Acides Gras insaturés Professeur Jean-Luc Olivier > Faculté de Médecine Jean-Luc.Olivier@medecine.uhp-nancy.fr

Les acides gras insaturés Définition (1) Les acides gras dans l’organisme sont saturés ou insaturés L’alimentation apporte des acides gras Possibilité « d’économie » Equilibre entre synthèse endogène et apport exogène (alimentation) Utilisation des précurseurs alimentaires: Acides gras « courts » saturés ou faiblement insaturés Synthèse des acides gras long et poly-insaturés utilisation par l’organisme d’élongases et de désaturases

Les acides gras insaturés Définition (2) Il existe plusieurs « séries » d’acide gras insaturés Première série: n-9 ou w9, acides gras non « indispensables » COO- CH3- (CH2)7- CH= CH- (CH2)7 COO- acide oléique 18 16 14 12 10 9 7 5 3 17 15 13 11 8 6 4 2 le plus abondant dans les graisses végétales et animales C 18 :1 (n-9 ou w9) D 9 nombre de carbones nombre de doubles liaisons position de la 1ère double liaison en partant du CH3 terminal double liaison entre C9 et C10 Comptée à partir du COO- terminal

9 9 Les acides gras insaturés Synthèse de l’acide oléique: la D9 désaturase acide stéarique C18:0 9 COO- 1 18 9 D9 désaturase Les désaturases sont dénommées selon la double liaison qu’elles créent en comptant à partir du COO- (D) acide oléique C18 :1 (n-9) D 9 1 9 COO- 18 9 1 Deux possibilités: synthèse dans les tissus notamment dans le foie apport alimentaire

Les acides gras insaturés Synthèse de l’acide oléique: les différentes étapes O = C~S-CoA 1 9 Acyl-transférase NB: l’activation des acides gras avec le CoA est une étape nécessaire de la synthèse des acides gras HS-CoA Stéaroyl – acyl-transférase NADH + H+ + O2 + cytochrome B5 Hydroxylase H NAD+ + H2O Acyl transférase C~ 1 C~OOH 1 9 18 H2O oléoyl~S-CoA + H2O HS-CoA Déshydratase Acyl-transférase Acyl transférase OH

Les acides gras insaturés Principe de synthèse des acides gras polyinsaturés (1) Construction à partir des monoinsaturés Création d’une deuxième liaison insaturée à partir de la première Double liaisons des acides gras sont en position « malonique » double liaisons conjuguées Une liaison simple sépare deux liaisons doubles cis, malonyl, doubles liaisons maloniques 2 liaisons simples séparent deux liaisons doubles Pas trans Pourquoi pas de liaison trans? cf chapitre « intégration membranaire » Acides gras poly-insaturés

Les acides gras insaturés Principe de synthèse des acides gras polyinsaturés (2) Les doubles liaisons sont créées à droite (vers COO-) de la première double liaison Importance de la place de la première double liaison Définition de trois « séries » d’acides gras 1 3 5 8 6 Série n-6 ou w6 Les cellules animales « supérieures » n’ont pas de désaturase agissant entre n et n-9 1 3 5 7 9 Série n-9 ou w9 1 3 4 6 8 Série n-3 ou w3 5 7 9 7 9

Les acides gras insaturés Synthèse des acides gras polyinsaturés: la série w9 (1) Série w9 ou n-9 D6 désaturase Les désaturases sont dénommées selon la double liaison qu’elles créent en comptant à partir du COO- (D) acide oléique C18 :1 (w9) D 9 COO- 1 9 18 COO- 1 9 18 6 acide C18 :2 (D 6, D9) doubles liaisons maloniques 1ère étape: désaturation de la liaison D6 (complexe D6 désaturase)

Les acides gras insaturés Synthèse des acides gras polyinsaturés: la série w9 (2) Malonyl~CoA + 2NADPH + H+ Acétyl-CoA + ATP + HCO3- acide C18: 2 (D 6, D9) n-9 1 9 COO- 1 18 9 6 doubles liaisons maloniques COO- 1 11 20 9 8 acide C20: 2 (D 8, D11) n-9 élongase 2ème étape: addition de deux carbones par une élongase utilisation d’acétyl à partir de malonyl-CoA dans réticulum sarcoplasmique (enzyme microsomiale) Réaction similaire à la 1ère étape catalysée par la FAS

Les acides gras insaturés Synthèse des acides gras polyinsaturés: la série w9 (3) D5 désaturase Les désaturases sont dénommées selon la double liaison qu’elles créent en comptant à partir du COO- (D) acide C20: 2 (D 8, D11) n-9 COO- 1 11 20 9 8 D5 et D6 désaturases sont des enzymes différentes (gènes différents) acide C20 :3 (D 5, D8, D11) n-9 COO- 1 11 20 9 8 5 2ème étape: désaturation de la liaison D5 (complexe D5 désaturase)

Les acides gras insaturés Synthèse des acides gras polyinsaturés: la série w9 (4) COO- 1 11 20 9 8 5 Malonyl~CoA + 2NADPH + H+ Acétyl-CoA + ATP + HCO3- acide C20 :3 (D 5, D8, D11) n-9 COO- 1 13 20 9 10 7 acide 7,10,13-docosatrienoïque, C22 :3 (D 7, D10, D13) n-9 élongase 3ème étape: addition de deux carbones par une élongase

Les acides gras insaturés Synthèse des acides gras polyinsaturés: la série w9 (5) Récapitulatif de la série n-9, w9 acide oléique C18 :1 (n-9) D 9 COO- 1 9 18 D6 désaturase acide C18 :2 (D 6, D9) COO- 1 9 18 6 élongase acide C20 :2 (D 8, D111) COO- 1 11 20 9 8 D5 désaturase acide C20 :3 (D 5, D8, D11) COO- 1 11 20 9 8 5 acide 7,10,13-docosatrienoïque, C22 :3 (D 7, D10, D13) élongase 9 1 1 20 13 10 7 COO-

Les acides gras insaturés Définition des séries w6 et w3 Les séries indispensables n-6 (w6) et n-3 (w3) 1- Les mammifères ne peuvent synthétiser de novo ces acides gras car ils n’ont pas les désaturases capable de créer des doubles liaisons entre n et n-9 2- Ces acides gras (surtout certains membre de ces séries) sont indispensables à la vie des mammifères (vitamines F pour certains auteurs) 3- Les végétaux et certains animaux peuvent synthétiser des acides gras avec des doubles liaisons entre n et n-9, les acides gras n-6 et n-3 4- Les mammifères doivent se procurer les précurseurs des acides gras w6 (n-6) et w3 (n-3) en mangeant des végétaux et certains organismes animaux

Les acides gras insaturés Notion de précurseurs des séries w6 et w3 acide linoléique C18 :2 (n-6) (D 9, D12): précurseur des w6 1 9 COO- 18 6 12 Indispensable, 3,4 g/jour Acides gras w6 à longues chaînes acide linolénique C18 :3 (n-3) (D 9, D12, D15): précurseur des w3 1 9 COO- 18 6 12 Indispensable, 3,4 g/jour 3 15 Acides gras w3 à longues chaînes

Les acides gras insaturés Synthèse des acides gras polyinsaturés: la série w6 acide linoléique C18 :2 (n-6) (D 9, D12) 1 9 COO- 18 6 12 acide g -linolénique C18 :3 (D 6, D9, D12) D6 désaturase COO- 18 1 9 6 12 élongase acide dihomo-g -linolénique C20 :3 (D 8, D11, D114) COO- 20 1 9 6 11 14 8 D5 désaturase acide arachidonique C20 :4 (D 5, D8, D11, D14) 11 14 8 20 COO- 1 9 6 5 élongase acide acrénique, C22 :4 (D 7, D10, D13, D16) 1 COO- 1 22 9 6 13 16 10 7

Les acides gras insaturés Synthèse des acides gras polyinsaturés: la série w3 acide linolénique C18 :3 (n-3) (D 9, D12, D15) 1 9 COO- 18 6 12 3 15 acide stéaridonique C18 :4 (D 6, D9, D12, D15) D6 désaturase COO- 9 6 12 1 3 18 15 élongase acide 8,11,14,17 eicosatetraénoïque C20 :3 (D 8, D11, D14, D17) COO- 9 6 11 14 8 1 3 20 17 acide 5,8,11,14,17 eicosapentaénoïque C20:5 (D5, D8, D11, D14, D17) EPA D5 désaturase 11 14 8 COO- 9 6 5 1 3 20 17

? Les acides gras insaturés La série w3 : le cas particulier de l’acide docosahexaénoïque Synthèse de l’acide gras en C22 (DHA): cas particulier acide 5,8,11,14,17 eicosapentaénoïque C20:5 (D5, D8, D11, D14, D17) EPA 11 14 8 9 6 5 1 3 20 17 COO- ? Deux voies possibles acide C22:6 (D4, D7,D10,D13,D16,D19) docosahexaénoïque; DHA COO- 1 22 9 6 13 16 10 7 3 19 4 Double liaison en D4

Les acides gras insaturés La série w3 : le rôle de l’acide docosahexaénoïque Le DHA joue un rôle important dans le cerveau (et la rétine) Acide Acide arachidonique docosahexaénoïque Globules rouges 10% 2% Plaquettes 25% 1,5% Cerveau 6% 10% Œil 4% 12% Une déficience en DHA dans les premières années peut entraîner un retard mental et une cécité. La proportion de DHA diminue dans le cerveau avec l’âge et particulièrement dans les démences séniles Les régimes riches en DHA, EPA, acide linolénique diminuerait les risques cardiovasculaires et de démences séniles

Les acides gras insaturés La série w3 : la synthèse de l’acide docosahexaénoïque (1) acide 5,8,11,14,17 eicosapentaénoïque C20:5 (D5, D8, D11, D14, D17) EPA 1 3 6 9 20 COO- 17 14 11 8 5 élongase Voie utilisée chez le proto- zoaire marin (traustochytrium) acide C22:5 (D7, D10, D13, D19) acide C22:6 (D4, D7,D10,D13,D16,D19) Docosahexaénoïque; DHA D4 désaturase COO- 1 22 9 6 13 16 10 7 3 19 4 - Pas de D4 désaturase identifiée chez les mammifères

Les acides gras insaturés La série w3 : la synthèse de l’acide docosahexaénoïque (2) Voie chez les mammifères: 2 étapes d’élongation b-oxydation (-2 carbones) acide 5,8,11,14,17 eicosapentaénoïque C20:5 (D5, D8, D11, D14, D17) EPA 11 14 8 9 6 5 1 3 20 17 COO- Élongase +2 acide C24:5 (D9, D12, D15, D18, D21) D6 désaturase acide C24:6 (D6, D9, D12, D15, D18, D21) acide C22:6 (D4, D7,D10,D13,D16,D19) Docosahexaénoïque; DHA b oxydation = perte 2 carbones (peroxisome et non mitochondrie) COO- 1 22 9 6 13 16 10 7 3 19 4

Les acides gras insaturés Les premiers acides gras des séries ω-3, ω-6, ω-9 Pas d ’interconversion possible chez l'homme Car absence de D12 et D15 désaturase acide oléique C18 :1 (n-9),D 9 9 18 COO- 1 1 acide linoléique C18 :2 (n-6) (D 9, D12) 1 9 COO- 18 6 12 Indispensable, quelques g/jour acide a-linolénique C18 :3 (n-3) (D 9, D12, D15) 1 9 COO- 18 6 12 3 15

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