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MÉTABOLISME PÉRIPHÉRIQUE DES LIPIDES
Les lipides constituent la principale source d’énergie des vertébrés. Sans eux
l’exercice serait très vite interrompu et d’une intensité beaucoup plus faible. Mon
maître Pré avait pour habitude de présenter son cours sur les lipides en affirmant
aux étudiants surpris que « Si les canards sauvages marchaient au glycogène ils
ne pourraient jamais décoller leur croupion de la mare ». Cette maxime reposait
sur le fait incontestable que si un glucosec peut fournir au mieux 36 ATP, une
molécule de triglycérique peur en donner dix fois plus soit environ 360 ATP.
A = TRIGLYCERIDES
Les triglycérides (constitués de trois acides gras comme leur nom l’indique),
peuvent avoir pour origine les triglycérides alimentaires « Absorption et digestion
des lipides », et le glucose alimentaire« de sucre en gras ».
I = STOCKAGE
Il n’existe pas de stockage des acides gras. Après réestérification sur de l’alpha
glycérol, les lipides sont mis en réserve sous forme de triglycérides dans les
cellules adipeuses, dont il existe plusieurs types :
Les cellules destinées au métabolisme énergétiques sensibles aux catécholamines,
au glucagon et à l’insuline,
Les cellules destinées à la reconnaissance sexuelle intra-spécifique sensibles aux
œstrogènes et à la prolactine.
Les cellules contenant de la graisse brune dont le métabolisme est en rapport avec
le nycthémère et les saisons (chez les animaux hibernants ces triglycérides
assurent la survie de l’animal pendant toute la saison froide).
II = MISE EN CIRCULATION
Une fois stockés sous forme de triglycérides dans les adipocytes, les lipides ne
peuvent être remis en circulation, pour leur utilisation périphérique, qu’après leur
hydrolyse en acides gras.
Cette réaction est réalisée par une enzyme hormono-sensible, la triglycéride lipase
intra adipocytaire (TGLIA).
Au niveau de l’ensemble des adipocyte cette enzyme est sensible aux
catécholamines (activation) et à l’insuline (inhibition).
La TGLIA des adipocytes situés à la racine des membres (épaules, bras, cuisses)
de l’abdomen et de la base du cou répond au taux plasmatique de cortisol
(inhibition).
La TGLIA des adipocytes en rapport avec le morphotype sexuel (cuisses, hanche,
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abdomen), est inhibée par les œstrogènes (aspect gynoïde) et activée par la
prolactine résultant de l’allaitement. « Il n’est de fesses que chez l’homme ».
La consommation répétée de sucreries induit un hyperinsulinisme et donc une
freination de cette enzyme, favorisant ainsi le stockage des graisses synthétisées
par le foie.
Les acides gras libérés gagnent les muscles en activité, via la circulation sanguine
(les acides gras à courte chaîne sont solubles dans le plasma, les acides gras à plus
longue chaîne peuvent être véhiculés par l’albumine).
III = PENETRATION DES ACIDES GRAS
Les acides gras sont, de part leur nature lipidique, soluble dans la membrane. Ils
traversent les membranes des cellules périphériques sans difficulté.
Dès leur passage membranaire, ils sont « activés » par fixation sur leur extrémité
carboxyle d’un CoA. Une fois activés, les Acyl CoA ne peuvent plus franchir de
membrane.
3-1 Activation des acides gras
La première étape de la lipolyse est cytosolique, elle consiste à activer l'acide gras
par fixation d'un SH-CoA, réaction catalysée par la thiokinase. Une molécule
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d'ATP est nécessaire à cette activation (utilisation de deux liaisons riches en
énergie).
Thiokinase
HS-CoA + Acide gras -------------------------- Acyl CoA
ATP AMP + 2 Pi
R-CH2-CH2-CH2-COOH R-CH2-CH2-CH2-CO-SCoA
La fixation d’un radical CoA, empêche tout franchissement de membrane, qu’il
s’agisse de la membrane cellulaire ou de la double membrane mitochondriale.
Un subterfuge est donc nécessaire pour faire pénétrer l’Acyl CoA dans la
mitochondrie, lieu de la Bêta oxydation.
3-2 Système de transfert transmitochondrial
L’Acyl CoA ne pouvant franchir la paroi mitochondriale. Il est transféré dans la
mitochondrie grâce à un complexe enzymatique, l'acylcarnitine translocase et un
transporteur, la L carnitine.
3.2.1 L carnitine
La carnitine C7H15NO3, est présente dans de nombreux tissus et tout
particulièrement dans le tissu musculaire. Elle permet le franchissement de la
membrane mitochondriale aux acides gras à longue chaîne.
La carnitine est intégrée dans le muscle grâce à un transporteur actif spécifique
sodium dépendant. L’affinité de ce transporteur pour la carnitine est plus
importante pour les muscles rouges dont le contenu en mitochondries et en
enzymes oxydatifs est plus grand.
Ce transporteur n’est que partiellement inhibé par les inhibiteurs de la glycolyse
et de la phosphorylation oxydative.
Très utilisée ces dernières années par l’ensemble du monde sportif et les jeunes
femmes rondelettes pour favoriser l’utilisation du « gras » au niveau de la bêta
oxydation mitochondriale, elle ne semble pas présenter un réel pouvoir sur
l’énergétique musculaire et ne figure pas, pour cette raison dans la liste des
produits dopants. Son adjonction aux produits diététiques pour sportifs est
maintenant interdite (pour publicité mensongère).
La L carnitine est présente dans de nombreux aliments mais tout spécialement
dans les tissus animaux comme la viande de bœuf (50 à 70 mg/100g), le mouton
(200 mg/100 g), ou les abats (cœur 60 mg foie 2 à 5 mg). Les végétaux contiennent
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rarement plus de 1 à 2 mg/100 g de carnitine. L’apport moyen journalier est de
100 à 300 mg. La carnitine est absorbée au niveau du grêle (duodénum, iléon)
grâce à un transporteur spécifique actif sodium dépendant mais aussi de façon
passive lors des fortes concentrations intestinales.
La carnitine est également synthétisée dans le foie, le rein et le cerveau à partir de
deux acides aminés essentiels, la méthionine et la lysine. Les régimes
déséquilibrés ou pauvres en lysine peuvent être à l’origine d’une diminution de
synthèse de la carnitine.
3.2.2 Transport membranaire
Deux types de fonctions peuvent êtres décrites, le franchissement de la membrane
mitochondriale et la stimulation enzymatique.
Le rôle majeur de la carnitine est de permettre le passage des acides gras à longues
chaînes à travers la membrane mitochondriale. Cette opération est réalisée grâce
aux acylcarnitine transférase I et II.
La carnitine palmitoyltransférase I (CPT I) est la seule enzyme capable de réguler
l’entrée des acides gras dans la mitochondrie.
= Dans le foie, la carnitine palmitoyltransférase I (CPT I) est inhibée
par le malonyl CoA et par les intermédiaires de la synthèse des acides gras. Cette
inhibition permet d’éviter un cycle futile entre la bêta oxydation et la synthèse des
acides gras.
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= Dans le muscle, où la concentration en malonyl CoA est faible,
le pouvoir de ce dernier est potentialisé par une grande affinité de la CPT I pour
cet effecteur.
La carnitine palmitoyltransférase I est activée pendant la période de jeûne, lors
de l’hyperthyroïdie, du diabète et de l’exercice physique.
La carnitine Acétyltransférase localisée dans la membrane mitochondriale permet
le franchissement des Acétyl CoA et des propionyl CoA. Son affinité est plus
faible pour les acyl CoA. Son activité dans les mitochondries musculaires et
cardiaques est très élevée.
3-3 Régulation enzymatique par les Acétyl CoA
La L carnitine régule indirectement l’activité de la pyruvate déshydrogénase en
modifiant la valeur du rapport Acétyl CoA/CoA (Augmentation des Acétyl CoA,
diminution du SH-CoA), donc l’utilisation du glucose dans le cycle de Krebs.
Une partie du pyruvate transformé en Acétyl CoA peut différer son entrée dans le
cycle tricarboxylique et être stockée sous forme d’Acétyl-carnitine. Dans ce cas
la pyruvate déshydrogénase se trouve freinée.
La bêta oxydation débute dès que l’Acyl CoA est libéré dans la mitochondrie.
Deux carbones sont retranchés de l'extrémité carboxylée de l'Acyl CoA, donnant
à chaque séquence, un Acétyl CoA.
Chaque cycle comprend quatre réactions enzymatiques dont deux
déshydrogénases. Les Acétyl CoA formés entrent dans le cycle de Krebs tandis
que les NADH2 et FADH2 sont oxydés dans la chaîne respiratoire.
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IV = METABOLISME DES ACIDES GRAS
4-1 Acides gras saturés
Pour une molécule de palmitate, 131 ATP sont synthétisés. Si l'on déduit les 2
liaisons riches en énergie nécessaires à l'activation le total est de 129 ATP.
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4-2 Oxydation des acides gras insaturés
L'oxydation de la chaîne carbonée est identique jusqu'à la première double liaison.
Toutes les doubles liaisons sont mises sous forme " trans " par une isomérase
avant la libération d'un Acétyl CoA.
Une déshydrogénase et une réductase à NADP permettent la récupération de deux
hydrogènes. La bêta oxydation classique reprend jusqu'à la double liaison
suivante.
4-3 Oxydation des acides gras à chaîne impaire de carbones
Le début de l'oxydation est identique à celle décrite pour les chaînes à nombre
pair de carbone jusqu'à l'obtention d'une chaîne à trois carbones (propionyl CoA).
L'adjonction d'un nouveau carbone grâce à l'action de la propionyl CoA
carboxylase permet l'allongement de la chaîne en méthyl malonyl CoA puis, par
isomérisation, en succinyl CoA qui rejoint le cycle tricarboxylique.
4-4 Régulation de la voie d’utilisation périphérique des lipides
Les régulations portent sur :
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+ L’hydrolyse des triglycérides adipocytaires
+ Le franchissement de la membrane mitochondriale
La régulation porte sur la concentration des acides gras disponibles résultant de la
lipolyse adipocytaire contrôlée par la triglycéride lipase intra adipocytaire (activée
par l’adrénaline et le glucagon, freinée par l’insuline), mais aussi sur la quantité
de transporteurs présents sous forme oxydée. Une accumulation de NADH2 et de
FADH2 freine, puis arrête la bêta oxydation.
La bêta oxydation est activée par l’exercice musculaire via l’augmentation
des catécholamines. Chez le sportif entraîné c’est la principale voie énergétique
pour les cellules musculaires en activité.
Les Acétyl CoA entrent dans le cycle de Krebs mitochondrial dont la fonction
principale est d’oxyde jusqu’au stade ultime (CO2 et H2O) ces molécules.
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V = CYCLE DE KREBS
Le cycle de Krebs ou cycle tricarboxylique existe dans toutes les cellules de
l’organisme humain à l’exception des érythrocytes.
Les enzymes qui le constituent se trouvent placées au niveau de la membrane
interne de la mitochondrie ce qui facilite le transfert des équivalents réducteurs
aux enzymes de la chaîne respiratoire.
Le cycle de Krebs a pour fonction d’oxyder un Acétyl CoA (CH3-CO-SCoA) en
2 CO2 et H2O. Il comprend 10 réactions dont deux seulement sont irréversibles,
la citrate synthétase et l’alpha cétoglutarate déshydrogénase.
5-1 Chaîne enzymatique
5.1.1 Condensation de l’Acétyl CoA avec l’Oxaloacétate
.
= Pendant l’exercice d’intensité modérée l’apport suffisant d’oxaloacétate
et la bonne réoxydation des NADH2 par la chaîne respiratoire permet un
fonctionnement satisfaisant de cette réaction. La baisse locale de l’ATP,
l’utilisation du citrate dans le cycle et la faible concentration en NADH2,
permettent de lever l’inhibition portant sur la citrate synthétase.
= Si l’intensité de l’exercice croît l’effondrement de l’ATP et le maintien
à une concentration modérée des NADH2 permet une accélération considérable
de l’activité de la citrate synthétase.
Cependant, si l’exercice dépasse un certain seuil d’intensité (VO2 max locale), le
« débordement » de la chaîne respiratoire est alors responsable d’une
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augmentation de la concentration des NADH2 mitochondriaux qui tendent à
infléchir la vitesse de la citrate synthétase.
5.1.2 Isomérisation de l’acide citrique
Grâce à une aconitase l’acide citrique peut dans un premier temps se déshydrater
en acide cis-aconitique puis se réhydrater en acide iso citrique. Cette réaction est
réversible.
5.1.3 Oxydation de l’acide iso citrique
La réaction est catalysée par l’isocitrico-déshydrogénase. Elle se réalise en deux
temps, la déshydrogénation puis la décarboxylation.
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La vitesse de cette réaction enzymatique est freinée par un excès de NADH2.
Pour les exercices de faible intensité la vitesse de cette enzyme dépend
essentiellement de l’apport en substrat.
Si l’exercice est de forte intensité, mais ne dépasse pas les capacités oxydatives
de la chaîne respiratoire, la vitesse est maximale (synthèse très importante de
citrate à partir de l’oxaloacétate issu de la désamination de l’acide aspartique ou
du pyruvate, et des Acétyl CoA en provenance de la bêta oxydation. Dans le cas
contraire l’excès de NADH2 freine la vitesse de la réaction (exercice minimal).
Cette réaction existe également dans le cytoplasme, mais dans ce cas l’accepteur
de proton est le NADP.
5.1.4 Décarboxylation oxydative de l’alphacéto-glutarate
Cette réaction a pour coenzyme le pyrophosphate de thiamine (vitamine B1) et de
l’acide lipoïque. Le transfert des protons sur le NAD est assuré par ce dernier qui
fixe les H+ en ouvrant son pont disulfure. Il s’agit d’une réaction irréversible.
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5.1.5 Formation de l’acide succinique
Cette réaction consiste à récupérer l’énergie contenue dans la liaison Acétyl CoA
sur un GDP. Elle est réversible et catalysée par la succinate thiokinase.
C’est la seule réaction du cycle de Krebs libérant directement de l’énergie. Le
GTP formé peut être utilisé localement comme second messager (GMPc) ou
redonner du GDP par le transfert d’une liaison riche sur de l’ADP.
5.1.6 Oxydation de l’acide succinique
L’acide succinique est déshydrogéné de façon réversible par la succinate
déshydrogénase, enzyme utilisant le FAD.
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La vitesse de cette réaction dépend de la concentration des substrats et notamment
du FAD sous sa forme oxydée. Comme toutes les réactions d’oxydoréduction du
cycle de Krebs sa vitesse augmente en fonction de l’intensité de l’exercice
jusqu’au moment où la chaîne respiratoire se trouve débordée par la quantité de
substances réduites (NADH2 et FADH2) à oxyder.
5.1.7 Formation de l’acide malique
Il s’agit d’une simple réaction d’hydratation catalysée par la fumarase.
5.1.8 Oxydation de l’acide malique
C’est la dernière réaction du cycle de Krebs, l’acide malique redonne par
oxydation de l’oxaloacétate. Il s’agit d’une réaction réversible qui marchera dans
un sens ou dans l’autre suivant l’état métabolique local.
= Au niveau musculaire le malate formé donne de l’oxaloacétate pour
fixer un Acétyl coenzyme A.
= Au niveau hépatique, l’oxaloacétate provenant du pyruvate (existence
à ce niveau d’une pyruvate carboxylase) donne du malate, point de départ de la
néoglucogenèse.
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5.1.9 Cycle de Krebs
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5-2 Régulation du cycle de Krebs
5.2.1 Dans le muscle
Au repos, la vitesse de fonctionnement du cycle de Krebs est réduite. La présence
de quantité suffisante d’ATP et un taux de citrate élevé agissent sur les enzymes
de la régulation.
Cette régulation porte sur l’entrée des substrats dans le cycle de Krebs et sa vitesse
de fonctionnement proprement dite.
= Entrée dans le cycle de Krebs
La pyruvate déshydrogénase est inhibée par les Acétyl CoA et les NADH2
provenant de la bêta oxydation des acides gras, ce qui a pour effet de réaliser une
épargne glucidique. La majorité des Acétyl CoA consommés par le cycle de Krebs
provient de la bêta oxydation.
= Vitesse du cycle
La vitesse de fonctionnement du cycle de Krebs dépend des besoins énergétiques
du muscle.
Lors de la contraction musculaire, les diminutions de l’ATP provoque une
augmentation de la vitesse de fonctionnement du cycle.
Si l’exercice se poursuit au delà des capacités oxydatives de la chaîne respiratoire,
le taux de NADH2 réduit augmente (diminuant de ce fait le rapport
Substrat/produit NAD/NADH2). Les réactions d’oxydoréduction du cycle se
trouvent ainsi freinées (Isocitrate déshydrogénase, Alpha céto glutarate
déshydrogénase, succinate déshydrogénase, Malate déshydrogénase) provoquant
une augmentation relative du taux de citrate.
L’augmentation du taux de citrate provoque un ralentissement de la citrate
synthétase et de la PFK1.
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5.2.2 Dans le foie
L’oxaloacétate provenant du pyruvate ou du fumarate pourra :
+ Soit se transformer en malate et passer dans le cytoplasme (début de
la néoglucogenèse) si le glucagon et/ou les catécholamines sont élevés
+ Soit se condenser à l’Acétyl CoA pour débuter le cycle de Krebs ou
participer à la lipogenèse.
= Dans le premier cas, le foie produit des ATP ou des dérivés
indispensable à ses synthèses (l’Acétyl CoA provient de la bêta oxydation).
= Dans le second cas, l’Acétyl CoA provient du Pyruvate, (l’insuline est
élevé et le glucagon bas) il participera à la lipogenèse.
Dans le cas très particulier du foie, il est donc difficile d’apprécier la vitesse de
fonctionnement du cycle qui peut s’orienter vers la néoglucogenèse, la lipogenèse
ou la fourniture d’énergie.
5-3 Chaine respiratoire, devenir des NADH2 ET FADH2
La chaîne respiratoire est constituée d’une succession de réactions
d’oxydoréduction phosphorylantes. Elle est intra-mitochondriale et présente dans
la totalité des cellules de l’organisme à l’exception des érythrocytes (dépourvus
de mitochondries).
La localisation de ce processus oxydatif majeur est à rapprocher de l’hypothèse
selon laquelle les mitochondries seraient des cellules animales (ou des sortes de
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bactéries) phagocytées par des cellules végétales, vivant depuis cette lointaine
inclusion en parfaite symbiose.
Cette hypothèse se trouve étayée par de nombreuses constatations :
+ L’existence d’un DNA propre
+ La double membrane, une membrane initiale (interne) et une
membrane externe peut être en rapport avec un reste de membrane cellulaire
d’inclusion
+ La séparation très nette des différents métabolismes caractérisant
les cellules animales et végétales (systèmes de synthèse des sucres, lipides et
protéines dans le cytoplasme, systèmes d’oxydation dans la mitochondrie).
Les oxydations intra-mitochondriales (bêta oxydation, cycle de Krebs) et la chaîne
respiratoire apparaissent dans ces conditions comme des systèmes isolés et
pratiquement autonomes, responsables de la presque totalité des oxydations
cellulaires.
La chaîne respiratoire est formée de couples rédox associés à des protéines situées
sur les crêtes internes de la mitochondrie. Le transfert d’électrons réalisé dans de
système ou phosphorylation oxydative consiste à oxyder les NADH2 et FADH2
principalement issus du cycle de Krebs et de la bêta oxydation des acides gras en
libérant l’énergie sous forme d’ATP.
Une oxydation consiste en une perte d’une ou plusieurs charges d’électricité
négative (perte d’électron).
Réduit Oxydé
NADH NAD+
Fe++ Fe+++
O2 O2–
La chaîne respiratoire est un mouvement d’électrons à partir d’éléments très
électronégatifs (NADH) vers le constituant le plus électropositif, l’oxygène.
= Complexe I
Le NADH entant dans la chaîne respiratoire est oxydé par une métallo-
flavoprotéine, la NADH-Coenz Q réductase.
NADH-FMN FeS
Ce complexe se fixe au Coenzyme Q (ou ubiquinone) pour former le complexe I.
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Le complexe Q est un transporteur qui lie les flavoprotéines au cytochrome b.
NADH-FMN-FeS-Coenz. Q
La première molécule d’ATP est formée à ce niveau par oxydation du NADH et
transfert des électrons sur le complexe FeS Coenz. Q
= Complexe II
Le complexe II est formé de la réunion du Coenz.Q au FADH. Ce complexe sera
transféré grâce à une navette dans la membrane mitochondriale.
Le Coenz.Q est le carrefour de la chaîne respiratoire où se rejoignent les
équivalents réducteurs provenant des autres substrats via la flavoprotéine (FAD).
= Complexe III
Le complexe II constitué du Coenz.Q oxydé et du FADH réduit est fixé sur les
cytochromes b et cl pour former le complexe III. La Coenz Q H2 cyt c réductase
permet la formation d’un ATP et de deux cytochromes c porteurs du potentiel
rédox.
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= Complexe IV
Le cytochrome c réduit (c Fe ++) est transféré par une navette à la face externe de
la membrane interne de la mitochondrie où il donne ses électrons aux cytochromes
a et a3, cytochromes fonctionnant au cuivre (complexe IV).
Bilan de la chaîne respiratoire
Une molécule de NADH donne 3 ATP
Une molécule de FADH donne 2 ATP
L’efficacité de la chaîne d’oxydoréduction se définit par le rapport du nombre de
molécules d’ATP synthétisées par atomes d’hydrogènes consommés (2
électrons), ce rapport est noté P/O.
Un acide gras à 18 carbones entièrement oxydé donne donc environ 130 ATP
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VI = UTILISATION DES LIPIDES AU REPOS, APRES UN REPAS ET
LORS DE L’EXERCICE
6-1 Etat des lieux au repos
6.1.1 Dans les muscles
Pendant la période qui précède l’exercice physique le muscle est pratiquement au
repos (si l’on considère que le fait de se tenir debout ou assis, de lutter contre la
gravitation, de s’habiller, de suivre un cours de biochimie et de respirer constitue
un état de repos relatif). L’ATP cellulaire est fixé sur les protéines contractiles
sous forme d’ADP énergétisé (ADPé). Cette forme correspond à un état
préhydrolytique, l’énergie est prête à être libérée, mais la réaction enzymatique
catalysée par la myosine est momentanément bloquée. On attend le calcium pour
induire la première contraction.
Le calcium est pour le moment enfermé dans des citernes cytoplasmiques. Dans
le cytoplasme la concentration de magnésium est élevée. C’est le rapport
Ca++/Mg++ qui gère le démarrage de l’hydrolyse.
Compte tenu du rapport élevé ATP/AMP, la glycolyse est pratiquement arrêtée.
L’énergie nécessaire au métabolisme local, pompe à Na/K, synthèses...est assuré
en grande partie par les acides gras et un apport d’oxygène très largement
suffisant.
La part des Acétyl CoA entrant dans le cycle de Krebs est fonction du type de
cellule (les fibres lentes consommant proportionnellement plus d’acide gras que
les fibres rapides).
6.1.2 Dans l’adipocyte
Quand le sujet est à jeun, le rapport Glucagon/Insuline est très élevé (Glucagon
élevé pour augmenter la production de glucose par le foie, insuline basse). Cet
état favorise l’action de la triglycéride lipase intra-adipocytaire (dégradation des
triglycérides en acides gras).
Glucagon
+ + +
Triglycéride lipase
Triglycéride ----------------------------- 3 acides gras + Glycérol
Les acides gras libérés sont véhiculés dans le plasma vers les cellules
périphériques, le glycérol participe à la néoglucogenèse.
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6.1.3 Dans le foie
6.1.3.1 A jeun
A jeun le foie, comme les autres cellules périphériques, capte des acides gras. Les
cellules hépatiques dégradent les acides gras en acides cétoniques (acétone, acide
butyrique, acéto-acétate).
Les acides cétoniques sont véhiculés par voie sanguine vers les cellules
périphériques, dont les muscles qui peuvent les capter sans insuline. Ces derniers
sont métabolisés en Acétyl CoA qui entrent dans le cycle de Krebs. Il s’agit d’un
moyen détourné de fournir de l’énergie aux cellules insulino-dépendantes quant
l’insulinémie est basse (jeûne, diabète).
6.1.3.2 En postprandial
En post prandial et au repos, le foie capte une partie des sucres et des graisses
apportés par l’alimentation. Le rapport Glucagon/Insuline baisse du fait de la
sécrétion d’insuline induite par l’absorption des sucres. Le glucose capté par le
foie est utilisé comme substrat pour la synthèse du glycogène (s’il existe une
déplétion de glycogène), et à la synthèse des acides gras, via la glycolyse (activée
par l’insuline). Les Acétyl CoA formés à l’issue de cette chaîne enzymatiques
serviront à synthétiser localement des acides gras et des triglycérides qui seront
exportés vers les adipocytes.
C’est le seul cas où la synthèse de lipides par le foie est significative (c’est le
mécanisme qui explique l’obésité aux hydrates de carbone et le stade initial de la
cirrhose appelé stéatose). Cette accumulation locale de triglycérides peut être
provoquée par gavage (amidon de maïs) pour la fabrication du foie gras de canard
ou d’oie.
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6-2 Début de l’exercice
6.2.1 Dans le muscle
La diminution du taux d’ATP provoque une stimulation de la glycolyse et de la
bêta oxydation. Cette dernière utilise les acides gras présents dans la cellule lors
des premières contractions.
6.2.2 Dans l’adipocyte
L’adipocyte ne modifie rien à son métabolisme avant que le taux des
catécholamines ne soit augmenté dans la circulation. L’échauffement a
essentiellement pour objectif d’augmenter significativement cette valeur et de
stimuler ainsi la libération des acides gras.
6.2.3 Dans le foie
Le foie est insensible à ces premières contractions musculaires.
6-3 Pendant l’exercice
Après quelques minutes d’exercice, et ce d’autant moins que le sujet est entraîné,
les médullo-surrénales libèrent dans le plasma des catécholamines. Ces hormones
agiront sur les métabolismes hépatique, musculaire, adipocytaire et pancréatique
(blocage de la sécrétion d’insuline).
6.3.1 Dans le muscle
La poursuite de l’exercice tend à diminuer la concentration d’ATP et de citrate,
mais aussi de NAD sous forme oxydée (saturation de la chaîne respiratoire qui,
bien que travaillant à sa capacité d’oxydation maximale, ne se trouve plus en
mesure d’assurer une oxydation suffisant du NADH2 en NAD).
Les acides gras, apportés en grande quantité par la circulation sanguine sont captés
par les cellules musculaires, transférés dans la mitochondrie grâce au système «
carnitine », et oxydés très rapidement en Acétyl CoA.
La très importante production d’Acétyl CoA provenant des lipides inhibe la
pyruvate déshydrogénase, épargnant ainsi le pyruvate et par voie de conséquence
le glucose et le glycogène musculaire.
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Si le sujet augmente son activité physique jusqu’à ses capacités maximales (VO2
Max), la consommation des acides gras est maximale mais insuffisante pour
utiliser l’ensemble des Acétyl CoA produits par la bêta oxydation. L’inhibition de
la pyruvate déshydrogénase est totale, le pyruvate se transforme en acide lactique.
(Ce n’est donc pas le transport par la carnitine qui limite l’utilisation des acides
gras pendant l’exercice).
6.3.2 Dans l’adipocyte
Dans l’adipocyte la triglycéride lipase est très fortement activée par les
catécholamines, la production d’acides gras est considérable. Plus récemment
(2002), on a démontré que le facteur natriurétique cardiaque, dont la concentration
augmente de façon importante pendant l’exercice, présentait des récepteurs au
niveau de l’adipocyte. Ces récepteurs aux peptides natriurétiques stimulent la
lipolyse avec la même ampleur que les catécholamines.
6.3.3 Dans le foie
Pendant l’exercice physique, le métabolisme hépatique des acides gras n’est pas
significativement activé ou inhibé. Il est à noter que la baisse de l’insulinémie ne
provoque pas, dans ce cas, de synthèse de corps cétoniques.
6-4 Après l’exercice
6.4.1 Dans le muscle
Après l’exercice, le métabolisme musculaire des acides gras diminue
progressivement pour regagner son taux basal. Le muscle n’étant pas un organe
de stockage des triglycérides, il n’est pas concerné par leur métabolisme lors de
la phase de récupération.
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6.4.2 Dans l’adipocyte
La concentration en catécholamines diminue, tandis que l’insulinémie augmente
sa concentration. La triglycéride lipase intra adipocytaire diminue sa vitesse
d’hydrolyse des triglycérides.
Il est important de noter que la synthèse des triglycérides n’étant pas réalisée dans
cette cellule, on n’observe pas de phénomène de surcompensation (augmentation
des réserves). Ce mécanisme est à l’origine de l’amaigrissement induit par
l’exercice physique (utilisation sans rétablissement des pertes).
6.4.3 Dans le foie
Du fait de la déplétion glycogénique, le glucose apporté par l’alimentation est
immédiatement métabolisé en glycogène. La voie de la lipogenèse n’est pas
stimulée.
B = CORPS CÉTONIQUES
Les corps cétoniques sont des métabolites physiologiques synthétisés par les
cellules hépatiques lors du jeûne cellulaire.
Ils sont exportés vers les principaux tissus périphériques (muscle, cœur…) pour
fournir de l’énergie. ( Les corps cétoniques).
