Université Badji-Mokhtar- Annaba Faculté de Médecine

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1 Université Badji-Mokhtar- Annaba Faculté de Médecine
Β-OXYDATION DES ACIDES GRAS Dr A GOURI,

2 PLAN INTRODUTION ORIGINE DES AG SUBSTRATS SIEGE ET DEFINITION
PRINCIPALES ETAPES REGULATION Anomalies

3 Introduction L'oxydation des acides gras est la source majeure d'ATP.
Certains oiseaux migrateurs parcourent 1500 km grâce aux "combustibles lipidiques" ( glycogène muscles 1 heure) Une voie métabolique capitale pour l'homéostasie énergétique de la cellule (foie, cœur, muscle squelettique), notamment en période de jeûne.

4 Source d’énergie sauf pour le cerveau, GR, médullaire rénale…
Origine : Exo : +++ alimentaire couvre les besoins (végétaux++) Endo: synthèse par le foie et tissu adipeux (sauf AGI) taux de synthèse faible sauf certaines situations nutritionnelles (ex: régime hyperglucidique)

5 2. Origines substrats CC Tissus Périphériques (muscles)
Oxydation des AG Apport alimentaire FOIE AcétylCoA VLDL LPL AG-ALB Absorption intestinale AG CHYLOMICRON LPL LPL AG LHS 2. Origines substrats CC=corps cétoniques LPL=lipoprotéine lipase LHS= triglycéride lipase hormonosensible TG de Réserve = tissu adipeux

6 3. SIEGE ET DEFINITION 2 . SIEGE 1. DEFINITION
- Catabolisme oxydatif aérobie des AG préalablement activés en acyl-CoA - Oxydation des acyl-CoA du cytoplasme en acétyl-CoA en présence de coenz transporteurs d’hydrogènes (NAD et FAD) vers la chaîne respiratoire. - Voie de la lipolyse - Voie la plus énergétique 2 . SIEGE - Principalement = mitochondrie - accessoirement = peroxysomes (foie)

7 1 2 Vue d’ensemble 3 5 4

8 4. Principales étapes 1. Activation des AG S/F d’acyl-CoA :
Cytoplasme= face ext de la membrane ext mitochondriale Acyl-CoA synthétases= Acyl-CoA-thiokinases 2 étapes: R-COO (R-C~AMP)-E R-C~S.CoA + H+ R. endergonique =consomme 2 liaisons riches en énergie avec formation d’1 seule. R. irréversible SH-CoA AMP 1 2 O O ATP PPi 2Pi Acyl-Adénylate (acyl-ENZ) Acyl-CoA

9 Tranfert des acyl-CoA « Navette Carnitine »

10 4 réaction / tour d’hélice:
1:oxydation:AcoAdéshydrogénase 2:hydratation:enoylcoA-hydratase 3:oxydation:L-hydroxyacylcoA déshydrogénase 4:thiolyse: -cétothiolase 3. - oxydation des acyl-CoA: Hélice de LYNEN 1. AG saturés à nombre pair de carbone   R-CH2-CH2-CH2-CO-SCoA Acyl-CoA(n) FAD FADH2 Cycle de Krebs 1  R-CH2-CH=CH-CO-SCoA trans2-enoyl-coA  R-CH2-CO-SCoA acyl-coA (n-2) 1’ H2O 2 CH3-CO-SCoA Acétyl-coA 4  R-CH2-CHOH-CH2-CO-SCoA L--hydroxy-acyl-coA SH-CoA  R-CH2-CO-CH2-CO-SCoA -céto-acyl-coA NAD+ NADH,H+ 3

11 Suite des étapes de la β-oxydation:HELICE
- Répétition du cycle de 4 réactions (n) fois - Libération d’1 acétyl-CoA à chaque cycle avec 1 acyl-CoA (n-2) - Dernier tour quand il reste 1 acyl-CoA à 4 C = butyryl-CoA il subit une thiolyse = clivage: CH3-CO-SCoA 2 acétyl-CoA SH-CoA Thiolase CH3-CH2-CH2-CO-SCoA Butyryl-CoA

12 Bilan métabolique et rendement énergétique de l’oxydation d’un AG saturé à nbre pair de carbone
Un tour d’hélice: 1 acyl-CoA (n)+ CoA + FAD +NAD+ + H2O  1 acyl-CoA (n-2)+ 1 acétyl-CoA + FADH2 + NADH,H+ Pour un acide gras à n carbones, il y a : [(n/2) - 1] tours d'hélice de Lynen [(n/2) - 1] NADH [(n/2) - 1] FADH2 (n/2) acétyl CoA

13 PalmitoylCoA (C16) = 7 cycles de 4 réactions:
palmitoylCoA + 7FAD + 7 NAD+ +7CoA + 7 H2O  8 acétylCoA + 7FADH2 + 7 NADH,H+ 1 NADH,H+ oxydé dans la CRM  3 ATP 1 FADH2 oxydé dans la CRM  2 ATP 1 acétylCoA oxydé par le cycle de Krebs et CRM  12 ATP Bilan d’oxydation du palmitoylCoA= 131 ATP Bilan d’oxydation du palmitate = 129 ATP

14 2. - oxydation des AG saturés à Nbre impair de carbone :
Minoritaires, d’origine végétale (+++) Mêmes ENZ Produit final = propionylCoA (C3) Dégradé par le cycle de Krebs via le succinylCoA Carboxylase Epimérase D- méthylmalonylCoA propionylCoA CO2 SuccinylCoA Cycle de KREBS L-méthylmalonylCoA

15 3. - oxydation des AG insaturés
Exp de l’acide oléique C18: 19 (NBR PAIR) Même réaction jusqu’à la 1ère  CO-SCoA oléylCoA CH3 9 3 cycles de β-oxydation Cis- 3 enoylCoA 3,2, enoylCoA isomérase CO-SCoA CH3 CH3 CO-SCoA crotonase Trans- 2- enoylCoA OH L--hydroxyacylCoA 4 autres cycles 2 acetylCoA Au total = 8 cycles = 9 actylCoA

16 4. - oxydation des AG à très longue chaîne carbonée (>18c)
Racourcissement de la chaîne carbonée dans les peroxysomes du foie par des oxydases  12 à 14 c Les acyls réduits en Nbre de carbone poursuivent leur oxydation dans la mitochondrie.

17 5. RÉGULATION + - + + - AG malonylCoA AcylCoA Acyl-Carnitine acétylCoA
ACC=acétylcoA carboxylase + AG malonylCoA Cytosol activation - + AcylCoA CPT.I Acyl-Carnitine + - 1. PPP = INS/GLU (ADR) Foie + tissu adipeux: => Lipogenèse+ =>malonylcoA =>lipolyse – 2. PJeûne , activité= Foie + tissu adipeux: INS/GLU (ADR)  Muscle (ADR ) => Lipogenèse – => malonylcoA  =>lipolyse + (Β-oxydation ) Mitochondrie Β-oxydation acétylCoA Cycle de Krebs

18 6. Anomalies Déficit primaire en carnitine : Autosomique récessive
Déficit du transporteur membranaire de la carnitine (rein, muscle, coeur, intestin et les fibroblastes) L’âge (1 mois et 7 ans). Cardiomyopathie dilatée progressive. Diagnostiquer précoce, affection curable avec une simple supplémentation orale à vie en L-carnitine

19 Autosomique récessive
2. Déficit en Acyl-coa déshydrogénase des acides gras à chaîne moyenne (MCAD) :  Autosomique récessive Mutations dans le gène qui code pour l’enzyme MCAD Hypoglycémie et acidose métabolique lors d’un jeûne prolongé ou d’un stress (exercice, maladie, infection).  L’âge de 3 mois et de 3 ans L’une des causes de mort subite du nouveau-né. MCAD sont souvent traités par des suppléments de carnitine.