chapitre 9 La respiration cellulaire et la fermentation 201
ConCept
9.6
La glycolyse
et le cycle de l’acide citrique
sont liés à de nombreuses autres
voies métaboliques
Jusqu’à maintenant, nous avons traité du catabolisme du glucose sans tenir compte des autres voies métaboliques de la
cellule. Dans cette section, nous apprendrons que la glycolyse et le cycle de l’acide citrique sont au carrefour de plusieurs voies cataboliques et anaboliques (de biosynthèse).
La polyvalence
du catabolisme
Jusqu’ici, le seul combustible de la respiration cellulaire et de
la fermentation que nous avons étudié est le glucose. Pourtant,
les molécules libres de glucose ne représentent pas une portion abondante du régime alimentaire animal. L’humain, en
particulier, tire la majeure partie de son énergie des lipides, des
protéines, du saccharose et d’autres disaccharides, ainsi que
de l’amidon et du glycogène, deux polysaccharides. Nous
allons voir que la respiration cellulaire peut produire de l’ATP
à partir de toutes ces molécules (figure 9.19).
La glycolyse s’effectue à partir d’une grande variété de glucides. Dans le système digestif, l’amidon est hydrolysé et transformé en glucose, que les cellules dégradent ensuite au cours
de la glycolyse et du cycle de l’acide citrique. Le glycogène,
le polysaccharide emmagasiné dans les cellules hépatiques et
musculaires animales, peut aussi être hydrolysé en glucose
entre les repas. La digestion des disaccharides, dont le saccharose, fournit du glucose ainsi que d’autres monosaccharides,
que les enzymes peuvent convertir. On voit donc que, dans
le catabolisme, le glucose soumis à la glycolyse peut provenir
de divers glucides.
Les protéines peuvent aussi servir de combustible pour la
respiration cellulaire. Elles doivent d’abord être dégradées en
leurs acides aminés constituants. Parmi ceux-ci, un bon nombre
servent, bien entendu, à fabriquer de nouvelles protéines.
Cependant, des enzymes convertissent l’excédent en divers
produits intermédiaires (ou métabolites) de la glycolyse et du
cycle de l’acide citrique. Avant d’entrer dans la glycolyse ou
dans le cycle de l’acide citrique, ils doivent perdre leur groupement amine, un processus appelé désamination. Il en résulte
un acide org anique, qui sera utilisé, et un résidu azoté, qui est
excrété sous forme d’ammoniac (NH 3 ), d’urée (CH 4 N 2 O) ou
d’autres substances.
Enfin, le catabolisme peut extraire l’énergie stockée dans
les lipides provenant des aliments ou mis en réserve dans les
cellules adipeuses des organismes multicellulaires. Une fois les
lipides digérés et transformés en glycérol et en acides gras, le
glycérol est converti en 3-phosphoglycéraldéhyde (PGAL),
un produit intermédiaire de la glycolyse. Mais l’essentiel de
l’énergie d’un lipide se trouve dans ses acides gras. Ceux-ci sont
dégradés en fragments contenant deux atomes de carbone
(groupements acétyle) au cours de la bêta-oxydation (ainsi
appelée car l’oxydation survient au niveau du carbone 3, ou
carbone bêta [b], de l’acide gras). Cette séquence métabolique
s’élabore dans la matrice des mitochondries. Ces fragments
d’acides gras entrent dans le cycle de l’acide citrique sous
forme d’acétyl-CoA. Une molécule de NADH 1 H
1
et une
molécule de FADH 2 sont également produites au cours de
chaque séquence de bêta-oxydation et peuvent entrer dans la
chaîne de transport d’électrons, entraînant une production
additionnelle d’ATP. Les lipides font d’excellents combustibles, en bonne partie grâce à leur structure et au niveau
d’énergie élevé de leurs électrons (partagés également entre le
carbone et l’hydrogène), comparativement au niveau d’énergie des électrons des glucides. Un gramme de lipides oxydés
par la respiration cellulaire produit deux fois plus d’ATP qu’un
gramme de glucides. Malheureusement, cela signifie aussi
qu’une personne suivant un régime doit s’armer de patience :
comme les lipides contiennent énormément de kilojoules par
gramme, la graisse corporelle met du temps à disparaître.
m Figure 9.19 Le catabolisme de divers nutriments. Les glucides,
les lipides et les protéines peuvent servir de combustibles pour la respiration cellulaire. Leurs monomères entrent dans la glycolyse ou dans le cycle
de l’acide citrique en divers points. La glycolyse et le cycle de l’acide citrique
représentent des entonnoirs cataboliques à travers lesquels les électrons
provenant de tous les nutriments amorcent leur descente exergonique
vers le dernier accepteur d’électrons.
Acides
aminés
Sucres
Glycérol
Acides
gras
Glucose
3-phosphoglycéraldéhyde (PGAL)
Pyruvate
Acétyl-CoA
NH 3
Glycolyse
Phosphorylation
oxydative
Cycle
de l’acide
citrique
Protéines
Glucides
Lipides
P
ConCept
9.6
La glycolyse
et le cycle de l’acide citrique
sont liés à de nombreuses autres
voies métaboliques
Jusqu’à maintenant, nous avons traité du catabolisme du glucose sans tenir compte des autres voies métaboliques de la
cellule. Dans cette section, nous apprendrons que la glycolyse et le cycle de l’acide citrique sont au carrefour de plusieurs voies cataboliques et anaboliques (de biosynthèse).
La polyvalence
du catabolisme
Jusqu’ici, le seul combustible de la respiration cellulaire et de
la fermentation que nous avons étudié est le glucose. Pourtant,
les molécules libres de glucose ne représentent pas une portion abondante du régime alimentaire animal. L’humain, en
particulier, tire la majeure partie de son énergie des lipides, des
protéines, du saccharose et d’autres disaccharides, ainsi que
de l’amidon et du glycogène, deux polysaccharides. Nous
allons voir que la respiration cellulaire peut produire de l’ATP
à partir de toutes ces molécules (figure 9.19).
La glycolyse s’effectue à partir d’une grande variété de glucides. Dans le système digestif, l’amidon est hydrolysé et transformé en glucose, que les cellules dégradent ensuite au cours
de la glycolyse et du cycle de l’acide citrique. Le glycogène,
le polysaccharide emmagasiné dans les cellules hépatiques et
musculaires animales, peut aussi être hydrolysé en glucose
entre les repas. La digestion des disaccharides, dont le saccharose, fournit du glucose ainsi que d’autres monosaccharides,
que les enzymes peuvent convertir. On voit donc que, dans
le catabolisme, le glucose soumis à la glycolyse peut provenir
de divers glucides.
Les protéines peuvent aussi servir de combustible pour la
respiration cellulaire. Elles doivent d’abord être dégradées en
leurs acides aminés constituants. Parmi ceux-ci, un bon nombre
servent, bien entendu, à fabriquer de nouvelles protéines.
Cependant, des enzymes convertissent l’excédent en divers
produits intermédiaires (ou métabolites) de la glycolyse et du
cycle de l’acide citrique. Avant d’entrer dans la glycolyse ou
dans le cycle de l’acide citrique, ils doivent perdre leur groupement amine, un processus appelé désamination. Il en résulte
un acide org anique, qui sera utilisé, et un résidu azoté, qui est
excrété sous forme d’ammoniac (NH 3 ), d’urée (CH 4 N 2 O) ou
d’autres substances.
Enfin, le catabolisme peut extraire l’énergie stockée dans
les lipides provenant des aliments ou mis en réserve dans les
cellules adipeuses des organismes multicellulaires. Une fois les
lipides digérés et transformés en glycérol et en acides gras, le
glycérol est converti en 3-phosphoglycéraldéhyde (PGAL),
un produit intermédiaire de la glycolyse. Mais l’essentiel de
l’énergie d’un lipide se trouve dans ses acides gras. Ceux-ci sont
dégradés en fragments contenant deux atomes de carbone
(groupements acétyle) au cours de la bêta-oxydation (ainsi
appelée car l’oxydation survient au niveau du carbone 3, ou
carbone bêta [b], de l’acide gras). Cette séquence métabolique
s’élabore dans la matrice des mitochondries. Ces fragments
d’acides gras entrent dans le cycle de l’acide citrique sous
forme d’acétyl-CoA. Une molécule de NADH 1 H
1
et une
molécule de FADH 2 sont également produites au cours de
chaque séquence de bêta-oxydation et peuvent entrer dans la
chaîne de transport d’électrons, entraînant une production
additionnelle d’ATP. Les lipides font d’excellents combustibles, en bonne partie grâce à leur structure et au niveau
d’énergie élevé de leurs électrons (partagés également entre le
carbone et l’hydrogène), comparativement au niveau d’énergie des électrons des glucides. Un gramme de lipides oxydés
par la respiration cellulaire produit deux fois plus d’ATP qu’un
gramme de glucides. Malheureusement, cela signifie aussi
qu’une personne suivant un régime doit s’armer de patience :
comme les lipides contiennent énormément de kilojoules par
gramme, la graisse corporelle met du temps à disparaître.
m Figure 9.19 Le catabolisme de divers nutriments. Les glucides,
les lipides et les protéines peuvent servir de combustibles pour la respiration cellulaire. Leurs monomères entrent dans la glycolyse ou dans le cycle
de l’acide citrique en divers points. La glycolyse et le cycle de l’acide citrique
représentent des entonnoirs cataboliques à travers lesquels les électrons
provenant de tous les nutriments amorcent leur descente exergonique
vers le dernier accepteur d’électrons.
Acides
aminés
Sucres
Glycérol
Acides
gras
Glucose
3-phosphoglycéraldéhyde (PGAL)
Pyruvate
Acétyl-CoA
NH 3
Glycolyse
Phosphorylation
oxydative
Cycle
de l’acide
citrique
Protéines
Glucides
Lipides
P