04-05-2009
Le catabolisme des lipides
I/ Forme des lipides
Lipides vrais = ester d’alcool (glycérol par ex) et d’acides gras (R-COOH)
Le début du catabolisme commence par leur hydrolyse en molécules simples : glycérol à catabolisme dans la glycolyse (glucides !) et acides gras à catabolisme des lipides, traité ici.
Structure des acides gras = longue chaîne carbonée (d’où l’hydrophobicité) de 16 ou 18 C en Gal. Ils peuvent être saturés ou porter une ou deux insaturations vers le milieu de la molécule.
II/ Dans le cytosol : activation des acides gras en acyl-CoA
Les acides gras libres sont activés dans la membrane mitochondriale externe par des acyl-CoA synthétases qui les transforment en thioesters d'acyl-CoA. Cette réaction consomme de l’ATP.
acide gras (R-COOH)+ CoA ¾¾¾¾® acyl-CoA (R-CO-S-CoA)
Rem : formule du coenzyme A
III/ Passage des acyl-CoA à travers la membrane interne mitochondriale
Pour passer la membrane interne, le groupe acyl est lié de façon transitoire à la L-carnitine. L'acyl-carnitine formé est transporté à travers la membrane interne, l'acyl-CoA est ensuite régénéré puis libéré dans la matrice.
En ce qui concerne les acides gras à chaîne courte (2 à 10 carbones), ils traversent la membrane interne sous forme d'acides gras libres et sont activées en acyl-CoA directement dans la matrice.
IV/ Dans la matrice, dégradation des acides gras en acétyl-CoA : hélice de Lynen (b-oxydation)
A chaque "tour" de l'hélice de Lynen, l'acide gras "perd" deux carbones, sous la forme d'une molécule d'acétyl-CoA.
V/ L’acétyl-CoA entre dans le cycle de Krebs
Formation de pouvoir réducteur : NADH,H+ ; FADH,H+
VI/ Les NADH2 et FADH2 entrent dans la chaîne respiratoire (phosphorylation oxydative)
Formation d’ATP.
Bilan : un acide gras à 2n+2 carbones à 5n-2 ATP
Par exemple, la dégradation du stéarate (18 C, n=8) en acétyl-CoA forme 38 ATP.
Rem : pour les acides gras insaturés, le « tour de spirale de Lynen » se produisant au niveau de l’insaturation ne fait pas intervenir de FAD, il y a donc 2 ATP formés de moins.
VII/ Cas particulier de la chaîne respiratoire : UCP et thermogenèse
Il existe 2 types de tissu adipeux : le blanc (usuel à rôle de stockage à peu de mitochondries dans les adipocytes blancs) et le brun (limité aux rongeurs et hibernants à rôle thermogénique à bcp de mitochondries dans les adipocytes bruns). Le tissu brun est présent chez tous les Mammifères à la naissance (localisation majoritairement interscapulaire) puis devient inexistant quelques semaines plus tard, sauf chez les rongeurs et les hibernants où il persiste tout au long de la vie adulte.
Dans des conditions de basse température, la lipolyse intracellulaire est augmentée ainsi que l’oxydation des acides gras. Mais l’énergie des oxydations n’est pas utilisée pour synthétiser de l’ATP, elle est totalement dissipée sous forme de chaleur. Il n’y a plus de couplage entre respiration et synthèse d’ATP. L’identification du mécanisme de découplage de la phosphorylation oxydative a été élucidé lorsque la protéine responsable du phénomène a été isolée : l’UCP (UnCoupling Protein).
Biblio : http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Metabo/hlynen.html
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/glucose-lipides/gluclip.htm
http://www.sciencebio.com/FacBio/BioCell/Mito/FBMiT.htm
http://ist.inserm.fr/basisrapports/obesite/obesite_chap12.pdf