Métabolisme des lipides et enzymes associées

Les acides gras (AG) ne peuvent être métabolisés que lorsqu'ils sont activés sous forme d'acyl-CoA.

La réaction d'activation des AG est catalysée par une enzyme appelée acyl-CoA synthétase (thiokinase).

La réaction d'activation des AG nécessite de l'ATP.

L'acyl-CoA formé à partir de l'activation des AG est ensuite transporté dans la mitochondrie pour être complètement dégradé.

La carnitine est un transporteur qui permet le passage de l'acyl-CoA à travers la membrane interne de la mitochondrie.

Ce sont des molécules de transport de lipides hydrophobes dans le sang.

Composées de triglycérides, de protéines, d'esters de cholestérol et de phospholipides.

Composées de triglycérides, protéines, esters de cholestérol et phospholipides.

Chylomicrons, VLDL, LDL, HDL et IDL.

Transport des triglycérides alimentaires des intestins vers les tissus.

Transport des triglycérides synthétisés par le foie vers les tissus.

Transport du cholestérol vers les tissus, considéré comme mauvais pour la santé.

Transport du cholestérol non utilisé vers le foie, considéré comme bon.

Les lipoprotéines de basse densité (LDL) sont des transporteurs de cholestérol exogène vers les tissus. Elles se fixent sur des récepteurs spécifiques à la surface des cellules pour être internalisées.

Les récepteurs-ligands se regroupent dans des vésicules recouvertes à la surface cellulaire. Ces vésicules s'invaginent et forment des réceptosomes qui sont ensuite transportés vers les lysosomes.

Les lysosomes contiennent des enzymes qui décomposent les LDL en acides gras, cholestérol et acides aminés. Le cholestérol est ensuite intégré au réticulum endoplasmique.

Les lipoprotéines de haute densité (HDL) transportent le cholestérol libre des tissus vers le foie. Elles contiennent l'enzyme LCAT qui estérifie le cholestérol.

Les triglycérides sont des lipides de réserve qui constituent une source d'énergie utilisable par les cellules.

Les triglycérides sont mobilisés en cas de diète prolongée, d'exercice physique ou de stress. Ils sont hydrolysés par la lipase sensible aux hormones.

L'hydrolyse des triglycérides libère des acides gras et des β-monoacylglycérol. Ce dernier est ensuite hydrolysé par une lipase intracellulaire non sensible aux hormones.

La synthèse des triglycérides se produit principalement dans le foie, les adipocytes et les cellules intestinales. Les précurseurs de la synthèse sont le L-glycérol et l'acétyl-CoA.

L'acide phosphatidique, un intermédiaire dans la synthèse des triglycérides et des phospholipides, est un composé phosphoré contenant un glycérol, un acide gras et un groupe phosphate.

La déphosphorylation de l'acide phosphatidique enlève le groupe phosphate pour former un diglycéride, un composé contenant du glycérol et deux acides gras.

L'estérification de la dernière fonction alcool du glycérol ajoute un troisième acide gras pour former un triglycéride, la forme de stockage des lipides.

La synthèse des phospholipides et des triglycérides partage les mêmes étapes enzymatiques jusqu'au niveau du di-acylglycérol, un composé contenant du glycérol et deux acides gras. La différence réside dans l'alcool qui va être ajouté pour créer les phospholipides.

Les sphingolipides, des lipides complexes présents dans les membranes cellulaires, sont synthétisés à partir des céramides, des composés formés d'un acide gras long et d'une sérine aminée.

Les acides gras, des acides carboxyliques à longue chaîne, peuvent être saturés (sans double liaison) ou insaturés (avec une ou plusieurs double liaisons).

Les acides gras jouent un rôle crucial dans la formation de structures cellulaires importantes comme les phospholipides et les glycolipides.

La biosynthèse des acides gras est un processus complexe impliquant une série d'étapes enzymatiques. L'une de ces étapes consiste en la réduction d'un groupe carbonyle cétonique en C-3 en un groupe méthylène. Ce processus est catalysé par l'enzyme réductase et utilise le NADPH comme agent réducteur.

La biosynthèse des acides gras commence par l'acétyl-CoA et la réaction de carboxylation de l'acétyl-CoA en malonyl-CoA. Cette réaction est catalysée par l'acétyl-CoA carboxylase et nécessite l'ATP et le bicarbonate.

Une fois le malonyl-CoA formé, il subit une série de réactions d'élongation, chaque cycle ajoutant une unité à deux carbones à la chaîne d'acides gras en croissance. Ces cycles impliquent des réactions de condensation, de réduction, de déshydratation et de réduction.

L'élongation de la chaîne d'acides gras se poursuit jusqu'à ce qu'un acide gras saturé en C16, le palmitate, soit formé. L'enzyme qui termine cette chaîne est la thioestérase, qui hydrolyse la liaison thioester entre le palmitate et l'ACP.

La biosynthèse des acides gras est un processus complexe qui nécessite un apport continu de NADPH et d'ATP. De nombreux facteurs peuvent affecter la vitesse de la biosynthèse des acides gras, y compris la disponibilité des substrats, l'activité des enzymes et l'état hormonal.

L'acétyl-CoA carboxylase est une enzyme clé dans le contrôle de la biosynthèse des acides gras. Elle est régulée par une variété de mécanismes, y compris la phosphorylation, l'allostérie et la disponibilité des substrats.

La cétogenèse est le processus de production de corps cétoniques (acétoacétate, hydroxybutyrate et acétone) à partir d'acétyl-CoA dans le foie.

La cétogenèse se déroule principalement dans les mitochondries hépatiques.

La cétogenèse est principalement activée en cas de manque de glucose, comme pendant le jeûne ou le diabète.

La cétogenèse débute par la combinaison de deux molécules d'acétyl-CoA pour former l'acétoacétyl-CoA.

La formation de l'acétoacétyl-CoA est catalysée par l'enzyme β-cétothiolase.

L'acétoacétate est formé à partir de l'acétoacétyl-CoA par une série de réactions enzymatiques.

L'hydroxybutyrate est produit par la réduction de l'acétoacétate.

L'acétone est formée par la décarboxylation de l'acétoacétate.

Les corps cétoniques peuvent être utilisés comme source d'énergie par les tissus périphériques (muscle, cerveau, rein).

Les corps cétoniques traversent facilement la membrane cellulaire, permettant leur utilisation par les cellules sans l'aide de l'insuline.

La réactivation des corps cétoniques implique une série d'enzymes qui les convertissent en acétyl-CoA, qui peut ensuite être utilisé dans le cycle de Krebs.

La cétogenèse est régulée par plusieurs facteurs métaboliques, y compris la concentration en oxaloacétate, la disponibilité des acides aminés cétogènes et le taux d'insuline.

Un manque d'oxaloacétate diminue l'activité de la citrate synthase, conduisant à une accumulation d'acétyl-CoA, favorisant ainsi la cétogenèse.

Certains acides aminés, appelés acides aminés cétogènes, peuvent être utilisés pour produire de l'acétyl-CoA, augmentant ainsi la production de corps cétoniques.

Le manque d'insuline stimule la lipolyse et la β-oxydation, augmentant la production d'acétyl-CoA et favorisant ainsi la cétogenèse.