Voies métaboliques (cours 1) Flashcards

1
Q

Vrai ou faux: le corps possède des réserves d’énergies importantes prêtes à être utiliser?

A

Faux, lors d’une demande d’énergie, le corps doit activer différentes voies métaboliques pour générer de l’énergie.

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2
Q

Combien de voies métaboliques le muscle squelettique dispose pour générer de l’ATP?

A

3 (système phosphagène, glycolyse anaérobique/fermentation, respiration cellulaire aérobique)

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3
Q

Quelle est l’unité de mesure qui met en relation la quantité d’énergie que peut libérer une molécule par rapport à sa taille?

A

Kcal/M (mole)

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4
Q

Qu’est-ce qu’un coenzyme?

A

Il s’agit d’une molécule organique non protéique issue de vitamines. Un coenzyme permet d’activer une enzyme (joue le rôle d’un substrat qui est restitué après la réaction)

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5
Q

Deux principaux coenzymes? Quel est leur mode d’action

A

NAD+ (issu de la niacine)
FAD (issu de la riboflavine)

Leur rôle dans le métabolisme sont de transférer des atomes d’hydrogènes d’un substrat à l’autre

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6
Q

Quels sont les deux rôles d’un enzyme?

A

Accélérer la vitesse d’une réaction chimique

Coupler différentes réactions chimiques

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7
Q

Qu’est-ce qui compose une molécule d’ATP? Comment un atp génère de l’énergie?

A

Adénine
Ribose (sucre à 5 carbones)
3 groupements phosphates

L’hydrolyse d’un phosphate libère de l’énergie qui permet à la molécule phosphorylé d’effectuer un travail (ex. contraction musculaire)

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8
Q

Définir exergonique et endergonique.

A

Exergonique fait référence à une réaction qui libère de l’énergie alors disponible pour un travail.
Endergonique est plutôt une réaction qui nécessite de l’énergie (travail), donc en consomme, pour avoir lieu.

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9
Q

Quelle est la voie catabolique la plus rapide pour générer de l’énergie, pourquoi?

A

Système phosphagène car comporte une seule réaction chimique (CrP + ADP = Cr + ATP) avec la participation de l’enzyme créatine kinase

*Une kinase est une enzyme qui phosphoryle un substrat à partir d’un ATP, c’est donc une enzyme qui sert à rajouter un phosphate à une molécule

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10
Q

La glycolyse est un processus commun à quelles voies cataboliques?

A

Fermentation

Respiration cellulaire

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11
Q

Quelle est la production nette d’ATP par la glycolyse d’un glucose vs d’un glycogène? Pourquoi y’a-t’il une différence?

A

Glucose: 2ATP
Glycogène: 3ATP

La glycolyse nécessite comme substrat initial un glucose lié à un phosphate. Avec un glucose, il faut donc utilisé un ATP pour phosphorylé le glucose dès le début. En ce qui concerne le glycogène, sa dégradation produit déjà un glucose - 6 phosphate, cette phosphorylation qui consomme un ATP n’a donc pas lieu!

*L’ajout du phosphate au glucose augmente sa réactivité chimique et donne une charge négative au glucose, ce qui le maintien dans la cellule et attire d’autre glucose dans la cellule

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12
Q

Quels sont les produits finaux de la glycolyse d’une molécule de glucose?

A
2 Pyruvates (molécule de 3 carbones) ou lactates si fermentation
2 ATP (production nette)
2 NADH
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13
Q

À combien de phosphorylation assiste-t’on lors de la glycolyse, énumérer.

A

4

1) Phosphorylation du glucose en glucose-6-phosphate
2) Phosphorylation du fructose-6-phosphate en fructose diphosphate
3) Phosphorylation d’un ADP en ATP
4) Phosphorylation d’un ADP en ATP, le substrat ayant perdu son phosphate devient un pyruvate

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14
Q

Est-ce que la phosphorylation d’un substrat nécessite de l’oxygène?

A

Nop, glycolyse = anaérobique

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15
Q

Dans quel endroit de la cellule à lieu la glycolyse?

A

Cytosol

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16
Q

En absence d’oxygène, qu’arrive-t’il au pyruvate?

A

Le NADH va réduire le pyruvate en lui donnant un H+ à l’aide d,un enzyme, le pyruvate devient alors un lactate. Les deux NADH produit par la glycolyse vont donc convertir les deux pyruvates et les NAD+ restants vont retourner à la glycolyse.

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17
Q

Est-ce que la formation de lactate est nocive?

A

Non, c’est bénéfique lorsque la présence d’oxygène est trop faible pour l’exercice demandé. Le lactate permet aussi de maintenir un bon rapport NAD+/NADH, aussi appelé potentiel redox cytoplasmique

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18
Q

Qu’est-ce que le cycle de Krebs?

A

Il s’agit d’une étape dans le processus métabolique de la respiration cellulaire. Le cycle de Krebs débute lorsque le pyruvate (ou autre fragments provenant de la dégradation des graisses/protéines) entre dans la mitochondrie.

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19
Q

Quels sont les produits du cycle de Krebs pour un pyruvate?

A

3 NADH-H+
1 FADH
1 GDP (équivalence d’ATP)
2 CO2

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20
Q

Quel molécule est particulièrement importante au début du cycle de Krebs, son mode d’action?

A

Le CoenzymeA qui va prendre un groupement acétyl du pyruvate (ou autre substrat), soit un groupement de deux carbones et s’y lié pour former l’acétyl-CoA. Cette réaction se fait avec l’enzyme pyruvate déshydrogénase.

pyruvate + CoA + NAD+ →→→→ acétyl-CoA + CO2 + NADH + H+
pyruvate déshydrogénase

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21
Q

À quel étape de la respiration cellulaire l’oxygène entre en jeu?

A

Lors de la chaine de transport des électrons.

La glycolyse et le cycle de Krebs ont plutôt comme fonction de transférer des hydrogènes et des électrons aux coenzymes!

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22
Q

Quel est le fonctionnement de la chaine de transport des électrons et quelles sont les deux catégories d’enzymes impliquées?

A

Le but est de transférer les hydrogènes sur les coenzymes à l’oxygène, formant de l’eau. Ce processus libère de l’énergie qui est utilisé pour former de l’ATP
Les deux types d’enzymes sont ceux qui catalysent la formation d’eau et ceux qui catalysent la formation d’ATP.

23
Q

De quelle manière l’énergie est produite lors de la CTE?

A

Le déplacement des électrons le long de la chaine pompent des protons (l’hydrogène) à l’extérieur de la mitochondrie, formant un gradient de concentration et une énergie potentielle qui est consommée lorsque l’hydrogène revient dans la mitochondrie, formant de l’ATP.

24
Q

Combien d’ATP un NADH H+ et un FADH2 peuvent générer, pourquoi c’est différent?

A

NADH H+: 2,5
FADH2: 1,5

Le FADH en produit moins car il peut seulement emprunter 2 des 3 canaux de transport d’hydrogène alors que le NADH peut en emprunter 3

25
Q

Vrai ou faux: La conversion du pyruvate en acétyl-CoA au début du cycle de Krebs produit un NADH+H+?

A

Vrai

26
Q

Combien d’ATP est produit à partir d’une molécule de glucose en présence d’oxygène? Combien sont formées dans la mitochondries?

A

30 à 32 dont 28 à 30 dans la mitochondrie

27
Q

Pourquoi c’est 28 à 30 ATP et non pas un nombre fixe qui est formé dans la mitochondrie?

A

Les deux NADH +H+ produit lors de la glycolyse entrent dans la mitochondrie pour que leurs électrons prennent part à la CTE. Or, pour que les hydrogènes cèdent leurs électrons à la membrane, il est nécessaire qu’une navette soit impliquée. Selon la navette, l’électron est transféré à un NAD+ ou un FAD, créant une incertitude entre 1,5 ou 2,5 ATP (multiplié par 2).

28
Q

Si une molécule de glucose forme 32 ATP, est-ce que toute l’énergie de dégradation du glucose s’est transformé en ATP?

A

Non, seulement 40%. Le reste de l’énergie libérée est convertie en chaleur.

29
Q

Est-ce que les réserves de glucose sont importantes? Sous quelle forme est le glucose emmagasiné et à quel endroit l’est-il?

A

Peu de réserve de glucose, ce qui est ingéré est soit transformé en ATP ou stocké sous forme de lipides. Le glucose emmagasiné est sous forme de glycogène et se trouve dans le foie et le muscle.

30
Q

Lors d’un exercice, la demande en glucose est importante et le foie dégrade alors le glycogène. Quel autre moyen le corps dispose-t’il pour former du glucose? Quels organes sont impliqués?

A

La néoglucogénèse, soit la formation de glucose à partir de lipides ou d’acides aminés. Ce processus se fait surtout dans le foie, mais aussi dans le rein.

31
Q

La néoglucogénèse se fait par les mêmes voies que la respiration cellulaire (cycle de Krebs et glycolyse), mais en sens inverse et à partir d’intermédiaires d’acides aminés ou de produits lipidiques. Quel est le principal substrat de la néoguclogénèse et est-ce que ce sont les mêmes enzymes qui sont utilisés dans la glycolyse que dans la néoglucogénèse?

A

Principal subtrat: Pyruvate
Les enzymes varient. La néoglucogénèse nécessite d’alelr à l’inverse de la glycolyse. Les mêmes enzymes sont donc utilisés pour les réactions réversibles, mais pour les réactions irréversibles, il faut contourner avec d’autres enzymes.

32
Q

En gros, comment le catabolisme des lipides produit de l’énergie?

A

D’abord, la lipolyse séparer le glycérol des 3 acides gras. Le glycérol est transformé en glucose et les acides gras sont dégradés par beta-oxydation pour produire des coenzymes réduits (NADH+H+ et FADH2) qui vont produire de l’énergie dans la CTE.

33
Q

Comment la beta-oxydation fonctionne?

A

Elle enlève un acétyl-CoA de deux carbones de la chaine, qui entre dans le cycle de Krebs puis dans la CTE pour former 2CO2 et 10ATP. Au cours du processus, deux paires d’hydrogènes sont transférés à des coenzymes (formation d’un NADH+H+ et d’un FADH2), produisant 4 ATP supplémentaire. Lorsque le chaine d’acyl-CoA arrive à 4 carbones, il est scindé en deux, produisant à nouveau 1NADH+H+ et un FADH2 et deux acétyl-CoA qui entrent dans le cycle de Krebs.

34
Q

Combien d’ATP sont consommés lors du catabolisme d’un acide gras?

A

Il faut 2 ATP (ATP – AMP) pour faire une double phosphorylation de l’acide gras au début du processus. Ces deux atp consommés doivent être pris en compte lors du bilan net de production d’ATP.

35
Q

Comment un acide gras est synthétisé (anabolisme des lipides)?

A

Par le processus inverse de leur dégradation. C’est à dire par empilement des acétyl-CoA qui lie 2 carbones à la fois! Ce processus a lieu dans le cytosol

36
Q

Pourquoi est-ce simple pour le glucose d’être converti en lipides?

A

Parce que le produit de départ de l’acide gras est un acétyl-CoA qui est un dérivé du pyruvate, produit de la glycolyse. Les autres éléments nécessaire à l’anabolisme des lipides sont des coenzymes et de l’ATP, deux produits du catabolisme du glucose.

Également, le glycérol est un dérivé du glucose.

37
Q

Est-ce qu’un acide gras peut être converti en glucose?

A

Non, seulement le glycérol. L’acide gras peut produire de l’ATP comme on l’a vu, mais la dégradation du pyruvate en acétyl CoA et en CO2 est irréversible!

38
Q

Quel est la première étape pour qu’un acide aminé soit métabolisé? Expliquer

A

Le radical aminé doit être enlevé, soit par transamination ou désamination oxydative

39
Q

Combien de temps le système phosphagène peut fournir l’énergie à un muscle? Qu’en-est-il pour la voie glycolytique?

A

30 secondes pour CrP
Environ 4minutes pour la voie glycolytique, mais elle atteint un sommet vers une minute et descend au fur et à mesure que la respiration cellulaire embarque.

*On estime donc que ça prend 1 à 4 minutes avant que le système cardio respiratoire soit bien en marche

40
Q

Qu’est-ce que l’état stable? Survient quand?

A

État où la consommation d’oxygène (VO2, FC) ou autres paramètres (tension, DC, etc…) est stable. Survient si l’intensité de l’exercice est stable après 1-4minutes d’exercices. Nécessite que l’individu fasse presque exclusivement appel à la respiration cellulaire, ce qui implique que l’état stable peut seulement être mesuré à une intensité modéré.

41
Q

Qu’est-ce que la dette en oxygène?

A

Après l’effort, le VO2 est plus élevé que le VO2 repos pour reconstituer les voies phosphagènes et le glycogène. Ces voies s’épuisent au début de l’effort et il faut que la respiration cellulaire recomble ces réserves après l’exercice, expliquant l’essouflement et la persistance d’un VO2 élevé même après l’effort. Cela tient aussi compte du retour à la normal du taux de catécholamines, T corporelle, etc…

42
Q

Qu’est-ce qu’un effort sous maximal?

A

Tout ce qui est entre le repos et le max!

43
Q

Lorsqu’on parle d’effort sous maximal prolongé en physiologie de l’exercice, quelles sont les caractéristiques d’un tel effort si le VO2 max est sous 70-70% du VO2 max

A

Respiration cellulaire ++
Glucides et lipides sont les principaux substrats
Peut être maintenu 10-60min

44
Q

Lors d’un exercice à PALIER progressif, comment évolue le VO2?

A

De facon linéaire et progressive

45
Q

À quel niveau du VO2 max l’augmentation de lactate devient exponentielle?

A

À environ 70% du VO2 max, l’augmentation du lactate n’est plus linéaire mais exponentielle et on atteint le seuil lactate, soit un niveau où l’exercice ne peut être maintenu à long terme par accumulation de lactate.

46
Q

Pourquoi le lactate s’accumule plus rapidement à un certain seuil?

A

1) La capacité d’élimination du lactate est dépassée
2) La glycolyse prend une part plus importante de production d’énergie plus l’exercice est intense car l’oxygène ne fournit pas, voir si on est en hypoxie.
3) Les fibres glycolytiques sont recrutées en plus des fibres lentes
4) Déséquilibre NAD+/NADH+H+ (potentiel redox), la production de lactate permet de regénérer du NAD+.

47
Q

Qu’est-ce que le déficit en oxygène?

A

Il s’agit de l’apport insuffisant d’O2 en début d’effort. À différencier de la dette en oxygène, quoique cette dernière soit entre autre causée par le déficit en oxygène.

48
Q

Lors d’une épreuve à palier progressif, à quel moment identifie-t’on le VO2max?

A

Lorsque le VO2 n’augmente plus même si l’intensité augmente

49
Q

Quels sont les deux types d’épreuves progressives pour mesurer le VO2 max?

A

Par palier ou par rampe (un peu plus linéaire)

50
Q

Quel paramètre utilise-t’on pour savoir que le VO2 max est atteint?

A

la fréquence cardiaque

51
Q

Lors d’une épreuve progressive par palier, pourquoi on change à chaque 3min d’intensité?

A

Parce que ça prend environ 3min pour mettre un état stable (consommation d’oxygène) en évidence. Si en 3min un état stable n’est pas trouvé, cela signifie que les voies anaérobiques ont embarquées à leur tour.

52
Q

Chez un sujet normal, quel système limite le VO2 max? Qu’en-est-il chez l’athlète?

A

Le système cardio vasculaire arrête l’effort maximal chez le sujet normal (débit cardiaque insuffisant, extraction et utilisation d’O2 par le muscle limité). Chez l’athlète, le système respiratoire peut être limitant, mais c’est rare.

53
Q

Quel est le métabolisme de base en VO2 (en ml O2/kg.min)? À combien de mlO2/kg.min correspond un exercice à 3MET?

A

Métabolisme de base: 3,5mlO2/kg.min = 1MET

3MET = 10,5mlO2/kg.min