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Métabolisme des corps cétoniques

Cours Biochimie métabolique

Pr. Sanae Bouhsain

1ière année Pharmacie, 2014-2015

Plan

Introduction

I- Synthèse des corps cétoniques: la cétogenèse II- Catabolisme des corps cétoniques: la cétolyse III- Régulation du métabolisme des corps cétoniques IV- Anomalies du métabolisme des corps cétoniques Conclusion

Introduction

Définition

• Corps cétoniques sont : – Acétoacétate – β-Hydroxybutyrate – Acétone

• Points communs: – Même origine: acétyl-CoA – Petites molécules, hydrosolubles – Diffusent rapidement à travers biomembranes – Même finalité: substrats énergétiques

• Problème de nomination: – β-Hydroxybutyrate n’est pas une cétone

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Rôle des corps cétoniques • Considérés comme « poubelle métabolique » !!! jusqu’au milieu

des années 60

• Contradiction métabolique, Substrats énergétiques de l’organisme: – Glucose (glycogène, néogluglucogénèse) – Acides gras (triglycérides): organisme humain incapable de convertir , via

l’acétyl-CoA, les acides gras en glucose!!!!!

• Situation de pénurie énergétique: – Mobilisation glycogène et néogluglucogénèse: tissus glucodépendants – Autres cellules: corps cétoniques comme source énergétique

• Depuis, corps cétoniques reconnus comme source énergétique ayant un double avantage: – Origine lipidique – Facilité d’emploi énergétique (comme le glucose)

I- synthèse des corps cétoniques:

la cétogenèse

Localisation

• Cétogenèse : exclusivement hépatique

• Site: mitochondrie

• Normalement cétogenèse faible

• Devient importante dans certaines carences : – Nutritionnelles: jeûne – Pathologiques: diabète sucré non équilibré « jeûne cellulaire »

• 5 réactions

Réaction1 Enzyme: β-cétoacylthiolase

• Condensation de 2 molécules d’acétyl-CoA en une molécule d’acétoacétyl-CoA

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Réaction2 Enzyme: β-hydroxy- β-méthylglutaryl-CoA synthase

(HMG-CoA synthase)

• Condensation de l’acétoacétyl-CoA et d’une troisième molécule d’acétyl-CoA

• Formation du β-hydroxy- β-méthylglutaryl-CoA

Réaction3 Enzyme: β-hydroxy- β-méthylglutaryl-CoA lyase

(HMG-CoA lyase)

• Clivage du β-hydroxy- β-méthylglutaryl-CoA en: – Acétyl-CoA

– Acétoacétate: passe dans le sang et diffuse dans les tissus extra-hépatiques+++

• Réaction 4 – Enzyme: β-hydroxybutyrate déshydrogénase (β-HBDH)

– Coenzyme NADH,H+

– Réduction de l’Acétoacétate en β-hydroxybutyrate

• passe dans le sang et diffuse dans les tissus extra-hépatiques+++

• Réaction 5: – Enzyme: acétoacétate décarboxylase

– Décarboxylation de l’acétoacétate en Acétone • Éliminée par voie pulmonaire (haleine lors du jeûne)+++

Cétogenèse mitochondriale

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II- Catabolisme des corps cétoniques:

La cétolyse

Localisation

• Organes autres que le foie

• Voie mitochondriale

• Voie activée quand l’apport glucidique aux cellules est insuffisant

– Corps cétoniques prennent le relais dans les tissus extra-hépatiques: myocarde, muscle, cerveau, cortex rénal..

– Les globules rouges dépourvus de mitochondries: ne peuvent consommer les corps cétoniques

– Glucose réservé aux tissus glucodépendants

• b-Hydroxybutyrate: carburant

• 3 réactions

• Réaction1: – Enzyme: β-hydroxybutyrate

déshydrogénase (β-HBDH)

– Coenzyme NAD

– Oxydation du β-hydroxybutyrate en acétoacétate

• Réaction 2: – Enzyme: β-cétoacyl-CoA transférase

– Activation de l’acétoacétate en acétoacétyl-CoA

– Intervention du succinyl-CoA (intermédiaire du cycle de Krebs

• Réaction 3: – Enzyme: β-cétoacylthiolase (enzyme de

la 4ière réaction de la β-oxydation)

– Thiolyse acétoacétyl-CoA en 2 molécule d’acétyl-CoA

III- régulation du métabolisme des corps cétoniques

régulation de la cétogenèse

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• La cétogenèse est dépendante de la disponibilité mitochondriale en – Acétyl-CoA (β oxydation, acides aminés cétoformateurs)

– Oxaloacétate issu du pyruvate:

• d’origine glucidique (réaction catalysée par la pyruvate carboxylase)

• provenant de substrats de la néoglucogénèse

• Lorsque l’apport glucidique est insuffisant – Disponibilité en Acétyl-CoA ( lipolyse)

– Indisponibilité de l’OAA: • Baisse de l’OAA issu du pyruvate d’origine glucidique : freinage de l’entrée de l’acétyl-CoA

dans le cycle de Krebs « les lipides brûlent au feu des glucides »

• l’OAA issu du pyruvate provenant de substrats non glucidique: s’engage dans la néoglucogénèse

– Cycle de krebs ne peut avoir lieu

– L’acétyl CoA s’engouffre dans la cétogenèse

Résumé