Chapitre 11 — Le métabolisme énergétique · Topic 3 : Le cycle de Krebs · Leçon 3.1
L’acétyl-CoA produit à partir du pyruvate entre maintenant dans la grande voie d’oxydation aérobie : le cycle de Krebs, aussi appelé cycle des acides tricarboxyliques. Avant d’en détailler les 8 étapes, posons l’essentiel : où il se déroule, ce qu’il oxyde, et ce qu’il rapporte.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- situer le cycle de Krebs dans le métabolisme (lieu, conditions) ;
- identifier son carburant (l’acétyl-CoA) ;
- citer ce qu’il produit (GTP, NADH, FADH₂).
🧭 Plan de la leçon
- Une voie aérobie mitochondriale
- L’acétyl-CoA, carburant du cycle
- Ce que produit le cycle
1. Une voie aérobie mitochondriale
Le cycle de Krebs est une voie aérobie, intra-mitochondriale, qui se déroule dans la matrice de la mitochondrie. L’oxygène est indispensable à son fonctionnement : c’est lui qui permet, au total, de fournir jusqu’à 38 ATP par glucose — contre 2 ATP seulement en glycolyse anaérobie (soit 19 fois moins).
2. L’acétyl-CoA, carburant du cycle
Le carburant qui « lance » chaque tour de cycle est l’acétyl-CoA. Il est apporté par le pyruvate (via la décarboxylation oxydative par la pyruvate déshydrogénase, leçon 2.1). Mais le cycle a en réalité deux rôles dans l’utilisation des sources de carbone :
- utiliser le pyruvate issu de la glycolyse pour produire de l’énergie ;
- utiliser l’acétyl-CoA provenant d’autres sources : acides gras (β-oxydation), acides aminés.
3. Ce que produit le cycle
En 8 étapes, le cycle réalise l’oxydation d’un acétyl-CoA en CO₂ + H₂O. Il fournit :
- de l’énergie directe sous forme de GTP (transformable ensuite en ATP) ;
- des coenzymes réduits : 3 NADH,H⁺ et 1 FADH₂, substrats de la chaîne respiratoire (l’ATP synthase).
Différence importante : le NADH,H⁺ est un coenzyme très mobile dans la mitochondrie. Le FADH₂, lui, est fixé au sein de la membrane (lié à son enzyme) : il est donc peu mobile. Cette différence aura des conséquences sur leur rendement dans la chaîne respiratoire.
Le cycle porte le nom d’Hans Krebs, qui l’élucida en 1937. Il reçut le prix Nobel de médecine 1953 « pour sa découverte du cycle de l’acide citrique » — la même année que Fritz Lipmann (le coenzyme A). Le cycle est aussi appelé cycle de l’acide citrique ou cycle des acides tricarboxyliques (TCA).
Le cycle de Krebs (cycle des acides tricarboxyliques) = voie aérobie, dans la matrice mitochondriale, en 8 étapes. Carburant : l’acétyl-CoA (du pyruvate, mais aussi des acides gras et aminés). Oxyde 1 acétyl-CoA en CO₂ + H₂O, et produit 1 GTP, 3 NADH,H⁺ et 1 FADH₂ (au total ~38 ATP/glucose avec la chaîne respiratoire).
🧠 À retenir absolument
- Voie aérobie, intra-mitochondriale (matrice) ; l’O₂ est indispensable.
- Permet ~38 ATP/glucose (vs 2 ATP en glycolyse anaérobie).
- Carburant : l’acétyl-CoA (pyruvate, acides gras, acides aminés).
- 8 étapes ; oxydation d’1 acétyl-CoA en CO₂ + H₂O.
- Produit par tour : 1 GTP, 3 NADH,H⁺, 1 FADH₂.
- NADH,H⁺ mobile ; FADH₂ fixé à la membrane (peu mobile).
❓ Questions fréquentes
Où se déroule le cycle de Krebs ?
Dans la matrice de la mitochondrie. C’est une voie aérobie : l’oxygène est indispensable à son fonctionnement (via la chaîne respiratoire qui réoxyde les coenzymes).
Quel est le carburant du cycle de Krebs ?
L’acétyl-CoA. Il provient surtout du pyruvate (glycolyse), mais aussi de la dégradation des acides gras (β-oxydation) et de certains acides aminés.
Que produit un tour de cycle ?
Par acétyl-CoA oxydé : 1 GTP (énergie directe), 3 NADH,H⁺ et 1 FADH₂ (coenzymes réduits qui alimentent la chaîne respiratoire), ainsi que du CO₂.
Pourquoi distingue-t-on NADH et FADH₂ ?
Le NADH,H⁺ est mobile dans la mitochondrie, tandis que le FADH₂ est fixé à son enzyme dans la membrane. Cette différence influence leur rendement énergétique dans la chaîne respiratoire.
🚀 Pour aller plus loin
Entrons dans le détail : les quatre premières étapes, du citrate au succinyl-CoA.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.