Catabolisme des acides gras

Catabolisme des acides gras:
Source d’énergie importante: ex: cœur, foie,
muscle
Mitochondrie: β oxydation →
Acétyl-CoA (CK ou corps cétoniques)
Triacylglycérols (= triglycérides): glycérol +
acides gras
Sources des triacylglycérols: alimentation,
stocks et synthèse
Mobilisation et transport des
triacylglycérols: insoluble dans H20!
1. TAG alimentaires
Remnants: foie:
oxydation
2. Mobilisation des stocks de
TAG des adipocytes
glucagon et à l’adrénaline
PKA phosphoryle la périlipine et
la lipase
3. Transport des acides gras dans la mitochondrie en 4 étapes:
1. AGL + CoA + ATP → acyl-CoA + AMP + PPi
acyl CoA synthase
2. acyl-CoA + carnitine → acyl-carnitine + CoA
carnitine acyltransferase I
3. Transporteur
4. Acylcarnitine + CoA → acyl-CoA + carnitine
carnitine acyltransferase II
Les 3 étapes de l’oxydation des
acyl-CoA dans la mitochondrie:
1. β Oxydation en acétyl-CoA (4)
2. Cycle de Krebs
3. Phosphorylation oxydative
βoxy-1 et 2:
A
C16: palmitoyl-CoA
C1: = O
C2: α
C3: β
(dernier C: ω)
Hydratase agit sur C═C en trans!
βoxy-3 et 4:
C14: myristoyl-CoA
1 cycle de β oxydation du palmitoyl-CoA:
Palmitoyl-CoA (C16) + CoA + FAD + NAD+ + H20 →
Myristoyl-CoA + acetyl-CoA + FADH2 + NADH + H+
7 cycles de β oxydation du palmitoyl-CoA:
Palmitoyl-CoA (C16) + 7CoA + 7FAD + 7NAD+ + 7H20 →
8 acetyl-CoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+
Acétyl-CoA: 3NADH + 3H+ + 1FADH2 + 1ATP
24NADH + 24H+ + 8FADH2 + 8ATP + 7FADH2 + 7NADH + 7H+
NADH: 2,5 ATP
FADH2: 1,5 ATP
Donc, 108 ATP produits par l’oxydation complète du palmitoyl-CoA (C16)
Oxydation + Krebs + Phosphorylation Oxydative du palmitoyl-CoA:
Palmitoyl-CoA (C16) + 23 O2 + 108Pi + 108ADP → CoA + 108ATP + 16CO2 + 23H2O
β oxydation des acides gras poly-insaturés:
Mono ou poly-insaturés
C═C en cis, alors que
l’hydratase agit sur C═C
en trans générée par
déhydrogénase
Ex: acide linoléique →
linoleoyl-CoA (C18)
1. Isomérase
β oxydation des acides gras poly-insaturés:
1. Réductase (NADPH +
H+)
2. Isomérase
C18: 9 acétyl-CoA
Myopathie atypique du cheval:
Myopathie aigüe, souvent fatale
Muscles squelettiques posturaux et respiratoires
↑ Enzymes CK, AST et LDH
+ Myoglobinurie
Hypothèse: hypoglycine A (disamares d’érable) → MCPA (mitochondrie)
→ bloc de l’acyl-CoA deshydrogenase mitochondriale et de la β
oxydation des acides gras → nécrose des fibres musculaires
Myopathie atypique du cheval:
Muscle
contrôle
Muscle de
myopathie
atypique
Nécrose des fibres musculaires
Accumulation d’acides gras
HiVernation: β oxydation des acides gras: énergie + chaleur + H20
Ruminants:
Production de propionate
(CH3-CH2-COO-) par les
bactéries du rumen →
propionyl-CoA dans le foie
3 carbones!
Oxydation: 3 réactions
supplémentaires
nécessitant biotine (1) et
Coenzyme B12 (3)!
Régulation du catabolisme des acides gras:
1. Effecteurs allostériques:
- Transport des acides gras dans la mitochondrie:
Carnitine acyltransférase I: inhibée par le Malonyl-CoA (-OOC-CH2-CO-SCoA), premier intermédiaire dans la synthèse des acides gras à partir de
l’acétyl-CoA
- Étapes 3 et 4 de la β oxydation dans la mitochondrie:
Déshydrogénase: inhibée si NADH/NAD+ est élevé
Thiolase: inhibée si [acétyl-CoA] est élevée
2. FT: Transcription de gènes en ARNm codant pour des enzymes:
PPARα (Peroxisome Proliferator–Activated Receptor α): carnitine acyltransférase I
et II, transporteur, déshydrogénase,..: en cas de jeûne
CREB (cAMP Response Element Binding protein): activé par le glucagon en cas de
jeûne
Régulation du catabolisme des acides gras dans le foie:
Repas riche en HC: oxydation des acides gras inhibée, synthèse des AG activée
(=lipogenèse hépatique)
Entre les repas: oxydation des acides gras activée, synthèse des AG inhibée
ACC: acétyl-CoA carboxylase
Peroxisomes:
AG à très longues chaîne (26C)
et branchés
Organelle cytoplasmique
Oxydation des acides gras en 4
étapes (cf mitochondrie)
FADH2 réduit directement l’O2,
générant de l’H2O2 et de la
chaleur
Catalase convertit l’H202 en H2O
et O2
Adrénoleucodystrophie:
Défaut génétique en transporteur Abcd1 d’acides gras à très
longues chaînes (AGTLC) dans le peroxisome
Xq28, garçons, 4-10 ans, 1/40.000 naissances mâles
Accumulation d’AGTLC → lésions cérébrales et de la glande
surrénale
RMN
ω oxydation:
Réticulum endoplasmique lisse foie + rein
Acides gras à 10-12C
3 étapes:
2 groupes carboxyliques
Activation par 2 CoA cytosoliques →
β oxydation mitochondrie
Corps cétoniques:
Foie: β oxydation des AG:
Acétyl-CoA → cycle de Krebs
Acétyl-CoA → corps cétoniques
Acétyl-CoA
→ Krebs
SCC-1 et 2:
Synthèse hépatique des CC:
Condensation de 2 acétyl-CoA puis
d’un 3ème
SCC-3 et 4
DCC-1, 2 et 3:
Conversion extrahépatique
des corps cétoniques en
acétyl-CoA → cycle de Krebs
Cœur, muscle, rein et cerveau
Surproduction de corps cétoniques par le foie:
Jeûne prolongé
Diabète non traité ou décompensé
Régime très pauvre en calories
→ Gluconéogénèse très active
→ utilisation des intermédiaires du CK
→ CK peu actif
↑ β oxydation des AG → ↑ acétyl-CoA
→ ↑ corps cétoniques
→ ↑ [H+] → ↓ pH sang (acidose)
→ ↑ [CC] sang et urine (cétose)
apport de glucose aux cellules:
faible ou nul