Synthèse et dégradation des macromolécules

M. Costopoulos

Laboratoire de Biologie

Octobre 2009

I) Généralités

Le corps utilise en permanence des substrats énergétiques alors que leur fourniture est périodique.

But : maintenir en priorité les fonctions

du cerveau

aucune forme de stockage, consomme 120 g de glucose/j

des muscles

possèdent des réserves

du cœur

4 types de macromolecules

Glucides Lipides Proteines Acides nucleiques

monomere+monomere+monomere… ↔ polymere

Condensation/HydrolyseAnabolisme/Catabolisme

3 molécules clefs :

Glucose

Pyruvate

AcetylCoA

Forme d’énergie universelle : ATP

II) Les sucres

Glucose se trouve au centre des métabolisme. Elément énergetique!

Foie : au centre du métabolisme

Concentration relativement constante (balance insuline/glucagon) 2.5 mmol/l surtout pour SNC+++!!!

Tous les sucres sont transfomés en glucose pour être métabolisés

La classe des glucides comprend :

1.Les monosaccharides (glucose, fructose…)

2.Les dissaccharides (maltose, saccharose,lactose…)

3.Les polysaccharides (glycogene, amidon, cellulose…)de reserve ou de stucture

La majorite finit en -ose

Glucose Mannose Galactose

Saccharose = Fructose + Glucose

1) Digestion et absorption

Sucres complexes (amidon, glycogène…), peu de

dissacharides, très peu de monossaccharides

Digérés par enzymes digestives : amylase, disaccharidases,

oligosaccharidases…

Monosaccharides obtenus sont absorbés intestin ->

arrivée massive au niveau foie

2) La glycolyse

Tous les tissus

Dégradation cytosolique du glucose -> pyruvate en libérant ATP

10 étapes

Finement régulée

Aérobie : cycle de Krebs mitochondriale

Anaérobie : fermentation

Phases de préparation (investissement énergétique)

Phases de récupération énergétique

Pyruvate <-> AcétylCoA

3) Etapes suivantes : devenir du pyruvate

Aérobie : cycle de Krebs (ou de l’acide citrique), mitochondrie

Anaérobie : fermentation, pyruvate -> lactate (muscle++), foie détoxifie

4) La gluconéogenèse

Synthèse de glucose quand apport alimentaire fait défaut

Régulée

Foie++

Rein (jeûne prolongé)

Muscle (apport personnel)

Substrats : lactate et alanine (acide aminé glucoformateur)

(glycérol ou intermédiaires cycle de Krebs)

Jamais de lipides donneurs ou d’acétylCoA

5) Les sucres complexes : le glycogène

Principale forme de stockage du glucose

Suffisant pour 24h de jeûne

(glucose = pas une réserve en lui même)

Homopolysaccharide

Foie -> circulation

Muscle -> utilisation personnelle

Intestin -> faible

Glycogénolyse

Raccourcissment des chaînes puis

utilisation du glucose

Glycogénogénèse

Allongement des chaînes puis ramification

III) Les lipides

12 kg

Rôles :

Aliments énergétiques (réserves hautement caloriques)

Eléments de structure

Phénomènes de reconnaissance

Hétérogènes

Hydrophobes

Graisses solides Graisses liquides

Acides gras

Longueur variable (nb C)

Saturés ou insaturés

Acide …ique

Acide oléique, linoléique…

ω : fonction de la localisation de la double liaison

Lipides complexes

Triglycéride = 1 glycérol + 3 AG

Phospholipide

Stérols (cycliques)

Micelles

1) Digestion et absorption

Lipase dans tube digestif

Triacylglycérol TAG ->

Monoacylglycérol MAG + 2 AG

Passe dans l’entérocyte, redonnent des TAG puis intégrés dans des chylomicrons

Dégradés/stockés dans le foie ou le tissu adipeux (80j)

Toutes les cellules capables

βoxydation

TAG -> glycérol + 3 AG

AG -> acylCoA passe dans la mitochondrie : β oxydation

Puis cycle de Krebs

2) La synthèse

AcétylCoA -> x unités carbonnées

Puis ajout glycérol (à partir du glucose)

Certains AG (acide linoléique et linolénique) non synthétisés : essentiels

3) Cas du cholestérol

Synthèse dans le foie

Fluidité des membranes et précurseur des hormones stéroidiennes

Alimentation ou synthèse dans l’organisme

Enzyme HMG : bloquée par les hypolipémiants

IV) Les corps cétoniques

3 corps cétoniques :

acétoacétate

β hydroxybutyrate

acétone

Carburants en cas de jeûne prolongé.

Produits dans des conditions physiologiques mais en quantité importante dans certaines pathologies.

Jamais dans les urines normalement.

Cétonémie : présence excessive de c.c. dans le sang

Cétonurie : présence excessive de c.c. dans les urines

Ensemble des 2 : cétose ou acidocétose

1) La synthèse

Foie (seul organe)

Mitochondrie des hépatocytes → sang (à partir d’acétylCoA)

Non utilisés par le foie.

Distribués (SNC, muscles, cœur, reins…) quand nécessaires.

2) La dégradationCorps cétoniques → acétylCoA (enzyme non présente dansle foie)

V) Les protéines

6 kg

Stockage des glucides sous formes de glycogène

Stockage des lipides sous forme de TG

Dégradation : foie et muscle

Bonne source d’énergie → acétylCoA et NH3

Enzymes : ALAT (alanine aminotransférase) et ASAT (aspartate aminotransférase)

Pas de stockage des acides aminés. Si apport trop important, dégradation.

NH3 va être pris en charge par l’uréogenèse dans le foie.

Acide urique ≠ urée

Urée éliminée par les urines.

Insuffisance rénale

Pathologies avec accumulation d’ammoniaque.

VI) Régulation

a) Le jeûne

↑glucagon, ↓ insuline

Glycogénolyse

Mobilisation lipides+cétogenèse

Néoglucogenèse

b) En postprandial

↓glucagon, ↑insuline

Blocage glycogénolyse et néoglucogenèse

Stimulation glycogénogénèse

c) Au cours d’un exercice physique

Solicitation des différentes sources d’énergie dépend de son intensité, de sa durée, de l’état initial des substrats, de l’entraînement du sujet…

Utilisation du glycogène musculaire

Peu intenses : aérobie → cycle de Krebs

Intenses : anaérobie → acide lactique

Coureurs professionnels : lipolyse

Le cerveau

Consomme 120g glucose/j

A défaut, les corps cétoniques

Jamais les acides gras (ne passent pas la barrière hématoencéphalique)

Les muscles

Consomme glucose, acides gras, corps cétoniques

Le cœur

Consomme surtout des acides gras, des corps cétoniques et du lactate

VI) Les lipoprotéines

Macromolécules transportant les lipides (triglycérides, cholésterol, phospholipides) associées à certaines protéines (apoprotéine)

Différents types en fonction de la composition en triglycérides/cholestérol/protéines

Intestinale : synthèse de chylomicrons (riches en triglycérides)

Tissu adipeux et muscle : stocke triglycérides (chylomicron). Formation VLDL.

Foie : échange de cholestérol VLDL/HDL.

Catabolisme des VLDL : LDL (riches en cholestérol)

LDL vont vers tissus. « mauvais » → athérosclérose

HDL vont vers le foie. « bon » → élimination

Classification de Frederickson

IIb xanthelasma

IIa arc cornéen et xanthome

Avant un prélèvement…