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Professeur Jean-Luc Olivier > Faculté de Médecine [email protected] Triglycérides béta-oxydation

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Professeur Jean-Luc Olivier> Faculté de Médecine

[email protected]

Triglycérides béta-oxydation

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Triglycérides et β-oxydationDes structures combinant des éléments simples

COO-

Lipide simpleamphiphile

Formationde trois liaisons

esters

Acides gras

Triglycérides

Glycérol = trialcoolHO

HO

HO

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1 CH2O

O 2C H 3 CH2O

CO

CO

configuration L

lipides neutres = très apolaires, très hydrophobes

CO

Liaison ester

Les acides gras sont stockés dans les triglycérides (+++)ou les phospholipides et glycolipides membranaires Peu à l'état libre : - membrane 2-3 % - protéines de transports (albumine, FABP)

Dans les adipocyteschez les animaux +++

Dans les graines et fruitsdes plantes

Triglycérides et β-oxydationStructure des triglycérides (triacylglycérols) :

esters d’acides gras et de glycérol

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état % Saturés %Insaturés à 25°C C4-C12 C14 C16 C18 C16+C18

Huile d'olive liquide <2 <2 13 3 80Beurre solide 11 10 26 11 40Graisse de boeuf solide (++) <2 <2 29 21 46

Lait: glande mammaire

pt fusion (°C)C4 butyrique -8

C6 caproïque -3 C8 +17 C10 +31C12 laurique +44 C14 myristique +54

C16 palmitique +63

C18 stéarique +70

C20 arachidique +75C22 +80C24 lignocérique +84

Le point de fusion des triglycérides

- augmente avec la longueur des

acides gras

- diminue avec le nombre de liaisons

insaturées

Triglycérides et β-oxydationApports alimentaires de triglycérides

végétaux - animaux

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1 CH2O

O 2 C H 3 CH2O

CO

CO

COhydrophobe

hydrophobe

Pas de partie hydrophile,Molécule complètement hydrophobeNon miscible dans l’eau

Agent émulsifiant

Partiehydro-phobe

Partiehydro-phile

Exemple:- phospholipides du jaune d’œuf dans la mayonnaise- sels biliaires dans l’intestin- agents émulsifiants en cosmétiques…

hydrophobe

OH

H

OH

H

OH

H

O H

H

OHH

OHH

OHH

O H

H

OHH

Goutteletted’huile

eau

eau

eau

Triglycérides et β-oxydationLes triglycérides, des lipides hydrophobes

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Intestin

Foie

Transportchylomicrons

Triglycéridesalimentaires

-graines (huiles)- viande (graisses)

Lipase pancréatique

Autres tissusproductiond'énergie

TransportVLDL, LDL

adipocytesstockage

TransportVLDL, LDL

Autres tissusproductiond'énergie

Lipase réguléepar les hormones

Lipoprotéines:- chylomicrons- VLDL (very light density lipoproteins)- LDL (light density lipoproteins)- HDL (high density lipoproteins)

den

sitéresynthèsedes triglycérides

Lipase hépatiqueresynthèse

Triglycérides et β-oxydation

Comment les acides gras parviennent-ils aux tissus?

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Acides gras en réserve dans les triglycérides(gouttelettes lipidiques)

Adipocytes

Capture et dégradation

Energie

Schéma d’utilisation des triglycérides dans l’organisme

Lipase régulée par les hormones

Libération et transport (albumine)sang

Triglycérides et β-oxydationLes triglycérides : des lipides

de réserve énergétique

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1 CH2O

O 2 C H 3 CH2O

CO

CO

CO

1 CH2OH HO 2 C H 3 CH2OH

Mono-acylglycérolLipase

1 CH2O HO 2 C H 3 CH2O

CO

CO

Lipases(tri et diacylglycérol

lipases)

1 CH2O HO 2 C H 3 CH2OH

CO

Lipases(tri et diacylglycérol

lipases)

1 acide gras

1 acide gras

1 acide gras

Triglycérides et β-oxydation

Libération des acides gras des triglycérides :Action des lipases

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Lipases pancréatique: un agent émulsifiant = les sels biliaires

TG

TG

sels biliairessels biliaires

Autres lipases: action sur les gouttelettes lipidiques ou les lipoprotéines

Gouttelettes lipidiques

(triglycérides)

lipase

Co-lipase

FABPAcides gras

Protéine de liaisondes acides gras

Emulsion

surface d'attaque

lipase Activité lipase

Triglycérides et β-oxydationLibération des acides gras

des triglycérides par les lipases

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L’ATP: le carburant de la cellule

-O - P O P O P O - CH2 N

N

N

NNH2

OH OH

O O O

O-O-O-

1'

2'3'

4'

5'

O

PhosphatePhosphate

SucreSucre(Ribose)(Ribose)

BaseBase(Adénine)(Adénine)

Trois liaisonsriches en énergie

ATPATP

ADP + Pi

-30,5 kJ/mol(-7,3 kcal/mol)

AMP Pi+

-30,5 kJ/mol(-7,3 kcal/mol)

Adénineribose Pi+

-14,2 kJ/mol(-3,4 kcal/mol)

Triglycérides et β-oxydationLes acides gras des triglycérides :

une source d’énergie (1/4)

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Schéma général de synthèse cellulaire de l’énergie dans l’organisme

Mito-chondrie

Cytosol

glucose

glucose

Glycogène(n+1)

Glycogène(n)

glycolyseglycolyse

pyruvate

pyruvate

CycleCyclede Krebsde Krebs

AcétylCoA

NADH+H+

NADH+H+

DiglycéridesMonoglycérides

Glycérol

Triglycérides

Acidesgras

Triglycérides

Acides gras

-oxydation-oxydation

ATP

synthaseChaîne respiratoireFADH2 NADH+H+

ATP

Pyruvate

Triglycérides et β-oxydationLes acides gras des triglycérides : une source d’énergie (2/4)

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Acides gras

Acétyl CoA

-oxydation

Cycle de KrebsChaîne respiratoire

ATP

Acides gras activé

Acides gras activé

ActivationATP

Mito-chondrie

Cytosol

Triglycérides et β-oxydationLes acides gras des triglycérides : une source d’énergie (3/4)

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CH3 - (CH2)11 - CH2 - CH2 - CH2 - COO- + ATP

CH3 - (CH2)11 - CH2 - CH2 - CH2 - C - O AMP + PPi

O

=

acyl-CoA synthase

CH3 - (CH2)11 - CH2 - CH2 - CH2 - C S - CoA

O

=

AMP

2 Pi

HS- CoA

acyl-CoA synthase

G'o = -32,5 kJ/mole

HS - CoA

Carnitine

CH3 - (CH2)11 - CH2 - CH2 - CH2 - C Carnitine

O

= CH3

H3C-N+-CH2-CH-CH2-COO-

CH3 OH

Carnitineacyltransférase I

Activation des acides gras

Acide palmitiqueC16:0

Triglycérides et β-oxydationLes acides gras des triglycérides : une source d’énergie (4/4)

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HS - CoA

Carnitine

CH3 - (CH2)11 - CH2 - CH2 - CH2 - C - O Carnitine

O

=

CH3

H3C-N+-CH2-CH-CH2-COO-

CH3 OH

Carnitineacyltrans-férase I

-oxydation

Liaison esterentre l’acyl etl’hydroxyl dela carnitine

Cytosol

Carnitineacyltrans-férase II

HS - CoA

Carnitine

CH3 - (CH2)11 - CH2 - CH2 - CH2 - C S - CoA

O

=

MItochondrieMItochondrie

Triglycérides et β-oxydationTransport cytosol mitochondrie des acides gras

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Oxalo-Acétate

Succinate

Fumarate

malate

NAD+

NADH+ H+

H2O

Cycle de Krebs

FAD

FADH2

NAD+

NADH + H+ -ceto-acyl CoA

L-3-Hydroxyacyldéshydrogénase

CH3 - (CH2)11 - CH2 - C CH2 - C S - CoA

O O

==

H2OEnoyl CoAhydratase

(crotonase) L--hydroxyacyl CoACH3 - (CH2)11 - CH2 - CH CH2 - C S - CoA

OH O

=

FAD

FADH2

Acyl CoAdéshydrogénase

Acyl CoA (palmitoyl CoA)

trans 2 Enoyl CoA

CH3 - (CH2)11 - CH2 - CH2 CH2 - C S - CoA

O

=

CH3 - (CH2)11 - CH2 - CH CH - C S - CoA

O

=

Triglycérides et β-oxydationβ-oxydation mitochondriale (1/3)

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-ceto-acyl CoA

CH3 - (CH2)11 - CH2 - C S - CoA + CH3 - C - S - CoA

O O

-cétothiolase (thiolase)

Acétyl-CoA

-oxydation mitochondriale : dernière étape

CH3 - (CH2)11 - CH2 - C CH2 - C S - CoA

O O

= =

==

Acyl-CoA raccourcide 2 carbones (C14)

Deuxième cycle de -oxydation Cycle de Krebs

HS-CoA

Triglycérides et β-oxydationβ-oxydation mitochondriale (2/3)

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Chaîne respiratoire

7x3 ATP

Rendementénergétique

Acide palmitique

Palmitoyl-CoA

Activation

8x3 NADH+H+

8 FADH2

8 GTP

8x

cycle de Krebs

2 ATP (ATP AMP +PPi)

8 Acétyl-CoA

7 -oxydation 7 NADH+H+

7 FADH2 7x2 ATP

24x3 ATP

8x2 ATP

8 ATP

Rendement = 21+14+72+16+8-2 = 129 ATP (1 glucose = 38 ATP))

Triglycérides et β-oxydationβ-oxydation mitochondriale (3/3)

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-1 ATP

C OHH

CH2OH

CH2OH

glycérol

P

C OHH

CH2-O-

CH2OH

ATP ADPL-glycérol

3-phosphateglycéraldéhyde-

3-phosphate

C OHH

CH2-O-

C

H O

P

Triosephosphateisomérase

Glycérolkinase

C O

CH2-O-

CH2OH

PDihydroxy-

acétone-phosphate

NAD+

NADH+H+

Glycérol-3Pdéshydrogénase

22èmeème phase phaseglycolyseglycolysepyruvatepyruvate

AcétylCoAAcétylCoA

NAD+

NADH+H+

pyruvatedéshydrogénase

CycleCyclede Krebsde Krebs

3 NADH+H+

1 FADH21GTP

+3 ATP

+5 ATP

+3 ATP

{12ATP

Rendementglycérol22 ATP

Tripalmitoylglycérol 3x129+22 = 409 ATP

Triglycérides et β-oxydation

Les triglycérides : devenir du glycérol

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Auto-test sur les triglycérides et la production d’énergie par β-oxydation

Pour télécharger le QCM, cliquer sur l’onglet

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