Anabolisme

L'énergie requise pour les réactions anaboliques provient principalement de l'ATP, produit par le catabolisme, ainsi que de cofacteurs réducteurs comme le NADPH, qui fournit les électrons nécessaires à de nombreuses synthèses, notamment celles des lipides et des nucléotides. L'anabolisme est donc étroitement dépendant du catabolisme : l'un ne peut fonctionner sans l'autre. Il est particulièrement actif dans les périodes de croissance, de récupération après l'effort, ou après un repas, lorsque les nutriments sont abondants et que l'organisme peut se permettre de stocker ou de construire. 

Synthèse protéique.
L'un des exemples les plus emblématiques de l'anabolisme est la synthèse protéique. À partir des acides aminés issus de l'alimentation ou recyclés par la dégradation des protéines cellulaires, les ribosomes assemblent de longues chaînes polypeptidiques selon les instructions codées dans l'ADN, via l'ARN messager. Ce processus, appelé traduction, consomme beaucoup d'ATP et de GTP, et est rigoureusement contrôlé à plusieurs niveaux : transcription génique, stabilité de l'ARNm, activation des facteurs d'initiation, etc. Les protéines ainsi formées deviennent des enzymes, des hormones, des composants structuraux (comme l'actine ou la tubuline), des anticorps, ou des transporteurs membranaires - autant de molécules indispensables au fonctionnement de l'organisme. 

Glucogénogenèse.
Un autre pilier de l'anabolisme est la synthèse des glucides, notamment sous forme de glycogène, le polymère de stockage du glucose. Après un repas riche en glucides, la glycémie augmente, ce qui déclenche la sécrétion d'insuline par le pancréas. Cette hormone stimule la glycogénogenèse, principalement dans le foie et les muscles, où des molécules de glucose sont liées entre elles pour former de longues chaînes ramifiées de glycogène. Ce stock peut ensuite être mobilisé rapidement en cas de besoin énergétique, par un processus inverse appelé glycogénolyse. En plus du glycogène, certaines cellules synthétisent aussi des glucides complexes comme les glycoprotéines ou les glycolipides, essentiels à la reconnaissance cellulaire et à la communication intercellulaire. 

Lipogenèse.
La lipogenèse, ou synthèse des lipides, constitue une autre voie anabolique majeure. Lorsque l'apport énergétique dépasse les besoins immédiats, l'excès de glucose est converti en acides gras dans le foie et le tissu adipeux. Ce processus commence par la formation d'acétyl-CoA, qui est ensuite transformé en malonyl-CoA, puis allongé progressivement en chaînes d'acides gras grâce à un complexe enzymatique appelé synthase des acides gras, utilisant du NADPH comme réducteur. Ces acides gras sont ensuite estérifiés avec du glycérol pour former des triglycérides, stockés dans les adipocytes. Les lipides ne servent pas seulement de réserve énergétique : ils entrent aussi dans la composition des membranes cellulaires (phospholipides, cholestérol), des hormones stéroïdiennes (comme le cortisol ou les oestrogènes), et de molécules de signalisation. 

Synthèse des acides nucléiques.
L'anabolisme inclut également la synthèse des acides nucléiques - ADN et ARN - indispensable à la division cellulaire et à l'expression génique. Les nucléotides, unités de base de ces macromolécules, sont fabriqués à partir de précurseurs comme le ribose-5-phosphate (issu de la voie des pentoses phosphate), d'acides aminés (glutamine, aspartate, glycine), de CO2 et d'ions phosphate. La synthèse de l'ADN (réplication) ne se produit que lors de la phase S du cycle cellulaire, tandis que celle de l'ARN (transcription) est continue et régulée en fonction des besoins de la cellule. Ces processus sont extrêmement coûteux en énergie, mais vitaux pour la transmission de l'information génétique et la production des protéines. 

Glycogénéogenèse.
Certaines voies anaboliques permettent aussi de créer du glucose à partir de sources non glucidiques, comme lors de la gluconéogenèse. Bien que ce processus puisse sembler paradoxal — puisqu'il consomme de l'énergie pour fabriquer un carburant —, il est essentiel en période de jeûne prolongé ou d'activité intense, lorsque les réserves de glycogène sont épuisées. Le foie (et dans une moindre mesure les reins) synthétise alors du glucose à partir de lactate, de glycérol (issu des graisses) ou d'acides aminés glucogéniques (comme l'alanine), assurant ainsi un approvisionnement constant en glucose pour les tissus dépendants, notamment le cerveau et les globules rouges.