Métabolisme des lipides Flashcards
Quelles sont les 8 grandes classes de lipides?
- Les acides gras
- Les acylglycérols ou glycérides : tripalmitoylglycérol
- Les phosphoacylglycérols ou phosphoglycérides (des phospholipides) : palmitoyloleylphosphatidylcholine
- Les sphingolipides (des phospholipides) : un céramide, la sphingomyéline
- Les stérols : cholestérol, glucocorticoïde et vitamine D3
- Les prénols : un isoprénoïde, le b-carotène
- Les polykétides : un macrolide, le 6-désoxyérythronolide B
- Les saccharolipides (ou glycolipides) : le lipide X, un saccharolipide lipopolysaccharide
Quels sont les différents acides gras? Quel est le plus fréquent?
- L’acide palmitique (saturé) : le plus fréquent
- L’acide oléique (insaturé)
- L’acide arachidonique
- Eicosanoïde (PHA1)
Quelles sont les 3 grandes familles de nutriments?
Les lipides constituent une des trois grandes familles de nutriments, les 2 autres étant les glucides et les protéines.
Les lipides alimentaires ont deux origines. Quelles sont-elles?
Animale : les lipides servent de forme de stockage de l’énergie pour les animaux. Les produits d’origine animale comme la viande, les œufs, les produits laitiers et le beurre sont des sources de lipides.
Végétale : certaines graines (colza, tournesol, maïs), certains fruits frais (olive, avocat) et les fruits oléagineux (noix, arachide, amande…) contiennent des lipides qui peuvent être extraits et permettent de produire des huiles.
Les lipides regroupent quoi?
Les lipides regroupent toute la famille des graisses dont les acides gras saturés ou insaturés, phospholipides, cholestérol et triglycérides (aussi appelé triacylglycérols).
À poids égal, les graisses fournissent combien d’énergie métabolique comparé au glycogène hydraté?
À poids égal, les graisses fournissent 6 fois plus d’énergie métabolique que le glycogène hydraté.
Les acides gras ont été sélectionnés au cours de l’évolution parce qu’ils représentent une forme très concentrée d’énergie. Comment caractériser leur énergie par rapport aux glucides et aux protéines?
Ils sont plus réduits que les glucides et les protéines donc leur métabolisme oxydatif générera donc plus d’énergie.
Au repos, ils fournissent 25 à 30% des besoins énergétiques (glucides 50-55%, protéines 12- 15%) alors qu’en période de jeûne ou d’activité physique intense, ils fournissent jusqu’à 80% des besoins énergétiques des muscles squelettiques, du cœur (acides gras = principale source d’énergie pour le cœur) et du foie. Les glucides sont utilisés préférentiellement par le cerveau lors de jeûne ou activité physique.
Comment les acides gras sont mis sous réserve?
Ils sont non polaires et donc mis en réserve sous forme anhydre alors que le glycogène est polaire et mis en réserve sous forme hydratée qui contient environ 2 fois son poids sec en eau.
En effet, ils n’ont pas besoin d’eau pour être mis en réserve.
Comment caractériser la provenance des réserves énergétiques?
Ainsi, chez un homme adulte dont les réserves énergétiques sont d’environ 500 000 kJ, 80% viennent des triacylglycérols, 19.5% des protéines (essentiellement musculaires), et 0.5% du glycogène.
Les cellules peuvent obtenir du carburant sous forme d’acides gras à partir de 3 sources. Quelles sont-elles?
Par l’alimentation
Par les cellules d’entreposage (adipocytes)
Par la biosynthèse
Quelles sont les 2 grandes familles de lipides?
- Les lipides simples sont composés uniquement d’atomes de carbones, d’hydrogène et d’oxygène. Environ 90 % des lipides comestibles sont des triacylglycérols, produits de l’estérification d’un alcool, le glycérol par les acides gras.
- Les lipides complexes sont des lipides simples liés à des molécules de sucre, d’acides aminés ou des radicaux contenant du phosphore ou du soufre.
Comment caractériser la structure des acides gras saturés? Et quelle est leur source?
Structure : acide gras dont tous les atomes de carbone sont saturés en hydrogène. Donc pas de liaisons doubles.
Sources : produits d’origine animale (fromage, beurre, viandes grasses, certaines charcuteries…) mais également les viennoiseries, les barres chocolatées et de nombreux aliments transformés.
Comment caractériser la structure des acides gras insaturés? Et quelle est leur source?
Structure : acide gras qui comporte une (mono-) ou plusieurs (poly-) doubles liaisons carbone-carbone.
Sources : produits d’origine végétale (graines, certains fruits) ainsi que les poissons gras comme le saumon, le maquereau ou la sardine.
Quels sont les 6 principaux rôles des acides gras?
- Triacylglycérols sont la principale réserve d’énergie métabolique.
- Glycolipides et phospholipides sont des constituants essentiels des membranes.
- Cholestérol est un constituant essentiel des membranes.
- Cholestérol est le précurseur de toutes les hormones thyroïdiennes (minéralocorticoïde, glucocorticoïde, progestérone, estradiol, testostérone).
- Cholestérol est le précurseur des sels biliaires.
- Arachidonate (acide arachidonique) est le précurseur de médiateurs intracellulaires importants (prostaglandines, prostacyclines, thromboxanes, leucotriènes, lipoxines).
Pourquoi la digestion des lipides se fait aux interfaces lipides-eau?
Parce que les lipides sont insolubles tandis que les enzymes impliquées dans la digestion sont hydrosolubles
La vitesse de digestion des lipides dépend de quoi? Par quoi est-elle augmentée?
La vitesse de digestion dépend de la surface de ces interfaces.
Elle est fortement augmentée par mouvements péristaltiques de l’intestin.
Les villosités augmentent aussi le contact entre les aliments et les enzymes.
La digestion des lipides est facilitée par quoi?
La digestion est facilitée par l’action émulsifiante des sels biliaires (acides biliaires). Les détergents digestifs puissants sont synthétisés dans le foie et sécrétés par la vésicule biliaire dans l’intestin grêle.
Est-ce qu’on peut vivre sans vésicule biliaire?
Oui le foie va directement déverser la bile dans l’intestin elle sera seulement moins concentrée, donc moins efficace.
Comment expliquer l’action de la lipase pancréatique? Quels sont les produits de son action?
La lipase pancréatique (triacylglycérol lipase) catalyse l’hydrolyse des triacylglycérols aux positions 1 et 3 pour donner successivement des 1,2- diacylglycérols et des 2-acylglycérols.
Comment les lipides sont-ils absorbés? Par quoi est-elle facilitée?
Le mélange d’acides gras et de mono- et diacylglycérols produit par la digestion des lipides est absorbé par les cellules de l’intestin grêle et cela est grandement facilité par les sels biliaires.
Quelles sont les 8 grandes étapes du métabolisme des lipides?
- Digestion des lipides
- Digestion des triacylglycérol
- Absorption des lipides
- Transport des lipides
- Les chylomicrons sont libérés dans le système lymphatique puis dans le système sanguin qui les apporte aux tissus.
- Les triacylglycérols des chylomicrons (et des VLDL) sont hydrolysés en acide gras libres et en glycérol dans les capillaires du tissu adipeux et des muscles par la lipoprotéine lipase (LPL).
- Les acides gras entrent (diffusion) dans les cellules cibles.
- Les acides gras libres sont soit oxydés pour l’énergie (dans le muscle), soit entreposés sous forme de triacylglycérol (TAG) dans les adipocytes (stimulé par insuline). Le glycérol est transporté au foie pour y être transformé/recyclé.
Une fois dans les cellules intestinales, les acides gras forment quoi?
Une fois dans les cellules intestinales, les acides gras forment des complexes avec la protéine intestinale de liaison des acides gras (I-FABP) dont le rôle est d’augmenter leur solubilité.
Quel est le rôle de I-FABP?
Son rôle est d’augmenter la solubilité des acides gras.
Permet le déplacement des acides gras à l’intérieur des cellules intestinales.
Que se passe-t-il après que les lipides soient absorbés par la cellule intestinale?
Les produits de digestions des lipides absorbés par la cellule intestinale sont ensuite transformés en triacylglycérols puis enfermés dans des particules lipoprotéiques appelées chylomicrons.
Quel est le rôle de la lipoprotéine lipase?
Elle libère les acides gras et le glycérol en hydrolysant la triacylglycérol.
Après que les chylomicrons se soient débarrassés de la majorité de ses TAG, où vont-ils? Pour donner quoi?
Les restants des chylomicrons (avec peu de TAG mais reste du cholestérol et des apolipoprotéines) sont transportés au foie où ils seront soit :
• oxydés pour fournir de l‘énergie
• servent de précurseurs pour la synthèse de corps cétoniques (source d’énergie pour certaines cellules en absence de glucose).
• en absence de besoins énergétiques, ils seront transformés en TAG et enfermés dans des lipoprotéines à très faible densité (VLDL) puis libérés dans le sang vers les adipocytes pour entreposage.
Que sont les bons et les mauvais cholestérol?
HDL contient beaucoup de cholestérol c’est donc le mauvais cholestérol.
LDL est le bon cholestérol car il peut absorber du cholestérol en se déplaçant et le ramener au foie.
Comment expliquer que le foie génère du cholestérol?
Le foie génère du cholestérol.
Les VLDL sont l’équivalent des chylomicrons mais le cholestérol et les TAG proviennent du foie mais pas de l’alimentation.
Lors de besoins énergétiques, que se passe-t-il avec les triacylglycérols?
Lors de besoins énergétiques, les triacylglycérols en réserve (adipocytes) sont hydrolysés en glycérol et acides gras libres par la triacylglycérol lipase hormono-sensible (LHS).
Quelles sont les hormones qui activent la lipase? Comment?
Glucagon et adrénaline ➛ récepteur ➛ adénylate cyclase ➛ cAMP ➛ PKA.
Vrai ou faux? Lorsque la PKA est phosphorylée elle est active.
Faux. Elle est activée par l’AMPc.
Que fait le glucagon envers les triacylglycérols?
Le glucagon veut faire sortir les molécules énergétiques pour répondre aux besoins de l’organisme.
Quel est le principe de la libération des TAG?
Prendre les TAG dans le tissu adipeux et cliver les chaînes d’acides gras pour les libérer dans la circulation pour trouver la cellule musculaire qui a besoin d’énergie.
Comment expliquer la mobilisation des acides gras? Comment sont-ils transportés?
Les acides gras libérés des adipocytes sont relâchés dans le sang où ils se lient à l’albumine (représente environ 1⁄2 des protéines sanguines totales).
Ils sont transportés vers les tissus cibles (foie, muscles squelettiques, cœur, reins) pour y être oxydés.
Combien de molécules d’acide gras peuvent être transportés par une molécule d’albumine?
Environ huit à dix molécules acides gras qui peuvent être transportés par une molécule d’albumine
Comment caractériser le contenu énergétique des triacylglycérols?
Environ 95% de l’énergie disponible dans les TAG provient des chaînes d’acides gras.
Seulement 5% provient donc de la portion glycérol.
Comment l’énergie qui provient du glycérol des TAG est-elle libérée?
Ce glycérol est relâché suite à l’action de la lipase hormono-sensible est phosphorylé par la glycérol kinase pour donner du glycérol-3-phosphate.
Le glycérol-3-phosphate sera oxydé en dihydroxyacétone phosphate (DHAP).
Le DHAP est transformé en glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP) par l’action de la triose phosphate isomérase et est ensuite oxydé dans la glycolyse.
(renvoi au métabolisme du fructose dans le foie)
Qu’est-ce que la lipolyse ou β-oxydation? Quand est-ce que ce processus est accéléré?
La lipolyse, ou β-oxydation, consiste à dégrader des acides gras en unités acétyl en produisant de l’énergie sous la forme d’ATP (par Krebs et chaîne de transport d’électrons/phosphorylations oxydatives).
Dans la majorité des tissus, la β-oxydation est accélérée lorsque les réserves en glycogène sont faibles/épuisées.
Qu’est-ce que la lipogénèse? Quand est-ce qu’elle est activée?
La lipogenèse, ou synthèse de novo, consiste à synthétiser un acide gras par condensation de molécules d’acétyl-CoA à deux carbones en consommant de l’énergie sous forme d’ATP.
La lipogenèse est activée lorsque les niveaux de glucose sont élevés.
Avant d’être oxydés, comment les acides gras sont-ils préparés? Qu’est-ce que cela requiert?
Avant d’être oxydés, les acides gras doivent être “préparés” par une réaction d’acylation ATP- dépendante qui génère un acyl- CoA.
Cette réaction est catalysée par une acyl-CoA synthétase.
Cela requiert une molécule d’ATP.
La réaction d’acylation ATP-dépendante qui prépare les acides gras est-elle réversible? Pourquoi? Quel est l’intermédiaire formé?
À cause de la première réaction la réaction totale n’est pas réversible car sinon on pourrait prendre le CoA de la molécule formée et recommencer la réaction.
L’intermédiaire formé est l’acyladénylate mixed anhydride.
L’oxydation des acides gras se produit où?
L’oxydation des acides gras se produit dans la matrice mitochondriale.
Comment les acides gras à longue chaîne et ceux à courtes chaînes sont transformés en acyl-CoA?
Les acides gras à courte chaîne (<12C) peuvent entrer librement dans la matrice mitochondriale et leur transformation en acyl-CoA se produit dans ce compartiment.
Les acides gras à longue chaîne (majoritaires) doivent d’abord être préparés (acyl-CoA) dans le cytosol. Ces longs acyl-CoA ne peuvent traverser la membrane interne de la mitochondrie.
Comment l’acyl-CoA est-il transporté vers la matrice? Par quelles enzymes? Comment est-elle transformée?
La partie acyl est transférée à la carnitine via une réaction de transestérification qui a une constante d’équilibre proche de 1 : liaison O-acyl de l’acyl-carnitine a une énergie libre d’hydrolyse identique à celle de la liaison thioester.
Enzymes: carnitine palmitoyltransférases I (CPT-I) et II (CPT-II) localisées respectivement sur la face externe de la membrane externe et la face interne de la membrane interne de la mitochondrie.
Un transporteur, la carnitine-acylcarnitine translocase (CACT), localisé dans la membrane interne assure l’entrée de l’acyl-carnitine dans la mitochondrie et la sortie de carnitine libre en sens inverse.
Quel transporteur assure l’entrée de l’acyl-carnitine dans la mitochondrie et la sortie de carnitine libre en sens inverse?
Un transporteur, la carnitine-acylcarnitine translocase (CACT), localisé dans la membrane interne assure l’entrée de l’acyl-carnitine dans la mitochondrie et la sortie de carnitine libre en sens inverse.
Vrai ou faux? Le coenzyme A est transporté librement dans la mitochondrie.
Faux. Le coenzyme A n’est pas transporté librement dans la mitochondrie pareil comme le NADH.
Une fois dans la matrice mitochondriale, la b-oxydation des acyl-CoA est initiée et elle fait intervenir 4 réactions. Quelles sont-elles? Quelles sont leurs caractéristiques? Quelles sont les enzymes qui font les réactions? Quelles sont les similarités avec Krebs?
- Formation d’une double liaison trans entre les carbones α et β suite à une déshydrogénation (oxydation) assurée par la flavoprotéine acyl-CoA déshydrogénase (AD). C’est similaire à la succinate déshydrogénase dans Krebs.
- Hydratation de la double liaison par l’énoyl-CoA hydratase (EH) qui donne un 3-L-hydroxyacyl- CoA. C’est similaire à la fumarase dans Krebs.
- Déshydrogénation (oxydation) NAD+-dépendante de ce b-hydroxyacyl-CoA par la 3-L- hydroxyacyl-CoA déshydrogénase (HAD) pour former le b-cétoacyl-CoA.
- Réaction de thiolyse avec le CoA qui provoque la rupture de la liaison Ca-Cb catalysée par la β-cétoacyl-CoA thiolase (KT ou b-cétothiolase ou acétyl-CoA acyltransférase) pour donner l’acétyl- CoA et un nouvel acyl-CoA avec 2 C de moins que celui de départ.
Quelle est la réaction de β-oxydation qui génère un NADH?
Déshydrogénation (oxydation) NAD+-dépendante de ce b-hydroxyacyl-CoA par la 3-L-hydroxyacyl-CoA déshydrogénase (HAD) pour former le b-cétoacyl-CoA.
Le cycle de β-oxydation se répète combien de fois?
Ce cycle de β-oxydation se répète jusqu’à ce que la chaîne acyl soit complètement β-oxydée.
Combien de tours de β-oxydation devra faire un acide gras à 16 carbones?
7
Le FADH2 formé lors de l’oxydation de l’acyl-CoA est réoxydé par quoi?
Le FADH2 formé lors de l’oxydation de l’acyl-CoA est réoxydé par une chaîne de transfert d’électrons.
La flavoprotéine de transfert d’électrons (ETF) transfère une paire d’électrons du FADH2 à la flavoprotéine Fe-S ETF:ubiquinone oxydoréductase qui ensuite transfère une paire d’électrons à la chaîne respiratoire mitochondriale en réduisant le CoQ.
Comment caractériser la thermodynamique de la β-oxydation des acides gras?
La β-oxydation des acides gras est fortement exergonique.
Chaque tour de β-oxydation produit quelles composantes?
Chaque tour de β-oxydation produit 17 ATP, un NADH, un FADH2 et un acétyl-CoA.
Vrai ou faux? Plus la chaîne acyl de l’acide gras est longue, plus le nombre d’ATP produit sera faible.
Faux. Plus la chaîne acyl de l’acide gras est longue, plus le nombre d’ATP produit sera élevé.
L’oxydation du palmitoyl-CoA (acide gras à 16 C) nécessitera combien de tour de β-oxydation? Combien de molécules de NADH, FADH2 et acétyl-CoA seront produites? Combien d’ATP totaux seront générées?
7 tours
7 NADH
7 FADH2
8 acétyl-CoA
131 ATP
Quelle est la formule pour calculer le nombre d’ATP produits par la β-oxydation?
Formule: ((nb carbones/2) - 1) x 17 + 12 - 2 = total ATP
L’oxydation des acides gras est une source d’énergie particulièrement importante pour quoi?
Les animaux qui hibernent
Les oiseaux migrateurs qui volent de longues distances sans interruption.
Comment les acides gras insaturés sont catabolisés?
Les acides gras insaturés sont également catabolisés par β-oxydation, mais d’autres enzymes mitochondriales (de type isomérase et réductase) sont nécessaires pour gérer leurs doubles liaisons cis.
Dites comment la réaction d’oxydation de l’acide oléique, une chaîne de 18 atomes de carbone avec une double liaison à la position 9,10 (monoinsaturé va se produire)?
Les réactions d’oxydation se déroulent normalement pour 3 cycles menant à la production de 3 molécules d’acétyl-CoA et de cis-D3-dodécénoyl-CoA, un intermédiaire qui n’est pas un substrat pour l’acyl-CoA déshydrogénase. Avec une double liaison à la position 3,4, il est impossible de former une autre double liaison à la position 2,3 (ou position b).
Ce problème est résolu par l’énoyl-CoA isomérase, une enzyme qui réarrange cette double liaison cis-D3 en une trans-D2 qui peut procéder par la voie normale de l’oxydation.
Comment va se produire la réaction d’oxydation de l’acide linoléique, une chaîne de 18 atomes de carbone avec 2 doubles liaison aux positions 9,10 et 12,13 (un polyinsaturé).
Comme pour l’acide oléique, la β-oxydation se produit pour 3 cycles, et l’énoyl-CoA isomérase convertit la double liaison cis-D3 en trans-D2 permettant un tour de plus de β-oxydation. Il en résulte cependant un cis-D4 énoyl-CoA.
Le cis-D4 énoyl-CoA est converti par l’acyl-CoA déshydrogénase en trans-D2,cis-D4. Cette molécule est toutefois un pauvre substrat pour l’énoyl-CoA isomérase.
Ce problème est résolu par la 2,4-diénoyl-CoA réductase. Cette enzyme produit un trans-D3 énoyl qui peut être converti par l’énoyl-CoA isomérase en trans-D2 énoyl-CoA. Ce dernier peut ensuite poursuivre normalement à travers la voie de β-oxydation.
La plupart des acides gras ont un nombre pair de C et sont entièrement transformés en acétyl-CoA. Certains organismes marins et plantes synthétisent des acides gras à nombre impair de C. Leur oxydation génère à la fin le propionyl-CoA qui est transformé en succinyl-CoA. Le succinyl-CoA ne peut pas être directement “consommé” par le cycle de Krebs. Pourquoi?
Comme le succinyl-CoA est un intermédiaire de Krebs, il agit de façon catalytique et n’est pas “consommé” par le cycle. Ainsi, le catabolisme complet des atomes de C du propionyl-CoA nécessite la conversion du succinyl-CoA en pyruvate puis en acétyl-CoA qui entre alors comme substrat dans le cycle de Krebs (but de Krebs est d’introduire 2 C et de les oxyder en produisant des intermédiaires).
Les acides gras peuvent-ils être utilisés pour la synthèse de glucose?
Généralement, les acides gras ne peuvent pas être utilisés pour la synthèse de glucose SAUF pour les acides gras à nombre impair de C. Le pyruvate (3C) pourra être carboxylé en oxaloacétate (4C) et servir ainsi à la gluconéogenèse.
Expliquez pourquoi le succinyl-CoA ne peut pas être directement consommé par le cycle de Krebs.
Le cycle de Krebs reforme tous ses intermédiaires en 4C de sorte que ces composés sont réellement des catalyseurs et non des substrats. Ainsi le succinyl-CoA ne pourra être dégradé par les seules enzymes du cycle de Krebs.
Pour qu’un métabolite soit oxydé par le cycle de Krebs, il doit préalablement être transformé en pyruvate ou directement en acétyl- CoA.
Comment les acides gras à nombre de carbones impairs sont dégradés?
Les acides gras à très longue chaîne (>22C) subissent d’abord une β-oxydation peroxysomiale afin de les raccourcir ce qui facilitera leur β-oxydation mitochondriale. Excès = adrénoleucodystrophie.
Les acides gras ramifiés (produits laitiers, graisse des ruminants, poissons) doivent d’abord subir une α-oxydation.
À quoi servent les corps cétoniques?
Les corps cétoniques acétoacétate et b-hydroxybutyrate sont des carburants importants dans les tissus extrahépatiques, particulièrement le cœur, muscles squelettiques et cerveau.
Le cerveau utilise quoi comme carburant? Et en cas de jeûne?
Le cerveau n’utilise que le glucose (les acides gras ne traversent pas la barrière hémato-encéphalique) MAIS en cas de jeûne prolongé et lorsque les réserves de glycogène sont épuisées, les corps cétoniques deviennent la source énergétique principale du cerveau.
Dans le foie, l’acétyl-CoA est utilisé dans le cycle de Krebs pour générer de l’énergie. Lorsque les niveaux de glucose sont faibles, les mitochondries du foie utilisent également l’acétyl-CoA pour former quoi?
Dans le foie, l’acétyl-CoA est utilisé dans le cycle de Krebs pour générer de l’énergie. Lorsque les niveaux de glucose sont faibles, les mitochondries du foie utilisent également l’acétyl-CoA pour former de l’acétone, de l’acétoacétate ou du b-hydroxybutyrate par un processus appelé cétogenèse.
Les corps cétoniques acétoacétate et β-hydroxybutyrate sont essentiellement des équivalents de quoi?
Les corps cétoniques acétoacétate et β hydroxybutyrate sont essentiellement des équivalents hydrosolubles des acides gras.
Quand est-ce que la cétogenèse est activée?
Elle est activée lorsque les réserves énergétiques sont faibles (insuffisance en glucides).
Où se déroule la cétogénèse?
Elle se déroule dans la matrice mitochondriale.
