Étapes et caractéristiques du cycle Cori

Le Cycle cori ou cycle de l'acide lactique est une voie métabolique dans laquelle le lactate produit par les voies glycolytiques dans le muscle va au foie, où il est reconverti en glucose. Ce composé retourne dans le foie pour être métabolisé.

Cette voie métabolique a été découverte en 1940 par Carl Ferdinand Cori et son épouse Gerty Cori, des scientifiques de la République tchèque. Tous deux ont remporté le prix Nobel de physiologie ou de médecine.

Index

• 1 processus (étapes)
  • 1.1 Glycolyse musculaire anaérobie
  • 1.2 Gluconéogenèse dans le foie
• 2 Réactions de la gluconéogenèse
• 3 Pourquoi le lactate doit-il voyager jusqu'au foie?
• 4 Cycle Cori et exercice
• 5 Le cycle de l'alanine
• 6 références

Processus (étapes)

Glycolyse musculaire anaérobie

Le cycle de Cori commence dans les fibres musculaires. Dans ces tissus, la production d'ATP se produit principalement par la conversion du glucose en lactate.

Il convient de mentionner que les termes acide lactique et lactate, largement utilisés en terminologie sportive, diffèrent légèrement dans leur structure chimique. Le lactate est le métabolite produit par les muscles et est la forme ionisée, tandis que l'acide lactique contient un proton supplémentaire.

La contraction des muscles se produit par l'hydrolyse de l'ATP.

Ceci est régénéré par un processus appelé "phosphorylation oxydative". Cette voie a lieu dans les mitochondries des fibres musculaires à contraction lente (rouge) et à contraction rapide (blanches).

Les fibres musculaires rapides sont constituées de myosines rapides (40-90 ms), contrairement aux fibres de lentilles formées par des myosines lentes (90-140 ms). Les premiers produisent plus d'effort mais fatiguent rapidement.

Gluconéogenèse dans le foie

A travers le sang, le lactate atteint le foie. Le lactate est à nouveau converti en pyruvate par l'action de l'enzyme lactate déshydrogénase.

Enfin, le pyruvate est converti en glucose par gluconéogenèse, en utilisant l'ATP du foie, généré par la phosphorylation oxydative.

Ce nouveau glucose peut retourner dans le muscle, où il est stocké sous forme de glycogène et est à nouveau utilisé pour la contraction musculaire.

Réactions de la gluconéogenèse

La gluconéogenèse est la synthèse du glucose en utilisant des composants qui ne sont pas des glucides. Ce procédé peut prendre comme matière première le pyruvate, le lactate, le glycérol et la plupart des acides aminés.

Le processus commence dans les mitochondries, mais la plupart des étapes se poursuivent dans le cytosol cellulaire.

La gluconéogenèse implique dix des réactions de glycolyse, mais dans son sens inverse. Cela se passe de la manière suivante:

-Dans la matrice mitochondriale, le pyruvate est converti en oxaloacétate à l'aide de l'enzyme pyruvate carboxylase. Cette étape nécessite une molécule d'ATP, qui se trouve être l'ADP, une molécule de CO₂ et un de l'eau. Cette réaction libère deux H⁺ au milieu

L'oxalacétate est converti en l-malate par l'enzyme malate déshydrogénase. Cette réaction nécessite une molécule de NADH et H.

Le l-malate se rend dans le cytosol où le processus se poursuit. Le malate retourne à l'oxaloacétate. Cette étape est catalysée par l'enzyme malate déshydrogénase et implique l'utilisation d'une molécule NAD⁺

- L'oxaloacétate est converti en phosphoénolpyruvate par l'enzyme phosphoénolpyruvate carboxykinase. Ce processus implique une molécule GTP qui passe au GDP et au CO₂.

-Le phosphoénolpyruvate passe au 2-phosphoglycérate par l'action de l'énolase. Cette étape nécessite une molécule d'eau.

-La phosphoglycérate mutase catalyse la conversion du 2-phosphoglycérate en 3-phosphoglycérate.

Le 3-phosphoglycérate passe au 1,3-biphosphoglycérate, catalysé par la phosphoglycérate mutase. Cette étape nécessite une molécule d'ATP.

Le 1,3-biphosphoglycérate est catalysé en d-glycéraldéhyde-3-phosphate par la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase. Cette étape implique une molécule de NADH.

-D-glycéraldéhyde-3-phosphate passe au fructose 1,6-bisphosphate par l'aldolase.

- Le fructose 1,6-bisphosphate est converti en fructose 6-phosphate par la fructose 1,6-biphosphatase. Cette réaction implique une molécule d'eau.

- Le fructose 6-phosphate est converti en glucose 6-phosphate par l'enzyme glucose-6-phosphate isomérase.

-Enfin, l'enzyme glucose 6-phosphatase catalyse le passage de ce dernier composé en α-d-glucose.

Pourquoi le lactate doit-il voyager jusqu'au foie?

Les fibres musculaires ne sont pas capables de réaliser le processus de gluconéogenèse. Dans un tel cas, ce serait un cycle totalement injustifié, puisque la néoglucogenèse utilise beaucoup plus d'ATP que la glycolyse.

De plus, le foie est un tissu approprié pour le processus. Dans cet organe a toujours l'énergie nécessaire pour mener à bien le cycle car il n'y a pas de manque de O₂.

Traditionnellement, on pensait que pendant la récupération cellulaire après un exercice, environ 85% du lactate était prélevé et envoyé au foie. Ensuite, la conversion en glucose ou en glycogène se produit.

Cependant, de nouvelles études utilisant des rats en tant qu’organisme modèle révèlent que le devenir fréquent du lactate est l’oxydation.

De plus, différents auteurs suggèrent que le rôle du cycle de Cori n’est pas aussi important qu’on le croyait. Selon ces enquêtes, le rôle du cycle est réduit à seulement 10 ou 20%.

Cori cycle et exercice

Au cours de l'exercice, le sang reçoit une accumulation maximale d'acide lactique après cinq minutes d'entraînement. Ce temps est suffisant pour que l'acide lactique migre des tissus musculaires vers le sang.

Après l'entraînement musculaire, les taux de lactate sanguin reviennent à leur valeur normale après une heure.

Contrairement à la croyance populaire, l'accumulation de lactate (ou de lactate seul) n'est pas la cause de l'épuisement musculaire. Il a été démontré qu'à l'entraînement où l'accumulation de lactate est faible, la fatigue musculaire se produit.

On pense que la vraie cause est la diminution du pH à l'intérieur des muscles. Il est possible que le pH diminue de la valeur de base de 7,0 à 6,4, considérée comme une valeur assez faible. En fait, si le pH reste proche de 7,0, même si la concentration de lactate est élevée, le muscle ne se fatigue pas.

Cependant, le processus qui conduit à la fatigue en raison de l'acidification n'est pas encore clair. Il peut être lié à la précipitation des ions calcium ou à la diminution de la concentration en ions potassium.

Les athlètes reçoivent des massages et de la glace sur leurs muscles pour favoriser le passage du lactate dans le sang.

Le cycle de l'alanine

Il existe une voie métabolique presque identique au cycle de Cori, appelé cycle alanine. Ici, l'acide aminé est le précurseur de la gluconéogenèse. En d'autres termes, l'alanine remplace le glucose.

Références

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