Lipoprotéines et rôle biologique

Lipoprotéines et rôle biologique
I/ Généralités
Le rôle principal des lipides est énergétique.
2 phénomènes de dégradation des acides gras :
- principalement la B oxydation
- secondairement la production des corps cétoniques (cétogenèse).
Les AG utilisés proviennent de 3 sources :
- graisses de l’alimentation
- graisses stockées dans les cellules sous forme de gouttelettes lipidiques
- graisses nouvellement synthétisées par l’organisme
Les lipides bougent beaucoup dans l’organisme.
Comment transporter dans les milieux aqueux de l’organisme (sang ou lymphe)
les lipides qui sont en majorité hydrophobes ?
L’organisme va créer des structures moléculaires particulières qui associent des
protéines aux lipides. Cet ensemble structurel porte le nom de lipoprotéine.
Structure des lipoprotéines
A la périphérie, on trouve les molécules amphiphiles comme les phospholipides
(lécithine) mais aussi le cholestérol libre et les protéines.
Les protéines constituantes des lipoprotéines portent le nom de apoprotéines.
Au centre des particules des lipoprotéines, on trouve les lipides hydrophobes : les
triglycérides et le cholestérol estérifié.
En fonction du type de lipoprotéine, cette structure peut varier notamment au sujet des
apoprotéines constituantes.
D’une manière générale, les lipoprotéines sont classifiées en fonction de leur densité.
De la plus légère à la plus lourde, on a :
- les chylomicrons
- les VLDL (lipoprotéines de très faible densité)
- les LDL (lipoprotéines de basse densité)
- les HDL (lipoprotéines de haute densité)
Plus la particule est dense, plus elle est petite.
Les HDL sont les plus petites et les plus denses.

Les chylomicrons ont un diamètre de 10 à 20 fois plus grand que celui des HDL.
La composition en lipides de ces lipoprotéines varie : on l’explique par le rapport entre
la surface de la sphère et leur contenu.
Plus les lipoprotéines sont grandes, plus il y a de lipides à l’intérieur.
II/ Digestion intestinale des lipides
Notre alimentation quotidienne apporte des lipides essentiellement sous forme de :
- triglycérides (80%)
- cholestérol libre ou estérifié (10%)
- lipides divers y compris les lécithines (10%)
Au niveau de l’intestin, les lipides vont être dégradés par une enzyme, la lipase
pancréatique.
 Au niveau des triglycérides :
La lipase pancréatique hydrolyse les liaisons esters des triglycérides au niveau des
carbones . Cela aboutit à la formation des 2 molécules d’acides gras libre et d’un 
monoglycéride.
triglycéride lipase pancréatique 2 AG + 1  monoglycéride
Au pH intestinal, environ 30% des  monoglycérides s’isomérisent spontanément ou
sous l’action d’un isomérase en  monoglycéride.
30% des  monoglycérides isomérase  monoglycérides
Le changement de la liaison ester en  du glycérol fait que cette nouvelle liaison ester
peut être hydrolysée par la lipase pancréatique pour donner du glycérol et un acide gras.
 monoglycérides  lipase pancréatique glycérol + acide gras
Si on tient compte de ces modifications, le bilan général de digestion donne :
100 TG  230 AG + 30 glycérol + 70  MG.
Les triglycérides ne sont pas la seule cible de la lipase pancréatique.
 Au niveau du cholestérol :
Le cholestérol estérifié est aussi hydrolysé sur sa liaison ester pour donner du
cholestérol libre et un acide gras libre.
cholestérol estérifié  lipase pancréatique cholestérol libre + 1 AG libre
Ensuite, environ 30% de ce cholestérol libre est réabsorbé par la muqueuse intestinale
grâce à un transporteur spécifique.

Les dérivés de stanol qui est un stérol d’origine végétale peuvent se lier et saturer les
transporteurs du cholestérol. Par ce mécanisme, les dérivés du stanol empêchent la
réabsorption intestinale du cholestérol s’ils sont additionnés à notre alimentation.
En théorie, le stanol se lie aux transporteurs mais ils ne sont pas absorbés. Une faible
proportion de ces stanols va passer en réalité dans la circulation générale.
Notre organisme n’a pas de mécanisme biochimique pour dégrader et éliminer ces
stanols. On ne connaît pas actuellement le risque encouru par une consommation
constante de ces stanols sur le long terme.
III/ Absorption intestinale
Pour les produits de la digestion intestinale des triglycérides c’est plus difficile : les
acides gras libres et les  monoglycérides sont peu solubles dans l’eau.
Ils ont besoin pour être solubilisés et absorbés d’une solution micellaire formée par les
sels biliaires apportés par la bile.
2 étapes :
 les  monoglycérides forment des micelles avec les sels biliaires qui à leur tour
vont solubiliser les acides gras et la nouvelle micelle mixte ainsi formée est
absorbée en bloc au niveau du 2ème segment de l’intestin grèle càd au niveau du
jéjunum.
 Dans l’entérocyte, il y a un métabolisme actif et on assiste à une vraie synthèse
des triglycérides à partir de ces constituants de la digestion.
2 voies sont utilisées par l’entérocyte :
- une voie majeure à partir des  monoglycérides
- une voie dite mineure
IV/ Métabolisme entérocytaire
La voie majeure :
1  MG + 2 AG  1 TG
Pour la voie majeure des  monoglycérides, il faut réaliser une estérification des 2
fonctions alcool en  du glycérol par 2 acides gras. C’est en fait plus compliqué que cela.
Cette réaction nécessite au préalable l’activation des acides gras. Cette activation se
passe dans une réaction catalysée par l’acyl CoA synthétase et qui nécessite de l’énergie
fournit par une molécule d’ATP pour chaque AG et une molécule de Coenzyme A.
On obtient ainsi les acides gras activés sous forme d’acide coA.

La réaction des acides CoA avec les  monoglycérides est irréversible. L’enzyme
entérocytaire qui catalyse cette réaction est la triglycéride synthase. Ce n’est pas une
réaction réversible.
Par la voie des  monoglycérides on a reconstitué environ 70% des TG.
La voie mineure est nécessaire :
Le glycérol créé est hydrosoluble et rapidement absorbé. Il passe dans la circulation
générale et arrive au foie où il est métabolisé très rapidement. Le temps que la micelle
mixte se forme pour amener les acides gras et les  monoglycérides, le glycérol est parti.
On se retrouve donc avec un excès d’acides gras dans l’entérocyte qui ne peut pas être
utilisé pour la synthèse des TG faute de glycérol.
La voie mineure nécessite donc dans un premier temps, la synthèse entérocytaire de
glycérol. Ce glycérol provient majoritairement de catabolisme du glucose en utilisant la
voie de la glycolyse via le glucose-6- phosphate. Cette voie de la glycolyse va aboutir à la
formation du glycérol-3-phosphate. Ce glycérol-3-phosphate sera utilisé pour la
synthèse des TG. On a besoin de 3 acides gras activés combinés à 3 molécules de CoA et
3 ATP.
La digestion des lipides nécessite beaucoup d’énergie et c’est un processus lent. Cela
explique que l’on dit que les lipides sont difficiles à digérer.
V/ Catabolisme du chylomicron
A partir de l’entérocyte, les différentes structures lipidiques reconstituées vont passer
dans la circulation générale. Cette fois-ci leur solubilisation ne fait pas appel à des
micelles mais à des lipoprotéines qui sont les chylomicrons. Ils ont une densité
inférieure à 1.
La structure du chylomicron comme celle des autres lipoprotéines présente à la
périphérie :
- des phospholipides
- du cholestérol libre d’origine alimentaire
- des apoprotéines.
Les apoprotéines constituantes des chylomicrons au départ de l’intestin sont :
- des apo B48
- des apo E
- des faibles quantités d’apo A1.
Au centre des chylomicrons, on va retrouver essentiellement les triglycérides
reconstitués et une petite quantité de cholestérol estérifié.
Fonction du chylomicron :

Elle est de transporter au niveau des tissus périphériques et au foie les acides gras
d’origine alimentaire (acide gras exogènes) absorbés dans la période post prandiale.
Le catabolisme du chylomicron dans la circulation sanguine est rapide.
En effet la demi-vie des chylomicrons est d’environ 1 heure.
Ils vont subir un processus de perte de lipides par une hydrolyse progressive des
triglycérides sous l’action d’une enzyme, la lipoprotéine lipase extra hépatique. Cette
lipoprotéine lipase est une enzyme membranaire située à la surface des vaisseaux
sanguins.
L’activité de la lipoprotéine lipase est augmentée par l’insuline. L’insuline est une
hormone impliquée notamment dans la régulation du métabolisme glucidique.
L’insuline a une concentration élevée justement dans les périodes post prandiales.
L’activation de la lipoprotéine lipase par l’insuline explique la demi-vie courte des
chylomicrons.
L’action de la lipoprotéine lipase fournit du matériel énergétique sous forme d’acides
gras libres au tissu en période post prandiale notamment aux muscles et au tissu
adipeux. Pour que la lipoprotéine lipase puisse réagir, il faut que les chylomicrons se
fixent à cette enzyme : ceci est réalisé grâce à la présence de l’apo C2.
Les chylomicrons au départ de l’intestin n’ont pas d’Apo C2. Elle se fixe en surface des
chylomicrons dans la circulation sanguine suite à un échange avec d’autres lipoprotéines
circulantes, les HDL.
C’est un échange équilibré car en même temps les chylomicrons vont enrichir les HDL en
Apo A1.
Les chylomicrons vont hydrolyser de façon progressive le TG ce qui fait qu’ils vont
diminuer de taille et vont devenir ce que l’on appelle un résidu ou un remnant de
chylomicron.
Ces résidus de chylomicrons seront captés par des récepteurs hépatiques qui
reconnaissent l’apo E. Ils sont rapidement endocytés. Les TG qui restent seront ensuite
hydrolysés en AG sous l’action d’une autre lipase, la lipase hépatique.
Les acides gras qui résultent sont utilisés par l’hépatocyte :
- pour la production d’énergie.
- Ils sont stockés sous forme de TG de réserve
- Ils vont servir à la production des corps cétoniques qui sont ensuite distribués
dans l’organisme et utilisés comme matériel énergétique par certains tissus.
VI/ Métabolisme des VLDL
En dehors de la période post prandiale, d’autres lipoprotéines synthétisées par le foie
vont synthétiser des acides gras libres pour les tissus périphériques.
Ces lipoprotéines sont les VLDL.