CHAPITRE 6 – LE METABOLISME DES LIPIDES

Biochimie
Chapitre 6 – Le métabolisme des lipides
CHAPITRE 6 – LE METABOLISME DES LIPIDES
I-
Introduction
Les lipides sont un groupe essentiel de la matière vivante. Il représente 10 à 15 % du poids
sec d’un individu.
Contrairement aux glucides qui représentent une famille relativement homogène en termes
de formule les lipides constituent un groupe très hétérogène. ON les a souvent réunis
ensemble en raison de leur insolubilité dans l’eau et de leur bonne solubilité dans les solvants
organiques (éther, acétone,…)
II- Les acides gras
En règle générale, les AG sont mono-carboxyliques et ont une chaîne linéaire non ramifiée
comprenant généralement un nombre paire d’atome de C, compris entre 4 et 40. la chaîne
carbonée est fortement apolaire, le groupe carboxylique lui est polaire. Les AG pourront être
saturés ou insaturés.
A) AG saturés
Ex : acide palmitique (C16H32O2) => CH3 – (CH2)14 – COOH
Un AG est amphiphile
B) AG insaturés
Le C1 est celui qui porte la fonction COOH terminale. La présence d’une double liaison est
indiquée par ∆.
Ex: acide oléique: C18∆9 => CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
Il y a des AG essentiels comme l’acide arachidonique (C20∆5, 8, 11, 14) qui permet la synthèse
des prostaglandines.
Beaucoup de ces AG polyinsaturés sont nécessaires à l’homme et aux animaux, ils sont dits
essentiels. Nous ne sommes pas capable de les synthétisés, ils doivent être apportés par
l’alimentation. C’est le cas des prostaglandines qui sont des molécules à action hormonale qui
sont synthétisées à partir d’acide arachidonique. Ces prostaglandines vont réguler l’irrigation
de certains organes.
C) Propriétés
1) Point de fusion
Leur point de fusion va dépendre du nombre d’atomes de C, les AG saturés de moins de 10 C
vont être liquides et même volatiles. Ceux qui ont plus de 10 C seront solides à Tamb, leur
point de fusion sera d’autant plus élevé que le nombre de C est grand.
Le point de fusion dépend également du degré d’insaturation. A nombre de C équivalent, le
point de fusion sera plus haut chez la molécule insaturée.
2) Solubilité
Elle va dépendre de la longueur de la chaîne apolaire qui est hydrophobe. Seuls les plus
petits AG pourront se solubiliser dans l’eau.
III- Les glycérolipides
A) Les glycérides Constituants majeurs des membranes.
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Les glycérides représentent les composés
obtenus par estérification des fonctions
alcools portées par le glycérol avec les
fonctions COOH des AG. En fonction du
nombre d’AG fixés (1-2-3) on va obtenir des
mono, di ou triglycérides. Les triglycérides
pourront différer par la nature et la position
des AG estérifiés. Pour identifier la position, on numérote les C du glycérol.
Ces glycérides représentent une forme de stockage de l’E, on va les retrouver dans les tissus
adipeux des animaux, dans les huiles et les graisses des végétaux.
Plus les AG constitutifs d’un glycéride seront insaturés, plus le point de fusion sera bas.
Les glycérides sont remarquablement insolubles dans l’eau. En effet les groupements
hydrophiles des AG sont impliqués dans la liaison ester.
Ces glycérides sont généralement qualifiés de neutres.
B) Les glycérophospholipides
Formule générale
Représentation symbolique
Les GPL se rencontrent dans les membranes cellulaires de tous les organismes. Cette grande
variabilité de molécule dérive de l’aide phosphatidique. En effet, par l’intermédiaire de la
fonction OH, des molécules de structure très variée vont pouvoir se fixer sur l’acide
phosphatidique.
1) Les céphalines
Ce sont des phosphatidyléthanolamines ou des phosphatidylsérines. Une fonction libre de
l’acide phosphorique estérifie la fonction OH de l’éthanolamine ou de la sérine.
Ces deux molécules vont se former par
estérification d’une fonction COOH de
l’acide phosphorique et la fonction OH
apportée par l’éthanolamine ou la sérine.
Ces molécules sont très abondantes au
niveau du foie, des reins, des muscles et
des cellules nerveuses.
2) Les lécithines
Une fonction libre de l’acide phosphorique
estérifie la fonction OH de la choline.
Ces molécules sont très présentent dans les
tissus nerveux, le pancréas, le foie, le soja,
etc…
Toutes ces molécules ont une structure
bipolaire qui au contact de l’eau forme des
structures orientées micellaires ou en
feuillets suivant la concentration.
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C) Les sphingolipides
Dans ce groupe, le glycérol va être
remplacé par une molécule à 18C, la
sphingosine, elle va pouvoir se lier par sa
fonction OH à différentes molécules ayant
une fonction COOH donc à des AG.
Ces sphingolipides sont très abondants
dans les tissus nerveux.
D) Les cérides
Le blanc de baleine est constitué par l’ester palmitique de l’alcool cétylique en C16.
Les cérides sont les constituants de la majeure partie des cires végétales, des cires d’insectes
et du blanc de baleine.
E) Les lipides isopréniques
Le cholestérol est synthétisé par une
combinaison d’unités isoprènes. C’est un
précurseur de nombreux stéroïdes, il
intervient également dans la régulation de
l’hydrophilie du cytoplasme. Sa mauvaise
élimination peut conduire à des troubles
graves, avec formation de calcul et dépôt
sur la paroi des vaisseaux sanguins. Le
cholestérol présente une fonction alcool
qui va pouvoir être estérifiée par la
fonction COOH d’un AG.
IV- Le métabolisme des lipides
D’un point de vue quantitatif les triglycérides sont de loin les lipides les plus représentés. Ils
représentent 10 % du poids sec d’un organisme. Ils sont essentiellement rencontrés dans les
tissus adipeux et constituent les réserves énergétiques. En effet les possibilités de stockage
des glucides sont limitées, ce n’est pas le cas pour les lipides qui sont hydrophobes. Ils ne
vont pas mobiliser d’eau et n’affecteront pas l’équilibre osmotique de la cellule. A
masse
égale, l’oxydation d’un AG va rapporter beaucoup plus d’énergie que l’oxydation d’un ose.
A) Catabolisme des lipides (en particulier les AG)
Alors que lors de la digestion, l’absorption des G et des π nécessite l’action hydrolysante
préalable des enzymes, la
digestion des lipides va dépendre de l’action de la lipase
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pancréatique et de leur degré d’émulsification dans l’intestin par les sels biliaires. Par cette
action on va obtenir des monoglycérides et des AG.
Ces molécules vont pouvoir traverser la membrane intestinale et les AG qui ont moins de 12
C vont pouvoir passer dans le sang. Les autres vont être ré-estérifiés dans les cellules de la
muqueuse intestinale. Ils vont être enrobés dans un film lipoπ, de cholestérol, de
phospholipide et seront amenés aux cellules par le système lymphatique.
1) Oxydation des AG saturés à nombre pair de C
a. L’activation

Formation de l’acyl-CoA
Les AG arrivent au niveau des cellules et
seront libérés par lipolyse intracellulaire
au niveau du cytoplasme. Les réactions
d’oxydation vont avoir lieu dans la
mitochondrie sur des formes actives de ces
AG, les acyl-CoA.

Transfert de l’acyl-CoA dans la mitochondrie
Les groupements vont traverser la membrane interne des mitochondries sous forme d’acylcarnitine. Ce transfert peut se résumer en 2 réactions localisées sur la face externe et interne
de la membrane interne des mitochondries. L’enzyme utilisée est l’acyl carnitine transférase.
b. La βoxydation
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La βoxydation des lipides ou cycle de
Lynen est catalysée par une succession de
4 réactions qui vont permettre d’enlever un
chaînon dicarboné à l’AG. L’acylCoA
ainsi formé pourra à son tour subir ces 4
réactions … La βoxydation des AG est un
processus mitochondrial et les molécules
d’acétylCoA générées à chaque tour
peuvent être complètement oxydées par le
cycle de Krebs ou servir à la synthèse
d’autres AG, de cétones. La βoxydation est
couplée à la chaîne respiratoire qui sera
utilisée pour oxyder le FADH2 et le
NADH,H+ fabriqués.
Cet ensemble de 4 réactions peut se résumer ainsi :
La dernière βoxydation débute au butyryl-CoA qui a 4C (CH3 – CO – CH2 – CO – SCoA) et
qui va être coupé en 2 acétylCoA (formation de 24 ATP)
c. Bilan énergétique de la βoxydation des AG
Le bilan d’un tour d’hélice est :
AcylCoA + NAD+ + FAD + H2O + CoASH  Acyl(n-2)CoA + NADH,H+ + FADH2 + AcétylCoA
Dans le cas de l’acide palmitique (C15H31COOH)
Palmitate + 2 ATP + 8 CoASH + 7 NAD+ + 7 FAD + 7 H2O  7NADH,H+ + 7 FADH2 + 8 acétylCoA + 2 ADP + 2 Pi
Soit :
7 NADH,H+ =>
21 ATP x3
Réoxydation
7 FADH2
=>
14 ATP x3
par la
8 acétylCoA => 96 ATP (krebs) x12 chaîne respiratoire
131-2=129 ATP
Equivalent à 2 ATP servant à l’activation
2) Cas particulier des acides insaturés à nombre impair de C
Le succinylCoA va entrer ans le cycle de
Krebs. Les lipides renferment très peu
d’AG à nombre impair de C mais leur
catabolisme est possible par la βoxydation,
dans ce cas le terme ultime de la
dégradation qui est à 3C, va subir une
dégradation qui permettra l’apparition
d’une molécule à 4C le succinylCoA qui
entrera dans le cycle de Krebs.
B) Biosynthèse des AG
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La biosynthèse des AG n’a pas lieu dans la
mitochondrie et va utiliser des enzymes
différentes de celles rencontrées dans la
βoxydation, cette biosynthèse est un
processus cytoplasmique et les enzymes
qui vont la réaliser sont attachées au RE, la
source de C utilisée pour ces réactions est
l’acétyl-CoA. Il se trouve dans la
mitochondrie et va devoir sortir par un
système de navette, la synthèse des AG va
être réalisée par l’AGsynthase.
Si on veut synthétiser un AG saturé contenant 16 C, on va avoir besoin d’une molécule
acétylCoA et de 7 molécules de malonylCoA. Le complexe multienzymatique qui va prendre
en charge ces 8 molécules est constitué par un agrégat de 2*7 soit 14 enzymes. Au centre de
ce système on va trouver ACP(acyl-carié-Pr …)
Cet ACP jouera le même rôle que le CoA lors de l’oxydation des AG. Elle a un rôle
d’activateur et de transporteur.
La 1ère étape de la synthèse voit 1 molécule acétylCoA se fixer sur l’ACP pour former de
l’acétyl-ACP et du malonyl-ACP. La liaison se fait grâce à 2 fonctions thiol SH rencontrées
sur l’ACP.
Le rôle de transporteur de l’ACP va alors permettre de faire réagir ces 2 molécules en les
rapprochant l’une de l’autre pour former l’acéto-acétyl-ACP qui a 4 C ou lorsque 1 tour du
cycle est réalisé on s’aperçoit que 2 C du malonyl-ACP ont été ajoutés à l’acétyl-ACP. La
molécule obtenue peut alors réagir à nouveau suivant le même principe avec un nouveau
malonyl-ACP qui donnera 2 nouveaux C ce qui permettra de passer à une molécule à 6 C.
On va ainsi de suite synthétiser l’acide palmitique qui pourra être désaturé en fonction des
besoins de la cellule.
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