Les principaux substrats énergétiques du foie sont les acides gras . Le galactose, principalement obtenu à partir de lait, est converti en glucose-1-phosphate dans le foie, lequel est à son tour isomérisé en glucose-6-phosphate. Le fructose se convertit en fructose-1-phosphate et pénètre ensuite dans la voie glycolytique au niveau du phosphate de triose.

Les deux sucres peuvent également produire des dérivés acides ou amino utilisés dans la formation de glycoprotéines.

Le foie peut également métaboliser des sucres ou des dérivés du sucre, même différents de ceux mentionnés (par exemple: le sorbitol). Le foie forme des graisses à partir du glucose post-prandial; il ne les stocke pas mais les envoie au tissu adipeux à cet effet ou à d'autres tissus à des fins énergétiques.

D'un point de vue nutritionnel, les sucres mettent en évidence un aspect important de la situation hépatique postprandiale: ils, absorbés par la digestion des glucides, sont essentiellement transformés en composés de réserve d'énergie, de glycogène et de triglycérides, qui peuvent être utilisés en périodes interdigestives.

Cela empêche également une augmentation du taux de sucre dans le sang. Les tissus utilisent du glucose (après absorption de glucides ).

Pour certains, le tissu adipeux (ou musculaire) est l’un des combustibles par excellence. La consommation de glucose par les tissus périphériques entraîne une diminution progressive de la glycémie dans la période postprandiale.

En conséquence, le métabolisme hépatique s’adapte pour envoyer du glucose dans la circulation. Dans ce contexte, la situation du système nerveux est particulièrement pertinente compte tenu de son importance pour le fonctionnement de l'organisme et de sa dépendance exclusive au glucose (sauf en cas de jeûne prolongé) en tant que source d'énergie cellulaire.

L'apport de glucose par le foie est obtenu principalement par la dégradation du glycogène ( glycogénolyse ) produisant du glucose-6-phosphate.

Lorsqu'un régime nutritionnel présente une carence en glucose, le corps humain peut le synthétiser à partir de molécules non glucidiques et d'acides aminés.

Dans le foie, les voies métaboliques des glucides sont réalisées, le foie convient aux fonctions suivantes:

1. Stockez le surplus de glucose sous forme de glycogène, afin de fournir du glucose au reste des tissus pendant les périodes interdigestives.
2. Métaboliser le fructose et le galactose: pour les convertir en dérivés du glucose ou en intermédiaires de la glycolyse.
3. Synthétisez les dérivés du glucose pour des fonctions spécifiques.
4. Convertissez une partie du glucose en triglycérides pour les envoyer à d'autres tissus sous forme de lipoprotéines.
5. Synthétisez le glucose à partir de substrats non glucidiques (phénomène de gluconéogenèse) en situation de jeûne.
6. Synthétiser les acides aminés à partir d'intermédiaires glycolytiques et du cycle de Krebs.

En raison de l'absorption intestinale, le glucose, le fructose et le galactose atteignent le foie. Le glucose pénètre dans les cellules hépatiques grâce à l’existence de supports ad hoc. Il est phosphorylé par la glucokinase, une enzyme à KM élevé, inductible par le substrat et l’insuline. Même les "transporteurs" GLUT2 présentent une faible affinité pour le glucose. De cette façon, ce sucre n'est métabolisé dans le foie que lorsqu'il est en quantité suffisante.

Ou bien il traverse les sinusoïdes hépatiques sans être métabolisé et se termine directement dans la circulation systémique par la veine sus-hépatique pour être utilisé par les autres tissus. Le galactose et le fructose sont phosphorylés dans le foie par des kinases spécifiques à faible KM, qui assurent leur métabolisation dans cet organe, en ne passant dans la circulation systémique qu'en cas d'excès. Le glycogène hépatique est la réserve de glucose qui peut être libérée dans le sang pendant les périodes interdigestives.

La quantité de glycogène pouvant être stockée dans le foie est variable et ne dépasse pas 200 g. Alors que dans la plupart des tissus, la glycolyse métabolise le glucose à des fins énergétiques, dans le foie (et dans le tissu adipeux), la voie glycolytique fonctionne principalement pour: la synthèse des triglycérides (lipogenèse). De cette manière, le foie canalise l'excès de glucose absorbé qui ne peut pas être stocké.

Les triglycérides peuvent être complètement formés à partir de glucose: les acides gras sont obtenus à partir d'acétyl-CoA, tandis que le phosphate de glycérol est obtenu à partir de phosphates trioses. Les deux phosphate de triose tels que l'acétyl-CoA sont des produits de la voie glycolytique.

Dulcis in fundo, le pouvoir réducteur nécessaire à la synthèse des acides gras est obtenu par le fonctionnement de la voie pentose.

La lipogenèse hépatique est aussi importante que celle produite dans le tissu adipeux.

La principale différence entre les deux tissus réside dans le fait que les triglycérides hépatiques sont distribués dans le reste des tissus, tandis que les triglycérides du tissu adipeux sont stockés dans les adipocytes.

Ce composé peut être utilisé pour la biosynthèse de polysaccharides (mucopolysaccharides, héparine, etc.), mais il est important pour les processus de détoxification hépatique, dans lesquels des substances endogènes (hormones, bilirubine) ou exogènes (médicaments, poisons) se conjuguent au résidu glucurique de 'UDP-glucuronate, forme des glucuronides non toxiques et hydrosolubles qui sont ensuite éliminés dans l'urine.

La voie du phosphate pentose doit fonctionner de manière significative dans les tissus à lipogenèse intense (foie et tissus adipeux), ainsi que dans ceux à forte prolifération, tels que la muqueuse intestinale.

Le glucose peut produire d'autres sucres et dérivés (glucosamine, N-acétylglucosamine, etc.) avec la cible finale des glycoprotéines membranaires.

Certains intermédiaires de la voie glycolytique peuvent être utilisés pour la synthèse d’acides aminés non essentiels. Par exemple, la sérine est formée à partir de phosphoglycérate-3 et d'alanine à partir de pyruvate.

La capacité de réserve en glycogène est limitée et, par conséquent, dans des conditions interdigestives prolongées, le glucose doit être formé à partir d'autres substances non glucidiques (gluconéogenèse). Le foie peut synthétiser du glucose à partir de glycérol (obtenu à partir de tissu adipeux après hydrolyse des triglycérides), de lactate (issu du métabolisme musculaire et des érythrocytes) et de certains acides aminés, notamment l'alanine (issue de la masse musculaire).

Le métabolisme du glucose dans les tissus périphériques présente les nuances spécifiques suivantes.

A - Tissu adipeux : dans le tissu adipeux, le glucose traverse la membrane grâce à un mécanisme de transport (transporteur GLUT4) de haute affinité et stimulé par l'insuline; c'est pourquoi ce tissu consomme du glucose, en particulier dans la situation post-prandiale, c'est-à-dire lorsqu'il existe des niveaux adéquats d'hormone.

Comme dans les autres tissus périphériques, l'enzyme de phosphorylation est l'hexokinase extrêmement spécifique à faible KM, ce qui facilite la métabolisation complète du glucose dans la plage de ses concentrations physiologiques.

Le principal destin du glucose dans les adipocytes est la transformation en triglycérides avec une voie métabolique similaire à celle du foie. Ce destin est quantitativement plus important que la production d'énergie.

B - Muscle squelettique : dans le muscle squelettique, le glucose traverse la membrane grâce à un mécanisme de transport similaire à celui du tissu adipeux (transporteur GLUT4) stimulé par l'insuline et phosphorylé par une hexokinase.

Il y a synthèse de glycogène, pas de lipogenèse. Le glycogène musculaire a des fonctions de réserve telles que la fonction hépatique; dans ce cas cependant, le glucose provenant de cette "réserve" n'est utilisable que par les cellules musculaires.

Cela est dû au glucose-6-phosphate qui est le produit de la glycogénolyse, car dans le foie, les cellules musculaires sont déficientes en glucose-6-phosphatase et ne peuvent donc pas libérer de glucose dans le sang. La dégradation du glucose-6-phosphate dans la voie glycolytique peut survenir dans des conditions aérobies ou anaérobies, en fonction de l' intensité de l'activité musculaire .

Lorsque des exercices très intenses sont effectués, le besoin en oxygène pour oxyder les glucides est élevé et le débit sanguin peut ne pas être suffisant pour transporter la quantité requise d'oxygène.

Dans cette situation, la voie anaérobie fonctionne, produit du lactate qui passe dans la circulation, il peut ensuite être converti en glucose par gluconéogenèse dans le foie ou les reins ou oxydé (notamment dans le foie et le muscle cardiaque) en fonction des conditions physiologiques de l'individu. .