Fiche de révision : Lipolyse et bêta-oxydation

📋 Plan du Cours

1. Dégradation et devenir des triglycérides
2. Entrée et devenir des acides gras
3. Activation des acides gras
4. Accès mitochondrial des acyl-CoA
5. Navette carnitine-acylcarnitine
6. Spirale de Lynen
7. Bilan énergétique des acides gras
8. Cas des acides gras insaturés

📖 1. Dégradation et devenir des triglycérides

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipolyse : Dégradation des triglycérides en situation de carence, avec libération d’acides gras et de glycérol.

📝 Points essentiels

• 🔄 La lipolyse comporte trois étapes :

  1. L’adipose triglycéride lipase libère un acide gras et du diacylglycérol
  2. La lipase hormono-sensible libère un monoacylglycérol et un acide gras
  3. La monoacylglycérol lipase libère un acide gras

• Les acides gras libérés sont transportés par l’albumine vers les tissus d’intérêt, tandis que le glycérol est dirigé vers le foie pour la néoglucogenèse.

💡 Astuce mémo

Triglycéride → acides gras + glycérol → tissus ou foie

📖 2. Entrée et devenir des acides gras

★ À maîtriser

• Les acides gras non estérifiés proviennent soit d’acides gras liés à l’albumine, soit des lipoprotéines après l’action de la lipoprotéine lipase.

• Dans la cellule, les acides gras sont pris en charge par une FABP, transformés en acyl-CoA, puis orientés vers la bêta-oxydation, la synthèse de lipides complexes ou des interactions avec des protéines.

Compléments

📌 Les acides gras entrent dans la cellule soit par diffusion libre à travers la membrane cellulaire, soit grâce à des transporteurs membranaires tels que FAT, pour Fatty Acid Transporter.

📖 3. Activation des acides gras

★ À maîtriser

• 🔄 L’activation de l’acide gras se déroule en deux étapes :
  1. Hydrolyse de l’ATP en AMP avec formation d’un acyl-adénylate et d’un pyrophosphate
  2. Hydrolyse immédiate du pyrophosphate en deux phosphates inorganiques
  3. Ajout du CoA-SH sur l’acyl-adénylate pour former l’acyl-CoA

📌 L’activation en acyl-CoA est obligatoire avant la bêta-oxydation pour les acides gras courts et longs, pairs et impairs, saturés et insaturés.

Compléments

• Les familles de thiokinases selon la longueur de chaîne sont :
  • ACSS à chaîne courte
  • ACSM à chaîne moyenne
  • ACSL à chaîne longue
  • ACSBG à chaîne très longue

💡 Astuce mémo

ATP → acyl-adénylate → acyl-CoA

📖 4. Accès mitochondrial des acyl-CoA

📝 Points essentiels

• Les acides gras à chaîne courte ou moyenne, de moins de 12 carbones, traversent la membrane interne mitochondriale sous forme non activée et sont activés dans la mitochondrie.

• Les acides gras à chaîne longue ou très longue, de plus de 12 carbones, sont activés dans le cytoplasme ou sur des membranes cellulaires et leurs acyl-CoA ne peuvent pas traverser la membrane interne mitochondriale.

• Les acides gras à chaîne longue ou très longue doivent utiliser le transporteur carnitine-acylcarnitine translocase pour être oxydés dans la mitochondrie.

💡 Astuce mémo

Chaînes courtes : entrée libre ; chaînes longues : carnitine obligatoire

📖 5. Navette carnitine-acylcarnitine

★ À maîtriser

• La CAT I transfère le groupement acyl de l’acyl-CoA à la carnitine, la translocase fait entrer l’acyl-carnitine dans la matrice mitochondriale, puis la CAT II transfère le groupement acyl sur le CoA-SH pour reformer l’acyl-CoA.

Compléments

📌 La carnitine constitue une étape limitante du transport mitochondrial des acides gras et provient de l’alimentation, notamment de la viande, ou d’une synthèse endogène à partir d’acides aminés.

• Une déficience en carnitine provoque un défaut d’utilisation des acides gras à longue chaîne comme source d’énergie.

💡 Astuce mémo

CAT I → translocase → CAT II

📖 6. Spirale de Lynen

🔑 Notions clés & Définitions

• Bêta-oxydation : Voie catabolique aérobie mitochondriale des acides gras, principalement active dans les hépatocytes et les cellules musculaires.

★ À maîtriser

• Chaque tour de bêta-oxydation répète quatre réactions et produit un acétyl-CoA ainsi qu’un acyl-CoA raccourci de deux carbones.

• La troisième étape forme un β-cétoacyl-CoA en réduisant le NAD+ en NADH + H+, puis la quatrième ajoute un CoA-SH et libère un acétyl-CoA de deux carbones.

Compléments

• La première étape forme du Δ2-trans-énoyl-CoA et réduit un FAD en FADH2 grâce à l’acyl-CoA déshydrogénase, dont les isoformes SCAD, MCAD, LCAD et VLCAD ont des spécificités de chaîne chevauchantes.

• La deuxième étape hydrate stéréospécifiquement la double liaison avec une molécule d’eau et forme exclusivement du L-β-hydroxyacyl-CoA.

💡 Astuce mémo

Déshydrogénation → hydratation → déshydrogénation → thiolyse

📖 7. Bilan énergétique des acides gras

★ À maîtriser

• Pour un acide gras à nombre pair de carbones, chaque tour produit un FADH2, un NADH + H+ et un acétyl-CoA, tandis que le dernier tour produit deux acétyl-CoA.

• L’oxydation complète d’un palmitate à 16 carbones produit 131 ATP avant déduction du coût d’activation et un rendement net de 129 liaisons à haut potentiel énergétique après consommation d’un ATP.

Compléments

• Les réactions 2 à 4 de la bêta-oxydation sont assurées soit par des enzymes solubles de la matrice pour les acyl-CoA courts et moyens, soit par le complexe protéique trifonctionnel membranaire TFP pour les acyl-CoA longs et très longs.

• Lors de la bêta-oxydation d’un acide gras à nombre impair de carbones, le dernier tour libère du propionyl-CoA à trois carbones, transformé en trois étapes en succinyl-CoA, précurseur de la néoglucogenèse.

💡 Astuce mémo

Nombre pair : acétyl-CoA ; nombre impair : propionyl-CoA

📖 8. Cas des acides gras insaturés

★ À maîtriser

📌 Pour un acide gras monoinsaturé, l’énoyl-CoA isomérase convertit une double liaison cis en configuration trans, car les enzymes de la bêta-oxydation ne peuvent pas hydrater une double liaison cis.

Compléments

📌 Pour un acide gras polyinsaturé, l’énoyl-CoA isomérase agit avec une réductase supplémentaire.

💡 Astuce mémo

Monoinsaturé : isomérase ; polyinsaturé : isomérase et réductase

📊 Tableaux de synthèse

Accès mitochondrial selon la chaîne