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Nutrition  11  –  Laurent  Coulbault    
19/10/16  –  L2    
Groupe  58  -­‐  Angélique  et  Victorine  
 
 

METABOLISME  DES  PROTEINES  ET  DES  ACIDES  AMINES  
 
 

I.  Métabolisme  des  protéines    
 
 
 
 

1-­‐  Introduction  
2-­‐  Protéosynthèse  et  protéolyse  
3-­‐  Régulation  nutritionnelle  et  hormonale  
4-­‐  Aspects  physiopathologiques  

II.  Métabolisme  des  acides  aminés    

1-­‐   Généralités  
2-­‐   Réactions  du  métabolisme  des  acides  aminés    
3-­‐   Les  acides  aminés    

 
III.  Interrelations  entre  les  organes  au  cours  du  jeune  et  en  
postprandial  
1-­‐   Distribution  des  AA  et  rôles  des  différents  organes    
2-­‐   Relations  entre  les  différents  organes  à  l’état  nourri  
3-­‐   Relations  entre  les  différents  organes  au  cours  du  jeûne  

 

IV.  Métabolisme  de  quelques  acides  aminés  importants  
1-­‐  La  phénylalanine  et  la  tyrosine  
2-­‐  Le  tryptophane  
3-­‐  L'arginine  
4-­‐  La  glycine  
5-­‐  La  glycine,  la  méthionine,  la  cystéine  et  l'homocystéine  
6-­‐  La  lysine  et  l'Histidine  

 

V.  Mécanisme  d'élimination  de  l'ammoniaque  
1-­‐  La  glutaminogenèse  
2-­‐  L'ammoniogenèse  
3-­‐  Le  cycle  de  l'urée  ou  uréogenèse  
 
 

CHU  de  Caen    

-­‐  1  -­‐  

  

I)  

MÉTABOLISME  DES  PROTÉINES  

 
Métabolisme des protéines et acides aminés : schéma général
PROTEINES

1-­‐  INTRODUCTION    
 

Il  existe  des  centaines  de  millier  de  protéines  
qui  possèdent  des  fonctions  différentes.  Leur  
Protéolyse
Protéosynthèse
durée  de  vie  étant  limitée,  elles  sont  prises  
Apports
Elimination
en   charge   par   un   certain   nombre   de  
exogènes
mécanismes   de   dégradation,   on   parle   de   la  
AA Libres
Métabolisme
Synthèse
plasmatiques
protéolyse.   Cette   protéolyse   aboutit   à   des  
de novo
acides   aminés   libres   qui   pourront   être  
Intermédiaires Métabolites UREE
utilisés   pour   la   synthèse   de   nouvelles  
NH
actifs
métaboliques
Néosynthèse
protéines  ou  nouveaux  peptides.  Les  acides  
Source
énergétique
Glucides
Lipides
aminés   sont   apportés   de   manière   exogène  
par   l’alimentation   mais   peuvent   aussi   être  
resynthétisés  au  niveau  de  certains  organes  (synthèse  de  novo).  Ensuite  ces  acides  aminés  
sont  soit  éliminés  (le  rein  en  absorbe  une  grande  partie)  soit  ils  vont  être  métabolisés.  En  cas  
de   métabolisation   ils   vont   servir   d’intermédiaires   métaboliques   pour   la   néosynthèse   de  
glucides  et  lipides,  de  source  énergétiques  ou  ils  vont  directement  être  transformés  pour  avoir  
des  médiateurs  chimiques  (ex  :  pour  le  cerveau).    
 
Protéosynthèse
 
4

- Intracellulaire
2-­‐PROTÉSYNTHÈSE  
ET  PROTÉOLYSE  
- Complexe et coûteuse en énergie : mécanisme régulé
 

 
La   protéosynthèse   intervient   dans   le   milieu  
Traduction ribosomale
intracellulaire,  c’est  un  mécanisme  complexe  et  très  
Repliement conformationnel
Modifications post-traductionnelles couteux   en   énergie   qui   est   donc   très   fortement  
régulé.  
 
Protéines fonctionnelles
 
 
Dégradation
 
ADN

AA

 
 

ARNm

A-­‐   NOTION  DE  BALANCE  AZOTÉE    
 
Au  niveau  de  l’organisme  il  y  a  un  renouvellement  protéique  constant  qui  est  de  l’ordre  de  
200  à  300  gr/jr  (énorme  à  l’échelle  de  l’organisme).  En  fonction  des  apports  (état  carenciel..)  
on  va  avoir  une  balance  azotée  négative  ou  positive.    
 
-­‐  Si  les  apports  sont  supérieurs  aux  pertes  on  a  une  balance  azotée  positive  et  donc  des  
conditions  favorables  à  l’entretient  de  l’organisme,  à  la  protéosynthèse  et  au  développement.    
 
-­‐Si  les  pertes  sont  supérieures  aux  apports  on  a  une  balance  azotée  négative.  C’est  une  
situation  à  surveiller  de  près  chez  un  patient  pour  éviter  qu’il  se  retrouve  avec  une  perte  de  la  
masse  maigre  trop  importante  ce  qui  est  un  facteur  important  de  morbidité  et  de  mortalité.  
 

CHU  de  Caen    

-­‐  2  -­‐  

  

B-­‐   APPORTS  EN  ACIDES  AMINÉS      

Apports exogènes d’acides aminés
1-­‐   Apports  exogènes  :    

 

Les   apports   exogènes   représentent  
1/4  des  acides  aminés  plasmatiques.    
Endopeptidases
(pepsine/trypsine/chymotrypsine)
Lumière intestinale Ils   mettent   en   jeu   des   mécanismes  
AA libres
de   dégradation   protéique   dans   le  
Bordure en
Oligopeptidases
tube  digestif  par  des  peptidases  (au  
brosse
Transporteurs
niveau   de   l’estomac   et   dans   les  
Di- tripeptidases
Entérocytes
intestins   grâce   aux   enzymes  
pancréatiques)   pour   donner   des  
peptides   qui   pourront   eux   même  
SANG
être  
dégradés  
par  
des  
AA plasmatiques
oligopeptidases   au   niveau   des  
entérocytes   et   de   la   bordure   en   brosse.   Dans   les   entérocytes   il   y   a   aussi   des   peptidases  
capables  de  dégrader  des  dipeptides  ou  des  tripeptides.  Tout  ceci  permet  l’absorption  de  la  
fraction  protéique  sous  forme  d’acides  aminés.    
 
2-­‐   Apports  endogènes  :  
 
Les   apports   endogènes   sont   la   principale   source   d’acides   aminés,   environ   3/4   des   acides  
aminés  plasmatiques.  Ils  sont  liés  au  renouvellement  des  tissus  et  notamment  de  la  masse  
musculaire.   Ils   correspondent   au   renouvellement   basal   des   protéines,   à   la   régulation   fine   de  
la   synthèse   des   protéines   à   demie   vie   courte   dans   les   tissus   et   aux   acides   aminés   qui  
proviennent   de   la   dégradation   des   protéines   anormales   (protéines   en   fin   de   vie,   protéines  
ayant  subi  un  stress  oxydant..).    Il  existe  deux  voies  principales  de  la  dégradation  des  protéines  
anormales,   celle   de   l’ubiquitine   protéasome   et   celle   de   la   dégradation   lysosomale,   qui  
participent  au  relargage  des  acides  aminés  pour  la  protéosynthèse.    
 
Protéines

Peptides

3-­‐  RÉGULATION  NUTRITIONNELLE  ET  HORMONALE    

 
A-­‐   GÉNÉRALITÉS    
 
La  régulation  dépend  des  concentrations  intracellulaires  en  protéine  et  de  leur  durée  de  vie  
(ex  :  synthèse  de  l’hème,  protéines  ont  une  influence  sur  la  synthèse  car  l’enzyme  utilisée  a  
une   demie   vie   très   courte   et   selon   la   concentration   et   donc   la   disponibilité   de   l’enzyme   la  
production  de  l’hème  sera  favorisée  ou  non.).  La  demie  vie  des  protéines  varie  de  quelques  
heures  à  60  jours  pour  certaines.    
A  l’échelle  de  l’individu,  la  protéosynthèse  est  régulée  par  :  
 
-­‐  l’âge  :  pendant  la  croissance  le  besoin  en  protéosynthèse  est  élevé  cependant  sur  les  
âges  plus  avancés  ce  sont  des  mécanismes  moins  engagés.  
 
-­‐   l’état   nutritionnel   :   en   période   alimentaire   et   en   période   de   jeune   on   aura   pas   la  
même  protéosynthèse  ni  la  même  protéolyse.  De  même  un  état  carenciel  va  influencer  ces  
mécanismes.    
 
-­‐  le  statut  hormonal  :  avec  notamment  la  synthèse  d’un  certain  nombre  d’hormones  
telles  que  les  androgènes  ou  l’hormone  de  croissance  qui  vont  influencer  la  protéosynthèse  

 

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-­‐  3  -­‐  

(ex  :  lMétabolisme
e  dopage  chez  les  sportifs  
 s’injectent  des  
androgènes  car  cNutritionnelle
ela  permet  d’augmenter  la  
des à
protéines
: Régulation
masse  musculaire).    
 
-­‐   les   états   pathologiques   :   le   stress   inflammatoire,   les   infections   vont   affecter  
l’équilibre  
protéosynthèse/protéolyse.  
 
Apport
d’AA : Protéosynthèse
et Oxydation des AA ++
 
Très dpdt
apportsNUTRITIONNELLE  
énergétiques : si besoins énergétiques
B-­‐   des
RÉGULATION  
non couverts, balance azotée négative.
 

Repas
Période post-prandiale
(3-8 heures)

Période inter-prandiale
(12-18 heures)

Jeune

AA sanguin
Bilan Azote +

Bilan Azote +--

Bilan Azote --

Uréogénèse +++

Uréogénèse +/-

Uréogénèse +

Protéolyse +/-

Protéolyse +/-

Protéolyse +++

 
 
En  fonction  du  moment  de  la  journée  et  de  la  distance  des  repas  on  engage  des  mécanismes  
différents,  l’uréogenèse  ou  la  protéolyse.  
En  période  post-­‐prandiale,  il  y  a  un  afflux  massif  d’acides  aminés  issus  de  l’alimentation,  une  
grande   part   est   prise   en   charge   par   l’intestin   et   le   foie.   Au   niveau   du   foie   l’apport   massif  
d’azote   va   déclencher   l’oxydation   de   cette   fraction   azotée   et   des   acides   aminés.   Cela  
déclenche   le   cycle   de   l’urée   qui   va   permettre   l   ‘élimination   des   protéines   sous   une   forme  
atoxique  qu’est  l’urée.  Dans  le  même  temps  cette  période  permet  la  synthèse  de  nouvelles  
protéines  et  limite  la  protéolyse.    
En  période  de  jeune  prolongé,  la  protéolyse  va  s’engager  car  il  n’y  a  aucun  apport  énergétique  
et   protidique.   L’organisme   va   d’abord   chercher   à   maintenir   la   glycémie   (pour   le   cerveau  
notamment)   or   les   réserves   de   glucose   sont   relativement   réduites   et   au   bout   d’un   certain  
temps   le   corps   aura   besoin   d’une   autre   source   d’énergieà   les   corps   cétoniques   mais  
également   les   acides   aminés   issus   de   la   protéolyse.   La   masse   maigre   est   très   rapidement  
utilisée  en  période  jeune.  L’uréogenèse  est  aussi  engagée  en  période  de  jeune  puisque  qu’elle  
est  liée  à  la  régénération  de  l’alanine.  
 
C-­‐   RÉGULATION  HORMONALE    
 
Deux  hormones  principales  de  la  régulation  de  la  protéosynthèse  qui  vont  être  les  androgènes  
et   l’hormone   de   croissance.   En   fonction   du   contexte   on   va   aussi   avoir   une   régulation  
différente.   Un   patient   avec   un   stress   inflammatoire   systémique   possède   en   quantité  
importante   des   hormones   de   stress   (glucocorticoïdes,   cytokines)   qui   vont   être   plutôt  

 

CHU  de  Caen    

-­‐  4  -­‐  

favorable  a  la  protéolyse.  Des  patients  perdent  ainsi  leur  masse  maigre  au  cause  d’un  cycle  
inflammatoire  infernal  (notamment  en  réanimation).  
 

4-­‐ASPECTS  PHYSIOPATHOLOGIQUES  
ysiopathologiques
: la dénutrition
(1)
 
A-­‐    LA  DÉNUTRITION  

 
L’organisme  est  essentiellement  composé  
d’eau   et   la   masse   maigre/protéique  
représente   15%   ce   qui   est   très   faible   a  
l’échelle  de  l’organisme.  La  problématique  
est   qu‘en   cas   de   jeune   ou   en   cas  
inflammation  systémique  on  enclenche  la  
protéolyse   or   la   perte   d’un   tiers   de   la  
masse  maigre  engage  le  pronostique  vital.  
Lors  d’un  jeune  intégral,  en  moins  de  trois  
mois   la   personne   décède   et   si   on   est   dans  
un   contexte   d’agression,   de   stress  
inflammatoire   la   dénutrition   va   être  
beaucoup  plus  rapide  avec  un  risque  létal  
Aspects physiopathologiques : la dénutrition
(2)
augmenté,  des  les  premières  semaines.    
  Relation entre la perte de la masse maigre
Au  det
elà  
du  complications
risque  de  mort,  
y  adénutrition
 beaucoup  de  risque  de  complications  notamment  infectieuses  
les
deil  la
- Evaluation
par l’interrogatoire
et la clinique
et  fonctionnelles  qui  vont  débuter  assez  tôt  à  partir  du  moment  ou  il  y  a  une  perte  d‘  une  
Taille
partie  Poids
de  la  m-asse  
protéique.    
IMC indice de masse corporel = poids/(taille (m )
 
L’indice  de  masse  corporelle  (IMC)  permet  d’évaluer  si  le  patient  présente  une  dénutrition  ou  
non.   Il   doit   se   situer   entre   19   et   25   et   correspond   au   rapport     IMC   =     Poids/(Taille)2.  
Normes d’IMC en fonction de l’age et du sexe (valeurs indicatives)
* IMC > 35 obésité morbide
* IMC > 30 obésité
* IMC > 25 surcharge pondérale
* 19 < IMC < 25 sujet adulte normal
* IMC < 18 dénutrition
* IMC < 16 dénutrition sévère

 
Aspects physiopathologiques
: la dénutrition (3)
En  plus  de  l’IMC,  le  médecin  dispose  d’autre  signes  évoquant  une  dénutrition  :    
-­‐   A  l’examen  général  :  pouls,  TA,  recherche  d’œdèmes.    
- Examen généralassez  
: pouls,rapidement  
TA, recherche d’œdèmes
-­‐   Recherche   de   signes   de   carences   qui   apparaissent  
(peau/  
Recherche
de
signes
de
carences
(peau/phanère/muqueuses)
phanère/  muqueuses).  
- Evaluation de la masse maigre
-­‐   Évaluation  de  la  masse  maigre  grâce  a  la  circonférence  
brachiale.    
Circonférence brachiale
-­‐   Marqueurs   biologiques   (notamment   - Marqueurs biologiques :
Albumine plasmatique (35 à 50 g/L)
l’albumine  plasmatique).    
- Synthèse hépatique (demi-vie de 3 semaines)
-­‐   Les  index  nutritionnels.    
- Valeur pronostic
< 35 g/l dénutrition modérée
 
< 30 g/l dénutrition sévère
< 25 g/l dénutrition grave
 
- Valable en l’absence de pathologie favorisant sa diminution
* Syndrome inflammatoire
(Cette   partie   du   diaporama   sur   les  
* Insuffisance hépatocellulaire
marqueurs  biologiques  n’a  pas  été  traitée  
* Fuites glomérulaires ou digestives
* Grands brulés
en  cours).    
Pré-albumine/RBP : marqueurs de renutrition
 

CHU  de  Caen    

Aminoacidogramme
- Index nutritionnels

-­‐  5  -­‐  

Aspects physiopathologiques : situations d
B-­‐   SITUATION  D’AGRESSION  

Cas du patient de réanimation

 
Il   va   y   avoir   un   cycle   inflammatoire   avec   synthèse   de  
cytokines  ce  qui  va  entrainer  un  contexte  de  dénutrition,  
un   affaiblissement   de   l’immunité   ce   qui   va   entretenir   le  
cycle   inflammatoire.   Dans   le   même   temps   on   a   un   effet  
catabolique  prédominant  qui  va  avoir  un  cout  énergétique  
élevé   et   la   masse   musculaire   est   pour   l’organisme   un  
moyen   de   pouvoir   transformer   des   acides   aminés   en  
énergie   sous   forme   de   pyruvate   pour   former   de   l’ATP.   Il   y  
a  donc  une  activation  de  la  protéolyse  musculaire  en  cas  
d’agression.  On  parle  de  catabolisme  protéique.    
 
 
 
Cas  clinique  :  visible  notamment  dans  un  contexte  de  médecine  humanitaire,  enfant  avec  un  
état   général   altéré,   un   enfant   maigre,   présentant   une   desquamation,   des   œdèmes   et   un  
abdomen   distendu.   C’est   typiquement   une   carence   nutritionnelle   avec   un   déficit   très  
important  en  apports  protéiques,  il  s’agit  du  Kwashiorkor.  Il  existe  d’autres  types  de  carences  
qui  sont  plus  énergétiques.    
 

 

II)   MÉTABOLISME  DES  ACIDES  AMINÉS    

1-­‐  GÉNÉRALITÉS  
 
Il  y  a  une  vingtaine  d’acides  aminés  impliqués  dans  la  composition  des  protéines.  Ce  sont  des  
molécules  qui  sont  plus  ou  moins  hydrosolubles.  Ils  peuvent  donner  d’emblée  des  hormones  
ou  autres  médiateurs  chimiques  et  surtout  ils  peuvent  subir  un  métabolisme  extrêmement  
important  pour  former  des  intermédiaires  métaboliques  pour  la  néosynthèse  de  molécules  
ou  alors  comme  précurseurs  qui  seront  ensuite  une  source  d’énergie  vers  le  cycle  de  Krebs  et  
la  chaine  respiratoire.    
Contrairement  aux  glucides  et  aux  lipides  ces  molécules  ne  sont  pas  stockées  elles  sont  soit  
utilisées  soit  éliminées.    
 

2-­‐  RÉACTIONS  DU  MÉTABOLISME  DES  ACIDES  AMINÉS  
 

A-­‐   LA  TRANSAMINATION  

 
1-­‐Mécanisme  général  
 

Réactions du métabolisme des Acides aminés (1)
Transamination
Aminotransférases (ALAT, ASAT) ; foie +++

 
 
 
 

 

CHU  dd’une
e  Caen  
 
Transfert
fonction
amine en position alpha
d’un AA1 sur une fonction cétone en alpha d’un AA2

-­‐  6  -­‐  

- Prédomin
Augm. des ho

(glucagon, cor
Effet qui prédo
(Résistance à

- Protéolys
- Coût éne

Catabo

Les  enzymes  impliquées  dans  ces  réactions  sont  les  ALAT  et  les  ASAT  qui  sont  des  enzymes  
hépatiques.  Ces  aminotransférases  sont  des  indicateurs  de  cytolyse  hépatique  dans  les  bilans  
biologiques,   en   effet   elles   sont   extrêmement   exprimées   dans   le   foie   ainsi   lors   d’une   attaque  
du   foie   (ex   :   hépatite   aigue)   le   niveau   d’élévation   de   ces   enzymes   permettra   d’estimer   le  
niveau  de  l’hépatite.    
Le  principe  des  réactions  de  transamination  est  le  transfert  d’un  groupement  NH3+  d’un  acide  
aminé  1  sur  un  alpha  cétoacide  2.  Après  la  réaction  de  transamination  on  obtient  un  alpha  
cétoacide  1  et  un  acide  aminé  2.    
 
2-­‐  Exemples  de  réactions  de  transamination    
 
 
 
La  
réaction  
de  
transformation   de   l’alanine  
Ph-B 6 :
phosphate de en  pyruvate  est  catalysée  par  
+ Ph-B6
l’ALAT   intervient   au   niveau  
Pyridoxal
= Vitamine B6 du   foie   pour   pouvoir  
reformer   du   glucose.   Cette  
réaction   permet   aussi   la  
formation  de  glutamate.    
Pour   la   seconde   réaction   on  
utilise   l’acide   aspartique   et  
Formation
l’acide   alpha   cétoglutarique  
de grandes
quantités
pour   reformer   de   l’acide  
de glutamate
+ Ph-B6
oxalo-­‐acétique  
et  
du  
glutamate.    
Le   glutamate   ainsi   produit  
Métabolisme
est   ensuite   utilisé   pour   le  
mitochondrial
métabolisme  mitochondrial.    
 
 
Réactions
métabolismeOdes
Acides   aminés (2)
B-­‐   LA  du
DÉSAMINATION  
XYDATIVE  
 
La   glutamate   déshydrogénase  
Glutamate déshydrogénase
catalyse  la  production  de  l’acide  
alpha   cétoglutarique   à   partir  
d’acide  glutamique  en  relargant  
Réaction de
« Désamination
un   NH3   et   en   réduisant   un  
oxydative »
cofacteur.    
(le   cofacteur   est   réduit   ce   qui  
Localisation mitochondriale
Réaction réversible
implique   que   la   molécule   soit  
oxydée   et   on   relargue   un   NH3  
donc   il   s’agit   bien   d’une  
désamination  oxydative.)  
Mécanisme   couplé   au   cycle   de  
l’urée.    

 

CHU  de  Caen    

-­‐  7  -­‐  

Réactions du métabolisme des Acides aminés (3)
Réactions
du métabolisme des Acides aminés (3)
C-­‐   DÉCARBOXYLATION  

 
Cette  réaction  correspond  à  la  perte  de  la  
fonction  COOH.  Après  décarboxylation  un  
acide  aminé  donne  l’amine  correspondant.  
Décarboxylation
(ex  
:   l’acide   aminé   histidine   correspond   a  
l’amine   histamine   après   la   perte   de   son  
groupement  COOH).    

Décarboxylati

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Métabolisme des protéines et acides aminés : schéma général

3-­‐  SCHÉMA  GÉNÉRAL  DU  MÉTABOLISME  DES  ACIDES  AMINÉS  
 
 
 
 

PROTEINES
Protéolyse

Protéosynthèse

Il   y   a   des   apports  
exogènes  
par  
l’alimentation,   des  
AA Libres
processus  
de  
Métabolisme
plasmatiques
synthèse   de   novo.  
Synthèse
Ensuite  ils  peuvent  
de novo
Intermédiaires Métabolites UREE être   métabolisés  
NH4
actifs
métaboliques
ou  éliminés.    
Néosynthèse
 
Source
 
énergétique
Glucides
Lipides

Apports
exogènes

Elimination

 

 

CHU  de  Caen    

-­‐  8  -­‐  

4-­‐  LES  ACIDES  AMINÉS    
 
A-­‐   LES  ACIDES  AMINÉS  SANGUINS    
 
Les  apports  exogènes  sont  variables  selon  les  individus,  la  corpulence,  l’alimentation...  Mais  
en  moyenne  on  a  environ  150  grammes  d’acides  aminés  par  jour  qui  vont  arriver  au  niveau  de  
la  veine  porte  hépatique.  Le  foie  a  un  rôle  extrêmement  important  car  il  va  épurer,  il  y  a  une  
prise  en  charge  par  le  cycle  de  l’urée  qui  va  être  extrêmement  importante  et  finalement  assez  
peu  des  acides  aminés  qui  sont  issus  de  l’alimentation  vont  vraiment  passer  dans  la  circulation  
sanguine  (20-­‐40%).    
Ainsi  la  concentration  en  acides  aminés  plasmatiques  est  le  reflet  des  apports  exogènes,  du  
métabolisme   intermédiaire   et   des   échanges   entre   les   différents   organes   :   le   foie   (organe  
important  pour  le  cycle  de  l’urée  et  le  métabolisme  des  acides  aminés),  le  rein,  l’intestin  (très  
gros  utilisateur  de  glutamine)  et  les  muscles  (synthèse  de  protéines  musculaires).    
 
La  glutamine  et  l’alanine  représentent  à  eux  deux  45%  de  AA  totaux.  Ce  sont  les  deux  acides  
aminés  les  plus  importants.  La  glutamine  est  notamment  impliquée  dans  la  prise  en  charge  de  
l’azote  qui  est  toxique.  L’alanine  est  plus  impliquée  dans  la  resynthèse  de  glucose,  c’est  à  dire  
de  la  néosynthèse  a  partir  des  acides  aminés  eux  même  issus  de  la  protéolyse  musculaire  en  
période  de  jeune.    
 
Pour  un  individu  donné  la  concentration  et  la  composition  en  acides  aminés  varie  assez  peu.    
 
B-­‐   LES  ACIDES  AMINÉS  ESANTIELS  ET  NON  ESSENTIELS  
 
Pool d’AA Pool d’AA
Synthèse
Une  partie  des  acides  aminés  n’est  pas  indispensable  car  ils  peuvent  être  resynthétisés,  par  
Synthèse
AA LIBRES
plasmatique
plasmatique
contre  on  a  DE
une  pNOVO
artie  dAA
es  AA  qLIBRES
ui  doivent  être  apportés  
par  l’alimentation  
soit  parce  qu’ils  ne  
DE NOVO
peuvent  pas  être  synthétisés  soit  parce  que  leur  protéosynthèse  est  limitée  et  insuffisante  
pour  apporter  les  quantités  nécessaires  à  l’organisme.    
   
 
AA essentiels
 
AA essentiels
AA non indispensables
AA non  indispensables
Ile
 
Ile
Gly
Leu
  Gly
Leu
Ala
Val
 
Ala
Val
Asp
His
 
Asp
His
Lys
Glu
 
Lys
Arg
Glu
 
Asn
Arg
Phe
  Asn
Gln
Trp
  Gln
Phe
Tyr
 
Met
Trp
Cys
  Tyr
Thr
Met
Pro
  Cys
Pas deThr
synthèse ou synthèse insuffisante
Ser
  Pro
Apportés
par l’alimentation
Pas de synthèse
ou obligatoirement
synthèse insuffisante
  Ser
 
Apportés obligatoirement par l’alimentation

Acides aminés
et non essentiels
Acidesessentiels
aminés essentiels
et non essentiels

 

CHU  de  Caen    

-­‐  9  -­‐  

C-­‐   LES  ACIDES  AMINÉS  GLUCOFORMATEURS  ET  CÉTOGÈNES.  

 
En   période   de   jeune   au   delà   de   18h   après   un   repas,   on   utilise   rapidement   les   réserves   en  
glucose,  il  y  a  alors  dégradation  des  protéines  du  tissu  musculaire.    
Certains   des   acides   aminés   ainsi   obtenus   vont   être   glucoformateurs,   vont   permettre   de  
resynthétiser  du  pyruvate  pour  reformer  du  glucose  ou  alors  de  reformer  de  l’oxaloacétate  ou  
un  autre  intermédiaire  du  cycle  de  Krebs.  On  parle  donc  d’acides  aminés  glucoformateurs.    
D’autres   acides   aminés   sont   dits   cétogènes   puisqu’ils   déclenchent   tout   un   processus  
extrêmement  compliqué  avec  beaucoup  d’étapes  enzymatiques  mais  le  métabolite  final  est  
l’acétyl-­‐CoA  qui  donne  de  l’acétoacétyl-­‐CoA  qui  permet  de  former  des  corps  cétoniques  par  
Acides
aminésCes  
glucoformateurs
cétogènes
l’intermédiaire  
de   l’acétoacétate.  
corps   cétoniques   vont  et
être  
une   source   d’énergie   et  
notamment   pour   le   cerveau   et   le   cœur   en   remplacement   ou   en   complément   du   glucose.  

Trp, Ile, Phe, Tyr : AA cétogènes et glucoformateurs
 

 

III)   INTERRELATIONS  ENTRE  LES  ORGANES  AU  COURS  DU  
JEUNE  ET  EN  PERODE  POST  PRANDIALE  

 

1-­‐  DISTRIBUTION  DES  ACIDES  AMINÉS  ET  RÔLES  DES  DIFFÉRENTS  ORGANES  
 
 

A-­‐   INTESTIN    

L’intestin  est  un  tissu  participant  à  l’absorption  des  nutriments,  il  est  le  siège  de  la  protéolyse  
des  protéines  d’origine  alimentaire  ce  qui  permet  l’absorption  des  AA.  L’intestin  est  un  tissu  a  
renouvellement   rapide   il   va   donc   utiliser   une   grande   partie   des   acides   aminés   qui   sont  
présents  dans  la  ration  alimentaire  et  notamment  la  glutamine.    
 

 

CHU  de  Caen    

-­‐  10  -­‐  

B-­‐   FOIE    

 
Le   foie   a   de   multiples   rôles   tels   que   la   mise   en   réserve   du   glucose   (la   glycogénogénèse,   la  
glycogénolyse)  mais  aussi  a  la  néoglucogenèse  à  la  cétogenèse,  au  cycle  de  l’urée.  De  plus  de  
nombreuses   enzymes   sont   produites   dans   le   foie   pour   dégrader   notamment   de   nombreux  
médicaments,   des   toxines   de   l’environnement…   Participe   aussi   au   catabolisme   des   acides  
aminés  et  synthétise  les  protéines  plasmatiques  telles  que  l’albumine.    
 
C-­‐   MUSCLE  
 
Le  muscle  capte  énormément  d’acides  aminés  et  notamment  les  acides  aminés  ramifiés  (Leu,  
Ile,  Val)  pour  la  synthèse  de  protéines  musculaires  et  puisqu’il  y  a  un  renouvellement  constant  
il  est  a  l’origine  de  50%  du  pool  corporel  total  d’acides  aminés  libres.  
 
D-­‐   LE  REIN  
 
(Cf.  ammoniogenèse  suite  du  cours)  C’est  un  organe  essentiel  pour  l’équilibre  acido-­‐basique,  
pour  l’équilibre  hydro-­‐électrique.  Concernant  l’équilibre  acido-­‐basique  il  y  a  un  mécanisme  de  
dégradation  de  la  glutamine  qui  va  libérer  de  l’ammoniac  au  niveau  rénal  ce  qui  va  être  un  
moyen  d’éliminer  les  protons  qui  vont  être  présents  dans  l’organisme  et  notamment  en  cas  
d’acidose.   L’ammoniogenèse   permet   donc   de   prendre   en   charge   au   moins   en   partie   les  
protons  à  éliminer.    
 
E-­‐   LE  CERVEAU    
 
Utilise  très  peu  les  acides  aminés  comme  source  d’énergie,  il  utilise  essentiellement  le  glucose  
et   les   corps   cétoniques.   Son   fonctionnement   va   dépendre   de   la   capacité   de   l’organisme   à  
maintenir  des  taux  de  glucose  normaux  en  cas  de  période  de  jeune  extrêmement  longue  ce  
sont  les  acides  aminés  d’origine  protéique  qui  vont  être  utilisés  comme  source  d’énergie.    
Comme  la  plupart  des  neuromédiateurs  retrouvés  au  niveau  du  cerveau  on  un  acide  aminé  en  
tant  que  précurseur,  son  bon  fonctionnement  dépend  aussi  de  l’apport  correct  en  Glu,  Phe  et  
Trp.    
 

2-­‐  RELATIONS  ENTRE  LES  DIFFÉRENTS  ORAGNES  À  L’ÉTAT  NOURRI  

 
En  période  post-­‐prandiale,  la  ration  alimentaire  arrive  
au  niveau  de  l’intestin  qui  permet  l’absorption  des  
acides  aminés,  il  en  utilise  une  grande  partie  et  
notamment  la  glutamine.  Les  acides  aminés  arrivent  
ensuite  au  foie  par  la  veine  porte  hépatique  et  le  foie  
va  prendre  en  charge  une  grande  partie  de  ces  acides  
aminés  soit  pour  la  synthèse  d’autres  AA  soit  pour  le  
cycle  de  l’urée  qui  est  activé  de  manière  extrêmement  
importante  par  la  disponibilité  du  substrat.  Les  AA  
vont  être  redistribués  au  niveau  des  muscles  pour  la  
protéosynthèse.  
NB : 80%  des  AA  ramifiés  gagnent  le  muscle.    

 

CHU  de  Caen    

-­‐  11  -­‐  

3-­‐  RELATIONS  ENTRE  LES  DIFFÉRENTS  ORGANES  AU  COURS  DU  JEÛNE    

Relations
entre les différents organes au cours du Jeûne
 

Dans   le   cas   du   jeûne   les   muscles   vont   être   réutilisés   pour   la   néoglucogenèse   puisque   les  

Rôle
des muscles
++ dans
néoglucogénèse
réserves  
de  glycogène  
sont  ela
xtrêmement  
maigres.  (P>Σ)
La  protéolyse  va  redonner  notamment  de  

l’alanine  qui  va  repasser  dans  la  circulation  sanguine  pour  être  réutilisée  par  le  foie  qui  via  des  

Jeune réactions  de  transamination  va  pouvoir  redonner  du  pyruvate  qui  va  redonner  du  glucose.  
Réserves glycogène hépatique et
musculaire faibles

C’est  un  mécanisme  consommateur  en  énergie.  Permet  de  maintenir  les  concentrations  de  
Relations entre les différents organes au cours du Jeûne
glucose  dans  le  sang  
p
our  
les  tissus  glucodépendants.      
Dégradation des protéines musculaires
 
(AA source d’énergie utilisable)

(2)

12 à 18 h après repas (P>Σ)
l’organisme fournit :

Cycle
Glucose-Alanine

* Alanine au foie (néoglucogénèse )
* Glutamine aux tissus à renouvellement
rapide (ex : intestin)

Protéolyse
 
- 25% du glucose provient de la néoglucogénèse ( si >18 h jeûne)
Sur  une  période  inter  p-randiale  
(12h-­‐18h)  l’organisme  va  fournir  essentiellement  de  l’alanine  
Les flux d’AA se dirigent de la périphérie vers l’intestin et le foie
au  foie  et  de  la  glutamine  va  être  essentiellement  refournie  a  tous  les  tissus  a  renouvellement  
rapide  (ex  :  intestin).     -Le muscle squelettique exporte des quantités importantes d’AA ( protéolyse)
- Ala et Gln = 2/3 des AA totaux libérés par le muscle
 
Partie  du  diaporama  que  le  prof  considère  «  pas  indispensable  »  et  qu’il  n’a  pas  évoqué  :    
-­‐25%  du  glucose  provient  de  la  néoglucogenèse  (plus  si  le  jeune  >18h).  
-­‐Les  flux  d’AA  se  dirigent  de  la  périphérie  vers  l’intestin  et  le  foie.    
-­‐Le  muscle  squelettique  exporte  des  quantités  importantes  d’AA  (augmente  si  protéolyse).    
-­‐Ala  et  Gln  =  2/3  des  AA  totaux  libérés  par  le  muscle.    

IV.  MÉTABOLISME  DE  QUELQUES  ACIDES  AMINÉS  
IMPORTANTS  
Il  existe  beaucoup  d'acides  aminés  (AA)  qui  ont  tous  un  rôle  fondamental  au  sein  de  notre  
organisme.   Dans   ce   cours,   nous   allons   énumérer   les   AA   les   plus   importants   avec   des  
pathologies  associées  :  
•  
•  
•  
•  
•  
•  

La  phénylalanine  et  la  tyrosine  
Le  tryptophane  
L'arginine  
La  glycine  
La  cystéine,  l'homocystéine  et  la  méthionine  
La  lysine  et  l'histidine  

1-­‐LA  PHÉNYLALANINE  ET  LA  TYROSINE  
 

CHU  de  Caen    

-­‐  12  -­‐  

•
•

la méthionine

La cystéine, l'homocystéine et la méthionine
La lysine et l'histidine

1. La phénylalanine et la tyrosine

A-­‐   LE  RÔLE  DE  CES  DEUX  ACIDES  AMINÉS    
A) Le rôle de ces deux acides aminés

sine

Ces   deux   AA   ont   un   rôle   très   important   au   sein   de   notre   organisme   puisqu'ils   permettent  
Cesaminés
deux AA ont un rôle très important au sein de notre organisme puisqu'ils permettent
ôle de ces deuxl'élaboration  de  nombreuses  molécules  telles  que  les  hormones  et  vont  également  jouer  un  
acides
l'élaboration de nombreuses molécules telles que les hormones et vont également jouer un rôle
rôle  dans  certains  processus  cellulaires.    
dans
processus
cellulaires.
important au
seincertains
de notre
organisme
puisqu'ils permettent

es telles que les hormones et vont également jouer un rôle

d'abord
AA permettent
la synthèse
des hormones
thyroïdiennes
Tout  Tout
d'abord  
ces  dces
eux  deux
AA  permettent  
la  synthèse  
des  hormones  
thyroïdiennes  
qui  ont  qui
un  ont
rôle  un
rôleessentiel  
essentieldans  
dansla  lasynthèse  
synthèseprotéique,  
protéique,le  lerenouvellement  
renouvellementcellulaire  
cellulaireet  etd'autres  
d'autres
fonctions
fonctions  
physiologiques
de
base
de
la
cellule.
Le
processus
de
synthèse
de
ces
hormones
se
fait
à
mettent la synthèse
des hormones
thyroïdiennes
un de  synthèse  de  ces  hormones  se  fait  àpartir
physiologiques  
de  base  
de  la  cellule.  qui
Le  pont
rocessus  
 partir  de
la tyrosine
qui vacellulaire
iodification
pour
aboutir
à deuxàhormones
fondamentales
:
téique, le renouvellement
et
fonctions
de  la  tyrosine  
qsubir
ui  va  une
subir  
ud'autres
ne  iodification  
pour  aboutir  
 deux  hormones  
fondamentales  
:  
Le processus de synthèse de ces hormones se fait à partir de
T3 hormones
: la triiodothyronine
n pour aboutir à•deux
fondamentales :
• T4 : tétraiodothyronine
•  
•  

T3  :  la  triiodothyronine  
T4  :  tétraiodothyronine  

Ainsi, il est très classique lors des examens sur des patients, de rechercher un défaut de
synthèse de ces hormones (hypothyroïdie) ou à l'inverse de rechercher une synthèse trop
importante
de ces hormones
par l'organisme
des examens
sur des patients,
de rechercher
un défaut(hyperthyroïdie).
de
Ainsi,  
il  
est  
très  
classique  
lors  
des  
examens  
yroïdie) ou à l'inverse de rechercher une synthèse
tropsur   des   patients,   de   rechercher   un   défaut   de  
synthèse   de   ces   hormones   (hypothyroïdie)   ou   à   l'inverse   de   rechercher   une   synthèse   trop  
anisme (hyperthyroïdie).
1/18
importante  de  ces  hormones  par  l'organisme  (hyperthyroïdie).
1/18

 
Le  goitre  est  une  pathologie  témoignant  d'une  augmentation  
très  importante  du  volume  de  la  thyroïde.  

émoignant d'une
ume de la thyroïde.
ible (comme sur la

Cette  anomalie  est  le  plus  souvent  visible  (comme  sur  la  photo)  
et  reste  assez  fréquente.

phénylalanine et la tyrosine vont permettre la synthèse des
es du tonus sympathique et de la tension artérielle.

 

provient directement de la tyrosine qui est transformée en un
énylalanine). Cette DOPA va être transformée en dopamine
tion (élimination d'un groupement -COOH) via la DOPA

CHU  de  Caen    

-­‐  13  -­‐  

photo) et reste assez fréquente.

Dans   un   deuxième   temps,   la   phénylalanine   et   la   tyrosine   vont   permettre   la   synthèse   des  
catécholamines,  hormones  régulatrices  du  tonus  sympathique  et  de  la  tension  artérielle.
Dans un deuxième temps, la phénylalanine et la tyrosine vont permettre la synthèse des
catécholamines, hormones régulatrices du tonus sympathique et de la tension artérielle.
La   synthèse   de   ces   hormones   provient   directement   de   la   tyrosine   qui   est   transformée   en   un  
intermédiaire   :   la   DOPA   (dihydroxyphénylalanine).   Cette   DOPA   va   être   transformée   en  
La synthèse de ces hormones provient directement de la tyrosine qui est transformée en un
dopamine  par  un  mécanisme  de  décarboxylation  (élimination  d'un  groupement  -­‐COOH)  via  la  
intermédiaire : la DOPA (dihydroxyphénylalanine). Cette DOPA va être transformée en dopamine
DOPA   décarboxylase.   Puis   la   dopamine   va   subir   une   hydroxylation   par   la   dopamine   B-­‐
par un mécanisme de décarboxylation (élimination d'un groupement -COOH) via la DOPA
hydroxylase   pour   donner   de   la   noradrénaline   et   de   l'adrénaline   via   le   transfert   d'un  
décarboxylase. Puis la dopamine va subir une hydroxylation par la dopamine B-hydroxylase pour
groupement  méthyl.  
donner de la noradrénaline et de l'adrénaline via le transfert d'un groupement méthyl.

Enfin,  ces  acides  aminés  jouent  un  rôle  prépondérant  dans  la  synthèse  des  pigments  cutanés.  
Enfin, ces acides aminés jouent un rôle prépondérant dans la synthèse des pigments
cutanés.
Ces  trois  exemples  (synthèses  des  hormones  thyroïdiennes,  synthèse  des  catécholamines  et  
synthèse  des  pigments  cutanés)  sont  principalement  issus  de  la  voie  du  métabolisme  de  ces  
deux  Ces
AA.  trois exemples (synthèses des hormones thyroïdiennes, synthèse des catécholamines et
synthèse des pigments cutanés) sont principalement issus de la voie du métabolisme de ces deux
AA.En  revanche,  ces  AA  peuvent  également  subir  un  catabolisme  (dégradation)  pour  aboutir  à  
En des  
revanche,
ces iAA
peuvent
également
unvoies  
catabolisme
(dégradation)
pour laboutir
à des
composés  
mpliqués  
dans  
d'autres  gsubir
randes  
métaboliques  
(par  exemple,  
e  pyruvate  
composés
impliqués
dans
d'autres
grandes
voies
métaboliques
(par
exemple,
le
pyruvate
pourra
pourra   être   réutilisé   via   le   cycle   de   Krebs).   Cependant,   cette   dégradation   nécessite   bon  
êtrenombre  
réutiliséd'étapes  
via le cycle
de Krebs).
Cependant,
cette dégradation
bon nombre
d'étapes
et   par  
conséquent  
bon   nombres  
d'enzymes  nécessite
qui   pourront  
chacune  
être  
et altérées.  
par conséquent
bon
nombres
d'enzymes
qui
pourront
chacune
être
altérées.
Ces
différentes
Ces   différentes   altérations   sont   une   source   potentielle   de   pathologies   pour   les  
altérations
patients.  sont une source potentielle de pathologies pour les patients.
B-­‐   ANOMALIE  DU  MÉTABOLISME  E  LA  PHÉNYLALANINE  
2/18
Cas  clinique  n°1  :
Après  chaque  naissance,  les  nouveau-­‐nés  subissent  un  test  de  guthrie  qui  consiste  à  récupérer  
quelques  gouttes  de  sang  de  l'enfant  et  de  les  disposer  sur  un  papier  buvard.  Ce  papier  buvard  
est  ensuite  envoyé  au  laboratoire  puis  mis  en  contact  avec  des  bactéries  dont  la  croissance  
est  stimulée  par  la  phénylalanine.  Ainsi,  plus  la  concentration  en  phénylalanine  est  importante  
plus  la  pousse  bactérienne  sera  importante.  

 

CHU  de  Caen    

-­‐  14  -­‐  

récupérer quelques gouttes de sang de l'enfant et de les disposer sur un papier buvard. Ce papier
buvard est ensuite envoyé au laboratoire puis mis en contact avec des bactéries dont la croissance
est stimulée par la phénylalanine. Ainsi, plus la concentration en phénylalanine est importante plus
la pousse bactérienne sera importante.
Dans ce cas clinique, les analyses ont révélé un taux anormalement élevé de phénylalanine
au niveau sanguin.
Dans  ce  cas  clinique,  les  analyses  ont  révélé  un  taux  anormalement  élevé  de  phénylalanine  au  
niveau  sanguin.  
NB : ce test est réalisé systématiquement car la phénylcétonurie est relativement fréquente et
qu'elle
graves
NB  :a  cde
e  test  
est  rconséquences.
éalisé  systématiquement  car  la  phénylcétonurie  est  relativement  fréquente  et  

qu'elle  a  de  graves  conséquences.  
1) De quel type de pathologie s'agit-il probablement ?
1)  De  quel  type  de  pathologie  s'agit-­‐il  probablement  ?
Ce test permet de dépister les enfants qui seront susceptible de présenter la
phénylcétonurie,
due làes  une
anomalie
du métabolisme
phénylalanine.
Ce  test  permet  maladie
de  dépister  
enfants  
qui  seront  
susceptible  de
de  laprésenter  
la  phénylcétonurie,  
maladie  due  à  une  anomalie  du  métabolisme  de  la  phénylalanine.  
2) Quelle(s) enzyme(s) est (sont) impliquée(s) dans cette pathologie ?

2)  Quelle(s)  enzyme(s)  est  (sont)  impliquée(s)  dans  cette  pathologie  ?
Dans la voie classique (c'est à dire non pathologique), la phénylalanine est capable de
donner
la tyrosine
unà  dmécanisme
de synthèse
fait intervenir
une enzyme
: la
Dans  de
la  voie  
classique  via
(c'est  
ire  non  pathologique),  
la  pqui
hénylalanine  
est  capable  
de  donner  
phénylalanine
hydroxylase.
Cette
enzyme
utilise
un
cofacteur
la
tétrahydrobiopterine
qui
redonne
de  la  tyrosine  via  un  mécanisme  de  synthèse  qui  fait  intervenir  une  enzyme  :  la  phénylalanine  
de hydroxylase.  
la dihydrobioptérine.
Ces utilise  
deux un  
molécules
ensuite régénérées qui  
via redonne  
l'action de  
dela  la
Cette   enzyme  
cofacteur  sont
la   tétrahydrobiopterine  
dihydrobioptérine réductase.
dihydrobioptérine.   Ces   deux   molécules   sont   ensuite   régénérées   via   l'action   de   la  
dihydrobioptérine  réductase.  

Dans  le  cas  de  la  pathologie,  on  observe  des  concentrations  beaucoup  trop  importantes  en  
Dans le cas de la pathologie, on observe des concentrations beaucoup trop importantes en
phénylalanine  
ui  sera  
non  
métabolisée  
:  c'est-­‐à-­‐dire  que
que  lala  voie
voie  d
u  ccatabolisme
atabolisme  dde
e  cet  
phénylalanine quiqsera
non
métabolisée
: c'est-à-dire
du
cetacide  
acide
aminé  
est  
absente.  
Donc,  
le  
surplus  
de  
phénylalanine  
(notamment  
dû  
à  
l'alimentation)  
aminé est absente. Donc, le surplus de phénylalanine (notamment dû à l'alimentation) entraîne la
entraîne  
la  mde
ise  voies
en  route  
de  voies  autilisant
ccessoires  
des  
enzymes  spécifiques  
qui  donneront  
mise
en route
accessoires
desutilisant  
enzymes
spécifiques
qui donneront
lieu à des
lieu  
à  
des  
métabolites  
spécifiques.  
Ce  
sont  
ces  
métabolites  
spécifiques  
(qui  
sont  
métabolites spécifiques. Ce sont ces métabolites spécifiques (qui sont habituellement absents)
qui
habituellement  
absents)  qui  s. ervent  à  des  fins  diagnostiques  .
servent
à des fins diagnostiques

3/18

La maladie peut donc être la conséquence d'un défaut sur les enzymes et/ou leurs cofacteurs.
CHU  de  Caen    
-­‐  15  -­‐  
Déficit n°1 : Le patient présente un déficit en phénylalanine hydroxylase, l'enzyme qui permet de
 
passer de la phénylalanine à la tyrosine.
C'est l'anomalie la plus fréquente : plus de 500 mutations ont effectivement été décrites sur cette
enzyme. Elle nécessite une thérapeutique dans laquelle l'enfant est soumis à un régime stricte. Le

La  maladie  peut  donc  être  la  conséquence  d'un  défaut  sur  les  enzymes  et/ou  leurs  cofacteurs.  
Déficit  n°1  :  Le  patient  présente  un  déficit  en  phénylalanine  hydroxylase,  l'enzyme  qui  permet  
de  passer  de  la  phénylalanine  à  la  tyrosine.  
C'est   l'anomalie   la   plus   fréquente   :   plus   de   500   mutations   ont   effectivement   été   décrites   sur  
cette  enzyme.  Elle  nécessite  une  thérapeutique  dans  laquelle  l'enfant  est  soumis  à  un  régime  
stricte.   Le   but   est   de   limiter   l'apport   en   phénylalanine   en   mettant   en   place   une   éducation  
thérapeutique  et  diététique,  ce  qui  représente  un  enjeu  majeur  en  pédiatrie.
Déficit  n°2  :  Le  patient  peut  présenter  un  déficit  en  dihydrobioptérine  réductase,  l'enzyme  
permettant   de   régénérer   la   tétrahydrobiopterine   et   la   dihydrobioptérine.   Le   traitement  
consistera   donc   en   l’administration   de   molécules   de   substitution   et   notamment   de   la  
tétrahydrobioptérine.  
Donc,   on   peut   constater   que   dans   certains   cas,   la   pathologie   est   due   à   la   phénylalanine  
hydroxylase  (donc  à  l'enzyme  en  elle-­‐même  qui  est  soit  absente  ou  non  fonctionnelle/active).  
Dans  d'autres  cas  en  revanche,  cette  dernière  est  présente  mais  le  cofacteur  est  manquant  ce  
qui  entraîne  une  inactivation  de  l'enzyme.  
ATTENTION  :  L'absence  du  catabolisme  de  la  phénylalanine  n'est  pas  forcément  synonyme  
d'un   défaut   de   synthèse   de   tyrosine.   En   réalité,   les   quantités   de   tyrosine   apportées   via  
l'alimentation   sont   suffisantes   pour   permettre   la   synthèse   des   hormones   catécholamines  
(dopamine,  noradrénaline  et  adrénaline).
3)  Quelle  doit  être  la  prise  en  charge  au  plan  diététique  ?
La   prise   en   charge   doit   se   faire   le   plus   précocement   possible   et   nécessite   un   régime   strict  
jusqu'à  10  ans.  Le  graphique  ci-­‐dessous  est  représentatif  des  recommandations  françaises  sur  
les   concentrations   plasmatiques   minimum   et   maximum   en   phénylalanine   (en   mg/dL)   à  
respecter  en  fonction  de  l'âge  (en  années).  
Ainsi,  entre  10  et  11  ans  (rentrée  au  collège),  le  taux  doit  rester  entre  2  et  5  mg/dL  puis  ce  
même  taux  est  élargi  à  15  mg/dL  maximum  jusqu'à  la  fin  de  la  scolarité.  Enfin,  ce  taux  peut  
atteindre  20  voire  22  mg/dL  en  fonction  de  la  tolérance  individuelle.
En   conclusion,   une   phénylcétonurie   (PCU)   détectée   mais   non   soignée   entraînera   des  
arriérations   mentales   plus   ou   moins   importantes   puisqu'il   existe   une   relation   entre   la  
concentration  sanguine  en  phénylalanine  et  les  troubles  neurologiques  associés.  
On  observera  notamment  une  augmentation  du  taux  de  PA  qui  est  observé  au  niveau  cérébral  
et  qui  provoque  des  troubles  de  la  myélinisation  des  oligodendrocytes.
En   revanche,   une   bonne   prise   en   charge   de   la   maladie   pendant   l'enfance   (et   donc   une  
collaboration  efficace  de  l'enfant  qui  ne  mangera  pas  en  douce  par  exemple)  n’entraînera  pas  
de  symptômes  majeurs  et  donc  à  terme  un  régime  beaucoup  moins  stricte  à  l'âge  adulte.  

 

CHU  de  Caen    

-­‐  16  -­‐  

e type 2

On observera notamment une augmentation du taux de PA qui est observé au niveau
cérébral et qui provoque des troubles de la myélinisation des oligodendrocytes.
En revanche, une bonne prise en charge de la maladie pendant l'enfance (et donc une
collaboration efficace de l'enfant qui ne mangera pas en douce par exemple) n’entraînera pas de
symptômes majeurs et donc à terme un régime beaucoup moins stricte à l'âge adulte.

Cas  clinique  n°2
Cas clinique n°2
jeune
femme
arrive
consultation
désire
avoir
enfant.
dossier
médical
Une  Une
jeune  
femme  
arrive  
en   cen
onsultation  
car   ecar
lle  elle
désire  
avoir  
un   eun
nfant.  
Son  Son
dossier  
médical  
vous
indique
qu'elle
esteatteinte
de dphénylcétonurie.
Quelle
est evotre
attitude
? ?  
vous  
indique  
qu'elle  
st  atteinte  
e  phénylcétonurie.  
Quelle  
st  votre  
attitude  
Dans un cas comme celui-ci, la future maman devra suivre un régime très strict avant tout
Dans  un  cas  comme  celui-­‐ci,  la  future  maman  devra  suivre  un  régime  très  strict  avant  tout  
début
dedgrossesse
carcar  
si sune
augmentation
dudu  
taux
début  
e  grossesse  
i  une  
augmentation  
taux  de
de  phénylalanine
phénylalanine  n'est
n'est  pas
pas  toxique
toxique  pour
pour  un
adulte,
il
est
en
revanche
extrêmement
dangereux
pour
un
bébé.
Par
ailleurs,
il
existe
une
relation
un  adulte,  il  est  en  revanche  extrêmement  dangereux  pour  un  bébé.  Par  ailleurs,  il  existe  une  
directe
entre
taux de
phénylalanine
dans le sangdans  
de lale  mère
le bébé.
relation  
directe  
entre  
taux  de  phénylalanine  
sang  et
de  toxicité
la  mère  chez
et  toxicité  
chez  le  bébé.  
Si ces conditions ne sont pas respectées, on observera des embryopathies comme des
malformations
osseuses,
cardiaques
et oculaires,
microcéphalies,
des hypotrophies
ainsi
que
Si   ces   conditions  
ne   sont  
pas   respectées,  
on  des
observera  
des   embryopathies  
comme  
des  
desmalformations  
arriérations mentales.
Il cexiste
donceune
réelle nécessité
quant au suivi
des
patientes atteintes
osseuses,  
ardiaques  
t   oculaires,  
des   microcéphalies,  
des  
hypotrophies  
ainsi  
de que  
PCUd(il
faut
à
tout
prix
éviter
les
perdus
de
vue).
es  arriérations  mentales.  Il  existe  donc  une  réelle  nécessité  quant  au  suivi  des  patientes  
atteintes  de  PCU  (il  faut  à  tout  prix  éviter  les  perdus  de  vue).  
C) Anomalie du catabolisme de la Tyrosine
C-­‐  ANOMALIE  DU  CATABOLISME  DE  LA  TYROSINE
La tyrosinémie de type 1
La  tyrosinémie  de  type  1
Tout d'abord, un blocage du catabolisme au niveau de la dernière étape aura pour
conséquence le développement d'une tyrosinose
hépato-rénale.
Les
symptômes
Tout  d'abord,  
un  blocage  du  
catabolisme  
au  caractéristiques
niveau  de  la  
de cette maladie sont : une atteinte hépato-rénale,
une hépatomégalie
dernière   étape  
aura   pour  (grossissement
conséquence  du foie),
le  
des vomissements, un ictère, des symptômes
hémorragiques,
detyrosinose  
la fièvre etc.hépato-­‐rénale.   Les  
développement  
d'une  
Ainsi, les enfants atteints de cette
maladie
développeront
aiguës
type
symptômes  caractéristiques  des
de  chépatites
ette  maladie  
sont  (de
:  une  
cytolyse) avec des risques infectieux qui,
s'ils ne sont
pas pris en charge,
aboutir à la
atteinte  
hépato-­‐rénale,  
une   peuvent
hépatomégalie  
transplantation hépatique voire au décès.
(grossissement   du   foie),   des   vomissements,   un   ictère,  
des  symptômes  hémorragiques,  de  la  fièvre  etc.  
Ainsi,   les   enfants   atteints   de   cette   maladie  
développeront   des   hépatites   aiguës   (de   type   cytolyse)  
avec  des  risques  infectieux  qui,  s'ils  ne  sont  pas  pris  en  
charge,  peuvent  aboutir  à  la  transplantation  hépatique  
voire  au  décès.  
5/18

CHU  de  Caen    

 
nte beaucoup plus
précoce dans la voie de dégradation aura pour conséquence
n de tyrosine et donc le développement d'une tyrosinose oculo-cutanée. Les
ctéristiques de cette maladie sont : des lésions de la cornée, des dépôts de

-­‐  17  -­‐  

symptômes caractéristiques de cette maladie sont : des lésions de la
tyrosine dans les tissus, des troubles cutanés ainsi qu'un retard mental.

La  tyrosinémie  de  type  2
Une  atteinte  beaucoup  plus  précoce  dans  la  voie  de  dégradation  
aura  pour  conséquence  une  accumulation  de  tyrosine  et  donc  le  
développement   d'une   tyrosinose   oculo-­‐cutanée.   Les  
symptômes   caractéristiques   de   cette   maladie   sont   :   des   lésions  
de  la  cornée,  des  dépôts  de  tyrosine  dans  les  tissus,  des  troubles  
cutanés  ainsi  qu'un  retard  mental.  

En conclusion, des anomalies concernant les différentes voies mé
acides aminés auront pour conséquences l’apparition de pathologies multi
En   conclusion,   des   anomalies   concernant  
voies   métaboliques  
de   ces  
deux  
du blocageles  
desdifférentes  
voies de dégradation,
on observera
une
augmentation de
acides  aminés  auront  pour  conséquences  
l
’apparition  
d
e  
p
athologies  
m
ultiples.  
E
n  
p
articulier,  
site bloqué qui sera évidemment péjorative pour l'individu.
lors   du   blocage   des   voies   de   dégradation,  
on  un
observera  
une   augmentation  
de   produits  
Ainsi,
des traitements
caractéristiques
pour en  
ces pathologies
amont  du  site  bloqué  qui  sera  évidemment  
p
éjorative  
p
our  
l
'individu.
molécules de substituts qui vont permettre un déblocage de ces voies méta

Ainsi,   un   des   traitements   caractéristiques   pour   ces   pathologies   est   d'administrer   des  
molécules  de  substituts  qui  vont  permettre  un  déblocage  de  ces  voies  métaboliques.
6/18
D-­‐  ANOMALIES  
DU  CATABOLISME  
DES  ACIDES  
AMINÉS  
RAMIFIÉS  
 
D) Anomalies
du catabolisme
des acides
aminés
ramifiés

Des anomalies sur les différentes enzymes présentes dans ces voies de dégradations auront
différentes conséquences :
Numéro de
l'enzyme
 

Enzyme n°1
Enzyme n°2

Anomalie constatée
CHU  
de  Caen    
Déficit en
valine
transaminase

Déficit en leucine et
isoleucine transaminase

Nom de la pathologie
Hypervalinémie

-­‐  18  -­‐  

Des  anomalies  sur  les  différentes  enzymes  présentes  dans  ces  voies  de  dégradations  auront  
différentes  conséquences  :  

Numéro  de  l'enzyme  

Anomalie  constatée  

Nom  de  la  pathologie  

Enzyme  n°1

Déficit  en  valine  transaminase  

Hypervalinémie  

Enzyme  n°2

Déficit  en  leucine  et  isoleucine  transaminase  

Enzyme  n°3

Déficit  en  α-­‐cétoacide  décarboxylase

Leucinose  :  maladie  des  urines  à  odeur  de  sirop
d'érable

Enzyme  n°4

Déficit  en  isovaléryl-­‐CoA  déshydrogénase

Acidémie  isovalérique  

Enzyme  n°5

Déficit  en  β-­‐méthyl-­‐crotonyl-­‐CoA  carboxylase  

Enzyme  n°6

Déficit  en  proprionyl-­‐CoA  carboxylase

Acidémie  propionique  

Enzyme  n°7

Déficit  en  méthyl-­‐malonyl-­‐CoA  isomérase  

Acidémie  méthyl-­‐malonique  

Donc   si   on   rencontre   un   blocage   des   différentes   voies   du   métabolisme   des   acides   aminés  
aliphatiques  à  chaînes  ramifiées  (valine,  leucine,  isoleucine)  dû  à  des  déficits  enzymatiques,  
on  observera  une  accumulation  de  produits  en  amont  dans  l'organisme  qui  sera  par  la  suite  
source  de  pathologies  (cf  tableau  ci  dessus).  
Ainsi   les   enfants   atteints   de   ces   différentes   pathologies   devront   obligatoirement   suivre   un  
régime  extrêmement  strict  et  ce,  tout  au  long  de  leur  vie.  

2.  LE  TRYPTOPHANE
2. Le tryptophane
Le  tryptophane  est  un  autre  acide  aminé  au  rôle  extrêmement  important  dans  la  physiologie  
Le tryptophane est un autre acide aminé au rôle extrêmement important dans la
des   cellules.   C'est   le   précurseur   de   la   sérotonine   et   de   la   mélatonine   (   résultat   d'une   N-­‐
physiologie des cellules. C'est le précurseur de la sérotonine et de la mélatonine ( résultat d'une Nacétylation  et  d'une  O-­‐méthylation  de  la  sérotonine).  Cette  dernière  hormone  joue  un  rôle  
acétylation et d'une O-méthylation de la sérotonine). Cette dernière hormone joue un rôle
prépondérant  dans  la  régulation  du  sommeil.  
prépondérant dans la régulation du sommeil.

3.  L'ARGININE
3. L'arginine
Cet  acide  aminé  est  un  précurseur  pour  la  synthèse  du  monoxyde  d'azote  (NO)  via  les  NO  
Cet acide
un précurseurvpour
la synthèse du monoxyde d'azote (NO) via les NO
synthase  
qui  paminé
ermet  lest
a  vasodilatation  
asculaire.
synthase qui permet la vasodilatation vasculaire.
CHU  de  Caen    
-­‐  19  -­‐  
 

3. L'arginine
Cet acide aminé est un précurseur pour la synthèse du monoxyde d'azote (NO) via les NO

3.synthase
L'arginine
qui permet la vasodilatation vasculaire.
Cet acide aminé est un précurseur pour la synthèse du monoxyde d'azote (NO) via les NO
synthase qui permet la vasodilatation vasculaire.

Par ailleurs
les dérivés
nitrés
administrés
première
intention
chez
gens
Par   ailleurs  
les   dérivés  
nitrés  
qui   qui
sont  sont
administrés  
en   en
première  
intention  
chez  
des  des
gens  
susceptibles
dedfaire
unun  
infarctus
précurseursdu  
duNO.  
NO.
Ses
dérivés
susceptibles  
e  faire  
infarctus  du
du  myocarde
myocarde  sont
sont  een
n  ffait
ait  ddes
es  précurseurs  
Ses  
dérivés  
nitrés
vont
provoquer
le
relargage
du
NO
localement
au
niveau
des
tissus
de
l'endothélium
nitrés  vont  provoquer  le  relargage  du  NO  localement  au  niveau  des  tissus  de  l'endothélium  
vasculaire
dans
le but
uneuqui
vasodilatation
et àet  
terme
uneune  
réoxygénation
Par ailleurs
les
dérivés
nitrés
administrés
première
intention des
chez
des
gens
vasculaire  
dans  
le  bd'entraîner
ut  d'entraîner  
ne  
vsont
asodilatation  
àen
 terme  
réoxygénation  
dtissus.
es  
tissus.  
L'arginine
estunégalement
un myocarde
précurseursont
dansenlafait
synthèse
de la créatine,
susceptibles
de faire
infarctus du
des précurseurs
du NO.une
Ses molécule
dérivés
impliquée
dans
la
synthèse
de
phosphocréatine
qui
elle-même
est
impliquée
dans
la
régénération
nitrés
vont
provoquer
le
relargage
du
NO
localement
au
niveau
des
tissus
de
l'endothélium
L'arginine   est   également   un   précurseur   dans   la   synthèse   de   la   créatine,   une   molécule  
de impliquée  
l'ATP. dans dans  
vasculaire
le butla  
d'entraîner
et à terme
une réoxygénation
des tissus.
synthèse  une
de   vasodilatation
phosphocréatine  
qui   elle-­‐même  
est   impliquée  
dans   la  
Enfin
l'arginine
est
un
précurseur
des
polyamines
(putrescine,
spermine
et
L'arginine dest
également un précurseur dans la synthèse de la créatine,spermidine).
une molécule
régénération  
e  l'ATP.  
impliquée dans la synthèse de phosphocréatine qui elle-même est impliquée dans la régénération
de
4.l'ATP.
La
glycine
Enfin  
l'arginine  est  un  précurseur  des  polyamines  (putrescine,  spermine  et  spermidine).
Enfin l'arginine est un précurseur des polyamines (putrescine, spermine et spermidine).
LaGglycine
est un acide aminé précurseur de la synthèse des bases puriques, de la synthèse
4.  LA  
LYCINE  
créatine ainsi que de la synthèse de l'acide delta-amino lévulinique qui constitue la
4.deLalaglycine
première
étape de la synthèse des porphyrines (hème).
La  glycine  est  un  acide  aminé  précurseur  de  la  synthèse  des  bases  puriques,  de  la  synthèse  
est
un acide
aminé
précurseur
de la synthèse
des bases
puriques,
la synthèse
de  La
la   glycine
créatine  
ainsi  
que   de  
la   synthèse  
de   l'acide  
delta-­‐amino  
lévulinique  
qui  de
constitue  
la  
de la
créatineétape  
ainside  que
de la synthèse
de l'acide
delta-amino lévulinique qui constitue la
première  
la  synthèse  
des  porphyrines  
(hème).
première étape de la synthèse des porphyrines (hème).

8/18

5.  LA  GLYCINE,  LA  MÉTHIONINE,  LA  C8/18
YSTÉINE  ET  L’HOMOCYSTÉINE
 

A-­‐  DESCRIPTION  DU  MÉTABOLISME  DE  CES  ACIDES  AMINÉS  

Sur  le  schéma  ci-­‐dessous,  on  observe  deux  cycles.  
Le   premier   cycle   correspond   à   la   description   des   différentes   étapes   du   métabolisme   de   la  
méthionine,   le   principal   donneur   de   groupement   méthylé   dans   l'organisme,   capable   de  
donner  comme  produit  terminal  de  l'homocystéine.  Lors  d'une  trop  forte  accumulation  de  
cette  homocystéine,  notre  organisme  est  capable,  dans  une  situation  non  pathologique,  de  
palier   cette   accumulation   via   la   voie   de   reméthylation   qui   redonne   le   composé   initial   (la  
méthionine).  Par  ailleurs,  pour  pouvoir  fonctionner,  cette  voie  de  reméthylation  utilise  une  
enzyme,   la   méthionine   synthase,   qui   elle-­‐même   utilise   un   cofacteur   la   N5   méthyl-­‐
tétrahydrofolate  ou  vitamine  B9.  Ce  cofacteur  est  en  fait  un  donneur  de  groupements  –CH3  
dans  le  but  de  reformer  du  tétrahydrofolate.  C'est  le  mécanisme  décrit  sur  le  second  cycle.  
Dans  la  mesure  où  il  y  a  une  perturbation  de  ce  second  cycle  (c'est-­‐à-­‐dire  une  perturbation  de  
la   régénération   du   cofacteur),   la   voie   de   reméthylation   est   altérée   et   on   observe   une  

 

CHU  de  Caen    

-­‐  20  -­‐  

ailleurs, pour pouvoir fonctionner, cette voie de reméthylation utilise une enzyme, la méthionine
synthase, qui elle-même utilise un cofacteur la N5 méthyl-tétrahydrofolate ou vitamine B9. Ce
cofacteur est en fait un donneur de groupements –CH3 dans le but de reformer du
tétrahydrofolate. C'est le mécanisme décrit sur le second cycle.
Dans la mesure où il y a une perturbation de ce second cycle (c'est-à-dire une perturbation
de la régénération du cofacteur), la voie de reméthylation est altérée et on observe une
accumulation   d'homocystéine   dans   l'organisme.   Cette   accumulation   est   propice   à   une  
accumulation d'homocystéine dans l'organisme. Cette accumulation est propice à une
augmentation  importante  des  facteurs  de  risques  cardio-­‐vasculaires  et  sera  donc  une  source  
augmentation importante des facteurs de risques cardio-vasculaires et sera donc une source
potentielle  de  thrombose  et  d'autres  pathologies  cardio-­‐vasculaires  de  type  infarctus.  
potentielle de thrombose et d'autres pathologies cardio-vasculaires de type infarctus.

L'accumulation  
d'homocystéine  
peut  
donc  
L'accumulation
d'homocystéine
peut
doncêtre  
êtrele  lerésultat  
résultatd'un  
d'undéfaut  
défautdans  
dansla  lavoie  
voiede  
de
reméthylation  (qui  permet  son  «  recyclage  »  en  méthionine)  mais  peut  également  résulter  
reméthylation (qui permet son « recyclage » en méthionine) mais peut également résulter d'un
d'un  
défaut  
dans  
voie  de  transsulfuration  
(qui  
ermet  sa  dégradation  
en  pyruvate).  
défaut
dans
la voie
dela  
transsulfuration
(qui permet
sapdégradation
en pyruvate).
B-­‐  ASPECTS  
PHYSIOPATHOLOGIQUES  
DU  
MÉTABOLISME  
DE  L’HOMOCYSTÉINE  
B) Aspects
physiopathologiques du
métabolisme
de l'homocystéine
Cas  
clinique:
Outre
un bilan d'hémostase, un dosage d'homocystéinémie fut pratiqué révélant un taux
Cas clinique:
de 210micromol/L
(normal
lorsque c'est (thrombose
inférieur à 14
micromol/L)
et une
homocystinurie
à
Des antécédents
thrombotiques
veineuse
profonde
du membre
inférieur
Des  
a
ntécédents  
t
hrombotiques  
(
thrombose  
v
eineuse  
p
rofonde  
d
u  
m
embre  
i
nférieur  
g
auche  
12,1mmol/mole
créatininepulmonaire
(n inférieurà à320,5
mmol/L).
Les dosages
plasmatiques
de méthionine
gauche à 21 ans de
et embolie
ans)
ont conduit
le patient
âgé de 36 ans
à consulter
à  cystéine
21  ans  et  permirent
embolie  pulmonaire  
àun
 32  déficit
ans)  ont  
cla
onduit  
le  
patient  
âgé  de  36  ans  
à  ctraitement
onsulter  dans  
et
de
de
définir
de
voie
de
transsulfuration.
Un
à la
dans un service d'exploration des maladies thrombotiques.
un  service  
'exploration  
des  maladies  
thrombotiques.  
vitamine
B6 fut dinstitué
conduisant
deux mois
plus tard à la normalisation de l'homocystéinémie.

9/18

de  Caen    héréditaire rare qui dans 80 % des
-­‐  21  
-­‐  
L'homocystinurie est un maladie CHU  
métabolique
cas
 
concerne
un déficit en cystathionine béta-synthase (CBS), l'enzyme qui permet le passage de
l'homocystéine à la cystathionine (première enzyme impliquée dans la voie de transsulfuration).
Cette anomalie dans la voie de dégradation de l'homocystéine entraîne son accumulation et donc

Outre   un   bilan   d'hémostase,   un   dosage   d'homocystéinémie   fut   pratiqué   révélant   un   taux   de  
210micromol/L   (normal   lorsque   c'est   inférieur   à   14   micromol/L)   et   une   homocystinurie   à  
12,1mmol/mole   de   créatinine   (n   inférieur   à   0,5   mmol/L).   Les   dosages   plasmatiques   de  
méthionine  et  de  cystéine  permirent  de  définir  un  déficit  de  la  voie  de  transsulfuration.  Un  
traitement  à  la  vitamine  B6  fut  institué  conduisant  deux  mois  plus  tard  à  la  normalisation  de  
l'homocystéinémie.
L'homocystinurie  est  un  maladie  métabolique  héréditaire  rare  qui  dans  80  %  des  cas  concerne  
un   déficit   en   cystathionine   béta-­‐synthase   (CBS),   l'enzyme   qui   permet   le   passage   de  
l'homocystéine   à   la   cystathionine   (première   enzyme   impliquée   dans   la   voie   de  
transsulfuration).  Cette  anomalie  dans  la  voie  de  dégradation  de  l'homocystéine  entraîne  son  
accumulation   et   donc   son   excrétion   au   niveau   urinaire   qui   est   alors   supérieur   à   2   ou   5  
micromol/mmol  de  créatinine.  Ce  déficit  est  à  l'origine  de  troubles  graves  tels  que  des  retards  
mentaux,  des  ostéoporoses  ainsi  que  des  thromboses
Dans   20   %   des   cas   en   revanche,   on   observe   un   déficit   de   l'activité   des   enzymes   de   la  
reméthylation,  principalement  la  méthylène  tétrahydrofolate  réductase  (MTHFR).  On  observe  
donc   une   hyperhomocystéinémie   (c'est-­‐à-­‐dire   une   augmentation   du   taux   d'homocystéine  
dans  le  sang)  qui  on  le  rappelle,  constitue  un  facteur  de  risque  cardio-­‐vasculaire.  
La   cystathionurie   correspond   à   un   déficit  en   cystathionase,   l'enzyme   qui   permet   le   passage  
de  la  cystathionine  en  cystéine.
NB  :  En  cas  d'hyperhomocystéinémie,  on  observe  des  thromboses  veineuses,  des  infarctus  du  
myocarde,  des  accidents  vasculaires  cérébraux  précoces,  des  artérites,  des  troubles  oculaires  
et  osseux,  des  retards  mentaux  ainsi  que  des  psychoses,  des  fausses  couches,  etc.

6.  LA  LYSYSINE  ET  L’HISTIDINE
La  lysine  permet  la  synthèse  des  carnitines,  molécules  indispensables  au  transport  dans  la  
mitochondrie  des  acides  gras  à  longue  chaîne  ce  qui  va  ensuite  permettre  la  β-­‐oxydation  de  
ces  AG  dans  la  cellule.  
L'histidine  permet  la  synthèse  de  l'histamine  par  une  réaction  de  décarboxylation.  

 
V-­‐  MÉCANISME  DE  L’ÉLIMINATION  DE  L’AMMONIAQUE
L'ammoniac  (NH3)  est  un  composé  très  néfaste  pour  l'organisme,  il  a  deux  origines  :  
•  
•  

 

une  origine  endogène  par  la  désamination  oxydative  de  certains  acides  aminés  
une  origine  exogène  par  le  biais  des  bactéries  intestinales  

CHU  de  Caen    

-­‐  22  -­‐  

V. Mécanisme d'élimination de l'ammoniaque
L'ammoniac (NH3) est un composé très néfaste pour l'organisme, il a deux origines :
• une origine endogène par la désamination oxydative de certains acides aminés
onc  un  exogène
composé  
toxique  
'organisme  
notamment  pour  le  système  nerveux  central  
• C'est  
une d
origine
par
le biaispour  
des lbactéries
intestinales
puisque  le  NH3  est  capable  de  passer  la  barrière  hémato-­‐encéphalique.  Lorsque  ce  composé  
est  
présent  
à   des  
taux   toxique
trop   importants,  
il   provoque  
une   altération  
du   métabolisme  
C'est
donc un
composé
pour l'organisme
notamment
pour le système
nerveux
énergétique  
cellulaire,  
une  
altération  
des  
microtubules  
et  
une  
anomalie  
de  
la  
croissance  
central puisque le NH3 est capable de passer la barrière hémato-encéphalique. Lorsque ce
axonale.  
composé
est présent à des taux trop importants, il provoque une altération du métabolisme
énergétique cellulaire, une altération des microtubules et une anomalie de la croissance axonale.
Parmi   les   mécanismes   d'élimination   du   NH3   formé   au   cours   du   métabolisme   des   acides  
aminés,  
on  mécanismes
retrouve   tout  
d'abord   la   glutaminogenèse  
se   déroule  
au   niveau  des
des  acides
tissus  
Parmi les
d'élimination
du NH3 formé auqui  
cours
du métabolisme
périphériques,  l'ammoniogenèse  qui  se  déroule  au  niveau  du  rein  et  enfin  l'uréogenèse  (le  
aminés, on retrouve tout d'abord la glutaminogenèse qui se déroule au niveau des tissus
cycle  de  ll'ammoniogenèse
'urée  à  proprement  
parlé)  
qui  se  dau
éroule  
au  ndu
iveau  
u  fenfin
oie.   l'uréogenèse (le cycle
périphériques,
qui
se déroule
niveau
reindet
de l'urée à proprement parlé) qui se déroule au niveau du foie.

1.  LA  GLUTAMINOGENÈSE
1. La glutaminogenèse

La   glutaminogenèse   est   un   mécanisme   extrêmement   important   faisant   intervenir   la  
glutamine,  
l'acide   aminé  
important  extrêmement
de   l'organisme  
et   le   transporteur  
principal   de  
La glutaminogenèse
est le  unplus  
mécanisme
important
faisant intervenir
la
l'azote  
e
ntre  
l
es  
d
ifférents  
o
rganes.  
S
a  
s
ynthèse  
s
e  
d
éroule  
a
u  
n
iveau  
d
es  
m
uscles  
o
u  
d
u  
f
oie  
glutamine, l'acide aminé le plus important de l'organisme et le transporteur principal de l'azote
a  glutamine  
synthase.  
on  catabolisme  
au  contraire  
se  déroule  
au  niveau  
e  l'intestin,  
entre via  
les ldifférents
organes.
Sa Ssynthèse
se déroule
au niveau
des muscles
ou ddu
foie via dlau  
rein  esynthase.
t  du  foie  vSon
ia  la  catabolisme
glutaminase.  
glutamine
au contraire se déroule au niveau de l'intestin, du rein et du
foie via la glutaminase.
Attention   :   Certains   organes   tels   que   le   foie   sont   impliqués   à   la   fois   dans   la   synthèse   et   la  
dégradation  
la  glutamine.  
Il  existe  
donc  sont
une  dimpliqués
ifférence  dàe  lla
ocalisation  
et  cellulaire  
Attention
: Certainsde  organes
tels que
le foie
fois danstissulaire  
la synthèse
et la
puisque  
la  
glutamine  
synthase  
est  
cytosolique  
et  
la  
glutaminase  
est  
mitochondriale.  
Cela  
dégradation de la glutamine. Il existe donc une différence de localisation tissulaire et cellulaire
permet  
d'éviter  synthase
la  consommation  
inutile  det'ATP.  
puisque
la glutamine
est cytosolique
la glutaminase est mitochondriale. Cela permet
d'éviter la consommation inutile d'ATP.
A-­‐   DESCRIPTION  DU  MÉCANISME  
 
A) Description du mécanisme
 

 
Il   y   a   tout   d'abord   une   synthèse   de   glutamine   à   partir   du   glutamate   et   d'ammoniac   via   la  
11/18
glutamine   synthase   dans   différents   tissus   périphériques   avec   une   consommation   d'une  
molécule  d'ATP.  

 

CHU  de  Caen    

-­‐  23  -­‐  

Il y a tout d'abord une synthèse de glutamine à partir du glutamate et d'ammoniac via la
Il y a tout d'abord une synthèse de glutamine à partir du glutamate et d'ammoniac via la
glutamine synthase dans différents tissus périphériques avec une consommation d'une molécule
glutamine synthase dans différents tissus périphériques avec une consommation d'une molécule
d'ATP.
d'ATP.

Puis, cette glutamine passe dans le sang pour arriver soit au niveau du foie soit au niveau
Puis,  cPuis,
ette  cette
glutamine  
passe  passe
dans  ldans
e  sang  
our  apour
rriver  arriver
soit  au  soit
niveau  
du  foie  du
soit  
au  soit
niveau  
du  
glutamine
lepsang
au niveau
foie
au niveau
du rein. Au niveau du foie, il y a une libération de la fraction azotée (due à la dégradation de la
rein.  
A
u  
n
iveau  
d
u  
f
oie,  
i
l  
y
 
a
 
u
ne  
l
ibération  
d
e  
l
a  
f
raction  
a
zotée  
(
due  
à
 
l
a  
d
égradation  
d
e  
a   la
du rein. Au niveau du foie, il y a une libération de la fraction azotée (due à la dégradation lde
glutamine via la glutaminase ) qui sera utilisée pour la synthèse de l'urée, elle-même éliminée via
glutamine  
glutaminase  ) )qui
 qui  sera
sera  utilisée
utilisée  pour
pour  la
la  synthèse
synthèse  de
de  ll'urée,
'urée,  eelle-même
lle-­‐même  ééliminée
liminée   via
glutamine
viavia  
lala  
glutaminase
les urines (cf le cycle de l'urée). En revanche, au niveau du rein, cette glutaminase provoquera une
les   urines  
(cf   le  
de  En
l'urée).  
En   revanche,  
niveau  
du  glutaminase
rein,   cette   glutaminase  
lesvia  
urines
(cf le cycle
decycle  
l'urée).
revanche,
au niveau au  
du rein,
cette
provoquera une
libération de la fraction azotée et va permettre la captation d'un proton pour former du NH4+,
provoquera  
u
ne  
l
ibération  
d
e  
l
a  
f
raction  
a
zotée  
e
t  
v
a  
p
ermettre  
l
a  
c
aptation  
d
'un  
p
roton  du
pour  
libération de la fraction azotée et va permettre la captation d'un proton pour former
NH4+,
composé impliqué dans l'élimination des acides au niveau rénale.
former  dimpliqué
u  NH4+,  dans
composé  
impliqué  des
dans  
l'élimination  
acides  au  niveau  rénale.  
composé
l'élimination
acides
au niveaudes  
rénale.

niveau  
u  foie,  
n  retrouve  
deux  
types  
d'hépatocytes  
ui  odes
nt  dfonctions
es  fonctions  
différentes  
Au Au  
niveau
du dfoie,
on oretrouve
deux
types
d'hépatocytes
qui qont
différentes
: :  
Au•niveau
du
foie,
on
retrouve
deux
types
d'hépatocytes
qui
ont
des
fonctions
différentes
:
Tout d'abord, les hépatocytes péri-veineux, qui contiennent de la glutamine synthétase,
• •  vont
Tout
d'abord,
les les  
hépatocytes
péri-veineux,
qui contiennent
de peut
la glutamine
Tout  
d'abord,  
hépatocytes  
péri-­‐veineux,  
qui  
contiennent  
de  
la   glutamine  
être
capable
de
prendre
en
charge
la fraction
azotée
(qui
passer
desynthétase,
manière
vont
être
capable
de
prendre
en
charge
la
fraction
azotée
(qui
peut
passer
de
manière
synthétase,  
vont  les
être  
capable  
e  prendre  
n  charge  la  
fraction  
azotée  (qui  
eut  
passer  
naturelle
à travers
tissus).
Ilsdvont
donc epermettre
une
neutralisation
depla
toxicité
de
naturelle
à
travers
les
tissus).
Ils
vont
donc
permettre
une
neutralisation
de
la
toxicité
de  manière  naturelle  à  travers  les  tissus).  Ils  vont  donc  permettre  une  neutralisation  
l'ammoniac en retransformant par exemple ce composé en glutamine lorsque le corps en de
a
l'ammoniac
en
exemple
composé
en glutamine
lorsque
corps
en a
de  la  Cette
toxicité  
dretransformant
e  l'ammoniac  
epar
n  retransformant  
par  sus-hépatique
exemple  
ce  composé  
edonc
n  gle
lutamine  
besoin.
glutamine
sera recaptée
par laceveine
et sera
présente
besoin.
Cette
glutamine
sera recaptée
par la sveine
sus-hépatique
et sera
donc présente
lorsque  
le  corps  
en  a  besoin.  
Cette  glutamine  
era  recaptée  
par  la  veine  
sus-­‐hépatique  
dans
la circulation
sanguine.
dans
la
circulation
sanguine.
et  sles
era  hépatocytes
donc  présente  
dans  la  circulation  
anguine.
• Puis,
péri-portal,
qui eux sne
contiennent pas de glutamine synthétase,
• •  seront
Puis,
les
hépatocytes
péri-portal,
qui
eux
necontiennent  
contiennent
pas
de
synthétase,
Puis,  capables
les  hépatocytes  
péri-­‐portal,  
qui  eprésente
ux  ne  
pas  
dvia
e  g
lutamine  
synthétase,  
de capter
la glutamine
dans le sang
la glutamine
veine porte
et cette
seront
capables
de
capter
la
glutamine
présente
dans
le
sang
via
la
veine
porte
cette
seront  capables  
de  cdégradation
apter  la  glutamine  
présente  
dans  le  sLa
ang  
via  la  veine  
porte  
et  cet
ette  
glutamine
subira une
(par la
glutaminase).
fraction
azotée
alors
libérée
glutamine
subira
une
dégradation
(par
la
glutaminase).
La
fraction
azotée
alors
libérée
glutamine  
subira  
une  de
dégradation  
(par  
la  glutaminase).  
La  fraction  
azotée  
alors  libérée  
resservira
pour
le cycle
l'urée. Enfin,
l'urée
repassera dans
la circulation
sanguine
et sera
resservira
pour
le
cycle
de
l'urée.
Enfin,
l'urée
repassera
dans
la
circulation
sanguine
et sera
resservira  pour  le  cycle  de  l'urée.  Enfin,  l'urée  repassera  dans  la  circulation  sanguine  
ensuite
éliminé via les urines. On peut voir que ces hépatocytes péri-portal ont de multiples
ensuite
via
les urines.
On
peut voir
ces
péri-portal
ont de multiples
et  sera  éliminé
nsuite  
éliminé  
via  les  
uβ-oxydation,
rines.  
On  pque
eut  
voir  hépatocytes
que  ces  l'uréogenèse.
hépatocytes  
péri-­‐portal  
ont  
fonctions
:ela
néoglucogenèse,
la
la cétogenèse,
fonctions
:
la
néoglucogenèse,
la
β-oxydation,
la
cétogenèse,
l'uréogenèse.
de   multiples   fonctions   :   la   néoglucogenèse,   la   β-­‐oxydation,   la   cétogenèse,  
l'uréogenèse.
12/18
12/18

2.  L’AMMONIOGENÈSE
 

CHU  de  Caen    

-­‐  24  -­‐  

2. L'ammoniogenèse

Comme  dit  précédemment,  l'ammoniogenèse  se  déroule  au  niveau  du  rein.  On  observe  ainsi  
une   dégradation  
la   glutamine  l'ammoniogenèse
en   acide   glutamique  
et   NH3.  
se  On
transforme  
Comme ditde  
précédemment,
se déroule
au L'ammoniac  
niveau du rein.
observe
ensuite  
NH4+   après  
capté   un  
proton.  
Ce   mécanisme  
donc   impliqué  
dans   la  
ainsi uneen  
dégradation
de avoir  
la glutamine
en acide
glutamique
et NH3.est  
L'ammoniac
se transforme
régulation  de  l'équilibre  acido-­‐basique  car  on  a  une  élimination  des  protons  H+  notamment  
ensuite en NH4+ après avoir capté un proton. Ce mécanisme est donc impliqué dans la régulation
en  
as  de  jeûne  
prolongé.   car on a une élimination des protons H+ notamment en cas de jeûne
de cl'équilibre
acido-basique
prolongé.

3.  LE  CYCLE  DE  L’URÉE  OU  URÉOGENÈSE
3. Le cycle de l'urée ou uréogenèse
A-­‐  DESCRIPTION  DU  CYCLE    
A) Description du cycle

Le  cycle  de  l'urée  est  un  mécanisme  extrêmement  important  et  constitue  la  voie  préférentielle  
Le cyclede  del'azote  
l'urée en  
estexcès  
un mécanisme
extrêmement
important
et constitue
la voie
d'élimination  
qui   aboutit  
à   un   produit  
final   sans  
aucune   fonction  
préférentielle
d'élimination
de
l'azote
en
excès
qui
aboutit
à
un
produit
final
sans
aucune
fonction
physiologique  :  l'urée.  
physiologique : l'urée.

3
1. L'ornithine transcarbamylase (OCT)
2. L'argininosuccinate synthetase (ASS)
3. L'argininosuccinate lyase (ASL)

2

1

NB: Le nom des enzymes intervenant dans le cycle ont été rajoutées pour permettre une meilleure compréhension du
mécanisme de l'uréogenèse.

 

Ce mécanisme fait intervenir une première molécule : l'ornithine. Cette ornithine, en
s'associant
avec fait  
une intervenir  
molécule deune  
carbamoyl
phosphate
et :  enl'ornithine.  
subissant l'action
l'ornithine
Le  
mécanisme  
première  
molécule  
Cette   de
ornithine,  
en  
transcarbamylase,
va
donner
de
la
citrulline.
Il
est
important
de
noter
que
cette
étape
se
déroule
s'associant  avec  une  molécule  de  carbamoyl  phosphate  et  en  subissant  l'action  de  l'ornithine  
au sein de la matrice
(cf schéma)Il   et
la synthèse
de carbamoyl
phosphate
transcarbamylase,  
va  mitochondriale
donner   de   la   citrulline.  
est  que
important  
de   noter  
que   cette  
étape   se  
constitue
une
étape
majeur
dans
la
régulation
du
cycle
de
l'urée.
déroule  au  sein  de  la  matrice  mitochondriale  (cf  schéma)  et  que  la  synthèse  de  carbamoyl  
La citrulline obtenue va ensuite repasser dans le cytosol pour redonner de
phosphate  
constitue  une  étape  majeur  dans  la  régulation  du  cycle  de  l'urée.  
l'argininosuccinate grâce à son association avec de l'aspartate et sous l'action de
l'argininosuccinate synthétase.
La  citrulline  obtenue  va  ensuite  repasser  dans  le  cytosol  pour  redonner  de  l'argininosuccinate  
L'argininosuccinate va s'associer à son tour à une molécule de fumarate pour former de
grâce  
à
 
son  
association  
avec  de  enzyme
l'aspartate  
et  sous  l'action  lyase
de  l'argininosuccinate  
synthétase.
l'arginine
grâce
à une troisième
: l'argininosuccinate
. Enfin, c'est cette arginine
qui
est à l'origine du produit terminal : l'urée.
L'argininosuccinate  
va   s'associer  
à   son   tour  
à   une   et
molécule  
de   fumarate  
former   de  
Ce mécanisme est fortement
consommateur
en énergie
permet l'élimination
depour  
deux molécules
l'arginine  
g
râce  
à
 
u
ne  
t
roisième  
e
nzyme  
:
 
l
'argininosuccinate  
l
yase  
.
 
E
nfin,  
c
'est  
c
ette  
arginine  
d'ammoniac pour une molécule d'urée formée.

qui  est  à  l'origine  du  produit  terminal  :  l'urée.  

NB : La citrulline et l'ornithine sont deux molécules capables de passer la paroi mitochondriale

Ce  
mécanisme  
fortement  
en   énergie  
et   permet   l'élimination   de   deux  
(feuillet
interne +est  
feuillet
externe) consommateur  
grâce à des transporteurs
spécifiques.
molécules  d'ammoniac  pour  une  molécule  d'urée  formée.
13/18

 

CHU  de  Caen    

-­‐  25  -­‐  

NB  :  La  citrulline  et  l'ornithine  sont  deux  molécules  capables  de  passer  la  paroi  mitochondriale  
(feuillet  interne  +  feuillet  externe)  grâce  à  des  transporteurs  spécifiques.  

Sur  le  schéma  ci-­‐dessus,  on  retrouve  d'une  part  les  différentes  étapes  décrites  précédemment  
Sur le schéma ci-dessus, on retrouve d'une part les différentes étapes décrites
qui  nécessitent  chacune  l'intervention  d'une  enzyme  puisque  chaque  étape  ne  se  fait  pas  de  
précédemment qui nécessitent chacune l'intervention d'une enzyme puisque chaque étape ne se
manière   spontanée.   Mais   on   retrouve   également   l'étape   de   régulation   qui   permet   ou   non  
fait pas de manière spontanée. Mais on retrouve également l'étape de régulation qui permet ou
l'entrée  dans  ce  cycle  de  l'urée.  
non l'entrée dans ce cycle de l'urée.
L'étape  clé  du  cycle  ne  peut  se  faire  qu'en  présence  de  carbamoyl  phosphate  (on  rappelle  que  
L'étape clé du cycle ne peut se faire qu'en présence de carbamoyl phosphate (on rappelle
le  carbamoyl  phosphate  est  la  molécule  qui  s'associe  à  l'ornithine  dans  la  mitochondrie  pour  
que le carbamoyl phosphate est la molécule qui s'associe à l'ornithine dans la mitochondrie pour
ensuite  donner  de  la  citrulline).  
ensuite donner de la citrulline).
Ce carbamoyl phosphate est obtenu grâce à deux molécules : l'ammoniac et le bicarbonate
Ce  carbamoyl  phosphate  est  obtenu  grâce  à  deux  molécules  :  l'ammoniac  et  le  bicarbonate  
quiqui  
vont
subir
l'action
d'une
enzyme
spécifique
: la:  lcarbamoyl
phosphate
synthétase
(ou
CPS).
vont  
subir  
l'action  
d'une  
enzyme  
spécifique  
a  carbamoyl  
phosphate  
synthétase  
(ou  
CPS).  
Mais cette CPS est régulée de manière allostérique par le N-acétyl-glutamate.
ce CN-actéyl
glutamate
est lui-même
obtenu
à la présence de certains acides
Mais  Or,
cette  
PS  est  régulée  
de  manière  
allostérique  
par  grâce
le  N-­‐acétyl-­‐glutamate.
aminés (le glutamate, l'aspartate, l'alanine, la glycine ou encore la glutamine), grâce à la présence
d'une
d'acétyl
CoA eetst  enfin
grâceoàbtenu  
l'action
de la
Or,  molécule
ce  N-­‐actéyl  
glutamate  
lui-­‐même  
grâce  
à  lN-acétyl-glutmamate
a  présence  de  certains  synthétase.
acides  aminés  
(le  glutamate,   l'aspartate,  l'alanine,  la  glycine  ou  encore   la  glutamine),  grâce   à  la  présence  
Onmolécule  
comprend
donc Cqu'en
post-prandial,
d'acides aminés
disponibles
d'une  
d'acétyl  
oA  et  période
enfin  grâce  
à  l'action  de  lala  quantité
N-­‐acétyl-­‐glutmamate  
synthétase.  
(captés par la veine porte) ainsi que la quantité d'acétyl CoA disponible permettent la synthèse de
N-actéyl-glutamate
qui lui-même
va permettre
la synthèse
de carbamoyl
phosphate
aboutir à
On   comprend   donc  
qu'en   période  
post-­‐prandial,  
la   quantité  
d'acides  
aminés  pour
disponibles  
une(captés  
activation
cylcepde
l'urée.
par  ldu
a  veine  
orte)  
ainsi  que  la  quantité  d'acétyl  CoA  disponible  permettent  la  synthèse  
mécanisme constitue
donc l'étape
de régulation
majeurde  
ducarbamoyl  
cycle.
de  NCe
-­‐actéyl-­‐glutamate  
qui  lui-­‐même  
va  permettre  
la  synthèse  
phosphate  pour  
aboutir  à  une  activation  du  cylce  de  l'urée.  

Ce  mécanisme  constitue  donc  l'étape  de  régulation  majeur  du  cycle.  
Un   autre   aspect   important   concernant   le   cycle   est   son   couplage   avec   une   autre   grande   voie  
métabolique  importante  :  le  cycle  de  krebs.

 

CHU  de  Caen    

14/18

-­‐  26  -­‐  

  
 
 
 
 
 
 

Un autre aspect important concernant le cycle est son couplage avec une autre grande voie
On  peut  observer  que  la  molécule  d'aspartate  nécessaire  à  la  formation  d'argininosuccinate  
métabolique importante : le cycle de krebs.
peut  
également  
être  
à   partir   de  
l'oxaloacétate  
via   une  
réaction   de  
On peut
observer
que synthétisée  
la molécule d'aspartate
nécessaire
à la formation
d'argininosuccinate
Cette   réaction  
fait  dedonc  
intervenir  viades  
spécifiques  
:   les  
peuttransamination.  
également être synthétisée
à partir
l'oxaloacétate
uneenzymes  
réaction de
transamination.
transaminases.  
Cette réaction fait donc intervenir des enzymes spécifiques : les transaminases.
B-­‐   ASPECTS  P
DU  CYCLE  
DE  L’URÉE  
B)HYSIOPATHOLOGIQUES  
Aspects physiopathologiques
du cycle
de l'urée
Dans  certains  cas,  les  patients  peuvent  présenter  des  problèmes  dans  la  prise  en  charge  de  
Dans certains cas, les patients peuvent présenter des problèmes dans la prise en charge de
l'ammoniac  au  niveau  hépatique.  Ainsi,  si  la  concentration  en  NH3  est  supérieure  à  40μM  (  
l'ammoniac
au niveau hépatique. Ainsi, si la concentration en NH3 est supérieure à 40μM ( taux
taux  
plus  
ou   moins  
l'âge   par  
on  toxicité
observe  cellulaire
une   toxicité  
plus ou moins variable
envariable  
fonctionen  
de fonction  
l'âge par de  
exemple),
onexemple),  
observe une
et on
cellulaire  
e
t  
o
n  
p
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d
'hyperammoniémie.  
parle d'hyperammoniémie.

On dintingue deux types d'hyperammoniémies :
On  
dintingue  
deux  types  d'hyperammoniémies  
:  
• les
hyperammoniémies
primitives (d'origine génétique)
• les hyperammoniémies secondaires
•   les  hyperammoniémies  primitives  (d'origine  génétique)
•   les  hyperammoniémies  secondaires  
Les hyperammoniémies
primitives
Les  hyperammoniémies  primitives  
Les hyperammoniémies primitives sont la conséquence d'un déficit en enzyme intervenant dans
l’uréogenèse. Ainsi, en fonction de l'enzyme touchée, les pathologies associées seront différentes :
Les  hyperammoniémies  primitives  sont  la  conséquence  d'un  déficit  en  enzyme  intervenant  
dans  l’uréogenèse.  Ainsi,  en  fonction  de  l'enzyme  touchée,  les  pathologies  associées  seront  
Pathologie associée
différentes  :   Enzyme déficitaire
Déficit en carbamoyl-phosphate
Hyperammoniémie de type I
synthétase
Enzyme  
déficitaire
Pathologie  
associée
Déficit en
ornithine
transcarbamylase
Hyperammoniémie de type
II
Déficit  
en  carbamoyl-­‐phosphate  
ynthétase
Déficit
en argininosuccinate ssynthétase
Déficit  
en  oen
rnithine  
transcarbamylase
Déficit
argininosuccinate
lyase

Hyperammoniémie  de  type  I
Citrullinémie
Hyperammoniémie  de  type  II
Acidurie argininosuccinique

Déficit  en  argininosuccinate  
synthétase
Déficit en arginase

Hyperargininémie

Citrullinémie  

Déficit  en  argininosuccinate  lyase

Acidurie  argininosuccinique  

Déficit  en  arginase  

Hyperargininémie  

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Zoom  
sur  
l'hyperammoniémie  de
de  type
type  IIII
Zoom
sur
l'hyperammoniémie
Zoom sur l'hyperammoniémie de type II
Comme  
vu   précédemment,  
une   hyperammoniémie  
de   type  
est   due  
à   un  
en   OCT.  
Comme
vu précédemment,
une hyperammoniémie
deII  type
II est
duedéficit  
à un déficit
en OCT.
Comme
vu
précédemment,
une
hyperammoniémie
de
type
II
est
due
à
un
déficit
en
OCT.
Ainsi,  
carbamoyl  phosphate
phosphate  qui
qui  est
est  produit
produit  ne
ne  ssera
era  pplus
lus  uutilisé
tilisé  ppour
our  la  
Ainsi,
lele  
carbamoyl
lasynthèse  
synthèsede  
decitrulline  
citrulline mais
Ainsi, le
carbamoyl
phosphate
qui
est
produit
ne
sera
plus
utilisé
pour
la
synthèse
de
citrulline
mais
mais  
sera,  
suite  
à  
une  
cascade  
de  
réactions,  
transformé  
en  
acide  
orotique.  
Les  
cas  
où  
l'on  
sera, suite à une cascade de réactions, transformé en acide orotique. Les cas où l'on
observe
un
sera, suite
à
une
cascade
de
réactions,
transformé
en
acide
orotique.
Les
cas
où
l'on
observe
un
observe  
u
n  
d
éficit  
e
n  
O
CT  
s
ont  
l
es  
p
lus  
f
réquents.  
déficit en OCT sont les plus fréquents.
déficit en OCT sont les plus fréquents.

En conclusion,
type d'anomalie,
on observera
une augmentation
En conclusion,
dans cedans
typece
d'anomalie,
on observera
toujourstoujours
une augmentation
du taux du taux
d'ammoniac
mais
lesce  
explorations
métaboliques
complémentaires
qui réalisées
seront réalisées
En   conclusion,  
dans  
type  métaboliques
d'anomalie,  
on  
observera  
toujours  
augmentation  
du  les
taux  sur les
d'ammoniac
mais les
explorations
complémentaires
qui une  
seront
sur
patients
nous
orienterons
vers
un
profil
de
pathologie
particulier.
mais  lvers
es  explorations  
étaboliques  
complémentaires  qui  seront  réalisées  sur  les  
patientsd'ammoniac  
nous orienterons
un profil dem
pathologie
particulier.
•
Ex
n°1:
une
hyperammoniémie
accompagnée
bas de citrulline
patients  
nous  
orienterons  vers  uaccompagnée
n  profil  de  pathologie  
pd'un
articulier.  
• Ex
n°1: une
hyperammoniémie
d'un taux
trèstaux
bastrès
de citrulline
et d'une et d'une
augmentation
orotique
correspond
à une hyperammoniémie
type
II avec comme
augmentation
d'acided'acide
orotique
correspond
à une hyperammoniémie
de type IIde
avec
comme
: l'OCT.
•   enzyme
Ex  
n°1:  impliquée
une  : h
yperammoniémie  
accompagnée  d'un  taux  très  bas  de  citrulline  et  d'une  
enzyme
impliquée
l'OCT.
•
Ex
n°2
:
une
hyperammoniémie
accompagnée
d'une augmentation
très importante
• Ex n°2 : augmentation  d'acide  orotique  correspond  à  une  hyperammoniémie  de  type  II  avec  
une hyperammoniémie accompagnée d'une augmentation
très importante
du taux du taux
d'arginine
correspond
à une:  hyperargininémie
et l'enzyme
impliquée
est l'arginase.
comme  
enzyme  
impliquée  
l'OCT.  
d'arginine
correspond
à une
hyperargininémie
et l'enzyme
impliquée
est l'arginase.
•   Ex  n°2  :  une  hyperammoniémie  accompagnée  d'une  augmentation  très  importante  du  
taux  
correspond  
une  
et  
impliquée  
est  
Dans
de pathologie,
onà   observe
donc
une accumulation
de produits
du
Dans ce
typeced'arginine  
detype
pathologie,
on observe
donchyperargininémie  
une
accumulation
de l'enzyme  
produits
en
amontenduamont
l'arginase.  
site touché
et à l'inverse
une diminution
de la quantité
de produits
en aval.
tousil les
site touché
et à l'inverse
une diminution
de la quantité
de produits
en aval. Dans
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les cas,
y a cas, il y a
une
nécessité
d'une
prise
en
charge
rapide
avec
un
dosage
du
taux
d'ammoniac
car
une
une nécessité d'une prise en charge rapide avec un dosage du taux d'ammoniac car une quantité quantité
Dans  
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l'une
des
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i
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il faudra
administrer
aux patients
des molécules
qui permettront
l'élimination
du cycle.
faudra
administrer
aux patients
des molécules
qui permettront
l'élimination
des y   des
a  une  nécessité  d'une  prise  en  charge  rapide  avec  un  dosage  du  taux  d'ammoniac  car  une  
produits
accumulés.
On noteOn
qu'il
estqu'il
parfois
d'aller jusqu'à
extra-rénale.
produits
accumulés.
note
est nécessaires
parfois nécessaires
d'allerl'épuration
jusqu'à l'épuration
extra-rénale.
quantité  trop  importante  pourra  suggérer  un  mauvais  fonctionnement  ou  un  déficit  dans  l'une  
 

CHU  de  Caen    
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des   enzymes   du   cycle.   Puis   il   faudra   administrer   aux   patients   des   molécules   qui   permettront  
l'élimination   des   produits   accumulés.   On   note   qu'il   est   parfois   nécessaires   d'aller   jusqu'à  
l'épuration  extra-­‐rénale.  
Formes  néonatales  de  l'hyperammoniémie  primitive
Un  bébé  qui  subitement  se  dégrade,  qui  a  une  symptomatologie  aiguë  et  des  caractéristiques  
tels   qu'une   hyperventilation,   une   hypothermie   puis   le   coma,   doit   être   pris   en   charge  
extrêmement  rapidement.  
Ce  cas  d'hyperammoniémie  primitive  est  une  forme  très  sévère  notamment  chez  le  garçon  
avec  un  début  précoce  et  une  mortalité  de  l'ordre  de  85  %  si  le  diagnostic  est  le  traitement  
sont  réalisés  trop  tardivement.  
NB  :  le  dosage  chez  un  bébé  qui  se  dégrade  très  rapidement  sera  systématique.
Formes  tardives  de  l'hyperammoniémie  primitive
L'apparition  des  premiers  signes  peut  se  faire  vers  l’âge  adulte  avec  des  symptômes  d'ordres  
digestifs   (anorexie,   dégoût   des   protéines),   neurologiques   (somnolence),   psychiatriques  
(troubles  de  l'humeur,  hallucinations).  Le  stress,  les  infections,  les  modifications  alimentaires  
peuvent   constituer   des   facteurs   déclenchants   de   cette   maladie   qui   possèdent   des  
présentations  cliniques  très  diverses  et  un  taux  de  mortalité  important  (de  l'ordre  de  30%).
Cas  clinique  :
Un  enfant  de  11  ans  est  vue  en  consultation  dans  un  service  de  pédiatrie  :  cet  enfant  présente  
des   troubles   du   comportement   et   une   certaine   agressivité.   Son   bilan   biologique   présente  
notamment   une   ammoniémie   à   83μmol/L   (on   rappelle   que   le   taux   ne   de   doit   pas   excéder  
40μmol/L).  Un  déficit  en  OCT  a  été  diagnostiqué  chez  cet  enfant  en  période  néonatale,  et  on  
note  également  de  nombreuses  hospitalisations  en  urgence  suite  à  des  vomissements  et  des  
syndromes  de  décompensation.
Question  n°1  :  Quels  types  d'anomalies  sont  responsables  d'hyperammoniémies  et  comment  
représenter  l'uréogenèse  au  moyen  d'un  schéma  ?
Se  référer  au  schéma  et  au  tableau  récapitulatif  des  pathologies.
Question  n°2  :  Que  pouvez-­‐vous  faire  comme  analyses  biochimiques  pour  mettre  en  
évidence  une  telle  pathologie  ?
Dans  ce  cas  précis,  il  est  urgent  de  réaliser  un  dosage  de  l'ammoniémie  (+++).  Dans  un  second  
temps,  il  est  possible  de  faire  des  analyses  chromatographiques  concernant  les  acides  aminés  
plasmatiques  et  urinaires  ainsi  que  les  acides  organiques  urinaires  (ornithine,  citruline,  etc.  ).  
Enfin,  on  peut  faire  un  dosage  de  l'acide  orotique  et  de  la  carnitine.  

 

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NB   :   La   carnitine   est   une   molécule   très   importante   pour   faire   passer   les   AG   dans   la  
mitochondrie.   Ainsi,   un   défaut   de   carnitine   (carence   nutritionnelle   ou   défaut   de   synthèse)  
provoquera  un  défaut  dans   la   synthèse  d'acétyl-­‐CoA  (la   β-­‐oxydation  n'a   pas   lieu)  et   donc  un  
défaut   d'accumulation   de   N-­‐actéyl-­‐glutamate   (activateur   allostérique   qui   permet   l'entrée  
dans  l'uréogenèse).
Question  n°3  :  D'autres  mécanismes  peuvent-­‐ils  être  impliqués  dans  les  
hyperammoniémies  ?
Oui,   car   il   existe   des   hyperammoniémies   dites   héréditaires   mais   également   des  
hyperammoniémies  dites  acquises.  
Les  hyperammoniémies  primitives  héréditaires  peuvent  être  dues  à  un  déficit  de  transport  
mitochondriale   de   l'ornithine/citrulline.   Dans   ce   cas,   cela   est   dû   à   une   anomalie   des  
transporteurs  (mutations)  qui  ne  peuvent  plus  fonctionner  et  qui  provoquent  un  défaut  dans  
l'exportation   de   certaines   molécules.   Puisque   les   molécules   ne   sont   pas   présentes   dans   la  
matrice  mitochondriale,  il  n'y  a  plus  de  prise  en  charge  de  l'ammoniac.  
Les   hyperammoniémies   primitives   héréditaires   peuvent   également   être   causées   par   des  
anomalies   (mutations)   des   autres   enzymes   du   cycle   de   l'urée,   des   anomalies   des   voies  
métaboliques   affectant   la   fourniture   de   substrats   ou   d'intermédiaires   indispensables   (cf  
exemple  de  la  carnitine  et  de  la  β-­‐oxydation)  ou  encore  des  anomalies  des  voies  métaboliques  
entraînant  l'accumulation  d'un  métabolite  inhibiteur  (aciduries  organiques).  
Les   hyperammoniémies   primitives   acquises   quant   à   elles   peuvent   être   dues   à   une  
insuffisance  hépatique  suite  à  une  intoxication,  une  infection  ou  à  une  exclusion  hépatique  
d'origine  vasculaire  avec  présence  d'un  shunt  porto-­‐cave  dû  à  une  malformation  vasculaire.
Cela  peut  aussi  être  causé  par  une  inhibition  du  cycle  de  l'urée  par  des  médicaments  tels  que  
l'acide   valproïque   (molécule   très   toxique)   qui   va   venir   inhiber   le   carbamoyl   phosphate  
synthétase.
Les  hyperammoniémies  secondaires
Elles  sont  relativement  fréquentes  et  peuvent  être  causées  par  une  insuffisance  hépatique  
grave  telle  que  l'hépatite  ou  encore  la  cirrhose,  par  un  shunt  porto-­‐cave  ou  encore  par  des  
troubles  de  la  β-­‐oxydation  des  AG.    
 
 
 
 
 

 

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ANNALES  
 
2015-­‐2016  :    
Pas  de  questions  sur  cette  partie.    

2014-­‐  2015  :    
Pas  de  questions  sur  cette  partie.    

2013-­‐2014  :  
Pas  de  questions  sur  cette  partie.    

2012-­‐2013  :    
Pas  de  questions  sur  cette  partie.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

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Ce  sont  3  nains  qui  vont  voir  les  prostitués.  
Le  1  er  sort  après  1  minute,  le  second  peu  de  temps  après.  
Alors  c’  était  comment  ??  
NUL  j’ai  pas  réussi  à  lui  faire  l’amour!  Et  toi  ?  
Moi,  j’  ai  fini  en  30  secondes  ……  
Du  coup  ils  attendent  leur  ami,  ils  l’entendent  respirer  très  
fort  et  le  lit  qui  grince  sans  cesse…..  
Il  sort  2  heures  après.  
Ils  lui  disent  :  «  T’es  trop  fort,  nous  ça  a  été  nul  !  
Il   leur   répond   alors   :   »   M’en  
parlez   pas,   j’ai   pas   réussi   à  
monter  sur  le  lit  !  »  

 

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