La néoglucogenèse, aussi appelée gluconéogenèse, est la synthèse du glucose à partir de composés non glucidiques. On pourrait penser que c'est l'inverse de la glycolyse, mais les voies biochimiques empruntées, bien que comportant des points communs, ne sont pas identiques (en effet les étapes de la néoglucogenèse contournent les étapes irréversibles que l'on retrouve dans la glycolyse).
Chez l'homme, dès que les réserves en glycogène sont épuisées, ce qui se produit après un jour de jeûne, les sources de glucose par néoglucogenèse sont principalement les acides aminés (45 %) et, à un moindre degré, le lactate (30 %) et le glycérol (25 %)[1].
Cette opération est réalisée par le foie. Elle permet de fournir du glucose en permanence, aux cellules dites glucodépendantes, telles que les globules rouges du sang, qui ne peuvent pas utiliser directement les lipides ou les protéines pour produire de l'énergie — étant dépourvus de mitochondries, seule la fermentation lactique permet d'assurer la production d'ATP dans ces cellules.
Deux organes autres que le foie sont capables d'effectuer la néoglucogenèse : le rein et l'intestin. La néoglucogenèse rénale devient particulièrement importante au cours du jeûne, car elle est activée par l'acidose métabolique qui est associée à cette situation métabolique. La néoglucogenèse intestinale serait également activée au cours du jeûne. À l'état nourri, la néoglucogenèse intestinale constituerait un signal important de régulation du métabolisme énergétique. Le glucose qu'elle produit serait détecté par le système nerveux de la veine porte, lequel envoie un signal aux principales régions du cerveau qui contrôlent l'homéostasie énergétique.
Trois des étapes de la glycolyse ne sont pas réversibles, et la néoglucogenèse emprunte alors des détournements. Il s'agit de shunter ces trois étapes (nécessitant soit un ATP soit un NADP+H+).
On ne traite ici que des différences avec la glycolyse inversée
L’oxaloacétate est ensuite transporté par les navettes malate/aspartate : l'oxaloacétate est transformé en malate en consommant un NADH+H+ ou en aspartate, puis transporté par les navettes, et enfin retransformé en oxaloacétate dans le cytosol, où un NADH+H+ est régénéré.
Elle se produit essentiellement dans le foie à partir du glycérol provenant par exemple de l'hydrolyse complète des triglycérides. Elle utilise la voie suivante :
glycérol + ATP → glycérol-phosphate + ADP (glycérol-phosphate kinase)
fructose-1,6-bisphosphate + H2O → fructose-6-phosphate + Pi
fructose-6-phosphate → glucose-6-phosphate
glucose-6-phosphate + H2O → glucose + Pi
Bilan
Consommation
Production
2 glycérol
2 ATP
2 NAD+
2 H2O
1 glucose
2 ADP
2 (NADH,H+)
2 Pi
Il faut deux glycérol (composé à 3 carbones) pour synthétiser un glucose.
À partir des acides aminés
La consommation des acides aminés a lieu en cas d'ultime nécessité. Les acides aminés proviennent essentiellement des protéines des muscles. Ils peuvent être transformés en intermédiaires de la glycolyse, et peuvent donc mener à la formation de glucose.
Organes concernés
Seuls certains organes peuvent réaliser la néoglucogenèse : le foie, les reins ainsi que l'intestin. Quelques études réalisées chez les ruminants et les humaines en lactation montrent que les glandes mammaires peuvent également assurer une certaine partie de la synthèse du glucose en période de jeûne. La synthèse du galactose (constituant du lactose avec le glucose) peut être réalisée à partir du glucose ou à partir du glycérol selon un processus nommé hexonéogenèse.
