Biochimie 3 - Lipides Flashcards
Qu’est-ce qu’un lipide?
Les lipides constituent la matière grasse des êtres vivants.
Ce sont de petites molécules peu solubles dans l’eau ou amphipathiques principalement constituées de carbone, d’hydrogène et d’oxygène et ayant une densité inférieure à celle de l’eau.
La configuration typique du carbone est -CH2 -
Principaux lipides retrouvés dans l’organisme humain
Acides gras libres
Triacylglycérols
Phospholipides
Cholestérol
Structure acides gras libres
Acide carboxylique avec une chaîne habituellement linéaire aliphatique (COOH-CH2- CH2- CH2… CH3).
En chimie, le groupement fonctionnel de l’acide
carboxylique (R-CO-) est appelé acyle. Ce terme est utilisé pour désigner un acide gras lié à une autre molécule.
Structure triacylglycérols
Formés de 3 acides gras reliés à un alcool à trois carbones, le glycérol. Ils sont insolubles dans l’eau.
Structure phospholipides
Lipides possédant un groupe phosphate dont les
plus abondants sont les phosphoacylglycérols. Ceux-ci sont formés d’un glycérol estérifié à deux acides gras et à un phosphate qui présente une certaine charge négative. Divers composés azotés s’ajoutent souvent sur le phosphate. Cela conduit à un caractère amphiphile, c’est-à-dire une partie hydrophile et une partie hydrophobe.
On les retrouve souvent à l’interface entre les lipides et l’eau.
XStructure cholestérolX
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Fonctions acides gras libres
Ils constituent une source d’énergie pour divers tissus. Ils sont la forme véhiculée de l’énergie emmagasinée dans les adipocytes (cellules graisseuses). Dans la circulation,
ils sont véhiculés en association avec l’albumine, principale protéine du plasma.
Environ un tiers des acides gras libres est utilisé par le coeur, un tiers par les muscles squelettiques et l’autre tiers par le foie.
Fonctions triacylglycérols
1-lipides neutres, simples, dont la fonction est la mise en réserve des acides gras (graisse).
2-Ils servent aussi d’isolant thermique et comme amortisseurs des organes vitaux.
Fonctions phospholipides
1- un constituant obligatoire à la surface des lipoprotéines.
2- Ils forment la structure de base des membranes cellulaires
3- ils fournissent les acides gras pour l’estérification du cholestérol.
4- Ils ont aussi un rôle de surfactant dans les poumons (une synthèse insuffisante dans les poumons d’un enfant prématuré provoque le syndrome de la détresse respiratoire)
5- Dans les membranes, ils constituent des réserves de certains acides gras
Fonctions cholestérol
1- Il est aussi un élément structural des membranes (*spécialement au cerveau où il y forme 30% des lipides de la myéline).
2- précurseur de sels biliaires nécessaires à l’absorption des TG alimentaires et des vitamines liposolubles *(A, D, E et K).
3- il est le précurseur de certaines hormones stéroïdiennes dont les hormones sexuelles et surrénaliennes.
Principales sources alimentaires pouvant être éventuellement converties en lipides dans l’organisme
Les sucres (polysaccharides), les protéines et les lipides. Ce sont les composés pouvant fournir des calories.
Proportions habituelles des calories ingérées dans une diète normale
Sucres 49% Protéines 16% Lipides 32% Jeunes hommes: environ 2800kcal Jeunes femmes: environ 2000 kcal
Avantages de conserver réserves énergétiques sous forme de graisse
ATP : réserve cellulaire de 1 minute
Glycogène: réserve pour 1 journée
Graisses : réserve de 30j-60j, la masse isocalorique est 15% de celle du glycogène
(9,3 kcal/g versus 4,1 kcal/g et absence d’eau).
Signification acide gras
Chaîne hydrocarbonée aliphatique (linéaire ou ramifiée, mais ouverte) possédant une fonction carboxylique (-COOH). La chaîne peut être courte (2 à 4 carbones), moyenne (6 à 10 carbones) ou longue (12 à 24 carbones). Dans l’organisme humain, on trouve principalement des acides gras à nombre pair de carbones. Les plus nombreux ont 16 ou 18 carbones. Ils peuvent contenir jusqu’à 24 carbones.
COOH – (CH2)n – CH3
On compte les carbones à partir de l’acide carboxylique (no 1). Le dernier carbone méthylé (CH3) est désigné ω (oméga) ou n. Il est possible de compter à reculons ex :
ω-3.
Signification acide gras saturé
Acide gras où tous les atomes de carbone sont réunis par des liaisons simples. Ex.: palmitate (16 C) et stéarate (18 C).
Signification acide gras monoinsaturé
acide gras possédant une double liaison.
Ex.: oléate (18 C, 18:1; 9) (ω-9), un acide gras endogène.
Acide gras polyinsaturé
Acide gras possédant plusieurs doubles liaisons.
Ex.: 18:2; 9,12 : est une description abrégée de la formule de l’acide linoléique.
18: indique le nombre total de carbones
2 : indique le nombre de doubles liaisons
9 et 12 : indiquent la position des doubles liaisons à partir du groupement carboxylique.
linoléate (18 C, 18:2; 9, 12) (ω-6)
α-linolénate (18 C, 18:3; 9, 12, 15) (ω-3)
arachidonate (20 C, 20:4; 5, 8, 11, 14) (ω-6)
Δ9, 12-cis: est une autre façon d’indiquer que les doubles liaisons sont entre les carbones 9-10 et 12-13 et qu’elles sont de forme cis.
Forme cis et forme trans: s’applique à la double liaison qui est de forme cis lorsque les autres carbones de la chaîne sont du même côté de l’axe de la double liaison.
Lorsqu’ils sont de part et d’autre de l’axe, on dit qu’il s’agit de la forme trans. La configuration cis induit un coude dans la molécule et abaisse son point de fusion.
ω - 6 ou n - 6: indique la position de la double liaison à partir du dernier carbone en comptant à rebours. Les lettres ω et n sont utilisées pour les mêmes fins.
Différence entre les oméga-3 des huiles végétales et des huiles de poisson
L’huile de poisson est riche en EPA et DHA, tandis que l’huile de lin est riche en ALA
L’ALA n’est pas biologiquement actif et doit être converti en EPA et DHA pour être utilisé à autre chose que de l’énergie stockée comme d’autres types de graisses.
Alors que l’ALA est toujours un acide gras essentiel, l’EPA et le DHA sont liés à de nombreux autres avantages pour la santé.
De plus, le processus de conversion de l’ALA en EPA et DHA est assez inefficace chez l’homme.
Par exemple, une étude a révélé que seulement 5% de l’ALA est converti en EPA et moins de 0,5% de l’ALA est converti en DHA chez les adultes.
Dans quels tissus et dans quels compartiments cellulaires le glucose ingéré est-il transformé en triacylglycérols?
Foie et tissu adipeux.
Cytosol (et mitochondries pour ce qui est de la transformation suivante :
pyruvate → acétyl-CoA → citrate).
Principales étapes de cette transformation : le transfert des substrats de la mitochondrie vers le cytosol et
la synthèse du palmitate dans le cytosol.
Le substrat immédiat est l’acétyl-CoA et l’énergie est fournie par l’ATP et le NADPH.
Étapes:
- transfert de l’acétyl-CoA de la mitochondrie vers le cytosol sous forme de citrate
- ajout d’un CO2 sur l’acétyl-CoA pour former le malonyl-CoA (3c) avec un ATP. C’est l’étape limitante.
- le malonyl-CoA est combiné avec un autre acétyl-CoA par un complexe enzymatique globalement appelé acide gras synthase. Le NADPH sert de cofacteur et la réaction libère un CO2 de sorte que l’ajout net est de 2 carbones.
L’opération est effectuée sept fois jusqu’à l’obtention du palmitate à 16 carbones qui est alors libéré du complexe.
Par quelle voie métabolique est formée la coenzyme de l’acide gras synthase?
Surtout par la voie des pentoses phosphates.
Nommez la première enzyme de la voie métabolique des pentoses phosphates, responsable de la formation de cette coenzyme.
Glucose-6-P-déshydrogénase
Rôles de la voie des pentoses phosphates
- Générer du NADPH pour la synthèse des lipides et des stéroïdes. Donc, cette voie est importante dans le foie, les adipocytes, les glandes mammaires en lactation; les
gonades et les surrénales. La moitié du glucose parvenant au foie et au tissu adipeux est métabolisé par cette voie. - Générer du ribose-5-P pour la synthèse des nucléotides puriques et pyrimidiques.
Ces nucléotides sont importants pour la synthèse des acides nucléiques (ADN et ARN) et pour la synthèse de certaines coenzymes. (ATP, NAD+, NADP+, FAD et
Coenzyme A).
Il n’est donc pas surprenant que la voie des pentoses soit active dans les cellules en division cellulaire.
Comment est contrôlée la synthèse du palmitate au foie?
L’état nutritionnel est le principal facteur contrôlant la vitesse de synthèse du palmitate.
La prise d’aliments dont les sucres stimulent la synthèse en vue d’une mise en réserve.
1) Disponibilité du NADPH
2) Activité de l’acétyl-CoA
3) Activité de l’acide gras synthase
Disponibilité du NADPH comme contrôle de la synthèse du palmitate au foie
L’insuline favorise l’entrée du glucose dans la cellule et la production du NADPH car elle active la glucose-6-P déshydrogénase.
Activité de l’acétyl-CoA comme contrôle de la synthèse du palmitate au foie
- Activée par le citrate.
- Inhibée par les acyl-CoA
- Activée par l’insuline qui agit de deux façons:
1. elle active l’acetyl-CoA carboxylase
2. elle inhibe la lipolyse, donc moins d’acyl-CoA se retrouve dans la cellule - Inhibée par le glucagon.
Activité de l’acide gras synthase comme contrôle de la synthèse du palmitate au foie
C’est une enzyme dont la synthèse est induite par l’insuline.
Décrire le métabolisme des acides gras à longue chaîne et la nature des acides gras essentiels.
La lipogenèse n’est pas seulement la synthèse du palmitate à partir d’acétyl-CoA.
L’organisme peut aussi synthétiser d’autres acides gras.
Ainsi, à partir du palmitate, il est possible de former plusieurs acides gras de longueur différente, possédant une ou plusieurs double liaisons.
Comment deux de ces acides gras (leurs
dérivés acyl-CoA), le stéarate et l’oléate, peuvent être formés à partir du palmitate.
- Activation du palmitate.
Tout acide gras libre (AGL) doit tout d’abord être activé avant d’être métabolisé.
Exemple:
Palmitate + CoA-SH + ATP → Palmityl-CoA + AMP + PPi - Élongation (au réticulum endoplasmique lisse) par élongase.
- ajout de 2 carbones par un mécanisme similaire à la synthèse du palmitate. - Désaturation:
Montrer la transformation du stéaryl-CoA en oléyl-CoA.
Réaction:
Stéaryl-CoA + O2 + NADPH + H+ → Oléyl-CoA NADP+ + 2H2O
(18C) (18:1;9)
L’acide gras synthase est-elle directement impliquée dans la formation du stéaryl-CoA à partir du palmityl-CoA?
Non. L’acide gras synthase est essentiellement une palmitate synthase.
Nommez deux acides gras que l’organisme est incapable de synthétiser et que l’on doit retrouver dans l’alimentation.
Acides gras essentiels. Acide linoléique (18:2; 9, 12) (ω-6) et α-linolénique (18:3; 9, 12, 15) (ω-3). Ce sont des acides gras polyinsaturés.
Pourquoi certains acides gras ne peuvent pas être synthétisés par l’organisme.
Chez l’humain, des désaturases existent seulement pour les carbones 4, 5, 6 et 9 donc essentiellement pour la première moitié de la chaîne d’acides gras. Il importe de se rappeler que l’acide gras synthase produit essentiellement de l’acide palmitique ( un acide gras saturé de 16 carbones ) qui peut être allongé par les élongases.
Donc les acides gras ω-3 et ω-6 doivent provenir de l’alimentation. Par exemple, l’action de la désaturase 9 sur l’acide stéarique (18 carbones saturés) va produire de l’acide oléique (18:1; 9), un oméga-9.
Dans quels types de molécules retrouve-t-on les acides gras nouvellement synthétisés et quel est le plus important?
Les triacylglycérols sont les plus importants mais on en retrouve aussi dans les phospholipides et les esters de cholestérol.
Quels sont les précurseurs du glycérol-3-phosphate dans le foie?
- Glycérol sanguin suite à l’hydrolyse des TG des chylomicrons et des VLDL par la LPL (lipoprotéine lipase) ou ceux du tissu adipeux par la LHS (lipase hormonosensible). Le glycérol libéré doit être activé en glycérol phosphate par la glycérol kinase.
- Glucose sanguin par l’entremise du dihydroxyacétone phosphate formé par la glycolyse.
XComment s’effectue l’incorporation des
acides gras dans les triacylglycérols.X
Insérer schéma 3-5
Quelles différences existe-t-il entre les molécules de triacylglycérols?
Chaque triacylglycérol possède trois acides gras. Ces acides gras ne sont pas les mêmes sur tous les triacylglycérols. Ils peuvent être différents d’un TG à l’autre, ceci dépendant du régime alimentaire.
Les acides gras sont aussi incorporés dans les phospholipides. Quels
sont les constituants des phospholipides nommés lécithines ?
Acides gras (2), glycérol, phosphate et choline.
Comment la lécithine
(phosphatidylcholine) est synthétisée.
- Activation de la choline en CDP-choline
- Incorporation de la CDP-choline au diacylglycérol.
Pourquoi est-ce qu’on mesure la lécithine chez les femmes enceintes à veille d’accoucher?
La lécithine est essentielle dans les poumons, dans les alvéoles pulmonaires. Va faire un interface entre les tissus et l’air
À cause des mouvements de l’enfant, on retrouvera de la lécithine dans le contenu amniotique