Métabolisme des triglycérides
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I. LES VOIES METABOLIQUES • LIPOGENESE = VOIE DE MISE EN RESERVE Ensemble des voies métaboliques synthétisant les TG de réserve principalement du tissu adipeux (foie) à partir de nutriments cellulaires. • LIPOLYSE = SOURCE D’ENERGIE= VOIE D’UTILISATION DES RESERVES Ensemble des voies métaboliques énergétiques permettant la production d’ ATP grâce à l’oxydation des graisses. 2 II. Quand a lieu le métabolisme? • Etat nutritionnel : - Période post-prandiale = lipogenèse - Période post-absorptive (jeûne)= lipolyse • Etat énergétique: Exercice musculaire = lipolyse La balance lipolyse – lipogenèse sous contrôle hormonal complexe 3 INTRODUCTION - TG sont des esters d’AG et de glycérol - Important = à la fois forme de : Apport alimentaire (90%) D’Acides Gras Transport (Lipoprotéines) Stockage intracellulaire (10% poids) CH2-O-CO-R1 Groupement acyle │ CH- O-CO- R2 │ CH2-O-CO-R3 Squelette glycérol liaison ester 4 1. LIEU DU MÉTABOLISME: Intestin: production de TG exogènes Foie: production de TG endogènes Tissu adipeux: stockage et distribution Muscles- myocarde: consommation 5 Sites de Métabolisme Intestin Muscles Tissu adipeux Myocarde Foie 2. MÉTABOLISME INTESTINAL DES TG Période post-prandiale = apport de lipides aux tissus TG Alimentaires 2 AG + 2-monoglycéride Entérocyte 2 AG +2 CoA 2 AcylCoA 2-monoglycéride Vx lymphatiques TG Chylomicron Apoprot • Glucides alimentaires en excès en période post-prandiale synthèse de TG (lipogenèse hep) à partir de Glycérol-P produit par les glucides. • TG exportés dans le sang sous forme de VLDL. 7 3. MÉTABOLISME DANS LE TISSU ADIPEUX TG -CHYLm (INTESTIN) -VLDL (FOIE) Période postprandiale AG Estérification des AG AG Glucose Glycérol-P Période postabsorptive Foie glycérol TG ADIPOCYTE lipolyse glycérol Foie AG-ALB Muscles Myocarde Tissus consommateurs = OXYDATION ENERGIE 4. CATABOLISME DES TRIGLYCERIDES - Les étapes H2C-O- CO-R1 R2-CO- O-CH H2C-O- CO-R3 TG H2O 1 1: triglycéride lipase 2: diglycéride lipase 3: monoglycéride lipase 2 1,2 diglycéride R3-COOH AG 3 H2O 2, monoglycéride R1-COOH 3 H2O AG1 glycérol R2-COOH AG2 9 3 TYPES D’ENZYMES LIPASE PANCREATIQUE − TG alimentaire − Extracellulaire − Sels biliaires + Colipase − Hydrolyse incomplète: AG et 2-monoglycéride TRIGLYCERIDE LIPASE CELLULAIRE −TG tissu adipeux −TG hep =lipop résiduelles (Après la LPL) −TG circulants chylm −LHS = lipase −+ VLDL −Endothélium vasculaire −Hormonosensible −Hydrolyse complète −Extracellulaire −Activée par l’Insuline −AG et glycérol LIPOPROTEINE LIPASE (LPL) -Les Enzymes : 3 types d’enzymes - Mêmes substrats - Mêmes produits - Spécificités et localisations différentes 10 Libération des acides gras à partir de la lipolyse adipocytaire dépend de la LHS (lipase hormonosensible): -AG liés à l’albumine au niveau du sang tissus consommateurs β OXYDATION Le glycérol issu de l’hydrolyse des triglycérides peut être réutilisé comme précurseur de la synthèse des lipides ou du glucose (néoglucogenèse) ou suivre la voie de la glycolyse. (lipogénèse) (Glycolyse / néoglucogenèse) 1.5. REGULATION • La lipolyse est fonction de l’activité de la LHS (Hormonosensible) : - 2 formes : - F.phosphorylée active - F. non phosphorylée inactive 1. Situation post-absorptive, de jeûne, exercice prolongé: Insuline et adrénaline (tissu adipeux): AMPc qui active une protéine kinase A Phosphorylation sur sérine de la LHS et la périlipine Activation et migration de la LHS vers la membrane des gouttelettes de TG Hydrolyse. 2. Situation post-prandiale: l’insuline inactive la protéine kinase A + déphosphoryle la LHS = Inhibe la lipolyse 12 Adrénaline Période de jeûne… Récepteurs Insuline Période PP Adénylate cyclase + ATP AMPc phosphodiestérase + Protéine Kinase A perilipine AMP P P LHS P LHS Gouttelette de TG P LHS rétro-inhibée par les AG Dans le foie c’est le glucagon qui + la lipolyse AG REGULATION DE LA LHS DANS ADIPOCYTE Glycérol 13 1. SYNTHÈSE DES TRIGLYCÉRIDES: 1.1. Substrats: AG et Glycérol activés 1. acides gras S/F activée :acylcoA Acyl + SH.CoA AcylcoA synthétase AcylcoA (R-COO~S.CoA) pyrophosphatase ATP AMP + PP 2Pi Réaction irréversible Consommation de 2 liaisons riches en énergie 14 2. glycérol S/deux formes activées: 2- monoglycéride intestinal acylcoA SH.Coa CH2OH l R-CO-O-CH acyltransférase l CH2OH 2-monoglycéride acylcoA SH.Coa 1,2 diglycéride acyltransférase (DAG) triglycéride= Triacy-glycérol acylcoA synthétase + acyltransférases = triglycéride synthétase = Complexe multienzymatique 15 glycérol-3phosphate: tissu adipeux et foie ADP NADH,H+ NAD+ CH2OH l CO O l ll CH2-O- P-Ol O- G- 3- P Déshydogénase PDHA +++ CH2OH l CHOH O l ll CH2-O- P-Ol O- Lysophosphatidate AG1 saturé Glyérol Kinase foie CH2OH l CHOH l CH2OH Glycérol + (Glycolyse) Glycérol 3 P glyPAcyl 1 transférases ATP 2 Phosphatidate= 1,2 diacylglycérol-P AG2 insaturé Intermédiaire commun Synthèse TG et GPL 16 H2O Pi Phosphatidate H2C-O-CO-R1 l R2-CO-O-CH O l ll CH2-O-P-Ol O- 1,2,diacyl glycérol acylCoA phosphatase 3 Diglycéride acyl transférase 4 SH.CoA Triacyl glycérol 1 2 3 4 Complexe multienzymatique Triglycéride synthétase (liée à la mb du réticulum Endoplasmique) - Seul le glycérol d’origine glucidique est utilisé pour la synthèse des TG. - Le glycérol d’origine lipidique est utilisé pour la néoglucogenèse. - la synthèse dans la cellule adipeuse dépend de la disponibilité en AG et de la glycolyse source de glycérol-3P. 17 2 . RÉGULATION DE LA SYNTHÈSE DES TRIGLYCÉRIDES : (dans la cellule adipeuse) dépend : Disponibilité des substrats de la TGS Lipidique (AG= chylom, VLDL) Glucidique (glucose glycérol-3P, ATP) Contrôle hormonal= Insuline (PPP) =H. lipogène Entrée du glucose (GLUT 4) glycolyse glycérol-3P + la synthèse de la LPL apport en AG Stimule la Triglycéride synthétase (TGS) Stimule la phosphatase - Inhibition LHS (déphosphorylation) - Inhibition Lipolyse 18 LES CORPS CETONIQUES • Molécules diffusibles (sang et tissus périphériques), hydrosolubles, qui peuvent être oxydés • Peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique = utilisés comme substrats énergétiques pour le cerveau. • Substrats énergétiques pour d’autres tissus(non Glu-dép) • Rôle majeur dans les adaptations au jeûne long. • Au nombre de 3 dérivent de l’acétylCoA: Acétoacétate : CH3-CO-CH2-COOH βhydroxybutyrate: CH3-CHOH-CH2-COOH Acétone :CH3-CO-CH3 20 1. Quels sont les tissus utilisateurs Glucose Cerveau GR Intestin Foie Myocarde Muscles Rétine Médullaire rénale Cortex rénal + + + + + + + + + AG C.C + + + + + + + + + 21 MÈTABOLISME DES CORPS CÈTONIQUES CÈTOGENÈSE Mitochondrie CÈTOLYSE Corps cétoniques Corps cétoniques Acétyl-CoA Acétyl-CoA Acides gras Acides aminés cétoformateurs 2. La cétogenèse • Exclusivement hépatique et mitochondriale • Très active: en période de jeûne au cours du diabète sucré décompensé • Voie métabolique permettant la transformation des acétylCoA excédentaires en Corps cétoniques. 23 Réactions de la cétogenèse CH3-CO-SCoA β-cétoacylCoA thiolase CH3-CO-SCoA SHCoA CH3-CO-CH2-CO-S.CoA βcétoacylcoA H2O HMGCoA Synthétase SHCoA CH3-CO-SCoA OH l COOH-CH2-C-CH2-CO.SCoA Métabolisme du cholestérol l CH3 βHMGCoA ( β Hydroxy- β Methyl Glutaryl CoA) 24 βHMGCoA HMGCoA lyase acétylCoA 1 Acétoacétate CH3-CO-CH2-COOH NADH,H+ Décarboxylation spontanée ou Enzymatique (acétoacétate décarboxylase) βOHbutyrate déshydrogénase Acétone 3 CH3-CO-CH3 NAD+ βhydroxybutyrate CH3-CHOH-CH2-COOH 1 et 2 2 CO2 Passent dans le sang et Diffusent dans les tissus extrahépatiques Excrétés par les reins (cétonurie) -Très volatile - éliminé par voie pulmonaire -odeur de l’haleine = indice de cétose 25 3. La cétolyse Utilisation des Corps Cétoniques par les tissus extrahépatiques où le cycle de Krebs est très actif. (mitochondrie) Foie: C.Cétoniques sang - Acétoacétate - β-hydroxybutyrate (acides) Urines acétone Poumon Utilisation grâce à la thiophorase (céto-acyl-coA-transférase) Par les tissus (cœur, cerveau, muscles, reins…) après période d’adaptation 26 LES REACTIONS DE LA CETOLYSE βhydroxybutyrate NAD+ βhydroxybutyrate 1 déshydrogénase (βHBDH) NADH,H+ SucinylCoA cétoacylCoA transférase (thiophorase) acétoacétate 2a 2b Succinate acétoacétylcoA SH.CoA + ATP acétoacétylcoA synthétase (thiokinase) AMP + PPi SH.CoA 3 2a 2b Absentes du foie acétylcoA β cétothiolase AcétylcoA Cycle de Krebs 27 Bilan de la cétolyse • Pour 1 βhydroxybutyrate réoxydé: • 1 ATP consommé • 1 NADH,H+ et 2 acétylcoA formés 3 ATP + 24 ATP= 27 • Au total = 26 ATP (27 -1) • Conditions normales :production et utilisation de CC faibles (jeûne très court) • Conditions anormales : production et utilisation augmentées (jeûne prolongé et diabète sucré ID épargne du glucose pour les tissus Gluco-dépendants = BUT DE LA REGULATION 28 4. Régulation du métabolisme des corps cétoniques - La cétogenèse dépend de la disponibilité mitochondriale en : AcétylcoA Oxaloacétate - Régulée par le rapport INS/ GLU: la INS/GLU en absence de glucose cellulaire facteurs cétogènes: lipolyse adipocytaire s’active apport d’AG au foie ACC - et malonylcoA CPTI + β oxydation s’active acétylcoA HMGCoA synthétase + cétogenèse s’active = utisation de cc par les tissus extrahep NADH,H+ stimule oxaloacétate malate (néoglucogenèse) 29
