Les triglycérides sont hydrolysés dans l'intestin grâce à l'intervention de la lipase pancréatique.
Une fois hydrolysés en glycérol et en acides gras libres, ils peuvent être absorbés par les cellules épithéliales intestinales, qui convertissent le glycérol et les acides gras en triglycérides.
Les triglycérides sont ensuite libérés dans la circulation lymphatique, associés à des particules de lipoprotéines particulières appelées chylomicrons.
Grâce à l'action catalytique des lipoprotéines lipases, les triglycérides déposés par les chylomicrons sont à nouveau hydrolysés.
Le glycérol et les acides gras libres peuvent être utilisés comme carburant pour produire de l'énergie, déposés comme réserves lipidiques dans le tissu adipeux et utilisés comme précurseurs de la synthèse des phospholipides, des triacylglycérols et d'autres classes de composés.
L'albumine plasmatique, la protéine plasmatique la plus abondante, est dédiée au transport des acides gras libres dans le sang.
OXYDATION DES GRAISSES
Oxydation du glycérol
Comme nous l'avons dit, les triglycérides sont constitués de l'union du glycérol avec trois chaînes plus ou moins longues d'acides gras.
Le glycérol n'a rien à voir avec l'acide gras du point de vue moléculaire. Il est éliminé et utilisé dans la gluconéogenèse, processus qui conduit à la formation de glucose à partir de composés non glucidiques (lactate, acides aminés et, plus précisément, le glycérol).
Le glycérol ne peut pas s'accumuler et est transformé dans le cytosol en phosphate de L-glycérol 3 aux dépens d'une molécule d'ATP, après quoi le glycérol 3-phosphate est converti en phosphate de dihydroxyacétone qui entre dans la glycolyse, où il est converti en pyruvate et éventuellement oxydé dans le cycle de Krebs.
Activation des acides gras
La β-oxydation commence dans le cytoplasme avec l'activation de l'acide gras par liaison tioester avec le CoA formant l'acyl-SCoA et consommant 2 molécules d'ATP. L'acyl-SCoA formé est transporté dans la mitochondrie par la carnitine acyltransférase.
Transport des acides gras dans la mitochondrie
Bien que certaines petites molécules d'Acyl-SCoA soient capables de traverser spontanément la membrane interne des mitochondries, la plupart des produits Acyl-SCoA ne peuvent pas traverser cette membrane. Dans ces cas, le groupe acyle est transféré à la carnitine grâce à l’intervention catalytique de la carnitine acyltransférase I.
La régulation de la voie se fait surtout au niveau de cette enzyme située sur la membrane externe de la mitochondrie. Il est particulièrement actif pendant le jeûne lorsque les taux plasmatiques de glucagon et d’acides gras sont élevés.
La liaison acyl + carnitine est appelée Acyl-carnitine.
L'acyl-carnitine pénètre dans la mitochondrie et donne le groupe acyle à une molécule interne de CoASH, par l'intermédiaire de l'enzyme carnitine acyltransférase II. De cette manière, une molécule d’Acyl-SCoA se forme à nouveau, ce qui entrera dans le processus appelé β-oxydation.
Β-oxydation
La β-oxydation consiste à séparer de l’acide gras deux atomes de carbone sous forme d’acetoCoA en oxydant toujours le troisième carbone (C-3 ou carbone β) en partant de l’extrémité carboxylique (cet atome qui, avec l’ancienne nomenclature, était indiqué en tant que carbone β). Pour cette raison, l'ensemble du processus s'appelle β-oxydation.
La-oxydation est un processus qui se produit dans la matrice mitochondriale et est étroitement liée au cycle de Krebs (pour une oxydation plus poussée de l'acétate) et à la chaîne respiratoire (pour la réoxydation des coenzymes NAD et FAD).
PHASES DE β-oxydation
La première réaction de β-oxydation est la déshydrogénation des acides gras par une enzyme appelée acylCoa déshydrogénase. Cette enzyme est une enzyme dépendante du FAD.
Cette enzyme permet la formation d'une double liaison entre C2 et C3: les atomes d'hydrogène perdus grâce à la déshydrogénase se lient au FAD qui devient FADH2.
La deuxième réaction consiste à ajouter une molécule d’eau à la double liaison (hydratation).
La troisième réaction est une autre déshydrogénation qui transforme le groupe hydroxyle de C3 en un groupe carbonyle. L'accepteur d'hydrogène est cette fois le NAD.
La quatrième réaction implique la scission du cétoacide par une thiolase: un acétylCoA et un acylCoA sont formés avec une chaîne plus courte (moins de 2 C).
Cette série de réactions est répétée autant de fois qu'il y a de C de la chaîne / 2 moins un, car au bas deux acétylCoA sont formés. Ex: palmitilCoA 16: 2-1 = 7 fois.
L'acétylCoA produit avec la β-oxydation peut entrer dans le cycle de Krebs où il se lie à l'oxaloacétate en vue d'une oxydation ultérieure en dioxyde de carbone et en eau. Pour chaque AcetylCoA oxydé du cycle de Krebs, 12 ATP sont produits
Formation de corps cétoniques
Lorsque l'acétyl-CoA dépasse la capacité de réception du cycle de Krebs (déficit en oxalacétate), il est transformé en corps cétoniques. La conversion en glucose par gluconéogenèse n'est pas possible.
En particulier, l'acétyl-CoA en excès se condense dans deux molécules d'acétyl-CoA formant l'acétoacétyl-CoA.
À partir de l'acétoacétyl-CoA, une enzyme produit un acétoacétate (un des trois corps cétoniques) qui peut être transformé en 3-hydroxybutyrate ou par décarboxylation, il peut être transformé en acétone (les deux autres corps cétoniques). Les corps cétoniques ainsi formés peuvent être utilisés par l'organisme dans des conditions extrêmes en tant que sources d'énergie alternatives.
Oxydation d'acides gras avec un nombre impair d'atomes de carbone
Si le nombre d'atomes de carbone des acides gras est impair à la fin, une molécule à 3 carbones est obtenue à partir de Propionyl CoA. Le propionyl-CoA en présence de biotine est un carboxylate et se transforme en D-méthylmalonyl-CoA. Le D-méthylmalonyl CoA sera transformé en L méthylmalonyl coa par une épimérase. L méthylmalonyl CoA par une mutase et en présence de cyanocoballamine (vitamine B 12) sera transformé en succinyl CoA (intermédiaire du cycle de Krebs).
Le succinyl-CoA peut être utilisé directement ou indirectement dans une grande variété de processus métaboliques tels que la gluconéogenèse. À partir de propionylCoA, par conséquent, contrairement à l'acétylcoA, il est possible de synthétiser du glucose.
BIOSYTHESES D'ACIDES GRAS
La biosynthèse des acides gras se produit principalement dans le cytoplasme des cellules du foie (hépatocytes) à partir des groupes acétyle (acétyl-CoA) générés dans le foie. Étant donné que ces groupes peuvent provenir du glucose, il est possible de convertir les glucides en graisses. Cependant, il n’est pas possible de convertir les graisses en glucides, car l’organisme humain ne possède pas les enzymes nécessaires pour convertir l’Acétiyl-SCoA dérivé de la β-oxydation en précurseurs de la gluconéogenèse.
Comme nous l'avons dit dans la partie introductive, alors que la β-oxydation se produit dans la matrice mitrochondriale, la biosynthèse des acides gras se produit dans le cytosol. Nous avons également indiqué que, pour former un acide gras, nous avons besoin de groupes acétyle produits dans la matrice mitochondriale.
Il faut donc un système spécifique qui transfère l'acétyl-CoA de la mitochondrie au cytoplasme. Ce système, dépendant de l’ATP, utilise le citrate comme transporteur d’acétyle. Après avoir transporté les groupes acétyle dans le cytoplasme, le citrate les transfère au CoASH pour former l’acétyl-SCoa.
Le début de la biosynthèse des acides gras se produit grâce à une réaction de condensation clé de l'acétyl-SCoA avec du dioxyde de carbone pour former du Malonyl-SCoA.
La carboxylation de l'acétyl-CoA se produit par une enzyme très importante, l'acétyl-CoA-carboxylase. Cette enzyme, l'ATP dépendante, est fortement régulée par des activateurs allostériques (insuline et glucagon).
La synthèse des acides gras ne fait pas appel au CoA mais à une protéine transporteuse de groupes acycliques, appelée ACP, qui transportera en fait tous les intermédiaires de la biosynthèse des acides gras.
Il existe un complexe multienzymatique appelé synthase d'acide gras qui, par une série de réactions, conduit à la formation d'acides gras ne comportant pas plus de 16 atomes de carbone. Les acides gras les plus longs et certains acides gras insaturés sont synthétisés à partir du palmitate par des enzymes appelées élongases et désaturases.
RÉGLAGE DE L'OXYDATION ET DE LA BIOSYTHÈSE D'ACIDES GRAS
Les faibles taux de glucose dans le sang stimulent la sécrétion de deux hormones, l'adrénaline et le glucagon, qui, par leur action, favorisent l'oxydation des acides gras.
L'insuline, au contraire, a une action opposée et stimule par son intervention la biosynthèse des acides gras. Une augmentation de la glycémie entraîne une augmentation de la sécrétion d'insuline qui, par son action, facilite le passage du glucose dans les cellules. L'excès de glucose est converti en glycogène et déposé en réserve dans les muscles et le foie. Une augmentation du glucose hépatique provoque l'accumulation de malonyl-SCoA qui inhibe la carnitine acyltransférase en ralentissant le taux d'oxydation des acides gras
