5. La mitochondrie [biologie cellulaire]

Les métabolites qui forment des réserves, peuvent être considérés comme des carburants métaboliques potentiels. Ce sont des polysaccharides, sous forme de granules de glycogène (particules de 15 à 30 nm), des triglycérides sous forme de gouttelettes lipidiques et pour les cas d'extrême dénutrition, les protéines. A l'exception des cellules nerveuses qui ne peuvent utiliser que le glucose comme carburant métabolique, les cellules peuvent ensuite convertir les trois formes de réserves en ATP . En général, la synthèse des réserves (anabolisme) est dirigée par l'insuline provenant des cellules \(\beta\) des îlots de Langerhans du pancréas (en Latin insula = île) (voir figure 7).

Par contre la mobilisation des réserves (catabolisme) est dirigée essentiellement par deux hormones : le glucagon, provenant des cellules \(\alpha\) des îlots de Langerhans et agissant essentiellement sur le foie en libérant le glucose dans le sang ; l'adrénaline (de l'Anglais adrenal glands = glandes surrénales) qui agit majoritairement sur le catabolisme du glycogène musculaire, fournissant rapidement au muscle son « carburant » glucose lors des circonstances d'urgence (voir figure 8).

La synthèse du glycogène est réalisée par la glycogène synthétase alors que c'est l'acide gras synthétase qui assurera celle des triglycérides. A l'inverse, la dégradation du glycogène est réalisée par la glycogène phosphorylase alors que la dégradation des triglycérides en acétyl Co-A est due à un processus qu'on appelle \(\beta-\)oxydation (plusieurs enzymes). La synthèse des protéines est réalisée par les ribosomes et leur dégradation, par les protéasomes (voir figure 9). Si l'insuline augmente la synthèse des protéines (fonction anabolique), elle ne peut être tenue pour responsable de leur mise en réserve (comparable à ce qui se passe pour les lipides et les glucides) car les protéines sont exclusivement et immédiatement utilisées pour le maintien, la réparation ou la croissance de l'organisme.

L'activité de la glycogène phosphorylase a lieu dans le cytoplasme et résulte en la formation de glucose-1-phosphate qui sera converti en glucose-6-phosphate. Dans le foie (et les reins), le phosphate est enlevé par la glucose-6-phosphatase (G6Pase) présente dans le réticulum endoplasmique et le glucose peut alors accéder à la circulation sanguine par la voie d'exocytose. Chez l'Homme adulte les réserves hépatiques de glycogène permettent de disposer de 72 g de glucose utilisables en 8 heures en état de repos. Dans le muscle, dépourvu de l'enzyme G6Pase, le glucose-6-phosphate ne peut pas sortir de la cellule et est utilisé entièrement in situ (au total 350 g de glucose disponible sous forme de glycogène). La réserve lipidique qui se trouve essentiellement dans le tissu adipeux, est mobilisée par l'action de lipases : les acides gras ainsi libérés sont transportés vers le sang, distribués aux cellules utilisatrices pour alimenter la voie de \(\beta-\)oxydation à l'intérieur de la mitochondrie (résultant en production d'acétyl-CoA) ().