b32 cetogenese

B 32 : Cétogenèse
Cétogenèse
Objectifs :
1. Décrire l’origine des acétyl-CoA.
2. Décrire le lieu et les voies de biosynthèse des corps cétoniques.
3. Indiquer le devenir des corps cétoniques dans les tissus extra hépatiques.
4. Décrire les mécanismes de la régulation de la cétogenèse.
5. Expliquer le phénomène de cétose au cours du jeûne et en cas de diabète sucré.
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B 32 : Cétogenèse
I- Introduction :
La cétogenèse est un processus physiologique essentiellement hépatique aboutissant à la
formation de corps cétoniques.
Le terme de corps cétonique définit un groupe de 3 métabolites normaux de l’organisme :
Acide cétonique : l’acide acétoacétique
 un acide  Hydroxylé : L’acide D-hydroxybutyrique.
 une cétone : L’acétone.
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Ils dérivent essentiellement du catabolisme des acides gras.
Dans les conditions physiologiques, leur concentration plasmatique est faible (<0,25 mmol/l).
Les corps cétoniques sont solubles dans l’eau et diffusent facilement à travers la paroi des
capillaires.
Une cétose ou accumulation des corps cétoniques dans les liquides extracellulaires apparait en
cas de déséquilibre entre la production et l’utilisation tissulaire (cétolyse). En règle générale
une augmentation de la cétonémie correspond davantage à une activation de la cétogenèse
qu’à un ralentissement de la cétolyse.
II- Intérêt physiologique des corps cétoniques :
L’acide acétoacétique et l’acide D-–hydroxybutyrique sont des substrats énergétiques pour
certains tissus (tels le cœur, le muscle squelettique, le rein) utilisés parfois préférentiellement
au glucose et aux acides gras.
-Pour le muscle : pendant le jeûne, l’entrée du glucose dans le tissu musculaire est
difficile puisque l’insulinémie régissant ce phénomène est faible. La captation et l’oxydation
des corps cétoniques, indépendantes de l’insulinémie, assurent l’homéostasie énergétique de
ce tissu, la diminution de l’entrée du glucose dans la cellule musculaire associée à l’inhibition
de la glycolyse observée entraîne une économie du glucose circulant.
Dans ces conditions, les corps cétoniques sont utilisés de préférence aux acides gras, ces
derniers étant liés à l’albumine ce qui limite, semble-t-il, leur diffusion dans le secteur
extravasculaire. De plus, leur concentration sanguine est toujours très inférieure à celle des
corps cétoniques. Ainsi le cœur utilise-t-il les corps cétoniques de préférence aux acides gras,
et même au glucose, comme substrat énergétique.
Pour des raisons encore mal connues, l’oxydation préférentielle des corps cétoniques n’est
retrouvée que dans les jeûnes inférieurs à 15 jours. Quand ils se prolongent, le muscle exige
alors des acides gras.
-Le cerveau d’un sujet normalement alimenté ou même subissant des jeûnes courts
utilise de préférence le glucose comme nutriment. Lors des jeûnes prolongés, les besoins
énergétiques de cet organe sont couverts pour 50 à 70% par l’oxydation des corps cétoniques ;
parallèlement, l’utilisation du glucose diminue.
Les corps cétoniques participent donc à la régulation de la glycémie pendant le jeûne
puisque leur utilisation diminue les besoins de l’organisme en glucose. De plus, ils jouent un
rôle fondamental dans l’adaptation au jeûne car ils limitent la protéolyse musculaire et par
voie de conséquence la gluconéogenèse hépatique.
III- Biosynthèse des corps cétoniques : (Objectif 2)
A- Lieu de biosynthèse des corps cétoniques :
Les corps cétoniques sont pour la plus grande partie synthétisés dans les mitochondries
hépatiques par une voie métabolique qui leur est propre.
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Le rein produit une petite quantité d’acétoacétate qui est utilisée localement.
Le foie est le site le plus important de synthèse :  d’acides gras,
 de triglycérides,
 de corps cétoniques,
 et de cholestérol.
 Lorsqu’il est approvisionné de façon satisfaisante par des substances alimentaires,
le foie transforme le glucose en acides gras via l’acétyl-CoA. Ces acides gras associés
avec des apolipoprotéines, sont libérés dans le sang et servent à l’approvisionnement
des tissus extra hépatiques, principalement le tissu adipeux et les muscles.
 Durant la phase post-prandiale et en particulier lors d’un jeûne, d’une faim, ou
d’un diabète, le métabolisme des lipides est inversé.
Comme aucun glucose ni lipide n’est plus apporté par l’alimentation, l’organisme
puise dans ses propres réserves. Dans ces conditions, le tissu adipeux libère des acides gras
qui seront dégradés en acétyl-CoA de façon oxydative et finalement transformés en corps
cétoniques dans le foie.
B- Voies de Biosynthèse des corps cétoniques :
Les corps cétoniques sont donc formés dans le foie à partir de l’acétyl-CoA lorsque la
dégradation des lipides prédomine.
L’acétyl-CoA formé par oxydation des acides gras n’entre dans le cycle de l’acide
citrique (cycle de Krebs) que si les dégradations des glucides et des lipides sont correctement
équilibrées. Si la dégradation des graisses prédomine l’acétyl-CoA subit dans le foie un destin
différent.
La raison est que l’entrée de l’acétyl-CoA dans le cycle de Krebs :
 dépend de la disponibilité de l’oxaloacétate (OAA) pour la formation du citrate,
 et que la concentration de l’OAA est abaissée lorsque les glucides ne sont pas
disponibles ou utilisés de façon incorrecte.
En présence de concentrations élevées d’acétyl-CoA, les mitochondries hépatiques vont
former de l’acétoacétate et ceci en trois étapes :
La première étape, catalysée par la –cétothiolase, consiste en la condensation de
deux molécules d’acétyl-CoA. Le produit résultant est l’acétoacétyl-CoA.
La deuxième étape conduit à la formation du -hydroxy – -méthyl glutaryl – CoA
(HMG-CoA) par condensation de l’acétoacétyl-CoA avec une molécule d’acétyl-CoA.
Cette réaction est catalysée par la -hydroxy- -méthyl glutaryl -CoA synthétase
(HMG-CoA synthétase).
La troisième étape aboutit à la formation de l’acide acétoacétique ; en effet,
l’HMG-CoA sous l’action de l’HMG-CoA lyase est clivé en acide acétoacétique et en
acétyl-CoA.
HMG-CoA Synthétase et HMG-CoA lyase catalysent des réactions irréversibles ; ainsi
la synthèse d’acétoacétyl-CoA à partir d’acide acétoacétique est-elle irréalisable.
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Les deux autres métabolites (Acide D--hydroxybutyrique et Acétone) sont formés à partir
de l’acétoacétate qui peut subir :
Une réduction en Acide D--hydroxybutyrique :
Sous l’influence d’une déshydrogénase, la -hydroxybutyrate déshydrogénase, utilisant le
NADH comme coenzyme, il peut être réduit en acide -hydroxybutyrique qui est libéré lui
aussi dans le sang. Cette enzyme est strictement localisée dans la mitochondrie et catalyse une
réaction à l’équilibre : Ainsi, la mesure dans le sang du rapport :
  hydroxybutyrate
NADH ( H  )
acétoacétate
NAD 
permet d’avoir un reflet du rapport
mitochondrial qui varie
avec la situation métabolique du foie :en particulier il augmente pendant le jeûne quand le foie
oxyde une quantité accrue d’acides gras.
Le corps cétoniques ainsi formés par le foie ne sont pas utilisés in situ mais passent dans la
circulation générale. Leur concentration sanguine post-prandiale, inférieure à 0,3 mmol/1
(30mg/1), peut augmenter jusqu’à 2 à 3 mmol/1 pendant le jeûne. Un dosage enzymatique
utilisant la –hydroxybutyrate déshydrogénase permet la mesure précise de l’acide hydroxybutyrique est en général 2 à3 fois supérieure à celle de l’acide acétoacétique. Dans le
sang, l’acide -hydroxybutyrique et l’acide acétoacétique circulent librement, non liés à
l’albumine, et sous forme d’acétoacétate et d’hydroxybutyrate : en effet, leurs pK étant très
inférieurs au pH sanguin physiologique, ils sont totalement dissociés.
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Une décarboxylation en acétone :
L’acide acéto-acétique est décarboxylé, soit spontanément soit sous l’influence de
l’acétoacétate décarboxylase en acétone, qui passe dans la circulation générale.
IV- Origines de l’Acétyl-CoA (Objectif 1) :
Rappel : La stratégie fondamentale du métabolisme est de former :
1. de l’ATP.
2. Du pouvoir réducteur.
3. Les modules élémentaires pour les biosynthèses.
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 L’ACETYL CoA :
-Constitue un carrefour clef au niveau métabolique.
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-Transporte un groupe acétyle activé (transporteur : Coenzyme A).
Origines de l’Acétyl-CoA :
Les principales sources de cette unité décarbonée activée sont :
 La décarboxylation oxydative du pyruvate.
 La -oxydation des acides gras.
 Le catabolisme des acides aminés cétogènes.
A- À partir du pyruvate par décarboxylation oxydative :
La décarboxylation oxydative du pyruvate par le complexe pyruvate déshydrogénase
(= pyruvate décarboxylase) aboutit à la formation d’acétyl-CoA.
pyruvate déshydrogénase
Pyruvate + CoA + NAD
+
acétyl CoA+CO2+NADH
Le pyruvate provient, soit du glucose par la voie glycolytique, soit du lactate, soit du
métabolisme de divers acides aminés (alanine notamment).
Remarque :
Le complexe pyruvate déshydrogénase est formé de trois enzymes :
- La pyruvate déshydrogénase [E1] ;
- Dihydroliponamide acétyltransférase [E2];
- Dihydroliponamide déshydrogénase [E3];
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Commentaire :
1
Décarboxylation du pyruvate ;
2
Oxydation du groupement hydroxyalkyl en un acétyl ;
3
Transfert du résidu acétyl du lipoamide au Coenyme A ;
4(a+b) Reoxydation de la dihydrolipoamide avec formation de NADH + H+.
Dans le foie, la formation d’acétyl-CoA à partir du pyruvate est limitée car la pyruvate
déshydrogénase est inhibé par les quantités importantes d’acétyl-CoA et d’ATP provenant de
la dégradation des acides gras.
B- À partir des acides aminés cétogènes :
Le catabolisme de ces acides aminés conduit à la formation d’acétyl-CoA, mais leur
rôle reste négligeable dans la mesure où ces acides aminés ne sont pas utilisés à des fins
énergétiques dans le foie.
- acides aminés purement cétogène : Leucine, Lysine.
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-
acides aminés à la fois glucoformateurs et cétogènes :
Tyrosine
Phénylalanine
Tryptophane
Isoleucine
Le squelette carboné des acides aminés dégradés se retrouve dans des intermédiaires
métaboliques majeurs : l’acétyl-CoA et l’acétoacétyl-CoA.
Ils sont appelés cétogènes parce qu’ils provoquent une augmentation des corps
cétoniques.
* Les acides aminés en excès par rapport à ceux nécessaires à la synthèse des protéines
et d’autres biomolécules :
 Ne peuvent pas être mis en réserve, contrairement aux acides gras et au glucose ;
 Ils ne peuvent pas non plus être excrétés ;
 Sont utilisés comme molécules énergétiques et métaboliques.
C- À partir des acides gras par oxydation :
La  oxydation mitochondriale des AG à longue chaîne est la source principale des molécules
d’acétyl-CoA au niveau hépatique. Les A.G. qui parviennent au foie sont essentiellement les
produits de l’hydrolyse des triglycérides du tissu adipeux.
Ce processus couvre la presque totalité des besoins énergétiques hépatiques. Chaque
molécule d’acide palmitique engendre 8 acétyl-CoA dont la principale destinée est de fournir
l’énergie sous forme de liaisons riches emmagasinées dans l’ATP (cycle de Krebs).
Les molécules d’acétyl-CoA formés peuvent s’engager dans d’autres voies
métaboliques dont l’importance varie en fonction des conditions métaboliques de
l’hépatocyte : la cétogenèse constitue une de ces voies.
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a) Lipolyse du TG et libération des AG :
TG + H20
3AG + Glycérol
L.H.S.
L.H.S. : Lipase hormono-sensible.
b) Activation des AG : (pour qu’ils puissent pénétrer dans la mitochondrie) :
- Nécessite de l’énergie.
- Elle se fait en 2 étapes sous l’action de l’Acyl-CoA synthétase(Ligase).
Ainsi l’Acyl-CoA libéré formé peut s’engager dans la -oxydation.
c) Mécanisme d’entrée d’un Acyl-CoA dans la mitochondrie :
-L’Acyl-CoA pénètre dans la membrane externe et reste dans l’espace inter
membranaire.
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- Sous l’action de la Carnitine Acyl Transférase I (CAT I), l’Acyl-CoA passe dans la
membrane interne après substitution du CoA par la carnitine (cette enzyme transforme les
acyl CoA, en acyl carnitines qui traversent la membrane mitochondriale interne sous l’action
d’une translocase).
- En présence de Carnitine Acyl Transférase II (CAT II ) et de CoA les acyl carnitines
libèrent sur la face interne de la membrane les acyl-CoA (substitution de la carnitine par un
CoA).
La Carnitine Acyl Transférase est également dénommée Carnitine-O-palmitoyltransférase.
Les 2 régulateurs hormonaux de cette pénétration sont :
- INSULINE : Inhibiteur de la CAT.
- GLUCAGON : Activateur de la CAT.
d) -oxydation et formation d’acétyl-CoA :
Cette voie métabolique se déroule dans la mitochondrie hépatique et produit de
l’acétyl CoA.
Après avoir été transportés à travers la membrane mitochondriale interne par la
carnitine les AG sont dégradés dans la matrice mitochondriale par une séquence de quatre
réactions récurrentes.
 Oxydation liée au FAD ;
 Hydratation ;
 Oxydation liée au NAD+ ;
 Thiolyse par le CoA.
(Le FADH et le NADH formés transfèrent leurs électrons à O2 par l’intermédiaire de
la chaine respiratoire.)
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Les molécules d’acétyl-CoA ainsi formées peuvent s’engager dans de multiples voies
métaboliques, dont la CETOGENESE en fonction des conditions métaboliques de
l’hépatocyte :
* L’acétyl-CoA formé lors de l’étape de thiolyse entre normalement dans le cycle de
l’acide citrique en se condensant à l’oxaloacétate.
Lorsque la concentration d’oxaloacétate est insuffisante, l’acétyl-CoA produit de
l’acétoacétate et du 3-hydroxybutyrate qui sont des molécules énergétiques normales.
V- Devenir des corps cétoniques dans les tissus extra hépatiques : (Objectif 3)
Ces composés diffusent à l’extérieur des mitochondries hépatiques vers le sang et sont
transportés vers les tissus périphériques où ils vont être des molécules importantes du
métabolisme énergétique.
A l’état normal, la cétogenèse est peu importante et le muscle réussit à oxyder les corps
cétoniques. La quantité de corps cétoniques perdus dans les urines est négligeable.
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A) Utilisation comme source d’énergie :
Considérés pendant longtemps comme des produits de déchets d’un métabolisme
anormal, il est actuellement bien établi que les corps cétoniques sont des substrats
énergétiques susceptibles de remplacer dans certaines circonstances, les autres nutriments :
glucose et acides gras.
C’est un phénomène physiologique important qui fonctionne dans le cœur et dans le
rein, même en présence du glucose.
L’acétoacétate est rapidement réintroduit dans le cycle de Krebs et redonne
l’acétoacétyl-CoA aux dépend du système succinyl-CoA succinate suivant la réaction
d’échange :
Commentaire :
 L’acétoacétate (et le-hydroxybutyrate, après oxydation par la -hydroxybutyrate
déshydrogénase en acétoacétate) est activé par le transfert du CoA à partir du succinyl CoA
lors d’une réaction catalysée par une succinyl CoA transférase spécifique ce qui produit
l’acétoacétyl-CoA.
L’acétoacétyl CoA est ensuite activé par une  céto-thiolase pour donner deux
molécules d’acétyl CoA, qui peuvent ainsi entrer dans le cycle de l’acide citrique.
Dans ces conditions, le métabolisme de ces tissus est profondément modifié, car la glycolyse,
l’oxydation du pyruvate ainsi que la protéolyse (dans le muscle squelettique surtout) sont
inhibées.
Le foie peut fournir de l’acétoacétate à d’autres organes parce qu’il n’a pas cette CoA
transférase particulière.
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L’acétoacétate est ainsi considérée comme une forme transportable, hydrosoluble d’unités
acétyles.
B) Profils métaboliques des principaux organes :
Le muscle (le myocarde en particulier), le rein et, lors des jeûnes prolongés, le cerveau,
peuvent oxyder l’acétoacétate et le  -hydroxybutyrate; l’acétone n’est jamais réutilisé.
 Le muscle cardiaque et le cortex rénal utilisent l’acétoacétate préférentiellement au
glucose.
 Par contre, pour le cerveau et les globules rouges, le glucose est la principale
molécule énergétique chez les sujets correctement nourris, sauf pendant le jeune prolongé où
le cerveau va manquer de réserves énergétiques.
 Donc pour le cerveau :
 Les acides gras ne peuvent pas servir de source d’énergie, car dans le sang, ils sont
liés à l’albumine et ne peuvent pas traverser la barrière hémato encéphalique.
 Ils ne peuvent non plus être transformés en glucose.
 Les acides aminés ne peuvent pas être dégradés pour fournir de l’ATP, car le tissu
nerveux n’est pas capable de réaliser la néoglucogenèse.
Les corps cétoniques (acétoacétate et -hydorxybutyrate) remplacent ainsi le glucose comme
source d’énergie du cerveau.
C) Elimination :
L’élimination urinaire des corps cétoniques est nulle chez un individu dont la cétonémie est
faible. Les corps cétoniques peuvent être mis en évidence dans l’urine par les réactions au
nitroprussiate, ou au perchlorure de fer. L’Acétest® permet un dosage approximatif et partiel
car il ne réagit qu’avec les acides -cétoniques (donc avec l’acide acétoacétique) et non avec
l’acide -hydroxybutyrique.
L’acétone, qui est volatile, peut aussi être éliminé par voie respiratoire. D’ailleurs,
l’odeur d’acétone peut être détecté dans l’haleine d’une personne possédant une concentration
élevée d’acétoacétate dans le sang.
Physiologiquement, il n’a aucune signification métabolique et sa concentration sanguine est
extrêmement faible.Il sera éliminé au niveau pulmonaire.
VI- Régulation de la cétogenèse : (objectif 4)
La régulation de la cétogenèse est parfaitement coordonnée avec les autres
métabolismes. Elle s’effectue principalement au niveau du tissu adipeux et du foie. Deux
conditions doivent être remplies pour qu’il y ait cétogenèse :
- Le foie doit disposer d’une quantité suffisante de substrats précurseurs représentés
essentiellement par les A.G.
- Le métabolisme intra hépatique et sa régulation doivent permettre la formation des
corps cétoniques.
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A. Régulation extrahépatique :
L’équilibre entre la biosynthèse des triglycérides et leur hydrolyse au niveau du tissu
adipeux, conditionne la quantité d’A.G. circulants. Cet équilibre dépend des conditions
nutritionnelles et hormonales.
Divers hormones stimulent la lipolyse (glucagon, catécholamines, hormones
thyroïdiennes, glucocorticoïdes, hormones somatotropes…).
Elle est également activée par le jeune prolongé.
L’insuline joue un rôle déterminant : elle est le principal facteur anticétogénique en
exerçant à la fois un effet antilipolytique direct (inhibe l’activité de la lipase adipocytaire) et
un effet lipogénique.
Les corps cétoniques eux-mêmes peuvent freiner leur propre synthèse en stimulant la
sécrétion d’insuline et en s’opposant à la libération des AG par le tissu adipeux.
B. Régulation hépatique :
Le métabolisme hépatique est contrôlé par divers métabolites intervenant au niveau
d’enzymes clés.
a) Un premier carrefour de régulation :
Concerne la répartition des A.G. entre leurs 2 voies d’utilisation hépatique : estérification
et incorporation dans les lipoprotéines d’une part, oxydation mitochondriale d’autre part.
Le malonyl-CoA, produit de la 1ère réaction de la synthèse des A.G. catalysé par
l’acétyle CoA carboxylase, joue un rôle déterminant dans la régulation de la cétogenèse : à
dose micromolaire, il inhibe la carnitine acyltransférase I (CAT I) responsable du passage des
acyl-CoA dans la mitochondrie et s’oppose ainsi au transfert intra mitochondrial et à
l’oxydation des AG.
L’activité de l’acétyl-CoA carboxylase (enzyme qui catalyse la transformation de
l’acétyl-CoA en malonyl-CoA) est :
- Stimulée par l’insuline, le glucose et les citrates
- Inhibée par le glucagon, le déficit en glucose et par les Acyls CoA.
2 situations opposées peuvent se rencontrer :
- Si les apports de glucose sont élevés : l’acétyl-CoA carboxylase est activée, la CAT I
est inhibée dans ces conditions, le rôle physiologique du malonyl- CoA est d’assurer la
formation des triglycérides et de lipoprotéines.
- Si les apports de glucose sont faibles, la concentration de malonyl- CoA est faible,
l’inhibition de la CAT I est levée, ce qui permet l’oxydation des A.G. et la cétogenèse.
b) Le 2ème carrefour métabolique de la régulation se situe au niveau de
l’utilisation de l’acétyl-CoA :
Soit vers la synthèse d’acéto-acétyl CoA (cétogenèse), soit vers la synthèse de citrate
(cycle de Krebs).
 La -cétothiolase et l’HMG-CoA synthétase sont inhibées par l’acétoacétyl CoA. La
concentration de ce métabolite dépend en grande partie du rapport NADH/NAD, une
augmentation du taux de NADH (consécutive à la  oxydation) diminue sa concentration et
permet à la cétogenèse de s’effectuer.
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L’utilisation de l’acétyl-CoA par le cycle de Krebs est liée à la disponibilité en
oxaloacétate, elle-même fonction de l’équilibre existant entre le taux de formation
(carboxylation du pyruvate) et le taux d’utilisation pour les besoins de la néoglucogenèse. La
cétogenèse et la néoglucogenèse sont des processus interdépendants. Cependant leur intensité
respective dépend de l’apport au foie des substrats nécessaires à la néoglucogenèse .L’excès
d’oxaloacétate permet à l’acétyl-CoA de s’engager dans la voie de synthèse de citrate (cycle
de Krebs) et la cétogenèse diminue : le niveau d’activité de cycle de Krebs reste faible tant
que persistent les conditions métaboliques favorables à la néoglucogenèse et à la cétogenèse
(Fourniture d’ATP et de pouvoir réducteur par le catabolisme des acides gras).
c) HMG CoA Synthase :+++
La transcription de HMG CoA synthase est stimulée par un régime riche en lipides, en
cas de diabète et après injection de glucagon.
Elle diminue rapidement après injection d’insuline.
VII- le phénomène de la cétose au cours du jeûne et en cas de diabète sucré : (Objectif 5)
Certains organes comme le cerveau, le muscle ou le foie diffèrent dans leur utilisation
des molécules énergétiques pour satisfaire leur besoins en énergie.
A) Adaptation métabolique lors d’un jeûne prolongé :
Le jeûne cause la forme la plus simple de cétose et entraine une diminution des
glucides disponibles.
Pour le cerveau le glucose est l’unique source énergétique sauf pendant le jeûne.
 La concentration du glucose dans le cerveau dépend de la concentration du glucose
dans le plasma.
 En cas de besoin (en glucose) les acides gras ne peuvent pas servir de source
d’énergie pour le cerveau, car dans le plasma, ils sont liés à l’albumine et ne peuvent pas
traverser la barrière hémato encéphalique. Ils ne peuvent non plus être transformés en glucose.
Lors du jeûne, les corps cétoniques (acétoacétate et -hydroxybutyrate) fournis par le
foie et véhiculés aisément dans le sang remplacent le glucose comme source d’énergie du
cerveau.
1) Lors du premier jour de jeûne : les changements métaboliques sont semblables à
ceux qui apparaissent après un jeûne d’une nuit.
 La faible concentration de glucose sanguin conduit à :
 Une diminution de la sécrétion d’insuline et ;
 Une augmentation de la sécrétion de glucagon.
 Les processus métaboliques dominants sont :
 La mobilisation des TG du tissu adipeux et ;
 La gluconéogenèse par le foie.
 Conséquences en cascades :
 Les concentrations de l’Acétyl-CoA et du citrate augmentent et ;
 La glycolyse s’arrête.
 La capture du glucose par le muscle est considérablement diminuée
(faible taux d’insuline).
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B 32 : Cétogenèse
 Les AG pénètrent librement.
Par conséquent le muscle passe presque entièrement du glucose aux acides gras pour
satisfaire ses besoins énergétiques.
2) Après environ 3 jours de jeûne : de grandes quantités de corps cétoniques sont
formés par le foie et libérés dans le sang (le cycle d’acide citrique est incapable d’oxyder
toutes les unités acétyle engendrées par la dégradation des AG et la gluconéogenèse épuise le
stock d’OAA).
A ce moment, le cerveau commence à consommer des quantités appréciables
d’acétoacétate à la place du glucose (un tiers environ des besoins énergétiques du cerveau est
assuré par les corps cétoniques).
3) Après plusieurs semaines de jeûne : les CC deviennent la source énergétique
essentielle du cerveau.
Mais si la production de ces substances dans le foie dépasse l’utilisation de ces corps
en dehors du foie, on aboutit à une augmentation de leur concentration dans le plasma
(cétonémie) avec déplacement du pH du plasma (cétoacidose pKa=4), et éventuellement de
leur excrétion dans les urines (cétonurie).
Cétonurie et cétoacidose peuvent conduire rapidement à des anomalies électrolytiques
et à une perte de conscience et constituent donc un danger de mort.
B) Adaptation métabolique lors d’un diabète :
Le diabète est une maladie métabolique qui dérive d’une carence complète ou relative
en insuline.
1-Conséquences d’une carence en insuline :
L’absence de cette hormone peptidique a, avant tout, une influence sur le métabolisme
des sucres et des lipides.
Normalement ces deux métabolismes sont influencés par cette hormone.
L’insuline :
 Stimule par induction la synthèse de novo du glycogène synthétase.
 Bloque par répression la synthèse d’enzymes clefs de la néoglucogenèse.
 Stimule la synthèse d’acide gras à partir du glucose en activant l’acétyle-CoAcarboxylase et par une mobilisation accrue de NADPH + H+.
 et inhibe la dégradation des acides gras.
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B 32 : Cétogenèse
En cas de carence en insuline, ces effets sont altérés, et on aboutit lors d’un diabète à
des perturbations majeures :
 Augmentation de la glycémie.
 Dans le muscle et le tissu adipeux, le transport et l’utilisation du glucose sont
perturbés (la pénétration du glucose dans les cellules est diminuée).
 Dans le foie, l’utilisation du glucose est altérée.
 La glycolyse est inhibée.
 La néoglucogenèse est augmentée, par une protéolyse accrue de la masse
musculaire.
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B 32 : Cétogenèse
 Si la capacité de réabsorption rénale de glucose est dépassée (9 mM) on observe
une élimination de glucose dans l’urine (glycosurie) qui s’accompagne par une soif.
 Dégradation accrue des graisses, en acides gras et hyperlipidémie.
 Pénétration faciles des acides gras dans la matrice mitochondriale (CAT I très
active).
 Dégradation accrue des acides gras en acétyl-CoA (xydation).
 Conversion des acétyles CoA en corps cétoniques.
 Si la concentration des corps cétoniques dans le sang est élevée, on observe une
acidose métabolique sévère.
Une caractéristique frappante du diabète est le déplacement, dans le métabolisme
énergétique, des glucides vers les lipides ; le glucose, plus abondant que jamais n’entre pas
dans la cellule.
Ouvrages consultés :
1- Cours de préparation de Résidanat, Faculté de Médecine de Sousse.
2- Cours de préparation de Résidanat, Faculté de Médecine de Sfax.
3- Cours de préparation de Résidanat, Faculté de Médecine de Tunis.
4- Cours de préparation de Résidanat, Faculté de Médecine de Monastir.
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