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La glycolyse anaérobie

 

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Les premières étapes dans la dégradation de glucose se déroulent dans le cytoplasme de la cellule. Cette première partie produit du pyruvate. Jusqu'à ce point, la présence d'oxygène n'est pas nécessaire.

 

Le pyruvate est ensuite, en présence d'oxygène et après passage dans une mitochondrie, consommé dans le cycle de l'acide citrique pour régénérer de l'ATP.

 

Toutefois, en absence d'oxygène, l'organisme peut en anaérobiose au niveau du muscle, fermenter le pyruvate en lactate via la lactate déshydrogénase (LDH), également accompagnée d'une production d'ATP.

 

Sommaire :

 

La dégradation du glucose en lactate

 

Les avantages de la glycolyse anaérobie

 

L'excès d'acide lactique

 

Contenu :

La dégradation du glucose en lactate :      Top

 

La glycolyse anaérobie : bilan de la dégradation du glucose en lactate

 

Glucose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ ---> 2 Pyruvate + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+

 

2 Pyruvaat + 2 NADH + 2 H+  --->  2 Lactate + 2 NAD+

 

Cette réduction du pyruvate en lactate assure la réoxydation du NADH + H+ en NAD+  (consommé lors de la glycolyse).  Cette régénération du NAD+ permet à la glycolyse de se maintenir en absence d'oxygène (en aérobie, le NAD+ est régénéré par la phosphorylation oxydative).

 

Cette voie est souvent utilisée lorsque la voie plus lente (le cycle de l'acide citrique) via les mitochondries n'arrive pas à répondre suffisamment à la demande, en général en conséquence d'un apport insuffisant d'oxygène (lors d'efforts physiques intenses!). En outre, étant donné que les globules rouges ne possèdent pas de mitochondries, la conversion ultérieure du pyruvate (en lactate) a lieu chez eux en anaérobiose, dans le cytoplasme.

 

Pour leur approvisionnement énergétique, les érythrocytes font appel uniquement à la glycolyse en anaérobiose, puisqu'ils ne possèdent pas une chaîne respiratoire.

 

Lorsque la consommation de glucose devient supérieure à l'apport de l'oxygène, une partie de l'acide lactique produit s'accumule dans la cellule, puis passe la membrane cellulaire pour se retrouver dans la circulation sanguine. L'accumulation d'acide lactique dans les cellules musculaires est responsable de la raideur musculaire (acidose) après un effort physique intense (fermentation en anaérobiose).

 

 

Glucose   --->  2 Pyruvate  C3H4O3 + 2 ATP ---> réduction anaérobie via la lactate déshydrogénase (LDH) + 2 NADH   --->  2 Lactate C3H6O3 + 2 NAD+

Les avantages de la glycolyse anaérobie :      Top

 

La production d'ATP dans la glycolyse en anaérobiose est plus rapide que celle en aérobiose...: en effet, les cellules des muscles du squelette possèdent dans leur cytoplasme une concentration plus importante d'enzymes productrices de pyruvate (glycolyse anaérobie) par rapport aux enzymes oxydatives de pyruvate dans les mitochondries qui produisent plus de NADH, dont la réoxydation en NAD+ est cruciale pour le maintien de la glycolyse aérobie.

 

La glycolyse en anaérobiose est donc très importante pour les muscles à action rapide tels que le muscle cardiaque.

 

 

Autres avantages :

 

 

L'excès d'acide lactique :       Top

 

En cas d'excès d'acide lactique : acidose! ---> stimulation de :

 

2 voies lactiques :

 

      • 60% de l'acide lactique se diffuse à travers de la membrane cellulaire vers la circulation sanguine et est ensuite transformé dans le foie en pyruvate via la LDH et finalement en glucose (gluconéogenèse).

 

        • la LDH gère le rapport pyruvate/lactate : 1/10

 

2 Lactate  ---> LDH   --->  2 Pyruvate  ---> oxaloacétate  ---> PEP  --->  glucose 6-phosphate  ---> glucose

 

 

Cette conversion lactate ---> glucose n'est pas seulement cruciale en cas de production élevée d'acide lactique (efforts physiques intenses) mais également pour maintenir les taux sanguins de glucose lorsqu'on a faim !

 

Note :

Le cycle complet de glucose (muscle) ---> pyruvate  --->  lactate ---> (sang) ---> pyruvate (foie) ---> glucose est également connu comme le "Cycle de Cori", un cycle rassemblant la glycolyse anaérobie (muscle) et la gluconéogenèse (foie) sans bénéfice d'ATP!

 

 

      • Les autres 40% d'acide lactique sont aussi convertis en pyruvate dans les cellules musculaires bien oxygénées (donc également les cellules cardiaques), et ensuite consommés pour former de l'AcCoA, indispensable :

 

        • pour la formation d'ATP via le cycle de l'acide citrique : un besoin continuel!

        • comme métabolites dans la

          • lipogenèse

          • la synthèse du cholestérol

          • la synthèse des stéroïdes

 

 

La glycolyse en anaérobiose est particulièrement utilisée par :

 

les fibres musculaires rapides blanches (muscles anaérobie) :

 

      • source d'énergie : glucose

      • adaptées aux mouvements rapides

 

 

Note :

      • une consommation plus élevée de potassium peut survenir en compensation de la formation d'acide lactique (acidose métabolique) : en cas de vie sédentaire : peu d'oxygénation ---> l'acide lactique reste dans la cellule ---> consommation plus importante de potassium ---> risque d'hypertension.

      • étant donné que l'acide lactique se fixe aux ions calciques ---> manque de calcium intracellulaire ---> raideur musculaire.

 

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