Catabolisme des lipides

Définition

Le catabolisme des lipides est un processus de dégradation dans le métabolisme des lipides qui comprend deux étapes majeures spatialement et temporairement séparées : lipolyse et dégradation des acides gras en acétyl-CoA. Ces deux étapes sont les principales voies biochimiques impliquées dans le métabolisme des lipides.

Schéma du processus du catabolisme lipidique :

La première étape du catabolisme des lipides est l'hydrolyse des triglycérides en acides gras et en glycérol. Le glycérol est transformé en glucose par voie de gluconéogenèse.

Explications

Les catabolismes lipidiques sont importants car la survie et la croissance des cellules dans des conditions environnementales fluctuantes nécessitent un remodelage ou un renouvellement permanent des lipides membranaires ainsi qu'une mobilisation rapide des lipides de stockage.

Dans le catabolisme lipidique, la lipolyse libère des acides gras et des groupes de tête et est catalysée par des lipases au niveau des membranes ou des gouttelettes lipidiques. La dégradation des acides gras en acétyl-CoA intervient dans les peroxysomes via la voie de β-oxydation, et peut parfois intervenir dans les mitochondries.

Pour les glucides, voir les catabolisme des glucides, et pour les protéines, voir le catabolisme des protéines. Le métabolisme comprenant deux processus, catabolisme et anabolisme, le processus du catabolisme lipidique est l'anabolisme des lipides.

Les connaissances actuelles sur les enzymes et les protéines régulatrices impliquées dans la lipolyse et la β-oxydation des peroxysomes montrent des lacunes dans notre compréhension des voies de dégradation des lipides. L'utilisation métabolique des produits acétyl-CoA via le cycle du glyoxylate et la gluconéogenèse impliquent divers processus cellulaires tels que le trafic vésiculaire, le cycle cellulaire et l'autophagie sur le renouvellement des lipides.

Processus

Les micro-organismes utilisent fréquemment des lipides tels que les triglycérides ou les triacylglycérols (esters de glycérol et d'acides gras) comme sources d'énergie de réserve communes. Ceux-ci peuvent être hydrolysés en glycérol et en acide gras par des lipases microbiennes.

Le glycérol est ensuite phosphorylé et oxydé en phosphate de dihydroxyacétone, puis catabolisé dans la voie de la glycolyse. Les acides gras des triacylglycérols et d'autres lipides sont souvent oxydés dans la voie de la β-oxydation. Dans cette voie, les acides gras sont dégradés en acétyl-CoA (segment 2C), puis il entre dans le cycle de acide tricarboxylique (cycle de l'acide citrique).

Voies lipidiques

Les voies métaboliques impliquées dans le catabolisme des lipides sont :

1. Afin d'être catabolisés, les acides gras libres (FFA) doivent d'abord voyager vers la matrice mitochondriale à travers la navette carnitine. IMS - espace mitochondrial interne.
2. Une fois incorporées dans la matrice, les molécules d'acyl-CoA gras subissent des cycles de FAO, résultant en une molécule d'acétyl-CoA (avec deux atomes de carbone) et une autre molécule d'acyl-CoA gras avec le nombre d'atomes de carbone d'origine moins 2 Ce processus est répété jusqu'à ce qu'il ne reste plus que deux atomes de carbone.
3. Les molécules d'acétyl-CoA résultantes sont ensuite incorporées dans le cycle de l'acide tricarboxylique (TCA), où les atomes de carbone seront entièrement réduits en CO₂, générant des protons NADH, FADH2, GTP (et donc ATP) et H + pour alimentent le processus de phosphorylation oxydative dans les crêtes mitochondriales, régulé par la chaîne de transport d'électrons.

Altérations avec les cancers

Il existe des altérations du métabolisme des lipides dans les cellules souches cancéreuses (CSC).

Les altérations du catabolisme et de l'anabolisme des lipides contribuent à l'acquisition de la souche dans les CSC (cellules souches cancéreuses), y compris l'absorption des lipides, la lipogenèse de novo, la désaturation des lipides, la lipolyse et la lipophagie.

Les acides gras libres extracellulaires sont transportés dans les cellules via CD36, puis réutilisés via la β-oxydation dans les mitochondries pour libérer l'acétyl-CoA. L'acétyl-CoA est converti en citrate par la citrate synthase, puis entre dans le cycle de Krebs pour une oxydation complète.

Alternativement, la synthèse de novo des acides gras commence avec l'acétyl-CoA et s'accumule par l'ajout d'unités à deux carbones. En plus du catabolisme lipidique, les acides gras sont estérifiés en glycérol, puis les triglycérides sont stockés dans des gouttelettes lipidiques.

La décomposition des gouttelettes de lipides par lipolyse ou lipophagie permet la mobilisation de l'énergie stockée vers les mitochondries. De plus, les acides gras saturés sont désaturés en acides gras mono-insaturés par SCD1. Les altérations du métabolisme des lipides satisfont non seulement les demandes énergétiques pour la prolifération des CSC, mais fournissent également des composants essentiels pour les voies de biosynthèse et l'homéostasie redox.

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