Catabolisme des acides gras
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Catabolisme des acides gras β-oxydation (Hélice de Lynen) Bilan énergétique de la β-oxydation (moles d’ATP produites) : exemple de l’acide stéarique (C18 :0) - Consommation : 1 ATP (activation acide gras en AcyCoA) - Production : o 9 Acétyl CoA → cycle de Krebs 12 x 9 = 108 o 8 FADH2 → chaîne respiratoire 2 x 8 = 16 + o 8 NADH, H ↗ 3 x 8 = 24 = 147 Cas des acides gras insaturés : - 1 FADH2 par double liaison (pas d’étape n°1) - Rendement = 0,52 moles d’ATP par gramme d’acide stéarique (pour mémoire : 1g de glucides = 0,21 moles d’ATP ; 1g de protéines = 0,26 moles d’ATP) Synthèse (anabolisme) des acides gras Exclusivement cytosolique au niveau hépatique (lipogénèse) Variation selon les apports alimentaires (apports > consommation) - Sources d’ActétylCoA : o Glucides o Aminoacides (partie métabolisme carboné) o Alcool (foie uniquement) - Autres substrats nécessaires : o NADPH,H+ (navette citrate – malate – pyruvate, pentoses phosphates) o Biotine (AcétylCoAcarboxylase … malonylCoA) o Complexe multienzymatique (acide gras synthase) - Structure de l’acide gras synthase Division structurale vs division fonctionnelle o 2 sous-unités identiques, mais - Mécanisme biochimique (hélice de Wakil) Acétyle CoA + ATP + CO2 → Malonyl CoA + ADP + Pi : obtention d’un palmitylCoA (voire stéarylCoA) → […] - Processus alternatif élongation – désaturation : synthèse acides gras insaturés Ex : acide oléique, linoléique, linolénique → acide arachidonique, docohexaénoïque - Bilan énergétique : Exemple avec le palmitate (C16:0) 8 AcétylCoA + 7 ATP + 14 NADPH,H+ → Palmitate + 14 NADP+ + 8 CoASH + 6 H2O + 7 ADP + 7 Pi Comparaison des deux voies métaboliques (Tableau polycopié) Régulation du métabolisme des acides gras : hépatocyte – plasma – adipocyte Dualité de régulation - Phase post-prandiale (apports glucidiques) : réduction du catabolisme, augmentation des synthèses Phase inter-prandiale (sans apports glucidiques) : augmentation catabolisme, réduction des synthèses Implication de multiples facteurs : nutritionnels, hormonaux, allostériques… Exemple avec le malonylCoA (synthèse des acides gras) Rôle du malonylCoA (synthèse par acétylCoA carboxylase + biotine) - Fortes concentrations : o Inhibition de la CPT (carnitine palmitoyl transférase) o Réduction passage acides gras o Réduction de la β-oxydation o Augmentation synthèse acides gras - Faibles concentrations : o Activation de la CPT o Augmentation passage acide gras o Augmentation β-oxydation o Réduction synthèse acides gras >Le malonylCoA est un effecteur à double sens Période post-prandiale Glucose → insuline → glycolyse → acétylCoA → citrate → malonylCoA → sythèse d’acides gras et diminution βoxydation - Régulation enzymatique Enzymes actives : formes déphosphorylées Enzymes inactives : formes phosphorylées Période inter-prandiale Concentration en glucose réduite : - Ralentissement glycolyse et oxydation mitochondriale Diminution de la concentration en malonylCoA Réduction de la synthèse d’acide gras Augmentation de la lipolyse Augmentation de la β-oxydation (CPT) Production (éventuelle) de corps cétoniques - Régulation enzymatique Enzymes actives : formes phosphorylées Enzymes inactives : formes déphosphorylées Modifications chimiques des acides gras Mécanisme de la peroxydation lipidique - - - Attaque des acides gras insaturés par les RLO Origine des RLO : stress oxydatif (ici cellules endothéliales, macrophages, CML) o Principales molécules : radical hydroxyle, anions superoxydes o Présence nécessaire d’ions métalliques o Participation d’enzymes (myéloperoxydases, lipooxygénases) Etapes de la peroxydation lipidique : o Phase d’initiation (attaque acide gras insaturé par RLO) o Phase de propagation (autres lipides) o Dégradation + libération de fragments lipidiques o Effets délètères environnementaux Traitement possible par des antioxydants : o Naturels : Enzymes : SOD, catalase, GPX Chélateurs de métaux : lactoferrine, transferrine, céruléoplasmine, albumine Capteurs de RLO : vitamines A, C, E, acide urique, thiols… o Pharmacologiques : Chélateurs de métaux Capteurs de RLO Inhibiteurs enzymatiques Cétogénèse et cétolyse Définition Molécules à 4 carbones, très diffusibles dans le sang et tissus périphériques (« lipides hydrosolubles ») Acétoacétate, 3β-OH butyrate (et acétone, d’importance secondaire) Synthèse des corps cétoniques Mitochondries hépatiques en période de jeûne (exclusivement) - - Acides aminés cétogènes : o Ile donne AcétylCoA o Trp et Lys donnent AcétoacétylCoA o Leu donne HMGCoA o Phe et Tyr donnent Acétoacétate Acétone : décarboxylation spontanée de l’acétoacétate en excès (non-enzymatique) – élimination respiratoire Cétolyse Mitochondries, tissus périphériques, sources relais du glucose Acétoacétate → AcétoacétylCoA → 2 AcétylCoA → Cycle de Krebs - Jeûne court : oxydation musculaire des corps cétoniques, petites quantités urinaires Jeûne long : oxydation musculaire, et cerveau (protection épargne glucidique), augmentation de l’élimination urinaire Bilan énergétique - Cétogénèse : pas de consommation En (NAD+ issu de β-oxydation) Cétolyse : produit AcétylCoA (cycle de Krebs)
