Par Kevin Beck – Mis à jour le 24 mars 2022
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Le glucose est un sucre à six carbones qui peut être ingéré, infusé ou produit de manière endogène par le métabolisme des glucides, des protéines et des graisses. Il sert de carburant principal à la respiration cellulaire, permettant la synthèse du glycogène ou la génération d’ATP, la monnaie énergétique de la cellule. La conversion du glucose en énergie utilisable se déroule en quatre phases distinctes et séquentielles.
La glycolyse a lieu dans le cytoplasme et est un processus anaérobie. En huit étapes enzymatiques, une molécule de glucose est divisée en deux molécules de pyruvate, consommant deux ATP et générant quatre ATP pour un gain net de deux ATP. De plus, deux molécules d’eau sont produites. La glycolyse fournit les substrats pour les prochaines étapes mitochondriales.
Dans la matrice mitochondriale, chaque pyruvate est converti en acétyl‑CoA. Cette réaction en une seule étape libère deux CO₂ et fixe une coenzyme A, produisant deux molécules d'acétyl-CoA qui entreront dans le cycle de l'acide citrique.
Toujours au sein de la matrice mitochondriale, les deux molécules d'acétyl-CoA subissent une série de réactions enzymatiques, produisant deux ATP (ou GTP), quatre CO₂ et des vecteurs de haute énergie NADH et FADH₂. Ces porteurs sont essentiels pour la chaîne de transport d'électrons ultérieure.
Sur la membrane mitochondriale interne, les électrons du NADH et du FADH₂ traversent des complexes protéiques, pompant des protons dans l'espace intermembranaire. L'oxygène agit comme accepteur final d'électrons, formant de l'eau. Le gradient de protons résultant entraîne l'ATP synthase, générant environ 34 molécules d'ATP par glucose. La réaction globale est :
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP
Alors que la glycolyse et le cycle de l'acide citrique produisent ensemble quatre ATP par glucose, la chaîne de transport d'électrons représente l'essentiel du rendement, soit environ 34 ATP. Cela explique pourquoi la privation d'oxygène arrête rapidement la fonction cellulaire et pourquoi les exercices anaérobies soutenus de haute intensité sont limités à de courtes périodes.
