Module 8 : Le catabolisme des lipides

Question 1

Lequel de ces énoncés décrit correctement les triacylglycérols (TAGs)?

A. Ils sont chimiquement réactifs
B. Ils diffusent facilement au travers des membranes.
C. Ils sont solubles dans l’eau
D. Ils génèrent plus d’énergie que le même poids en sucre.

Answer 1

D. Ils génèrent plus d’énergie que le même poids en sucre.

Question 2

Les TAGs alimentaires sont émulsifiés dans l’intestin par :

A. Les chylomicrons
B. Les sels biliaires
C. Les lipases
D. Les apolipoprotéines

Answer 2

B. Les sels biliaires

Question 3

Associez la définition avec le terme correspondant.

1. Agit comme un transporteur de groupement acyle au travers de la membrane mitochondriale interne.
2. Transporte dans la circulation sanguine les acides gras libérés par les adipocytes.
3. Agit comme un détergent biologique, émulsifie les gros globules de gras alimentaires en micelles plus petit.
4. Famille de protéines qui restreignent l’accès aux gouttelettes de lipides et par conséquent la mobilisation des acides gras dans les adipocytes.
5. Hydrolyse les liens esters des TAGs afin de libérer des acides gras et du glycérol.
6. Transporte les produits de digestion des lipides alimentaires au travers le système lymphatique et la circulation sanguine jusqu’aux tissus.

Answer 3

1. Carnitine
2. Albumine
3. Sel biliaire
4. Périlipine
5. Lipase
6. Chylomicron

Question 4

Après l’hydrolyse des TAGs en acides gras libres et en glycérol, comment le glycérol est-il dégradé?

A. Il entre dans le cycle de la β-oxydation.
B. Il entre dans le sentier de la glycolyse ou de la gluconéogenèse.
C. Il entre dans le cycle de Krebs.
D. Il est transformé en corps cétoniques.

Answer 4

B. Il entre dans le sentier de la glycolyse ou de la gluconéogenèse.

Question 5

Lesquels de ces énoncés décrivent correctement le transport des acides gras dans la matrice mitochondriale?

A. Les pools cytosoliques et mitochondriaux de coenzyme A sont distincts et séparés.
B. Il s’agit de l’étape limitante de la dégradation des acides gras.
C. Cette étape est régulée.

Answer 5

A. Les pools cytosoliques et mitochondriaux de coenzyme A sont distincts et séparés.
B. Il s’agit de l’étape limitante de la dégradation des acides gras.
C. Cette étape est régulée.

Question 6

Quel est le rôle de la carnitine?

A. Le transport des acides gras dans le sang.
B. Le transport des acides gras au travers de la membrane mitochondriale.
C. La transport des TAGs alimentaires dans le sang.
D. Le transport des acides gras de la circulation sanguine vers le cytosol.

Answer 6

B. Le transport des acides gras au travers de la membrane mitochondriale.

Question 7

Lequel de ces énoncés sur les acyl-CoA synthétases est vrai?

A. Elles hydrolysent le pyrophosphate.
B. Elles sont situées dans la matrice mitochondriale.
C. Elles activent les acides gras pour leur oxydation.
D. Elles lient les acides gras et les CoA par des liens phosphoester.

Answer 7

C. Elles activent les acides gras pour leur oxydation.

Question 8

Placez les réactions de la liste suivante dans le bon ordre de la β-oxydation des acides gras.

Answer 8

1. Activation des acides gras par liaison au CoA
2. Réaction de l’acyl-CoA avec de la carnitine
3. Oxydation liée au FAD
4. Hydratation
5. Oxydation liée au NAD+
6. Coupure d’un lien C-C via une attaque nucléophile par le groupement thiol d’une CoA

Question 9

La première étape de la β-oxydation implique :

A. La formation d’une double liaison.
B. La formation d’un groupement carboxyle.
C. La formation d’un groupement hydroxyle.
D. L’ajout d’une molécule d’eau.

Answer 9

A. La formation d’une double liaison.

Question 10

Lequel (ou lesquels) de ces énoncés portant sur la dégradation des acides gras est incorrect?

A. L’activation des acides gras par l’acyl-CoA synthétase est favorisée par l’hydrolyse d’un pyrophosphate.
B. La réaction catalysée par l’acyl-CoA déshydrogénase utilise le FAD comme accepteur d’électrons.
C. La lipoprotéine lipase catalyse la première étape.
D. Afin de favoriser la libération d’une unité à 2 carbones, le carbone β est oxydé.
E. La β-oxydation a lieu dans le cytosol.

Answer 10

C. La lipoprotéine lipase catalyse la première étape.

E. La β-oxydation a lieu dans le cytosol.

Question 11

La β-oxydation complète d’un acide gras saturé à 16 carbones :

A. Génère 8 molécules de NADH.
B. Requiert 8 cycles de β-oxydation.
C. Génère 8 molécules de FADH2.
D. Génère 8 molécules d’acétyl-CoA.

Answer 11

D. Génère 8 molécules d’acétyl-CoA.

Question 12

Quel effet a le glucagon sur le métabolisme des acides gras?

A. Il active la mobilisation des acides gras mis en réserve.
B. Il active la conversion du glucose en TAGs.
C. Il active le stockage sous forme de TAGs.

Answer 12

A. Il active la mobilisation des acides gras mis en réserve.

Question 13

Quelle est l’étape limitante de l’oxydation des acides gras?

A.	L’activation des acides gras
B.	L’entrée des acides gras dans la mitochondrie
C.	L’oxydation de l’acyl-CoA
D.	L’oxydation du groupement β-hydroxyle
E.	L’hydratation de l’énoyl-CoA
F.	La thiolyse

Answer 13

B. L’entrée des acides gras dans la mitochondrie

Question 14

Quelle molécule inhibe l’étape limitante du catabolisme des acides gras?

Answer 14

malonyle CoA

Question 15

Les corps cétoniques sont produits :

A. Dans le foie
B. Dans les adipocytes
C. Dans les muscles
D. Dans toutes les cellules

Answer 15

A. Dans le foie

Question 16

Qu’arrive-t-il aux corps cétoniques après leur synthèse?

A. Ils sont exportés vers les autres tissus.
B. Ils sont oxydés dans la mitochondrie du foie.
C. Ils sont convertis en acétyl-CoA avant d’être exportés aux autres tissus.

Answer 16

A. Ils sont exportés vers les autres tissus.

Question 17

L’énergie peut être mise en réserve sous forme de triacylglycérols (lipide) dans les adipocytes et le foie ou sous forme de glycogène dans les muscles et le foie. Pourquoi les mammifères utilisent-ils 2 molécules différentes pour stocker l’énergie?

Answer 17

Chacune de ces molécules a ses avantages et ses inconvénients :

Acide gras :
o Mobilisation plus lente
o Présenced’oxygènerequisepourleuroxydation
o Ne peuvent être convertis en glucose
o Libèrent 2 fois plus d’énergie par gramme que les glucides (en poids sec). o Molécules hydrophobes qui occupent moins de volume que les glucides.

Glycogène :
o Mobilisationrapide
o Source d’énergie en aérobie et anaérobie
o Peut être converti en glucose - Maintien du niveau de glucose sanguin o Contient moins d’énergie par gramme que les acides gras.
o Occupe un volume plus important, parce qu’hydraté.

Question 18

Quel est le principal site d’entreposage des TAGs?

Answer 18

Le cytoplasme des cellules adipeuses.

Question 19

De quel lipide les sels biliaires sont-ils dérivés?

Answer 19

Du cholestérol. Ce sont des molécules amphipathiques qui agissent comme des détergents biologiques.

Question 20

Parfois, il faut retirer une portion de la vésicule biliaire de certains individus. Par la suite, ces individus ont de la difficulté à digérer les gras. Pourquoi?

Answer 20

C’est la vésicule biliaire qui entrepose et sécrète les sels biliaires (détergent biologique). Ces sels sont essentiels pour l’émulsification des TAGs et facilitent leur hydrolyse. En effet, la dispersion des particules lipidiques en micelles microscopiques augmente dramatiquement la fraction de lipides accessibles à l’action des lipases pancréatiques. De plus, les micelles formées par les sels biliaires permettent le transport des acides gras et autres produits de dégradation des lipides ainsi que l’absorption efficace des vitamines liposolubles au travers de la muqueuse intestinale. Par conséquent, chez ces individus, très peu de lipides alimentaires sont absorbés, la majorité étant éliminée sous forme hydrolysée dans les fèces. Cet état est appelé stéatorrhée.

Question 21

VRAI ou FAUX

Environ 90 à 95 % des lipides provenant de l’alimentation sont des TAGs.

Answer 21

VRAI.

Question 22

VRAI ou FAUX

Les TAGs qui arrivent de l’estomac sont sous la forme de particules macroscopiques insolubles qui doivent être dispersées et solubilisées, et leur taille doit être réduite sous l’action de détergents biologiques et de lipases.

Answer 22

VRAI.

Question 23

VRAI ou FAUX

Dans les micelles que formes les TAGs et les sels biliaires, la liaison ester de chaque
lipide est orientée vers la surface de la micelle.

Answer 23

VRAI.

Question 24

Quelles sont les caractéristiques communes aux 5 classes de lipoprotéines?

Answer 24

Elles sont constituées d’un cœur non polaire (composé de TAGs et d’esters de cholestérol), entouré d’un revêtement amphiphile de protéines (apolipoprotéines), de phospholipides et de cholestérol. La proportion des différents lipides ainsi que le type d’apolipoprotéine varient entre les 5 classes.

Question 25

Comment la lipoprotéine lipase fonctionne-t-elle? Quels types de cellules possèdent cette enzyme? Quel est le destin de chacun de ces produits?

Answer 25

Une fois rendus dans les capillaires des tissus adipeux et musculaires, les chylomicrons adhèrent à des récepteurs localisés sur la face interne des capillaires. La paroi de ces tissus contient la lipoprotéine lipase qui est activée par une apolipoprotéine. L’hydrolyse des TAGs circulant dans le système sanguin est donc extracellulaire.
• Dans les muscles, les acides gras sont oxydés pour produire de l’énergie; dans les adipocytes, ils sont estérifiés pour former des TAGs de réserve.
• Le glycérol libéré circule dans le sang et est absorbé par le foie. Il peut ensuite être converti en pyruvate (glycolyse) ou en glucose (gluconéogenèse).
• Les TAGs restants sont transportés jusqu’au foie où ils sont utilisés pour générer de l’énergie, pour produire des lipides complexes, ou pour synthétiser des corps cétoniques.

Question 26

Sous quelle forme les acides gras mobilisés à partir des TAGs mis en réserve dans les adipocytes sont-ils transportés dans la circulation sanguine? Pourquoi les acides gras ne peuvent-ils pas être transportés sous forme libre?

Answer 26

Pour passer dans la circulation sanguine, les acides gras forment un complexe avec l’albumine. Le monomère d’albumine fixe jusqu’à 10 molécules d’acides gras. Les acides gras ne peuvent pas être transportés sous forme libre parce qu’ils sont peu solubles et qu’ils sont des détergents. La solubilité des acides gras passe de 10-6 M en absence d’albumine à 2 mM en présence d’albumine. Puisqu’ils sont des détergents, les acides gras peuvent rompre les membranes et dénaturer certaines protéines. Lorsque complexés à l’albumine, l’action détergente des acides gras est annulée.

Question 27

VRAI ou FAUX

Les lipides neutres sont entreposés dans les adipocytes sous la forme de gouttelettes lipidiques.

Answer 27

VRAI.

Question 28

VRAI ou FAUX

La surface de ces gouttelettes est enveloppée par des périlipines.

Answer 28

VRAI.

Question 29

VRAI ou FAUX

Les périlipines facilitent l’accès aux gouttelettes de lipides.

Answer 29

FAUX. Elles restreignent l’accès aux gouttelettes de lipides et par conséquent la mobilisation des acides gras.

Question 30

VRAI ou FAUX

La mobilisation des acides gras se produit en réponse à un signal hormonal comme le glucagon et l’épinéphrine.

Answer 30

VRAI.

Question 31

VRAI ou FAUX

La PKA phosphoryle la périlipine et la lipase hormono-dépendante ce qui inactive la
mobilisation des lipides.

Answer 31

FAUX. La phosphorylation de la périlipine et de la lipase hormono-
dépendante active la mobilisation des acides gras.

Question 32

VRAI ou FAUX

La périlipine A phosphorylée permet la migration de la lipase hormono-dépendante
vers la surface des gouttelettes lipidiques.

Answer 32

VRAI

Question 33

Quelle enzyme catalyse l’activation des acides gras suite à leur entrée dans la cellule? Quel est le coût en énergie de cette activation?

Answer 33

L’activation des acides gras est catalysée par l’acyl-CoA synthétase. Comme la réaction est associée à l’hydrolyse d’un ATP en AMP et de l’hydrolyse subséquente du PPi, on dit que deux équivalents ATP sont utilisés.

Question 34

Comment les acyl-CoA sont-ils transportés jusqu’à la matrice mitochondriale?

Answer 34

Il n’existe pas de transporteur pour les acyl-CoA, seule la portion acyle de la molécule est transférée. Le groupement acyle de l’acyl-CoA est transféré à la carnitine par la carnitine acyltransférase I, une enzyme liée à la membrane mitochondriale externe. L’acyl-carnitine est transporté par diffusion facilitée au travers de la membrane mitochondriale interne par une carnitine translocase. Dans la matrice mitochondriale, le groupement acyle est transféré sur une molécule de CoA par la carnitine acyltransférase II.

Question 35

Combien d’étapes contient le cycle de la β-oxydation? Décrivez le type de réaction catalysée.

Answer 35

• Étape 1 : Oxydation d’un acyl-CoA. Introduction d’une double liaison entre les carbones α et β.
• Étape 2 : Hydratation de la double liaison. Formation d’un groupement hydroxyle sur le carbone β.
• Étape 3 : Oxydation du groupement hydroxyle. Formation d’un groupement carbonyle sur le carbone β.
• Étape 4 : Attaque nucléophile du carbone β par le groupement thiol d’une coenzyme A (thiolyse). Formation d’un acétyl-CoA et d’un acyl-CoA plus court de 2 carbones que l’acyl-CoA de départ.

Question 36

Pourquoi le sentier de dégradation des acides gras est-il appelé le sentier de la β- oxydation? À quelles étapes de la β-oxydation y a-t-il production d’équivalent réducteur? Donnez le type d’équivalent réducteur produit.

Answer 36

C’est le carbone β du groupement acyle qui est oxydé lors du cycle. À l’étape 1, il y a production d’un FADH2. À l’étape 3, il y a production d’un NADH.

Question 37

Nous avons déjà rencontré dans les modules précédents des réactions similaires à la séquence oxydation-hydratation-oxydation de la dégradation des acides gras. Quelle autre voie emprunte une séquence de réactions similaires?

Answer 37

Le cycle de Krebs. Les réactions qui changent le succinate en oxaloacétate sont semblables à celles du métabolisme des acides gras.

Question 38

VRAI ou FAUX

Les acides gras formés de 10 atomes de carbone et moins peuvent traverser la membrane mitochondriale interne sans aide, par diffusion simple.

Answer 38

VRAI

Question 39

VRAI ou FAUX

Les cellules possèdent un assortiment d’acyl-CoA déshydrogénase, chacune
spécifique pour une certaine taille d’acide gras.

Answer 39

VRAI

Question 40

Dans l’équation de la dégradation des acides gras, seulement 7 molécules de CoA sont nécessaires pour produire 8 molécules d’acétyl-CoA. Comment cela est-il possible?

Answer 40

Palmitoyl CoA + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 CoA + 7 H2O  8 Acétyl-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+

Règle générale, à chaque cycle de β-oxydation, la molécule d’acide gras perd 2 carbones sous forme d’acyl-CoA et il y a production d’une molécule de NADH2 et d’une molécule de FADH2. Lors du dernier cycle, l’acyl-CoA raccourcie est en fait une molécule d’acétyl-CoA. Par conséquent, le dernier cycle produit 2 molécules d’acétyl-CoA plutôt qu’une.

Question 41

Pourquoi dit-on que la dégradation du palmitate permet la formation de 106 ATP?

Answer 41

Parce que le NADH2 et le FADH2 permettent la production de 2,5 et 1,5 ATP respectivement suite à leur régénération via la chaîne respiratoire (phosphorylation oxydative). De plus, l’acétyl-CoA peut poursuivre son oxydation dans le cycle de Krebs.

• Dépense d’activation pour former l’acyl-CoA = -2 ATP
• Sept tours :
o 8 acétyl-CoA à 10 ATP/acétyl-CoA (Module 4) = +80 ATP
o 7 NADH à 2,5 ATP/NADH = +17,5 ATP
o 7 FADH2 à 1,5 ATP/FADH2 = +10,5 ATP
TOTAL = 106 ATP

Question 42

Chez les mammifères, quels sont les destins possibles de l’acétyl-CoA produit par la dégradation des acides gras?

Answer 42

Comme nous venons de la voir à la question précédente, l’acétyl-CoA produit à partir des acides gras peut être complètement oxydé en CO2 dans le cycle de Krebs, générant de l’énergie additionnelle. Dans le foie, il peut être converti en corps cétoniques.

Question 43

L’acide stéarique est un acide gras saturé à 18 C présent dans le chocolat. Supposons que vous avez eu un jour déprimant et que vous avez décidé de régler la question en vous gavant de chocolat. Combien d’ATP fabriquerez-vous par oxydation complète de l’acide stéarique en CO2 et H2O?

Answer 43

Le coût d’activation de l’acide stéarique est le même que celui de l’acide palmitique. Cependant, l’oxydation de l’acide stéarique permet la production d’une molécule d’acétyl-CoA supplémentaire (10 ATP), d’un NADH supplémentaire (2,5 ATP) et d’un FADH2 supplémentaire (1,5 ATP). Par conséquent, l’oxydation de l’acide stéarique permet la production de 14 équivalents ATP supplémentaires, pour un total de 120 ATP.

Stéaroyl-CoA + 8 FAD + 8 NAD+ + 8 CoA + 8 H2O  9 Acétyl-CoA + 8 FADH2 + 8 NADH + 7 H+

Question 44

Quels tissus produisent la majeure partie de leur énergie via les corps cétoniques? Est-ce que le cerveau fait partie de ces tissus? Expliquez.

Answer 44

Les corps cétoniques fournissent la majeure partie de l’énergie requise par le tissu cardiaque, le muscle et le cortex rénal. Le cerveau utilise préférentiellement le glucose comme carburant, et non les corps cétoniques. Cependant, il peut s’adapter pour utiliser l’acétoacétate et le D-β-hydroxybutyrate en situation de jeûne, quand le glucose n’est plus disponible.

Question 45

Comment est produit l’acétone, l’un des 3 corps cétoniques présentés dans ce module?

Answer 45

L’acétoacétate étant un β-cétoacide, il peut subir une décarboxylation non enzymatique lente et spontanée en acétone et CO2.

Question 46

Pourquoi le foie ne peut-il pas utiliser les corps cétoniques comme source d’énergie?

Answer 46

L’acétoacétate est activé par le transfert de la portion CoA d’une molécule de succinyl- CoA. Cette réaction est catalysée par une enzyme est absente dans les cellules hépatiques. C’est pourquoi le foie peut produire des corps cétoniques, mais ne peut pas les utiliser comme source d’énergie.

Question 47

En quoi la production de corps cétonique permet-elle au foie de poursuivre l’oxydation des acides gras?

Answer 47

Dans le foie, les intermédiaires du cycle de Krebs sont utilisés pour la synthèse de glucose par la voie de la gluconéogenèse, ce qui ralentir le cycle (par le fait même l’oxydation de l’acétyl-CoA). Sans la formation de corps cétonique, l’acétyl-CoA s’accumulerait dans les cellules hépatiques.

Le foie possède des quantités limitées de coenzyme A libre de sorte que lorsque la majeure partie de la CoA est retrouvée sous forme d’acétyl-CoA, l’oxydation des acides gras ralentit par manque de CoA libre. La production et l’exportation des corps cétoniques libèrent de la CoA, permettant ainsi l’oxydation continue des acides gras.

Question 48

Quels sont les 2 problèmes causés par l’accumulation de corps cétoniques? Dans quelles circonstances les rencontrons-nous?

Answer 48

Lorsque la formation des corps cétoniques excède la capacité des tissus extra hépatiques à les oxyder, les niveaux sanguins élevés en acétoacétate et en β-hydroxybutyrate abaissent le pH, causant ce que l’on appelle la cétoacidose (ou acidocétose diabétique).
Les niveaux des corps cétoniques dans le sang et les urines peuvent atteindre des valeurs extrêmes. Cet état est appelé cétose. Dans ces cas, une partie de l’acétoacétate produit en excès est dégradé spontanément en acétone (volatile), donnant à l’haleine une odeur sucrée caractéristique des diabétiques de type I non traités.
Les individus diabétiques ou qui suivent des diètes à très faible valeur calorique ont des niveaux accrus en corps cétoniques dans leur sang et leurs urines.

Question 49

Lesquels de ces énoncés sur les corps cétoniques sont FAUX?

A. Les corps cétoniques sont l’acétone, l’acétoacétate et le D-β-hydroxybutyrate.
B. Les corps cétoniques sont formés dans le foie lorsque la gluconéogenèse a drainé les intermédiaires du cycle de Krebs, limitant ainsi l’oxydation de l’acétyl-CoA qui s’accumule.
C. Les corps cétoniques sont exportés vers les tissus extra-hépatiques afin d’être convertis en acétyl-CoA qui servira de carburant en alimentant le cycle de Krebs.
D. Les corps cétoniques ne peuvent être oxydés dans la mitochondrie du muscle parce que l’une des enzymes du catabolisme des corps cétoniques est absente dans les cellules musculaires.
E. Lorsque les corps cétoniques s’accumulent, une partie de l’acétoacétate est dégradé en acétone ce qui donne l’haleine sucrée caractéristique des diabétiques de type I non traités.
F. Lorsque les corps cétoniques s’accumulent, le pH sanguin augmente.

Answer 49

D. Les corps cétoniques ne peuvent être oxydés dans la mitochondrie du muscle parce que l’une des enzymes du catabolisme des corps cétoniques est absente dans les cellules musculaires.
F. Lorsque les corps cétoniques s’accumulent, le pH sanguin augmente.

Question 50

Quel est le bilan net (en ATP) de l’oxydation complète de l’acide myristique (14 : 0) en CO2 et H2O?

Answer 50

92

Question 51

Lequel de ces énoncés sur la digestion, l’absorption et la mobilisation des lipides est FAUX?

A. Le glycérol des TAGs entre dans le sentier de la glycolyse ou de la gluconéogenèse.
B. Les principaux lipides alimentaires sont des acides gras libres.
C. Les TAGs génèrent plus d’énergie que le même poids en sucre.
D. Les acides gras des TAGs entre dans le cycle de la β-oxydation.

Answer 51

B. Les principaux lipides alimentaires sont des acides gras libres.