscience et même la mort.

Par exemple, les maladies du foie ou certains médicaments peuvent entraver la gluconéogenèse. La consommation d'alcool inhibe également la gluconéogenèse. L'hypoglycémie sévère est une urgence qui nécessite une attention médicale rapide.

Le cortisol est une autre hormone qui favorise la gluconéogenèse. Le cortisol est un glucocorticoïde présent dans le cortex surrénalien et agit comme une hormone du stress. Sa tâche est de fournir rapidement de l'énergie dans des situations physiques stressantes. Pour ce faire, les réserves d'énergie physique doivent être activées. Le cortisol stimule la conversion des acides aminés des muscles squelettiques en glucose dans le cadre de la gluconéogenèse.

Si le cortex surrénalien est hyperactif, par exemple en raison d'une tumeur, trop de cortisol est constamment produit. La gluconéogenèse fonctionne alors à pleine vitesse. La surproduction de glucose entraîne une dégradation musculaire, un affaiblissement du système immunitaire et une obésité du tronc. Ce tableau clinique est connu sous le nom de syndrome de Cushing.