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La glycolyse est la décomposition du glucose en pyruvate, alors que la gluconéogenèse consiste à créer du glucose à partir de pyruvate, de lactate ou des intermédiaires du cycle de Krebs. Les deux processus sont des composants essentiels du métabolisme énergétique du corps humain. Bien qu'ils soient pratiquement le miroir l'un de l'autre, chacune de ces réactions présente plus de différences que de similitudes.
Composés initiaux et finaux
La glycolyse commence par le glucose et se termine par le pyruvate, tandis que la gluconéogenèse commence par le pyruvate et se termine par le glucose. À la suite de la dégradation du glucose, la glycolyse génère deux nouvelles molécules d’adénosine triphosphate (ATP) et deux nouvelles molécules de nicotinamide adénine dinucléotide (NADH). Cela rend l’énergie du glucose disponible pour l’utilisation cellulaire et permet au pyruvate d’aller dans les mitochondries pour entrer dans le cycle de Krebs, produisant plus d’énergie. Dans la gluconéogenèse, la cellule consomme de l'ATP pour régénérer le glucose du pyruvate, de sorte qu'il y a une perte nette d'énergie lors de l'exécution de ce processus. La glycolyse, en revanche, conduit à un gain d'énergie.
Emplacement
Une autre différence fondamentale entre la gluconéogenèse et la glycolyse est leur lieu d'implantation. Toutes les cellules du corps sont capables d'effectuer la glycolyse, première étape du métabolisme du glucose capturé par les transporteurs membranaires. La gluconéogenèse se produit principalement dans les cellules hépatiques et en moindre quantité dans les reins. Son objectif principal est généralement le métabolisme du pyruvate dérivé d'acides aminés désaminés plutôt que de la glycolyse. La glycolyse et la gluconéogenèse ne se produisent pas simultanément dans la même cellule; ce serait un gaspillage de ressources pour la cellule, car aucune énergie ne serait produite si le pyruvate était converti en permanence.
But
Précisément parce que la disponibilité en énergie augmente, la glycolyse augmente lorsque la cellule a besoin d'énergie et diminue en cas d'excès. Cela est dû aux mécanismes de rétroaction qui impliquent des enzymes régulatrices dans la glycolyse. La gluconéogenèse, en revanche, est généralement effectuée pour produire du glucose à exporter vers les autres cellules du corps. Les cellules hépatiques ne peuvent pas métaboliser le glucose issu de la gluconéogenèse.
Régulation hormonale
Enfin, la libération d'hormones pancréatiques en réponse à la prise de nourriture affecte la glycolyse et la gluconéogenèse différemment. L'insuline, que l'organisme libère en réponse aux hydrates de carbone et à certaines protéines, amène de nombreuses cellules de l'organisme à augmenter l'internalisation du glucose et la transmission des enzymes régulatrices impliquées dans la glycolyse. L'insuline diminue la gluconéogenèse dans le foie. Le glucagon, dont la libération est stimulée par les protéines et une glycémie basse, conduit à une augmentation de la gluconéogenèse et à une diminution de la glycolyse dans les cellules du foie.