🍗
Des protéines aux acides aminésAprès un repas riche en protéines (viande, œufs, légumineuses), la digestion libère des acides aminés dans le sang. Ces acides aminés servent d'abord à reconstruire les protéines de l'organisme, mais en excès ils ne sont pas stockés. Leur groupement amine (–NH₂) doit être éliminé car l'ammoniac (NH₃) est toxique pour les cellules, surtout les neurones. Le foie est l'organe central qui transforme cet azote en urée, molécule non toxique éliminée dans les urines. Le squelette carboné restant peut être utilisé pour produire de l'énergie ou du glucose.
📢 Rappel
Les protéines sont des polymères d'acides aminés unis par des liaisons peptidiques.
📖 Définition
Un acide aminé possède une fonction amine –NH₂, une fonction acide –COOH et une chaîne latérale R spécifique.
🔍 Exemple
Lors d'un jeûne prolongé, les protéines musculaires sont dégradées pour fournir des acides aminés énergétiques.
💡 À retenir : Un acide aminé en excès est séparé en deux : un groupement amine toxique à éliminer et un squelette carboné valorisable.
🔄
Collecter l'azote des acides aminésLa plupart des acides aminés transfèrent d'abord leur groupement amine sur l'α-cétoglutarate pour former du glutamate : c'est la transamination, catalysée par des aminotransférases (ALAT, ASAT). Le glutamate devient alors le collecteur central de l'azote. Dans le foie, la glutamate déshydrogénase libère l'ion ammonium NH₄⁺ et régénère l'α-cétoglutarate : c'est la désamination oxydative. Cette réaction produit aussi du NADH utilisable par la chaîne respiratoire. L'ion ammonium est toxique et doit immédiatement entrer dans le cycle de l'urée.
📖 Définition
La transamination est le transfert réversible d'un groupement amine d'un acide aminé vers un α-cétoacide, sans libération d'ammoniac.
⭐ À retenir
ALAT et ASAT sont des aminotransférases dosées en clinique pour évaluer des lésions du foie ou du muscle.
📢 Rappel
L'α-cétoglutarate est un intermédiaire du cycle de Krebs, ce qui relie métabolisme azoté et énergétique.
💡 À retenir : Le glutamate est la plaque tournante : il récupère l'azote de presque tous les acides aminés puis le libère sous forme d'ammonium.
⚗️
Transformer l'ammoniac en uréeLe cycle de l'urée se déroule en partie dans la mitochondrie et en partie dans le cytosol des hépatocytes. Il commence par la formation de carbamyl-phosphate à partir de NH₄⁺, HCO₃⁻ et 2 ATP. Le carbamyl-phosphate réagit avec l'ornithine pour donner la citrulline, qui sort de la mitochondrie. Dans le cytosol, la citrulline se combine avec l'aspartate pour former l'argininosuccinate, rapidement clivé en fumarate et arginine. L'arginine est hydrolysée par l'arginase : elle libère l'urée et régénère l'ornithine, prête pour un nouveau tour.
⭐ À retenir
Le cycle de l'urée est spécifique du foie ; un déficit enzymatique entraîne une hyperammoniémie.
📢 Rappel
La mitochondrie fournit l'ATP nécessaire aux premières étapes du cycle.
🔍 Exemple
Un régime hyperprotéiné augmente l'activité des enzymes du cycle de l'urée pour éliminer l'excès d'azote.
💡 À retenir : Le cycle de l'urée convertit deux groupements azotés (NH₄⁺ et aspartate) en une molécule d'urée neutre, éliminée par le rein.
🩺
Quand le cycle est débordéLe cycle de l'urée est régulé par la disponibilité en substrats et par l'induction des enzymes lors d'un régime riche en protéines. L'ammoniac non transformé s'accumule dans le sang : c'est l'hyperammoniémie, toxique pour le cerveau (troubles de la conscience, coma). Les causes principales sont l'insuffisance hépatique sévère et les déficits génétiques des enzymes du cycle. Le traitement repose sur une restriction protéique et des médicaments qui activent des voies alternatives d'élimination de l'azote. Le fumarate produit par le cycle rejoint le cycle de Krebs, illustrant l'intégration des métabolismes.
🔍 Exemple
Dans la cirrhose, la perte des hépatocytes diminue la capacité à produire l'urée, d'où un risque d'encéphalopathie hépatique.
⭐ À retenir
L'ammoniac traverse la barrière hémato-encéphalique et perturbe le fonctionnement des astrocytes.
📢 Rappel
Le fumarate est un intermédiaire du cycle de Krebs, ce qui permet au cycle de l'urée d'alimenter la production d'énergie.
💡 À retenir : Un foie fonctionnel est indispensable pour éviter l'accumulation cérébrale d'ammoniac.