Métabolisme des lipides Chapitre 3: Métabolisme des lipides

3.1 Introduction Chez les animaux et les humains, les lipides constituent la principale réserve d’énergie. Dans le corps, ils sont principalement stockés sous forme de triglycérides Puis, lorsque le besoin se fait sentir, ces triglycérides sont rapidement dégradés en acides gras et glycérol, oxydés en acétyl-CoA puis en CO2 et H2O avec libération d’une grande quantité d’énergie.

Valeur calorifique (kcal/g) 3.1 Introduction À titre d’exemple, la dégradation complète de l’acide palmitique (16 C) libère 2340 kcal (G’). Les lipides sont donc les molécules biologiques les plus énergétiques contenues dans notre alimentation. (voir annexe 3.1) Biomolécules Valeur calorifique (kcal/g) Glucides 4,1 Protéines 4,0 Lipides 9,3 Alcool 7,0

3.2 Absorption Les triglycérides alimentaires sont absorbés dans le tube digestif et incorporés aux chylomicrons. Selon les besoins des tissus, ils sont soit emmagasinés dans les tissus adipeux, soit hydrolysés par la lipase en en acides gras et en glycérol ou en un mélange de diglycérides et de monoglycérides

3.2 Absorption Le glycérol qui est produit s’en va rejoindre la glycolyse. En effet, il est transformé en glycérol-3-phosphate, puis en DHAP (intermédiaire de la glycolyse) :

3.2 Absorption L’absorption des graisses est facilitée par la présence des sels biliaires qui sont déversés dans le tube digestif et qui ont un rôle très important dans l’émulsification des graisses. En absence de ceux-ci, l’absorption des lipides est fortement diminuée, de sorte que des carences en vitamines liposolubles (A et E surtout, et D et K) surviennent.

3.3 Métabolisme des acides gras et des tryglycérides 3.3.1 Catabolisme Voie de dégradation des acides gras: la β-oxydation 4 étapes Acides gras comportant un nombre pair de carbones

3.3 Métabolisme des acides gras et des triglycérides 3.3.1 Catabolisme Étapes préliminaires: Digestion des TG en acides gras libres Les AG libres doivent être activés en acyl-CoA pour être introduits dans les voies métaboliques

3.3.1 Catabolisme des acides gras et triglycérides Figure 18 de vos notes Cytoplasme Mitochondrie Étape 1 Étape 2 Étape 4 Étape 3

Formation d’acyl-CoA R-CH2-CH2-COOH Lieu: cytoplasme Acide gras CoA-SH Lieu: cytoplasme Permet l’activation des AG -1 ATP (seule réaction) ΔG0’ = -0,2 kcal/mol Thiokinase ATP H2O AMP, PPi Cytoplasme Acyl-CoA Mitochondrie

Cytoplasme Mitochondrie mitochondriale Figure 19. Entrée des acides gras dans la mitochondrie via la carnitine

Déshydrogénation α,β des acyl-CoA Étape 1 Cytoplasme Mitochondrie Acyl-CoA Étape irréversible Ajout d’une liaison double entre Cα et Cβ Production : FADH2 FAD+ FADH2 Acyl-CoA déshydrogénase Déshydroacyl-CoA

Hydratation des acyl-CoA α,β insaturés Étape 2 Mitochondrie Réaction à l’équilibre Déshydroacyl-CoA H2O Énoyl-CoA hydrase β-hydroxyacyl-CoA

Oxydation des β-hydroxyacyl-CoA Étape 3 Mitochondrie Le NADH produit servira à produire ____ ATP après son passage dans la chaine de transport des électrons Le nom β-oxydation vient de cette étape β-hydroxyacyl-CoA NAD+ β-hydroxyacyl-CoA déshydrogénase NADH, H+ β-cétoacyl-CoA

Thiolyse Étape 4 thiolase Mitochondrie β-cétoacyl-CoA Acyl-CoA (-2C) CoA-SH thiolase Acyl-CoA (-2C)

Thiolyse Production d’un acyl-CoA possédant 2 carbones de moins que l’acyl-CoA de départ La -oxydation peut recommencer sur ce nouveau acyl-CoA Réaction à l’équilibre Libération d’un acétyl-CoA  cycle de Krebs, cétogénèse, synthèse du cholestérol, ou resynthèse des AG Au final: tout l’AG sera transformé en acétyl-CoA avec l’utilisation de 2 ATP par AG et production de 1 NADH et 1 FADH2 par cycle

Acides gras avec un nombre impair de carbones On forme un propionyl-CoA qui est ensuite converti en succinyl-CoA pour s’incorporer au cycle de Kreb

Utilisation de 2 ATP par AG R-CH2-CH2-COOH Acide gras AMP CoA-SH Thiokinase ATP ATP ADP, Pi AMP, PPi H2O ADP Acyl-CoA

Bilan énergétique 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑜𝑢𝑟𝑠= 𝑛−2 2 Tout d’abord, il faut calculer le nombre de tours de -oxydation qu’effectuera l’AG pour être entierement oxydé. Au dernier tours on forme 2 molécules d’acétyl-CoA en même temps 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑜𝑢𝑟𝑠= 𝑛−2 2 où n= nombre de carbones contenus dans l’AG Réfère au nombre de C contenus dans l’acétyl-CoA

Bilan énergétique À chaque tour, on produit 1 NADH et 1 FADH2 Chaine de transport des électrons: NADH  3 ATP F FADH2  2 ATP Il ne faut pas oublier de soustraire 2 ATP par molécule d’AG

Bilan énergétique Le nombre d’acétyl-CoA généré par l’oxydation des AG peut être connu à l’aide de la formule suivante Oxydation d'une molécule d'acétyl-CoA par le cycle de Kreb génère 12 ATP !! (voir p.66)

Exemple: Calculons le nombre d’ATP produits par l’oxydation complète de l’acide palmitique (palmitate), un acide gras à 16 carbones

Comme vous pouvez le constater, la production nette d’ATP par oxydation d’une seule molécule d’acide gras est très élevée. Ce qui confirme que les acides gras sont les molécules les plus énergétiques de notre alimentation (Voir annexe 3,2)

Exercices Chapitre 3, numéros 3, 7