1  -  Les organes et les substrats

1 . 1  -  Les substrats énergétiques

Les glucides : 4 kilocalories (16,72 kjoule)/gramme.
Les lipides : 9 kilocalories (37,62 kjoule)/ gramme.
Les protéines : 4 kilocalories (16,72 kjoule)/gramme. Ces dernières ne participent à la couverture énergétique que dans certaines circonstances, leur rôle prioritaire est d’apporter de l’azote.

Les substrats énergétiques sont apportés par l’alimentation. On distingue 3 états en fonction du temps qui sépare de la dernière prise alimentaire :

  • la période post prandiale : elle correspond aux 8 heures qui suivent la prise alimentaire,
  • la période post absorptive : 12 heures de jeûne (le matin à jeûn)
  • le jeûne au-delà de 16 heures.


⇒ Rôle et utilisation des substrats énergétiques

Les substrats énergétiques ont un double rôle :

  • satisfaire les besoins immédiats d’ATP par leur oxydation dans le cycle de Krebs. Tous les substrats peuvent être oxydés le choix préférentiel des substrats va dépendre de l’état métabolique et hormonal :
  • les acides gras sont oxydés plutôt quand leur niveau est élevé dans le sang (période post absorptive et jeûne, exercice physique),
  • les glucides sont oxydés en période post prandiale par les tissus insulinodépendants et en permanence par les tissus non insulino-dépendants (cerveau, éléments figurés du sang),
  • les protéines sont oxydées en cas d’afflux important (foie en période post prandiale).
  • reconstituer les réserves de glycogène et de protéines.


⇒ Substrats énergétiques circulants

Substrats ayant un rôle dans le métabolisme glucidique.

  • Glucose venant de l’alimentation, de la glycogénolyse ou de la néoglucogénèse hépatique et/ou rénale,
  • Lactate venant du métabolisme du glycogène dans le muscle et du glucose dans les hématies, peut être directement oxydé dans le rein et le cœur ou converti en glucose dans le foie et le rein,
  • Pyruvate : intermédiaire clé du métabolisme du glucose,
  • Glycérol libéré à partir des triglycérides adipocytaires peut être converti en glucose ou en TG dans le foie.


Les lipides

  • Acides gras (liés à l’albumine),
  • Corps cétoniques formés par le foie à partir des AG lors du jeûne prolongé, peuvent être oxydés au niveau du cerveau, du rein et du muscle,
  • Les triglycérides transportés soit par les chylomicrons formés dans l’intestin en période post prandiale, soit par les VLDL produits au niveau du foie.


Les protéines

  • Circulent sous forme d’acides aminés.


Interconversion des substrats énergétiques (figure 1).

Figure 1 : Interconversion des substrats énergétiques

1 . 2  -  Les organes du métabolisme énergétique

⇒ Organes consommateurs

Cerveau

  • 20 à 25 % de la production quotidienne d’ATP,
  • n’a aucune forme de stockage de l’énergie,
  • Source d’énergie 
    • ne peut pas utiliser les AG,
    • seule source d’énergie en période postprandiale et postabsorptive le glucose (consomme environ 5 g de glucose par heure soit 120 g/jour),
    • peut utiliser les corps cétoniques,
    • l’insuline n’a pas d’effet sur le métabolisme énergétique du cerveau.


Muscle

  • 20 à 80 % de la production énergétique de l’organisme
  • Réserve de protéines.
  • Réserve de glycogène pour son propre usage (le muscle ne produit pas de glucose).
  • Source d’énergie hors le glycogène qu’il contient
    • Glucose plasmatique (en situation post-abortive et en situation post-prandiale stimulée par l’insuline).
    • Acides gras libres circulant en situation post-prandiale, au cours du jeûne et au cours de l’exercice.


⇒ Organes de maintien
Ils permettent l’apport permanent de substrats aux différents organes par les interconversions.

Foie

  • Réserve de glucose (glycogène) et en petite quantité de triglycérides.
  • Peut produire du glucose à partir
    • du glycogène,
    • de précurseurs-glucoformateurs (acides aminés, glycérol, acide lactique) produits par d’autres organes.
  • En cas d’excès d’apport de glucose, il stocke ce dernier sous forme de glycogène et éventuellement de triglycérides si les stocks de glycogène sont pleins.
  • Source d’énergie pour le foie
    • Acides aminés pendant la période post prandiale.
    • Acides gras dans les autres circonstances.


Tissu adipeux

  • Réserve de triglycérides
  • Libère les acides gras lorsque l’insuline est basse
  • Sources d’énergie
    • Glucose en présence d’insuline.
    • Acides gras dans les autres circonstances.


⇒ Organes excréteurs

Reins

  • Excrète les résidus non volatiles :
    • azote sous forme d’urée. 
    • acides sous forme de sels d’ammonium.
  • Peut produire du glucose par la néoglucogénèse au cours du jeûne prolongé.


Poumons

  • Éliminent le CO2 et enrichissent le sang en oxygène.
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