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Le Cycle de Krebs
La respiration cellulaire transforme le glucose en ATP en trois grandes étapes :
Glycolyse (cytosol) → 2 pyruvates + 2 ATP + 2 NADH
Cycle de Krebs (matrice mitochondriale) → coenzymes réduits + CO₂ ← on est ici
Chaîne respiratoire (membrane interne mitochondriale) → majorité de l'ATP
Le cycle de Krebs ne produit presque pas d'ATP lui-même. Son vrai rôle : charger des coenzymes en électrons (NADH, FADH₂) qui alimenteront ensuite la chaîne respiratoire pour fabriquer massivement de l'ATP.
Étape préparatoire : du pyruvate à l'acétyl-CoA
Avant d'entrer dans le cycle, le pyruvate issu de la glycolyse doit être converti en acétyl-CoA. Cette étape se déroule dans la matrice mitochondriale, mais elle n'appartient pas formellement au cycle de Krebs.
La mitochondrie possède deux membranes, et le pyruvate les traverse différemment :
Membrane externe → passage par des porines (canaux larges, diffusion relativement libre)
Membrane interne → passage via un transporteur spécifique, le MPC (Mitochondrial Pyruvate Carrier)
La décarboxylation oxydative
Une fois dans la matrice, chaque pyruvate (3C) subit une transformation catalysée par le complexe pyruvate déshydrogénase :
Pyruvate (3C) → Acétyl-CoA (2C) + 1 CO₂ + 1 NADH
Concrètement : un carbone est arraché sous forme de CO₂ (c'est la « décarboxylation »), et des électrons sont transférés au NAD⁺ (c'est l'« oxydation »). Le fragment restant à 2 carbones est accroché à la Coenzyme A, formant l'acétyl-CoA — le véritable « ticket d'entrée » du cycle.
📌 Rappel : la glycolyse produit 2 pyruvates par glucose, donc cette étape se produit 2 fois. Bilan préparatoire pour 1 glucose : 2 acétyl-CoA + 2 CO₂ + 2 NADH.
⚠️ Attention à la formulation : le pyruvate n'est pas « inutilisable » en tant que tel. Il peut aussi être réduit en lactate (fermentation), servir à la néoglucogenèse, ou être carboxylé en oxaloacétate. Mais pour poursuivre la voie aérobie, il doit être converti en acétyl-CoA.
🔁 Le cycle de Krebs proprement dit
Le principe
L'acétyl-CoA (2C) entre dans le cycle en se combinant avec l'oxaloacétate (4C) pour former du citrate (6C) — d'où l'autre nom du cycle : cycle de l'acide citrique.
S'ensuit une série de 8 réactions qui, étape par étape, oxydent les carbones issus de l'acétyl-CoA. À chaque oxydation, des électrons sont captés par des coenzymes (NAD⁺, FAD). En fin de cycle, l'oxaloacétate est régénéré, prêt à accueillir un nouvel acétyl-CoA. C'est ce qui en fait un cycle.
💡 Image : pense à un manège. L'oxaloacétate est le siège libre. L'acétyl-CoA est le passager qui monte. Pendant le tour, le passager est progressivement « déshabillé » de son énergie (électrons → coenzymes, carbones → CO₂). À la fin du tour, le siège est à nouveau libre pour le passager suivant.
Les carbones perdus en CO₂
Deux molécules de CO₂ sont libérées par tour de cycle, correspondant aux 2 carbones apportés par l'acétyl-CoA. Le citrate (6C) redevient donc oxaloacétate (4C).
📌 Subtilité biochimique : les deux CO₂ libérés lors du premier tour ne proviennent pas directement des carbones de l'acétyl-CoA qui vient d'entrer, mais de carbones de l'oxaloacétate. Les carbones de l'acétyl-CoA sont libérés lors des tours suivants. Cette nuance est rarement exigée en PASS, mais elle montre que le cycle est un vrai brassage moléculaire.
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