Bilan de la glycolyse : formation théorique de 6 ATP (5 ATP en réalité). Bilan du catabolisme du pyruvate : formation de 3 ATP par molécule de pyruvate en théorie (2,5 en réalité) et donc de 6 ATP en théorie (5 ATP en réalité) pour une molécule de glucose.
Bilan de la glycolyse
1 mole de glucose. 2 moles de coenzymes oxydées (NAD+) 4 moles d'ADP. 2 moles d'ATP.
Le pyruvate est le réactif principal dans la prochaine étape de la respiration cellulaire, la décarboxylation du pyruvate. Par conséquent, le composé à trois atomes de carbone qui est le produit final de la glycolyse est le pyruvate.
Rôle de la glycolyse
La glycolyse est un processus libérateur d'énergie ayant lieu dans le cytoplasme de toutes les cellules, au cours duquel le glucose est dégradé pour fournir de l'énergie.
La glycolyse, voie métabolique anaérobie, dissocie le glucose (à 6 carbones) en 2 molécules de pyruvate (à 3 carbones). Cette opération consomme 2 molécules d'ATP au niveau de réactions d'amorçage et produit 4 ATP par molécules de glucose. Ainsi le rendement net est de 2 ATP.
Comme il faut 2 pyruvate pour former 1 Glucose donc : (2 x 3 ATP) = 6 ATP consommés. Comme la glycolyse produit 2 ATP donc le bilan global de la néoglucogénèse est de 4 ATP Consommées. Le lactate musculaire rejoint le foie et le glucose formé rejoindra le muscle plus tard = cycle de CORI.
La glycolyse signifie "dégradation du glucose". La glycolyse transfome le glucose en 2 acides pyruviques et permet la fabrication de 2 ATP. Pour rappel, la glycolyse a lieu à l'extérieur de la mitochondrie, dans le cytosol (matrice du cytoplasme).
Remarque (hors programme) : pourquoi 36 ou 38 molécules d'ATP ? En fait cela dépend de la manière dont les transporteurs de protons (NADH) sont transférés dans la matrice.
La glycolyse se déroule entièrement dans le cytosol. C'est le processus indispensable qui prépare à la dégradation des glucides m étabolisables, qui les conduit tous à un intermédiaire commun, le glycéraldéhyde 3-phosphate. La glycolyse aérobie conduit à la formation de 2 ATP, de 2 NADH,H+ et 2 pyruvate.
L'hormone qui favorise cette réaction, c'est l'insuline .
Le métabolisme - Destin du pyruvate
- La fermentation alcoolique : glycolyse en anaérobie dans la levure et certains micro-organismes. - La décarboxylation oxydative suivie du cycle de Krebs : oxydation du pyruvate en CO2 et H2O chez les animaux, végétaux et de nombreuses cellules procaryotes en aérobie.
Devenir du pyruvate en aérobiose
Cette réaction a lieu au niveau de la paroi mitochondriale pour les eucaryotes et au niveau de la membrane pour les procaryotes.
ATP/AMP : La phophofructokinase 1 est l'élément le plus important dans le contrôle de la glycolyse. Elle est inhibée par les fortes concentrations cellulaires de l'ATP (ATP/AMP élevé) qui abaissent l'affinité de l'enzyme pour le fructose 6-phosphate.
Le métabolisme correspond à l'ensemble de toutes les transformations chimiques, décomposables en réactions simples, qui se produisent dans une cellule ou un organisme. Il se divise en deux phases : 1) Le catabolisme : ensemble de réactions enzymatiques de dégradation de macromolécules en molécules de faible taille.
Cette dégradation se fait en deux étapes, la glycolyse suivie du cycle de Krebs. Au cours de la glycolyse, une molécule de glucose à 6 carbones est coupée en deux pour donner 2 molécules à 3 carbones (l'acide pyruvique ou pyruvate) avec production de 2 molécules d'ATP.
Le bilan de la respiration cellulaire est de 36 molécules d'ATP produite pour l'oxydation d'une molécule de glucose. Le rendement énergétique de la respiration est de 40 % contre un rendement de seulement 2 % pour les fermentations. Dans les deux cas, une part importante de l'énergie est perdue sous forme de chaleur.
Pourquoi 32 ATP ? Les 12 NADH,H+ sont donc réoxydés en 12 NAD+, et il y a production totale de 32 ATP. Pour faire le bilan énergétique complet de l'oxydation complète du glucose, il faut penser à ajouter au 32 ATP, les 2 ATP formés lors de la glycolyse et les 2 ATP formés lors du cycle de Krebs.
Le lactate : substrat énergétique en physiologie
La meilleure illustration est celle des hématies pour lesquelles la glycolyse ne peut s'effectuer que dans le cytosol de façon anaérobie, le métabolite final étant le lactate qui permet de pérenniser la glycolyse et de produire de l'ATP.
L'ATP entre dans la fabrication des acides nucléiques
Si la molécule d'ATP est trouvée à l'état libre dans les cellules, elle sert également de matériau de construction pour la synthèse des acides nucléiques, la classe de macromolécules essentiellement en charge de l'information génétique (voir fig. 2).
Ces composés R'H2 permettent alors la production de molécules d'ATP par la chaîne respiratoire. Au cours de la dégradation totale des pyruvates 6 molécules de \ce{CO2} sont aussi formées. Pour une molécule de glucose initiale, le cycle de Krebs utilise : 2 pyruvates issus de la glycolyse.
Du glucose à l'ATP
La transfert de l'énergie chimique du glucose en énergie chimique sous forme d'ATP se réalise en plusieurs étapes : la glycolyse, puis le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire au sein des mitochondries. De manière très schématique, la glycolyse permet la dégradation de glucose en pyruvate.
En réponse à une ingestion d'hydrates de carbone, l'augmentation de la glycémie stimule la sécrétion d'insuline par les cellules β du pancréas endocrine. Dans le foie, l'insuline active l'expression des gènes de la glycolyse et de la lipogenèse, nécessaires à la synthèse de lipides.
Le bilan énergétique de l'oxydation complète du glucose est de 36 molécules d'ATP, soit un rendement proche de 40 % (c'est-à-dire que 40 % de l'énergie chimique de la molécule de glucose est utilisable par la cellule, le reste étant perdu sous forme de chaleur).
La glycolyse anaérobie est une chaine métabolique qui permet à une cellule d'extraire de l'énergie directement du glucose.