Métabolisme des acides aminés et de l`azote (2ème partie)

UE 3 – Biochimie clinique, Nutrition, Métabolisme
Dr Gonthier
Date : 15/09/2016
Promo : DCEM1
Plage horaire : 8H30 11H30
Enseignant : Dr M-P. Gonthier
Ronéistes :
ROBERT Anne
Métabolisme des acides aminés et de l’azote (2ème partie)
I) Introduction
II) Digestion des protéines alimentaires
III) Catabolisme des acides aminés (début de la ronéo)
1) Catabolisme de la fonction amine
2) Catabolisme du squelette carboné
3) Enzymes clés du métabolisme des AA
4) Echange inter-organe en situation de jeûne (couple glucose/alanine)
IV) Biosynthèse des acides aminés et dérivés
1) Biosynthèse des acides aminés non essentiels
2) Biosynthèse des dérivés d’acides amines
A.
B.
C.
D.
Synthèse de la porphyrine
Biosynthèse de la créatinine à partir de glycine et arginine
Biosynthèse du glutathion par condensation du glutamate, cystéine et glycine
Conversion des acides aminés en amines biologiques par décarboxylation –
synthèse de NO
V) Pathologies associées au métabolisme des acides aminés et de
l’azote
VI) Exploration du métabolisme azoté
-1-
III) Catabolisme des acides aminés
Les AA arrivent dans les cellules, qui ont des besoins énergétiques. Les acides aminés vont être catabolisés
afin de refournir de l’énergie sous forme d'ATP. Il existe différentes possibilités pour le catabolisme des
acides aminés, qui implique 2 parties importantes (puisqu’un acide aminé est un acide carboxylique αaminé).
De plus, au moment du catabolisme des acides aminés, il existe un grand danger pour l’organisme à cause de
la fonction amine. Il va donc y avoir un traitement spécial de la fonction amine et un traitement spécial pour
le reste de la chaine carbonée.
1) Catabolisme de la fonction amine
Selon la nature du squelette carboné, plusieurs devenirs en fonction des situations physiologiques :
• Lorsque l’on est loin de la situation postprandiale et que l’on a besoin de glucose, la néoglucogenèse
est sollicitée pour cataboliser les acides aminés en vue de former du glucose.
• Si la néoglucogenèse ne suffit plus, il y a formation de corps cétoniques via la cétogenèse.
• Il peut également y avoir la formation d’acides gras grâce à la lipogenèse par la voie du MalonylCoA.
• De plus, en situation où l’on a un besoin immédiat d’énergie il peut y avoir une oxydation directe,
une production d’énergie par le biais du cycle de Krebs et de la chaine respiratoire.
Zoom sur une liaison peptidique entre 2 acides aminés
L’AA1 est couplé au 2ème AA par une liaison peptidique qui peut être rompue par une peptidase. On peut
donc récupérer de l’AA1 ou 2, et chacun aura un devenir particulier concernant la chaîne carbonée en
fonction de la nature du radical, mais les 2 fonctions amines, elles, auront le même devenir.
Après séparation des 2 acides aminés par la peptidase, les 2 fonctions amines, éliminées car la cellule n’a
besoin que du squelette carboné pour générer de l’énergie, sont immédiatement prises en charge. Ces
dernières n’étant pas stables, elles donneront du NH3+ extrêmement toxique et représentent un danger
permanent pour les cellules.
En effet, l’ammoniac est un fort perturbateur du gradient de protons et des électrons de la chaîne respiratoire
ce qui est délétère car nuit au bon fonctionnement de l’ATP synthase.
-2-
Rappel : lors de la respiration cellulaire, le transport d’électrons génère un flux de protons qui seront
utilisés par l’ATP synthase. Si l’on ne neutralise pas l’ammoniac, NH₄⁺ sera un puissant découplant qui va
shunter la chaîne respiratoire en captant les protons, ce qui empêchera l’ATP synthase de fonctionner.
Les cellules finissent par mourir, pas forcément par toxicité de NH4+ mais surtout parce qu'elles sont en
manque d'ATP.
L'organisme, au cours de l'évolution a acquis la capacité de se débarrasser de cette fonction NH3 qui est
obligatoirement libérée lors du catabolisme via le cycle de l'urée.
è 95% du mode d'élimination de l'ammoniac.
ATTENTION QCM :
Le cycle de l’urée ou uréogénèse est un mécanisme strictement hépatique.
Il ne se fait pas au niveau des reins.
Le rein intervient uniquement dans l’élimination de l’urée.
Lorsque les tissus périphériques dégradent les AA, la fonction NH3 (pour sortir des tissus périphériques en
l'occurrence et remonter au foie pour générer ce cycle) va être prise en charge par le glutamate, générant de
la glutamine qui est le transporteur de l'ammoniac NH3 au niveau sanguin. Il est ensuite ramené au foie où
la glutamine va être débarrassée de NH3+ pour redevenir du glutamate.
En d'autres termes, la glutamine va prendre en charge ce NH3 pour l’envoyer au niveau de deux organes
clés :
Ø Le foie
La glutamine est à nouveau désaminée pour libérer du NH3 et du glutamate.
Le NH3 libéré est associé à une molécule de CO2 et à de l’ATP pour générer du carbomoyl-phosphate qui
va être condensé par l’ornithine (dérivé de l’arginine) pour former de la citrulline.
La citrulline va elle-même être condensée avec de l’aspartate fournie par le cycle de Krebs et donner de
l’arginosuccinate. Celui-ci est clivé par une lyase en fumarate qui réalimente le cycle de Krebs.
Finalement, l’arginine est désaminée par une arginase et donne la molécule d’urée éliminée dans les urines.
On a affaire à deux enzymes mithochondriales, le reste est cytosolique.
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Ø Les reins
La glutamine va également redonner du glutamate (qui repart dans la circulation) et du NH3, converti en
ammonium NH4+ qui lui même est converti en chlorure d'ammonium (Cl-NH4+) et sécrété. C'est ce qu'on
appelle l'ammoniogénèse rénale. (Mais toutes les cellules possédant du NH3 et des H+ sont capables de faire
de l'ammoniogénèse ! )
Remarque : les personnes qui sont en situation de régime hyper protéiné présentent au bout de quelques
années une insuffisance rénale dûe à un métabolisme extrêmement important du cycle de l'urée. Toutes ces
enzymes sont des enzymes Michaeliennes. S'il y a trop de substrat, elles sont ralenties. On finit par ne plus
assurer un cycle normal de l'urée et de l'ammoniogénèse ce qui explique l'altération de la fonction rénale.
De plusi, le cycle de Krebs est très altéré chez les personnes présentant des cirrhoses et chez les personnes
ayant subies une hépatite. C'est pour cela que les médecins demandent à ces patients de contrôler leur
apport en protéines pour éviter une arrivée massive d'AA.
Les AA, contrairement aux glucose et aux AG n'ont pas de " stock" en soi. Quand on consomme des AA, le
foie les utilise pour ses propres besoins, ensuite ces AA sont transmis aux autres tissus et c'est le muscle qui
est capable de garder un peu de protéines en plus. Mais il n'y a pas de stock mirobolant d'AA sauf si vous
êtes en situation de régime hyper protéiné et dans ce cas, une voie musculaire spécifique se met en place.
2) Catabolisme du squelette carboné
Alors en terme de devenir, le reste de la chaîne carbonée va subir différentes possibilités de dégradation
selon la nature de l'AA. Il va y avoir des voies communes et en l'occurrence, selon les groupes et le type, le
catabolisme de la chaine carbonée va aboutir sur une production de substrats intermédiaires associés au
cycle de Krebs :
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Ce cycle permet donc à la cellule de tirer profit pour générer de l'ATP en situation postprandiale. Quand on
va s'éloigner de la période post prandiale, on est en situation de jeûne et il faut absolument qu'il y ait de la
néoglucogénèse.
En venant alimenter ce cycle, les AA vont surtout générer une quantité importante d'oxaloacétate permettant
ainsi de remonter à la voie de synthèse du glucose et également du pyruvate.
Lorsque le jeûne se prolonge, il y a possibilité pour les AA de contribuer à la synthèse des corps cétoniques
via la production importante d'Acétyl CoA, qui va générer une quantité importante d'acétoacétate. Ce dernier
va générer du béta-hydroxybutyrate et de l'acétone (élimination pulmonaire).
Ces corps cétoniques vont alimenter le cerveau (entre autres) pour reproduire de l'acétyl-CoA et ainsi
alimenter son propre cycle de Krebs.
Souvent on oublie en biochimie que ces AA peuvent être aussi des composés qui ont un pouvoir lipogénique
puisque l'Acetyl-CoA est un substrat parfait pour la formation d'AG via le Malonyl-CoA.
L'idée ici c'est de ne pas retenir par coeur le cycle de Krebs mais connaîitre le devenir des AA globalement
dans les différentes situations physiologiques
3) Enzymes clés du métabolisme des acides aminés
D’un point de vue clinique, les 4 enzymes citées ci-dessous ne sont pas les seules mais font partie des plus
importantes, elles sont utilisées comme marqueurs.
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-
La glutamate déshydrogénase : désamination oxydative, génère de l'alpha-cétoglutarate pour
alimenter le cycle de Krebs qui est favorable pour la néoglucogénèse.
Elle charge le glutamate en ammoniac pour fabriquer de la glutamine. Cette enzyme de désamination
oxydative est importante car si elle n’existait pas, la glutamine ne serait pas fabriquée et ne pourrait
pas transférer l’ammoniac au niveau du foie.
La glutaminase : fait la réaction inverse. Lorsque la glutamine arrive au niveau du foie et des
reins, il faut qu’elle soit dégradée en glutamate et NH3.
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-
La glutamine synthétase : utilise le glutamate des tissus périphériques et du foie pour capter
-
l'ammoniac et générer la glutamine qui permet de le faire circuler au niveau sanguin pour la rapatrier
au niveau du foie où la réaction inverse (glutaminase) se produit. La glutamine se décharge en NH3
et le glutamate retourne dans la circulation (ou reste dans le foie si c'est au niveau du foie) pour
alimenter le cycle de l'urée.
Les transaminases : aspartate aminotransférase (ASAT) et alanine aminotransférase (ALAT) sont
2 transaminases qui sont dosées en laboratoire. Elles permettent la conversion d’aspartate et
d’alanine en 2 métabolites du cycle de Krebs : oxaloacétate et pyruvate capables de rentrer dans le
cycle de Krebs et de générer de l’énergie.
Les transaminases sont des marqueurs de la fonction hépatique.
Ce sont ces 4 enzymes qui sont étudiées pour suivre la fonction hépatique dans le catabolisme des AA.
Ces dernières peuvent être dosées au niveau plasmatique pour avoir une idée de la fonction hépatique et du
métabolisme des AA. Ce sont des biomarqueurs qui reflètent indirectement le bilan azoté. En effet, on va
doser dans les urines la créatinine et l’urée, se demander si les troubles sont rénaux ou hépatiques, et si l’on
pense qu’il s’agit d’une altération du métabolisme des acides aminés.
4) Echange inter-organe en situation de jeûne (couple glucose/alanine)
On a l'habitude de dire que l'alanine est un AA important en situation de carence énergétique. Par abus de
langage, on dit que tous les aa qui sont dégradés dans la fonte musculaire sont convertis en alanine. Ce
n'est pas une conversion directe mais une notion "d'interconversion de substrat."
Le métabolisme des AA repose également sur des échanges inter-organes en situation de jeûne. Le foie va
métaboliser de nombreuses molécules pour tout l’organisme, mais en situation de carence énergétique, le
foie a besoin de la coopération du muscle dans le métabolisme des AA via le couple alanine/glucose.
En effet, en situation de jeûne où l’on est en hypoglycémie et où il faut préserver le glucose pour les tissus
gluco-dépendants, les muscles squelettiques vont être sollicités dans le catabolisme des protéines cellulaires
en vue de générer des AA avec élimination du NH3, mais surtout du glutamate qui sera converti en αcétoglutarate. Cette dernière réaction se fait en parallèle avec la genèse de pyruvate à partir de glucose pour
former de l’alanine (métabolite intermédiaire). L’alanine va traverser la barrière plasmatique pour atterrir
dans la circulation afin d’être véhiculée au niveau foie. Ainsi, dans les hépatocytes, l’alanine pourra
redonner du pyruvate, de même que l’α-cétoglutarate pour le glutamate. À noter le rôle clé de l’ALAT dans
cette coopération entre les organes.
Remarque : le NH3 généré doit être pris en charge et éliminé, donc un individu en insuffisance rénale et en
-6jeûne prolongé est ainsi exposé à intoxication à l’ammoniaque…
IV) Biosynthèse des acides aminés et dérivés
La biosynthèse des AA va inclure aussi la synthèse de certaines molécules qui ne sont pas en soi des AA
mais qui vont utiliser certains AA particuliers comme la glycine pour générer d'autres molécules
extrêmement importantes : le glutathion, la créatine phosphate au niveau musculaire, le noyau hème ou la
sérotonine.
Problématique : comment régénérer des acides aminés à partir des éléments du cycle de Krebs ?
1) Biosynthèse des acides aminés non essentiels
Elle peut se faire :
Ø A partir d’intermédiaires métaboliques
Il s’agit des fameux composés du cycle de Krebs. En effet, les AA peuvent donner ces composés du
cycle, mais de manière réversible on pourra réobtenir des AA. Les métabolites du cycle de Krebs
peuvent régénérer des AA.
Pour les AA essentiels il faut un apport nutritionnel.
Tableau
de
la
reconversion
des
métabolites
du
cycle
de
Krebs
en
AA
(ronéo
2015)
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Tableau des différentes familles biosynthétiques issues du métabolisme énergétique et capables de donner
par néosynthèse des AA : l’α-cétoglutarate, le pyruvate qui redonne de l’alanine, le 3-phosphoglycérate (ou
glycéraldéhyde-3P grâce au auquel le glucose est coupé en 2 molécules à 3 atomes de carbones), et l’oxaloacétate.
Par contre, le PEP (phosphoénolpyruvate = composé de la glycolyse) est une molécule à part car capable
de régénérer de la tyrosine mais en collaboration avec l’érythrose 4-phosphate.
On a donc une resynthèse des AA non essentiels à partir de métabolites intermédiaires issus principalement
du métabolisme du glucose : notion d’inter-conversion des composés.
Ø Synthèse à partir d'acides aminés essentiels
Exemple de la synthèse de la tyrosine à partir de la phénylalanine via la phénylalanine hydroxylase (ce
qui permet de générer du fumarate cf. plus haut).
La tyrosine est fabriquée à partir de la phénylalanine par simple hydroxylation (la Tyr c’est la Phe
hydroxylée). Cette réaction se fait par une enzyme qui s’appelle la phénylalanine hydroxylase. La tyrosine
possède un cycle aromatique avec une fonction OH, et dérive directement de la synthèse de la
phénylalanine.
Il existe pour cette enzyme des déficits congénitaux (1 cas sur 15 000 naissances donc relativement
important). Ceci empêche l’organisme de fabriquer de la Tyrosine. La conséquence métabolique est une
accumulation de phénylalanine au niveau sanguin qui sera éliminée dans les urines (sa teneur peut
atteindre 1000 mg pour 100mL d’urine) : c’est une phénylcétonurie.
Cependant, la phénylalanine se révèle être très toxique pour le système nerveux central (traverse la BHE)
Chez les nouveau-nés en France le, dépistage est systématique et obligatoire (à J3) par le test de Guthrie du
déficit en Phénylalanine hydroxylase afin d’éviter la phenylcétonurie et ses complications (dont
neurotoxicité).
Dans un premier temps, on mesure la quantité au niveau plasmatique. Lorsque l'on est au dessus de la
valeur de référence, c'est là qu'on peaufine le résultat avec un dosage urinaire.
Si l’enzyme fait défaut, il n’existe pas de médicaments face à cette maladie et la seule approche est
préventive en adoptant un régime pauvre en phénylalanine (éviter certains fruits, légumes ou bonbons
gélifiés genre Haribo…). La carence en tyrosine ne sera pas significative puisque sa synthèse peut
emprunter d’autres voies.
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2) Biosynthèse des dérivés d'acides aminés
A. La synthèse des porphyrines
Rappel : l’hémoglobine est une hétéroprotéine faite de 4 chaînes de globine, et sur chacune d’entre elles
existe un groupement prosthétique (non protéique), l’hème, fait d’un noyau protoporphyrique. Ce dernier a
vocation de permettre la fixation du fer ferreux Fe2+ responsable du transport de dioxygène dans la
molécule d’hémoglobine.
Ce qui nous intéresse dans ce cours, c’est de savoir comment est fabriquée cette molécule.
Cette synthèse de protoporphyrine va nécessiter en premier lieu la présence de glycine. On voit ici une
interaction entre réactions mitochondriales et cytosoliques, mais la synthèse commence au niveau
mitochondrial.
La première étape sera la prise en charge de la glycine par l’ALA synthétase (amino lévulinique acide
synthétase) qui, en présence de succinyl-CoA (métabolite intermédiaire du cycle de Krebs), va catalyser une
réaction de condensation entre les deux substrats, générant ainsi le DALA (D-amino lévulinique acid). Le
DALA va subir ensuite une série de réactions pour générer le premier noyau protoporphyrine. Lui-même
sera ensuite capable, après une oxydation, de donner le noyau protoporphyrine mature (facteur IX) qui fixe
le fer ferreux, et c’est là que l’on obtient le groupement hème en question.
Le groupement hème qui vient du succinyl-coA et de la glycine va être associé aux chaînes de globine.
Chaque chaîne aura un groupement hème. On obtient une protéine tétramérique d’Hb opérationnelle qui fixe
le O2.
On comprend donc que les AA ne sont pas uniquement pourvoyeurs d’énergie. En effet, certains AA
simples vont contribuer à la synthèse de molécules extrêmement importantes (la glycine pour l’Hb). C’est
pour cela que la consommation de protéines est très importante pour un individu.
Retenez juste que glycine et succinyl-Coa aboutissent à la formation du noyau hème ou noyau
protoporphyrine constituant la molécule d'hémoglobine.
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Il existe des situations de porphyrie et c'est généralement associé à deux défauts :
-
En cas de défaut de fabrication de ces noyaux protoporphyrines, on posera le diagnostic de syndrome
de porphyrie. Il peut y avoir des déficits de premier grade alors asymptomatiques comme la
déficience en porphobilinogène désaminase. Cependant, il existe une importante influence
nutritionnelle (apport glycine) et environnementale (pollution perturbe le fonctionnement
mitochondrial) donc on ne connaît pas encore la cause de ce type de déficience. On observe dans ce
cas des douleurs abdominales et des dysfonctionnements neurologiques.
Le diagnostic est très compliqué. En revanche cette déficience est génétique, le médecin interroge et
généralement d'autres membres de la famille sont atteints des mêmes symptômes.
-
A côté de cela, l’accumulation anormale d’uroporphyrinogène de type III faisant chuter la production
d’Hb entraîne le syndrome du vampire (car besoin systématique de transfusion sanguine). Certaines
mutations génétiques pourraient expliquer que, l’enzyme faisant défaut, il y a accumulation de ce
métabolite ayant un impact en aval sur la production du noyau protoporphyrique.
B. Voie de biosynthèse de la créatinine à partir de la glycine et de l'arginine.
Au niveau du rein, il y a une condensation de la glycine et l’arginine par une ligase pour induire la
fabrication de métabolites intermédiaires qui seront rapatriés au foie. Là, il y aura une synthèse de créatine
en grande quantité, véhiculée au muscle. La créatine est donc issue de la condensation initiale de 2 simples
AA (Arginine et Glycine).
Puis, au niveau du muscle, la créatine kinase va phosphoryler la créatine pour générer de la créatine
phosphate qui est LA réserve énergétique du muscle. Cette créatine kinase est uniquement présente au
niveau musculaire, elle n’existe nulle part ailleurs.
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Quand on réalise un exercice musculaire qui nécessite beaucoup d’énergie, il est très simple de retirer le
pyrophosphate extrêmement énergétique de la créatine phosphate par cyclisation spontanée (Synthèse
d’ATP). C’est donc très rentable pour le muscle de puiser dans son stock de créatine phosphate. Le reste de
la molécule cyclisée (une fois que l’on a utilisé le pyrophosphate) va être éliminé sous forme de créatinine
dans l’urine.
Donc lorsqu’on mesure les niveaux de créatinine et de créatine plasmatiques et urinaires, on peut avoir une
idée du fonctionnement musculaire. En cas de fonte musculaire importante chez un individu, on va avoir une
élévation importante du niveau de créatinine. Donc un taux de créatinine anormalement élevé au niveau
plasmatique et urinaire, on peut suspecter des anomalies au niveau musculaire et aussi au niveau hépatique.
Question : pourquoi hépatique ? Parce que si l’on a une surproduction de créatine ou au contraire une
diminution de créatine, on aura une variation du niveau de créatinine.
Question : pourquoi parle-t-on de fonte musculaire ? En situation de fonte musculaire, les protéines sont
complètement dégradées en AA, et si la fonte musculaire continue, on va utiliser tout ce qui est possible en
tant que substrat énergétique. Ainsi, les muscles vont dégrader en grande quantité la créatine phosphate
pour générer du pyrophosphate. On aura donc une excrétion importante de créatinine.
C. Voie de biosynthèse du glutathion (tripeptide) par condensation de glutamate,
cystéine et glycine
Ce glutathion a une fonction SH thiol qui est très réductrice puisqu'au moment où nos cellules
fabriquent de l'ATP il y a une quantité importante d'électrons qui "fuient" la chaîne respiratoire
mitochondriale. Ces électrons vont interagir avec le dioxygène pour générer les radicaux libres,
des espèces réactives dérivant de l'oxygène notamment l'anion superoxyde O2° ou le peroxyde
d'hydrogène H2O2.
C’est un puissant agent anti-oxydant, il intervient au même titre que les défenses anti- oxydantes
d’origine enzymatique (glutathion peroxydase, catalase, superoxyde dismutase). C'est lui qui va
être oxydé pour éviter l'oxydation de cibles cellulaires (lipides, le cholestérol, l'ADN ...)
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En cas d’anémie hémolytique, quand le GR n’a plus assez de NADPH,H+, le glutathion est
utilisé en tant que donneur de protons.
Ceci montre que les AA n’ont pas uniquement un rôle énergétique ou un rôle protéinogène, ils
participent ici à la lutte contre le stress oxydatif (car glutathion = fusion de 3 AA).
D. Conversion des acides aminés en amines biologiques par décarboxylation et synthèse
de NO
50% du marché mondial des médicaments cible des enzymes. En l'occurrence, les situations de
schizophrénie sont traitées par différentes molécules qui sont des inhibiteurs d'enzymes qui
convertissent le tyrosine en dopamine.
La tyrosine pour rappel est aussi le précurseur de l'adrénaline et de la noradrénaline.
Les médicaments qui sont utilisés pour limiter les crises d'épilepsie sont des activateurs par
allostérie des enzymes qui convertissent le glutamate en GABA.
V) Maladies du métabolisme des acides aminés
Les désordres qui peuvent être associés au métabolisme des AA sont principalement des maladies
héréditaires liées à un déficit enzymatique :
-
déficit fonctionnel ou énergétique
-
accumulation de produits toxiques (ammoniac )
Ces maladies sont généralement associées à une dérégulation du catabolisme, de la synthèse ou de la
biodisponibilité de cofacteurs qui eux-mêmes servent à la synthèse des AA (ex : vitamines )
Ø Anomalies du catabolisme :
- Phénylcétonurie : déficit en phénylalanine hydroxylase
Or la phénylalanine hydroxylase génère de la tyrosine en hydroxylant la phénylalanine
èAccumulation de phénylalanine (toxique pour système nerveux)
èCarence en tyrosine et ses dérivés (ex : dopa)
Détection obligatoire de phénylcétonurie à la naissance car prévalence 1/15 000 naissances
- Leucinose : déficit de la déshydrogénase des acides alpha-cétoramifiés
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Ø Anomalies de synthèse :
- Déficit en glutamine synthase
- Déficit en enzyme de synthèse de la sérine
- Déficit en enzyme de synthèse de l’arginine et de la proline
Déficit arginine —> déficit NO —> vasoconstriction importante
Ø Anomalies de disponibilité des cofacteurs :
Anomalies associées à la chaîne de production des AA
- Déficit en biotine (vit B8), impliquée dans synthèse de Ala
- Déficit en cobalamine (vit B12), impliquée dans synthèse de Met
- Déficit en bioptérine, impliquée dans synthèse de Phe, Trp
Déficit Phénylalanine —> déficit Tyrosine (car Tyr dérive de Phe).
Rappel : La phénylalanine hydroxylase transforme Phe en Tyr.
Si on a une déficience de la production des AA, il faut penser à l'utilisation des micronutriments non
énergétiques que sont les vitamines (en particuliers B8 et B12)
VI) Exploration du métabolisme azoté
Voici les principaux types de dosage en biochimie clinique pour explorer le métabolisme azoté :
Ø
Bilan azoté par dosage de l’urée urinaire
Rappel : L’urée est fabriquée à partir de l’ammoniac (NH3), issue de la fonction amine de l’AA (NH2 se
sépare de R-COOH & devient aussitôt NH3). Le NH3 doit immédiatement être neutralisé pour éviter
l’hyperammoniémie.
Processus de dégradation :
a) Glutaminogénèse: NH3 + glutamate —> glutamine Glutamine transporte NH3 sanguin jusqu’au
foie et reins.
Foie et reins : glutamine —> glutamate + NH3
b) 20% NH3: couplage avec protons au niveau rénal —> NH4+ (ammonium): ammoniogénèse
c) 80% NH3: synthèse d’urée au niveau du foie: uréogenèse
L’urée est ensuite éliminée par la voie urinaire, et mesurée par ce bilan azoté.
ATTENTION :
Ne pas confondre le dosage de l’urée (métabolite azoté, dérivé du métabolisme des protéines) avec le
dosage de l’acide urique (métabolite de dégradation des bases puriques adénine, guanine, xanthine,
hypoxanthine) !
Ø
Ammoniémie plasmatique
Dans le cas où une personne arrive aux urgences dans un état de coma inexpliqué, le dosage NH3 est
obligatoire; soit au niveau du sang veineux ou artériel / capillaire ce qui permettra à l'urgentiste de pister
son diagnostic en fonction des valeurs de référence.
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Ø Dosage des acides aminés sanguins
La chromatographie liquide, type HPLC va servir à doser les AA sanguins. Par exemple lors des
situations de porphyrie où on va aller doser la glycine.
Ø Etude des acides organiques (issus de la 1ère étape de catabolisme des AA)
Spectrométrie de masse, études des métabolites qui alimentent le cycle de Krebs notamment. On
étudie les AA glucoformateurs qui donnent des composés comme le pyruvate ou l’oxaloacétate :
mesure de ces acides organiques (très sensible).
Ces techniques servent à approfondir le diagnostic.
Ø
Mesure de l’activité enzymatique de l’ALAT et de l’ASAT
(2 transaminases importantes du métabolisme des AA et marqueurs de la fonction hépatique)
Quand il y a une anomalie du métabolisme azoté, on peut suspecter une insuffisance rénale ou hépatique
(car le foie produit l’urée).
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