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Biochimie du foie

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Biochimie des
Grandes Fonctions
Hépatiques
Dr. Claude Bendavid
Plan
I-
Les Grandes Fonctions du Foie
1.
2.
3.
II-
Fonction Biliaire
Fonctions de synthèse et homéostasie
Fonctions d’épuration et détoxification
Les Marqueurs Hépatiques
III- Les Syndromes Hépatiques
I- 1. Fonction Biliaire
•
Pigments biliaires
(Bilirubine)
•
Sels biliaires
(issus du Cholestérol)
• Déchets
(cf xénobiotiques)
Excrétion de bile
dans l’intestin
(0.7 L / jour)
Sécrétions Biliaires
• Suc digestif et Voie
d’excrétion de déchets
• Stockage avec
concentration dans la
vésicule biliaire
• Composition complexe : peptides, protéines,
• Excrétion rapide lors du repas
cholestérol, pigments biliaires, sels biliaires
et xénobiotiques
Sels Biliaires
Cycle entéro-hépatique des Acides
Biliaires
Bilirubine
Catabolisme
Hb
90 %
Hème
Globine
Autres hémoprotéines
(Myoglobine, Cytochromes P450,
catalases)
10 %
Bilirubine
SRE
Plasma
Bilirubine Libre
= Non Conjuguée = Indirecte
Insoluble, liée à l’albumine
Foie (Hépatocyte)
Captation
Conjugaison
Bilirubine Conjuguée
= Directe
Soluble
Excrétion
Intestin
Urobilinogènes
Urobilinogènes
(incolores)
Stercobilinogènes
(incolores)
Stercobiline
(brune)
Selles
Urines
Urobiline
(jaune)
Rein
I- 2. Fonctions métaboliques
(Synthèse - Homéostasie)
• Métabolisme glucidique ( Maintien de la glycémie)
- Formation de Glycogène, Glycogénolyse
- Néoglucogénèse
• Métabolisme lipidique
- Synthèse des AG, TG, PL
- Synthèse de cholestérol
- Formation de lipoprotéines
• Métabolisme protéique
- Synthèse de l’albumine
- Synthèse des a1, a2, b et g-globulines (sauf Immunoglobulines)
- Synthèse des facteurs de coagulation
• Métabolisme des acides aminés
- Transamination et désamination oxydative (ALAT et ASAT)
• Métabolisme vitaminique (stockage)
• Métabolisme du fer
I- 3. Fonctions d’épuration détoxification
• Uréogénèse
 Détoxification du NH3
• Métabolisation des xénobiotiques :
(Médicaments, toxiques, polluants…)
 Réactions de fonctionnalisation et de conjugaison
(Cytochromes P450)
• Activité phagocytaire des cellules de Küpffer
Cycle de l’urée (Ornithine)
CPS1
OTC
ArginoSuccinate
Synthase
Arginase
Urines
Argino
Succinate
Lyase
Métabolisation des xénobiotiques
• Substances étrangères de faible PM
– Naturelles ou artificielles (aliments, médicaments)
• Exposition inévitable :
– Métabolisation (sont hydrophobes ou réactives
chimiquement…toxiques), neutralisation puis
élimination
– EMTX : Enzymes du Métabolisme et Transport des
Xénobiotiques (expression variable)
• Phase 1 : Oxydo-réduction et hydrolyse
• Phase 2 : Conjugaison (réactions de transfert)
• Phase 3 : Transport des dérivés conjugués
– Variations :Physiopathologique, environnementale,
génétique
Plan
III-
Les Grandes Fonctions du Foie
Les Marqueurs Hépatiques
Bilirubines
Transaminases
Gamma GT
PAL
LDH et 5’Nucléotidase
Protéine et facteurs de coagulation
Ammoniémie
CDT
III- Les Syndromes Hépatiques
II- Les Marqueurs Hépatiques
Exploration Biochimique du Foie
Marqueurs Hépatiques
Diagnostic des Syndromes de la Pathologie
Hépatobiliaire
Ictère
Cholestase
IHC
Inflammation
Cytolyse
Les Marqueurs Hépatiques
Non Enzymatiques
-
Bilirubines
Albumine
CDT
Ammoniémie
Glycémie
Cholestérol
Enzymatiques
- Transaminases
- ALAT et ASAT
- g GT
- PAL
- LDH
- 5’Nu
- TP, F V
II- 1. Bilirubine
B- Méthodes analytiques de dosage
•
•
Prélèvement : Sérum ou plasma après recueil sur héparinate de lithium
Dosage par colorimétrie après diazotation
Bilirubine Directe + diazo + H+
(conjuguée)
azobilirubine (bleue)
560 nm
Mesure de l’absorbance
520 nm
Bilirubine Totale + diazo + H+
(libre + conjuguée)
azobilirubine (bleue)
caféine, benzoate,
acétate (solubilisants)
Bilirubine Indirecte = Bilirubine Totale – Bilirubine Directe
(libre)
II- 1. Bilirubine
C- Valeurs normales
•
A l’état physiologique, seule la bilirubine libre est retrouvée dans le sang.
N < 17 µmoles / L (< 10 mg / L)
• En absence d’obstacle post-hépatique, il n’existe pas de bilirubine
conjuguée dans le plasma
D- Variations pathologiques
•
Son augmentation pathologique (hyperbilirubinémie) conduit à une
coloration de la peau et des muqueuses, l’ictère.
• En cas de surproduction ou défaut de conjugaison, on observe une  de
la bilirubine libre.
• En cas de lésion hépatocytaire ou d’obstacle à l’écoulement biliaire, la
bilirubine conjuguée reflue dans le plasma.
II- 2. Transaminases
A- ALAT
ALanine Amino Transférase (= TGP)
FOIE, Cœur , rein
•
Localisation tissulaire :
•
•
Localisation cellulaire :
Cytoplasmique, mitochondriale
Acide oxalo-acétique + Ala
Activité biologique : Glu + Acide pyruvique
•
Variations physiologiques :
7 à 50 UI/L
 chez le Nné, normalisation en 6 mois
>
•
Variations pathologiques :
= Marqueur le + discriminant de la cytolyse
hépatique (ALAT > ASAT)
ALAT
II- 2. Transaminases
B- ASAT
ASpartate Amino Transférase (= TGO)
CŒUR, Foie, rein, muscle
•
Localisation tissulaire :
•
•
Localisation cellulaire :
Cytoplasmique
Activité biologique : Glu + Acide oxalo-acétique
•
Variations physiologiques :
7 à 50 UI/L
>
•
Variations pathologiques :
 Affections cardiaques (Infarctus du myocarde)
 Affections hépatiques (ALAT > ASAT
ASAT
Acide a-cétoglutarique + Asp
sauf Hépatite éthylique ASAT>ALAT)
 Embolies pulmonaires, Infarctus rénaux
II- 2. Transaminases
C- Détermination de l’activité des transaminases
• Prélèvement : Tube sec ou hépariné.  Hémolyse
• Réaction principale + réaction auxiliaire indicatrice couplée aux
coenzymes nicotiniques
• Mesure de la disparition du NADH à 340 nm par spectroscopie UV
Aspartate + a Cétoglutarate
ASAT
Oxalo-acétate + Glutamate
NADH + H+
Malate deshydrogénase
NAD+
Alanine + a Cétoglutarate
ALAT
NADH + H+
NAD+
Malate
Pyruvate + Glutamate
Lactate deshydrogénase
Lactate
II- 3. Lactate Deshydrogénase
LDH
→ Localisation tissulaire :
→ Localisation cellulaire :
→ Activité biologique :
Cœur, Muscle, Foie, Rein, GR
Cytoplasmique
Acide pyruvique + NADH + H+
LDH
Acide lactique + NAD+
→ Variations physiologiques :
210 à 420 UI/L
→ Variations pathologiques :
= Enzyme de cytolyse, peu spécifique
 Affections hépatiques
 Affections cardiaques (Infarctus du myocarde)
 Anémies hémolytiques
II- 3. LDH
•
Mesure de l’activité enzymatique des LDH :
- Prélèvement : tube sec ou hépariné, non hémolysé
- Pyruvate + NADH + H+
LDH
Lactate + NAD+
 Mesure de la  absorbance à 340 nm (disparition du coenz.
réduit) par spectoscopie UV.
II- 4. Gamma-Glutamyl Transférase
g-GT
•
Localisation tissulaire :
FOIE, Rein, pancréas, prostate
•
Localisation cellulaire :
Membranaire  Marqueur très sensible mais
peu spécifique,  peu représentative de la lésion hépatique
•
Activité biologique :
g-Glutamyl-peptide + aa
g-Glutamyl-aa + Peptide
g-GT
•
Variations physiologiques :
7 à 50 UI/L
> N chez 1 à 2 % de la population
•
Variations pathologiques :
 Toutes affections hépatiques
 Ethylisme, normalisation rapide après sevrage
 Affections pancréatiques
 Induction enzymatique (Medts : antiépileptiques…)
 Intoxication médicamenteuse (anticoagulants,
neuroleptiques…)
II- 4. g-GT
•
Détermination de l’activité enzymatique (dosage) :
- Prélèvement : Tube sec ou hépariné
- Méthode colorimétrique :
g-GT
Glutamyl-4-nitranilide + Glycylglycine
Glu-Glycylglycine + 4-nitraniline
Vitesse de formation de la 4-nitraniline (jaune) proportionnelle à l’activité de la
g-GT
 Mesure de l’ d’absorbance à 405 nm
II- 5. Phosphatases Alcalines
PAL
•
Localisation tissulaire :
FOIE, OS (zones de croissance), Rein,
Muqueuse intestinale, Leucocytes,
PAL Placentaire
•
•
Localisation cellulaire :
Activité biologique :
Membranaire (Canaux biliaires)
Hydrolyse des fonctions phosphodiesters et
libération d’acide phosphorique
•
Variations physiologiques :
100 à 290 UI/L chez l’adulte
180 à 1200 UI/L chez l’enfant en période de
croissance
 au 3ème trimestre de Grossesse
 Remaniement osseux (vieillissement)
•
Variations pathologiques :
Marqueur de choix de la cholestase
 Affections osseuses (Maladie de Paget, Tumeurs
osseuses, Ostéomalacie, Rachitisme…)
II- 5. PAL
→ Détermination de l’activité enzymatique des PAL :
- Prélèvement : Tube sec ou hépariné
- Méthode colorimétrique :
ParaNitroPhénylPhosphate + H2O
PNPP
PAL
ParaNitroPhénol + Phosphate
PNP (jaune)
 Mesure de la vitesse d’ d’absorbance à 405 nm
II- 6. 5’ Nucléotidase
5’-Nu
•
•
Localisation tissulaire :
Localisation cellulaire :
FOIE
Membranaire (Parois des canalicules biliaires +++)
•
Activité biologique :
Hydrolyse des nucléosides 5’-phosphate en
adénoside et en phosphate
•
Variations physiologiques :
< 9 UI/L
•
Variations pathologiques :
 Spécifique de la pathologie hépatobiliaire
 Cholestase intra ou extra- hépatique
= Marqueur Sensible et Spécifique
II- 6. 5’-Nucléotidase
•
Détermination de l’activité enzymatique :
- Prélèvement : Tube sec ou hépariné
- Cascade de réactions auxiliaires  production d’ H2O2 réduit en
eau par une péroxydase avec oxydation d’un chromogène incolore
en composé coloré.
 Mesure de l’ d’absorbance à 500 nm par spectroscopie
II- 7. Ammoniémie
•
L’ammoniac issu de la désamination des aa et des composés aminés est
détoxifié grâce à l’uréogénèse hépatique
•
Insuffisance d’épuration hépatique du NH3  Hyperammoniémie
•
En cas d’atteinte du cerveau par NH3  troubles neurologiques
= Encéphalopathie hépatique
•
Méthode de dosage :
NH3 + NADH + H+
- Colorimétrique : Réaction de Berthelot
- Dosage enzymatique :
NAD+ + Glutamate
Glutamate Deshydrogénase
 Mesure de la  d’absorbance à 340 nm par spectroscopie UV
(disparition du NADH + H+)
II- 7. Ammoniémie
•
Prélèvement :
- Plasma veineux hépariné ou EDTA
- Non hémolysé (les GR contiennent du NH3)
- Conservé dans la glace et traité sans délai
•
Variations physiologiques :
< 45 µmol/L
 chez Nné (immaturité hépatique)
•
Variations pathologiques :
- IHC sévère (Foie = seul organe a
pouvoir éliminer le NH3)
- Shunt porto-cave
- Acidose
- Déficit congénital en OTC
Déficit congénital en OTC
Déficit
en
OTC
CPS1
ArginoSuccinate
Synthase
Accumulation
de NH3
Arginase
Urines
Argino
Succinate
Lyase
II- 8. Protéines sériques
•
Albumine
- Synthétisée uniquement par le foie
-  modérée dans maladie hépatique aiguë (1/2 vie longue : 20 j)
-  dans maladie hépatique chronique grave, indicateur sévérité
IHC
- mais non spécifique des maladies du foie
- Préalbumine = marqueur + sensible car ½ vie + courte
- Dosage par immunonéphélémétrie
•
Electrophorèse des protéines sériques
- Profil électrophorétique avec  fraction albumine
- Bloc b-g dans la cirrhose éthylique ( Ig A)
II- 8. Protéines sériques :
Bloc β-γ et hypoalbuminémie
II- 9. Taux de Prothrombine (TP) Facteur V
•
TP = taux de Prothrombine
- F I (Fibrinogène)
- F II (Prothrombine)
Test de coagulation qui apprécie
- F V (Pro-accélérine) Synthétisés
par le foie
- F VII (Proconvertine)
- F X (Stuart)
•  TP
- IHC par défaut de synthèse de tous les facteurs
- Cholestase par défaut d’absorption de la vit. K
(liposoluble) défaut de tous les facteurs sauf le FV
•
Facteur V : Synthèse indépendante de la vitamine K
IHC
Cholestase
TP
FV



N
II- 10. CDT
Carbohydrate Deficient Transferrin =
Transferrine désialylée
• Transferrine = Glycoprotéine synthétisée par le foie,
comportant des résidus d’acide sialique greffés par des
sialyltransférases (jusqu’à 8 résidus par protéine)
• Au niveau hépatique : l’alcool agit par
 activité des sialyltransférases
 activité de sialidases
D’où au final 
Désialylation de la transferrine
II- 10. CDT
•
6 isoformes en fonction du taux de sialylation
A-sialotransferrine
Mono-sialotransferrine
CDT
%
Individu sain
%
Alcoolisme
<1%



<1%
Di-sialotransferrine
1,5 %
Tri-sialotransferrine
10 %
Tetra-sialotransferrine
80 %
Penta-sialotransferrine
10 %
II- 10. CDT
•
•
Méthode de dosage :
- Prélèvement = Sérum (Tube sec)
- Séparation des isoformes de CDT selon leur pHi par chromatographie
(colonne échangeuse d’ions) ou électrophorèse
- Dosage des isoformes désialylées séparées et éluées
- Dosage de la transferrine totale parallélement
- Détermination du % CDT : CDT / Transferrine totale
Intérêt clinique :
- Dépistage éthylisme chronique
- Suivi du sevrage (rechute)
- Excellente spécificité, marqueur de 2nde intention après g-GT / VGM (le
volume moyen des globules rouges)
• CDT / Transferrine totale doit rester < 7 %
Marqueurs Métaboliques Hépatiques :
Tableau récapitulatif
Enzymatiques
Non
Enzymatique
s
Bilirubine
Totale
< 17 µmol/L
Bilirubine
Conjuguée
0 – 5 µmol/L
Ammonium
7 – 45 µmol/L
Albumine
CDT
35 – 50 g/L
0 – 2,6 %
(< 7 %)


ALAT
7 – 60
UI/L
7 – 40
UI/L
ASAT
7 – 50
UI/L
7 – 40
UI/L
PAL
100 – 290 UI/L
g-GT
7 – 50 UI/L
LDH
210 – 420 UI/L
5’-Nu
< 9 UI/L
TP
75 – 100 %
Enfants
180 –
1200 UI/L
Foie et Fibrose
• Souffrance aigue ou chronique
 Fibrose réactionnelle (pré-cirrhose)
• Diagnostic Histologique (geste difficile de
la biopsie)
• Intérêt de marqueurs biologiques de la
fibrose
• Fibro-test
• Association à des mesures physiques et à
l’imagerie
Marqueurs Tumoraux
• Liés à une tumeur primaire du foie
– Alpha Foeto-Protéine dans les carcinomes
Hépatocellulaires
• Liés à une tumeur ayant métastasé au foie
– ACE (Antigène Carcino-Embryonnaire) pour
un cancer colo-rectal
Plan
I-
Les Grandes Fonctions du Foie
II-
Les Marqueurs Hépatiques
III- Les Syndromes Hépatiques
III- 1. L’ictère
•
Coloration jaune des téguments, csq d’une  de la bilirubine sérique
A- Ictère à bilirubine non conjuguée (= libre, = indirecte)
•
Mécanismes :
- Production accrue de bilirubine liée à une hémolyse
 Saturation de la conjugaison
- Déficit en Glucuronyl-transférase
 Défaut de conjugaison
 Ictère du Nné (immaturité enzymatique)
 Déficits congénitaux : Maladie de Gilbert
Maladie de Crigler-Najjar (I, II)
III- 1. L’ictère
•
•
Clinique : Ictère
+
Hémolyse
Défaut de
conjugaison
Urines
Foncées
Claires
Selles
Foncées
Décolorées
Haptoglobine

N
Réticulocytes

N
Biologie :
III- 1. L’ictère
B- Ictère à bilirubine conjuguée (= directe)
•
Mécanismes :
- Par rétention biliaire (Ictère cholestatique)
 Les constituants de la bile refluent vers le
compartiment sanguin
- Par IHC (Ictère Hépato-cellulaire)
 Les 3 étapes du métabolisme hépatique de la
bilirubine peuvent être affectées
- Par anomalie de l’excrétion de la bile
$ de Dubin-Johnson, $ de Rotor (déficit enzymatique)
•
Clinique :
Ictère +
- Urines foncées
(Bilirubine conjuguée soluble, donc éliminée dans urines)
- Selles décolorées, « mastic »
- Prurit (Sels biliaires)
Bilirubine et Ictère
III- 1. L’ictère
 Bilirubine Libre
Anomalie de la
Glucurono-conjugaison
Hémolyse
+
Cholestase
(cirrhose)
Défaut de conjugaison
Saturation de la conjugaison
Ictère du Nné
 Bilirubine Conjuguée
Hyperbilirubinémie mixte
Maladie de Gilbert
Hémolyse
Cholestase
Intrahépatique
Extrahépatique
Anomalies de
l’excrétion
IHC
Maladie de Crigler-Najjar
$ de Dubin-Johnson
$ de Rotor
Lithiase du cholédoque
Tumeur tête du pancréas…
III- 2. Cholestase
•
= Perturbation de l’écoulement de la bile
•
Mécanismes :
- Par atteinte hépatocytaire et altération de la
formation de la bile
- Par obstacle à l’écoulement à travers l’arbre
biliaire
 Intra-hépatique
 Extra-hépatique
•
Clinique :
- Ictère cholestatique (à bilirubine conjuguée)
- Prurit
- Urines foncées « Porto »
- Selles décolorées
- Stéatorrhée (si cholestase prolongée, par défaut
d’absorption des lipides)
III- 2. Cholestase
•
Biologie :
-  Bilirubine conjuguée et totale
-  PAL ( isoforme hépatique)
-  5’-Nu
-  g-GT
-  TP, F V normal
-  Cholestérol circulant
 Enzymes membranaires
III- 2. Cholestase
Etiologies
Cholestase
Intra-hépatique
Sans obstruction
mécanique
Cholestase
Extra-Hépatique
Avec obstruction
mécanique
Lithiase cholédocienne
Tumeur tête du pancréas
IHC
Lésions inflammatoires
des voies biliaires
Métastases hépatiques
Hépatites
Cirrhose
Cancer primitif du foie
Sténoses post-op.
Cholestase de la
grossesse
Atrésie (enfant)
Cholangite sclérosante
Parasitoses
Ascaris,
Distomatose,
Echinococcose
III- 3. Insuffisance HépatoCellulaire (IHC)
•
= Ensemble des perturbations liées à la réduction ou à la dysfonction des
hépatocytes
•
Mécanismes : 2 causes principales
- Hépatites cytolytiques aiguës (virales, toxiques,
médicamenteuses…)
- Cirrhoses
•
Clinique :
- Asthénie
- Ictère Hépato-cellulaire
- Syndrome hémorragique
- Infections
- Encéphalopathie hépatique
III- 3. IHC
•
Biologie :
Altération des fonctions hépatocytaires : Synthèse, sécrétion
biliaire, épuration
- Hyperbilirubinémie
-  Taux sérique de nombreuses protéines
 Hypoalbuminémie
  TP
FV
- Hyperammoniémie (décompensation hépatique, signes
neurologiques)
III- 4. Cytolyse Hépatique
•
= Destruction des hépatocytes
•
Mécanismes :
Syndrome commun à toute hépatite, quelqu’en soit
l’origine, lésions par :
- Virus
- Toxiques (alcool, médicaments…)
- Ischémie
- Agression immunitaire (auto-immune)
•
Biologie :
-  Transaminases : ALAT > ASAT
(Hépatite alcoolique : ASAT > ALAT)
-  LDH (marqueur polyvalent de cytolyse, non
spécifique)
- Hyperbilirubinémie conjuguée
-  modérée des g-GT, PAL
III- 5. Inflammation
•
Syndrome inflammatoire : peut exister au cours de
nombreuses hépatopathies
•
Altération de divers tests peu spécifiques
-  Protéines de l’inflammation
III-6 . OCT
Ornithine Carbamyl Transférase
•
Biochimie Spécialisée
•
•
•
Localisation tissulaire :
Localisation cellulaire :
Activité biologique :
FOIE (Hépatocytes)
Mitochondries
Uréogénèse (catalyse la condensation du carbamylphosphate avec l’ornithine pour former la citrulline)
III-7 . Foie et
Alcool
• Xénobiotique le plus courant
• Aliment très énergétique (18 ATP)
MAIS
• Pas de régulation spécifique de la captation :
dérégule la balance NADH/NAD  toxicité
• Conséquences métaboliques :
– Ralentit le cycle de Krebs
– Active la lipogenèse et la synthèse du cholestérol ;
baisse de la synthèse des VLDL  Stéatose (foie
gras)  Cirrhose
– Action sur les endorphines et neurotransmetteurs 
accoutumance et dépendance
Conclusion
• L’exploration Biochimique du foie s’associe
- au contexte clinique
- à l’imagerie
- aux autres explorations biologiques
• Examens Biochimiques complémentaires :
- Bilan Martial (Hémochromatose)
- Dosage a Foeto Protéine
(Hépatocarcinome)
-…
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