Métabolisme des acylglycérols et des sphingolipides

Objectifs

1) Indiquer le devenir des produits de dégradation des acylglycérols

2) Décrire le mécanisme de la régulation de la dégradation des triglycérides

3) Indiquer la provenance du glycérol lors de la biosynthèse

4) Décrire les étapes de la synthèse des triglycérides

5) Décrire le mode de régulation de la synthèse des triglycérides

Métabolisme des acylglycérols et des sphingolipides

Plan

Généralités

I. Catabolisme des acylglycérols

I.1 Introduction

I. 2 Action de la lipase hormono-sensible

I. 3 Action de la lipase indépendante aux hormones

I. 4 Action de la liporotéine- lipase

I. 5 Devenir du glycérol

I. 6 Devenir des acides gras

I. 7 Régulation

Métabolisme des acylglycérols et des sphingolipides

II. Biosynthèse des acylglycérols

II.1 Introduction

II. 2 Origine du glycérol

II. 3 Origine et activation des acides gras

II. 4 Synthèse des triglycérides

II. 5 Régulation de la synthèse

III. Biosynthèse des phospholipides

IV. Biosynthèse des sphingolipides

Métabolisme des acylglycérols et des sphingolipides

Généralités

Réserve énergétique pour la cellule mobilisable en l’absence de glucose

Formés dans la paroi intestinale, le foie et le tissu adipeux à partir du glycérol et des acides gras

Dégradation par hydrolyse en glycérol et acides gras

I. Catabolisme des acylglycérols

Dégradation des TGD par Hydrolyse préalable Hydrolyse est assurée par les lipases en deux temps

- Adipocytes: Triglycéride lipase sensible aux hormones donnera des 2- monoacylglycérol + AG

- cellules: une lipase indépendante aux hormones libère le dernier AG et le glycérol

lipolyse adipocytaire accrue: diète prolongée, exercice physique et stress.

I.1 Introduction

I.2 Action de la lipase hormono-sensible

Tissu adipeux

CH2- OOC- R1CH- OOC- R2

CH2- OOC- R3

CH2OH

CH- OOC- R2

CH2OH

2 R- COOH+

Lipase + glucagon, adrénaline, noradrénaline

I.3 Action de la lipase non sensible aux hormones

CH2OH

CH- OOC- R2

CH2OH

+ H2O

CH2OH

CHOH

CH2OH

+ R-COOH

I.4 Action de la lipoprotéine- lipase

Triglycérides

(chylomicrons et VLDL)

R- COOH +

CH2-O-CO-R1

CH-O-CO-R2

CH2-OH

Lipoprotéine- lipase

+

Apolipoprotéine C II

CH2-O-CO-R1

CH-O-CO-R2

CH2-OH

diglycéride lipase 2R- COOH +

CH2OH

CHOH

CH2OH

I.5 Devenir du glycérol

GlycérolPrécurseur synthèse des lipides ou du glucose ( néoglucogenèse) ou voie de la glycolyse

Phosphorylation du glycérolLa réaction est catalysée par la glycérol kinase. Le glycérol 3-P formé

Peut être utilisé pour la synthèse des lipides

Glycérol + ATP glycérol 3- P + ADP

Déshydrogénation du glycérol 3-PGlycérol3-P + NAD+ 3-P- dihydroxyacétone + NADH,H+

Glycérol-P déshydrogénase

Isomérisation en glycéraldéhyde 3-PL’enzyme est la phosphotriose isomérase ( glycolyse). Le glycéraldéhyde 3-P peut suivre la voie de la glycolyse ou celle de la néoglucogenèse.

3-Pdihydroacétone glycéraldéhyde 3-P

I.6 Devenir des acides gras

AG libérés Sang Tissus oxydation

AG + albumine

Seul le foie transforme le flux important des AG en corps cétoniques

I.7 Régulation

Régulation assurée par la lipase hormono-sensible Elle est régulée par phosphorylation / déphosphorylation

AMPc

Lipase déphosphorylée inactive Lipase phosphorylée active

vitesse Hydrolyse des TGD

En post prandial, le taux élevé d’insuline inhibe l’enzyme en transformant la forme phosphorylée en forme déphosphorylée inactive.

Cathécolamines

Cortisol

glucagon

ATP

Adényl-cyclase+

II. Biosynthèse des acylglycérols

II.1 Introduction

La synthèse des triglycérides a lieu dans le foie, le tissu adipeux et la paroi intestinale

II.2 Origine du glycérol Le L- glycérol provient de la réduction de la 3-phosphodihydroxyacétone formée par la voie de la glycolyse (tissu adipeux)

CH2OH

C = O

CH2O-P

CH2OH

HO-C-H

CH2O- PNADH + H+ NAD+

Glycérol3-P déshydrogénase

II.2 Origine du glycérol

Dans le foie: le foie possède une glycérol-kinase qui va utiliser le glycérol provenant de l’hydrolyse des triglycérides du tissu adipeux et apporté par voie sanguine.

CH2OH

HO-C-H

CH2O- P

CH2OH

HO-C-H

CH2OH

L- glycérol L- 3-glycérophosphate

ATP ADP

Glycérol-kinase

la quantité de L-3-glycérophosphate disponible est le facteur limitant de la biosynthèse des triglycérides

II.3 Origine et activation des AG

Les AG proviennent des chylomicrons et des VLDL hydrolysés par la lipoprotéine lipase

Les AG sont activés en acyl-CoA (foie)

II.4 Synthèse des triglycérides

La synthèse comporte trois étapes: formation de l’acide phosphatidique, déphosphorylation de ce dernier en diglycéride et estérification de la dernière fonction alcool du glycérol

II.4 Synthèse des triglycérides

Formation de l’acide phosphatidique

FOIE – REIN - COEUR TISSU ADIPEUX – INTESTIN

CH2OH

C = O

CH2O-P

CH2OH

CHOH

CH2OH

CH2OH

HO-C-H

CH2O- P

CH2-O-CO-R1

CH-O-CO-R2

CH2-O-P

GlycérolDHA-P

L-3-glycérol P

Acide L-phosphatidique

Acyl transférase

Kinase déshydrogénase

ATP

ADP

NADH,H+

NAD+

2 R-CO-SCoA

2 CoASH

CH2-O-CO-R1

CH-O-CO-R2

CH2-O-P

+ H2O + Pi

Phosphatidate

phosphatase

Diacylglycérol

Formation du triacylglycérol ou triglycéride

Formation du diacylglycérol ou diglycéride

CH2-O-CO-R1

CH-O-CO-R2

CH2-OH

CH2-O-CO-R1

CH-O-CO-R2

CH2-O-CO-R3

+ Acyl-CoA + HSCoA

AcylCoA

transférase

CH2-O-CO-R1

CH-O-CO-R2

CH2-OH

Les triacylglycérols sont libérés dans le cytosol sous forme de gouttelettes lipidiques ou dans la lumière du réticulum endoplasmique

Dans les adipocytes, ces gouttelettes fusionnent et migrent au centre des grands globules lipidiques

Dans le foie et l’intestin, les triglycérides sont enveloppés d’une couche de protéines donnant des lipoprotéines (chylomicrons et VLDL).

En période alimentaire, l’apport de nutriments et l’hyperinsulinémie active les réactions d’estérifications

L’insuline par ses récepteurs: - inhibe la triglycéride lipase contrairement aux cathécolamines,

cortisol et glucagon active, - induit la synthèse de la lipoprotéine-lipase et donc la

disponibilité en AG provenant des chylomicrons et des VLDL - active les transporteurs permettant l’entrée du glucose dans

les adipocytes et la glycolyse pour la synthèse du glycérol 3-P

Inhibition de tous ces effets en période de jeûne.

II.5 Régulation de la Synthèse

III. Biosynthèse des phospholipides

Synthèse des phospholipides est identique à celle des TGD jusqu’au stade du diacylglycérol

Ensuite Réactions spécifiques permettant de fixer l’alcool Nature de l’alcool va déterminer la nature du phospholipide ( choline,

éthanolamine, inositol)

Les phospholipides n ’ont pas de rôle énergétique

Eléments de la structure des lipoprotéines et des membranes cellulaires, précurseurs de seconds messagers ( phosphatidyl- inositol- triphosphate)

Dérivent des acides phosphatidiques dont la forme activée par réaction avec le CTP est appelée CDP- diglycéride.

Voie du CDP- DIACYL- GLYCEROLCH2 – O – CO – R1

R2 – CO – O – C - H

CH2 – O - P

Acide L - phosphatidique CTP

+

CYTOSINE

HH

P3

- O - CH2

CYTOSINE

HH

P - O - CH2

CH2 – O – CO – R1

R2 – CO – O – C - H

CH2 – O - P - O - + PPi

Cytidine – diphosphate – diacyl – glycérol

CDP – Diacyl - glycérol

Exemple de la phosphatidyl-choline Phosphorylation de la choline

Choline + ATP Choline phosphate + ADP

Transfert de la choline sur le CTP

CTP + choline phosphate CDP- choline + PPi

Choline kinase

CTP choline cytidyl transférase

Synthèse de la phosphatidylcholine

CDP- choline + 1,2-diacylglycérol CMP + phosphatodylcholinePhosphocholine transférase

Les phospholipides sont dégradés par 4 types de phospholipases (PCEM1)

IV. Biosynthèse des sphingolipides

Formation de la sphingosine

Palmityl-CoA palmitaldéhydeCoA SH

NADH,H+ NAD+Sérine

CO2

ATP

ADP + Pi

DihydrosphingosinesphingosineFADH2 FAD

céramide

AcylgrasCoA

CoA SH

Sphingosine amidifiée par un acyl-CoA formant un céramide, précurseur des autres sphingolipides

Formation des autres sphingolipides

sphingosine

céramide

CoA SH

AcylgrasCoA

(N- acyl sphingosine)

CMP

CDP choline

sphingomyéline

Galacto(gluco)

cérébroside

UDP galactose (glucose)

UDP

UDP galactose (glucose)

UDP

PsychosineGalactosyl(glucosyl)

sphingosine

CoA SH

AcylgrasCoA

Galacto(gluco)

cérébroside

La fonction alcool primaire d’un céramide peut être substitué par des oses activés pour former des cérébrosides puis des gangliosides ou des sulfatides.