Métabolisme

Le métabolisme désigne l’ensemble des réactions chimiques qui produisent l’énergie et les molécules nécessaires au maintien, à la croissance et à la reproduction des organismes vivants. Il se divise principalement en catabolisme, qui dégrade les molécules complexes en substances plus simples et libère de l’énergie, et en anabolisme, qui construit des macromolécules à partir de précurseurs et consomme de l’énergie.

Les principaux processus d’obtention d’énergie incluent la glycolyse dans le cytosol, l’oxydation du pyruvate et le cycle de l’acide citrique dans les mitochondries, puis la phosphorylation oxydative associée à la chaîne de transport des électrons, qui produit la majeure partie de l’ATP. Des voies de biosynthèse, comme la lipogenèse et la synthèse protéique, utilisent des précurseurs issus de ces voies.

La régulation du métabolisme est assurée par des enzymes et des effecteurs allostériques, ainsi que par des signaux hormonaux (insuline, glucagon, adrénaline, hormones thyroïdiennes). L’organisme ajuste l’acheminement des flux métaboliques pour maintenir l’homéostasie, répondre à l’alimentation, à l’exercice ou au jeûne, et préserver l’énergie disponible selon les besoins.

Le métabolisme est mesuré par le débit métabolique: le métabolisme de base (ou taux métabolique de base) et le taux métabolique total. Ces taux varient selon l’âge, le sexe, la masse maigre, l’activité et l’environnement (température, nutrition).

Sur le plan clinique et biotechnologique, des désordres métaboliques existent lorsque des voies spécifiques sont altérées (par exemple les défauts héréditaires du métabolisme, le diabète, l’obésité). Les recherches utilisent des approches comme la métabolomique et le traçage isotopique pour étudier les flux et les régulations.