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Quel est le rôle de l'Aspartate Transaminase dans la néoglucogenèse ?


Je sais que l'oxaloacétate ne peut pas traverser la membrane mitochondriale, mais peut à la place être converti en aspartate, évacué puis reconverti en oxaloacétate. Qu'est-ce que cela a à voir avec la néoglucogenèse?

La voie traditionnelle consiste à convertir le pyruvate en OAA en malate dans les mitochondries, à extraire le malate, puis à reconvertir le malate en OAA dans le cytosol. Si le lactate est le précurseur, alors la conversion du lactate en pyruvate dans le cytosol peut générer un NADH, rendant inutile la conversion en malate dans les mitochondries. Ainsi, l'OAA est convertie directement en PEP dans les mitochondries par la PEPCK mitochondriale et transportée vers le cytosol pour commencer la gluconéogenèse.

Si nous avons ces deux voies, quel est l'intérêt d'utiliser l'aspartate ?


J'ai peut-être abordé ce problème dans la mauvaise direction, alors voici ma tentative de réponse :

Pour que la gluconéogenèse fonctionne, la glycolyse doit être arrêtée. La glycolyse alimente le cycle du TCA avec de l'acétyl-CoA via la décarboxylation du pyruvate, et sans glucose comme source, nous devons nous tourner vers d'autres méthodes de génération d'OAA pour en faire du PEP. Nous pouvons fabriquer de l'OAA via l'aspartate transaminase en faisant réagir l'aspartate avec le -cétoglutarate.


Gluconéogenèse

Gluconéogenèse (GNG) est une voie métabolique qui entraîne la génération de glucose à partir de certains substrats carbonés non glucidiques. C'est un processus omniprésent, présent chez les plantes, les animaux, les champignons, les bactéries et autres micro-organismes. [1] Chez les vertébrés, la néoglucogenèse se produit principalement dans le foie et, dans une moindre mesure, dans le cortex des reins. C'est l'un des deux principaux mécanismes - l'autre étant la dégradation du glycogène (glycogénolyse) - utilisé par les humains et de nombreux autres animaux pour maintenir les niveaux de sucre dans le sang, en évitant les faibles niveaux (hypoglycémie). [2] Chez les ruminants, parce que les glucides alimentaires ont tendance à être métabolisés par les organismes du rumen, la néoglucogenèse se produit indépendamment du jeûne, des régimes pauvres en glucides, de l'exercice, etc. [3] Chez de nombreux autres animaux, le processus se produit pendant les périodes de jeûne, de famine, régimes pauvres en glucides ou exercice intense.

Chez l'homme, les substrats de la néoglucogenèse peuvent provenir de toute source non glucidique pouvant être convertie en pyruvate ou en intermédiaires de glycolyse (voir figure). Pour la dégradation des protéines, ces substrats comprennent les acides aminés glucogéniques (bien que non les acides aminés cétogènes) issus de la dégradation des lipides (tels que les triglycérides), ils comprennent le glycérol, les acides gras à chaîne impaire (mais pas les acides gras à chaîne paire, voir ci-dessous) et d'autres parties du métabolisme, ils comprennent le lactate du cycle de Cori. Dans des conditions de jeûne prolongé, l'acétone dérivée des corps cétoniques peut également servir de substrat, fournissant une voie des acides gras au glucose. [4] Bien que la plupart de la néoglucogenèse se produise dans le foie, la contribution relative de la néoglucogenèse par le rein est augmentée dans le diabète et le jeûne prolongé. [5]

La voie de la néoglucogenèse est hautement endergonique jusqu'à ce qu'elle soit couplée à l'hydrolyse de l'ATP ou du GTP, rendant effectivement le processus exergonique. Par exemple, la voie menant du pyruvate au glucose-6-phosphate nécessite 4 molécules d'ATP et 2 molécules de GTP pour se dérouler spontanément. Ces ATP sont fournis par le catabolisme des acides gras via la bêta-oxydation. [6]


Structure

qui contient [4] ( Hélices alpha , Brins bêta , Boucles , Se tourne ). Unité asymétrique de l'aspartate aminotransférase, avec un petit et un grand domaine en surbrillance et un cofacteur PLP (1b4x). Chaque sous-unité contient un site actif équivalent [4] . Les sous-unités se connectent à deux sites : entre leurs grands domaines et entre les résidus N-terminaux et le grand domaine sur l'autre sous-unité [7] . Cette structure de l'AST varie infimement parmi les organismes allant de E. coli aux humains [4] [3] . De plus, la structure du site actif est hautement conservée avec une homologie de séquence de 25 % [4] .

Chaque sous-unité de l'homodimère est ensuite divisée en un petit et un grand domaine [4] . Le est composé des acides aminés de l'extrémité N-terminale au résidu Pro 48 et de Met 326 à l'extrémité C-terminale [4] . Les acides aminés restants constituent le , et le sont reliés par une longue hélice composée de 32 acides aminés [4] .

Le grand domaine est l'endroit où se trouve le site actif de l'AAT et pour s'adapter à cela, le noyau contient de nombreuses structures supersecondaires /β [4] . Cela contraste avec le noyau de la petite sous-unité qui est formée de deux hélices et de deux brins [4] . Dans les organismes multicellulaires, il y a un coude au 325e résidu qui agit comme une charnière pour le petit domaine, ce qui permet les changements de conformation résultants qui se produisent lors de la liaison des inhibiteurs à l'enzyme [4] .

Comme indiqué ci-dessus, le site actif de l'AST est situé sur le grand domaine de la sous-unité [4] . Dans le site actif se trouve le résidu aminé Lys 258, également connu sous le nom d'aldimine interne, qui se lie au cofacteur Pyridoxal 5'-phosphate ( ) formant ce qu'on appelle une base de Schiff [4] [3] . Lors de l'ajout d'un substrat d'acides aminés, une nouvelle base de Schiiff se forme entre le PLP et l'acide aminé [4] .


Fonction de transamination

Les enzymes transaminases se trouvent généralement dans le cytosol et les mitochondries et fonctionnent dans l'intégration de différentes voies métaboliques.

La glutamate déshydrogénase dans sa réaction inverse, par exemple, peut convertir le glutamate en ammonium, NADH (ou NADPH) et -cétoglutarate, qui peuvent entrer dans le cycle de l'acide tricarboxylique et fonctionner dans la production d'énergie.

Cette enzyme, qui se trouve dans la matrice mitochondriale, représente un point de ramification qui associe les acides aminés au métabolisme énergétique, de sorte que lorsqu'une cellule manque d'assez d'énergie sous forme de glucides ou de graisses pour fonctionner, elle peut, alternativement, utiliser certains acides aminés pour le même but.

La formation de l'enzyme (glutamate déshydrogénase) au cours du développement du cerveau est essentielle pour le contrôle de la détoxification de l'ammonium, car il a été démontré que certains cas de retard mental sont dus à une faible activité de celui-ci, ce qui conduit à l'accumulation d'ammoniac, ce qui nuit à la santé du cerveau.

Dans certaines cellules hépatiques, des réactions de transamination peuvent également être utilisées pour la synthèse de glucose par gluconéogenèse.

La glutamine est convertie en glutamate et en ammonium par l'enzyme glutaminase. Ensuite, le glutamate est converti en -cétoglutarate, qui entre dans le cycle de Krebs puis dans la néoglucogenèse. Cette dernière étape se produit grâce au fait que le malate, l'un des produits de la route, est transporté hors des mitochondries au moyen d'une navette.

Cette navette laisse le α-cétoglutarate à la merci de l'enzyme malique, qui le transforme en pyruvate. Deux molécules de pyruvate peuvent ensuite être converties en une molécule de glucose par gluconéogenèse.


Preuve épidémiologique d'une association entre l'AST et les MCV et la mortalité

À la suite du premier rapport d'augmentation de l'activité de l'AST chez les patients présentant un infarctus aigu du myocarde (12), la mesure de l'AST sérique a été utilisée en routine pour le diagnostic de cette maladie. De nombreuses études au cours des 2 décennies suivantes ont étudié la valeur de l'AST pour le diagnostic, la quantification des lésions ischémiques (nécrose) et la stratification du risque des patients atteints d'infarctus aigu du myocarde. Dans l'infarctus aigu du myocarde, l'AST commence à augmenter 6 à 8 heures après l'apparition des symptômes, atteint le niveau maximal entre 24 et 36 heures et revient à la normale en 3 à 7 jours. La reperfusion par thrombolyse ou angioplastie par ballonnet raccourcit le temps jusqu'à la valeur maximale de l'AST. La distribution généralisée de l'AST dans les tissus humains (en particulier dans le foie et le muscle squelettique) et l'augmentation relativement tardive de l'activité sérique après une occlusion coronaire sont des inconvénients de ce test par rapport au diagnostic d'infarctus du myocarde. Depuis que des biomarqueurs plus sensibles de l'ischémie/nécrose du myocarde sont devenus disponibles, l'AST n'est plus utilisée pour le diagnostic de l'infarctus aigu du myocarde. Bien que l'activité de l'AST soit plus élevée dans le myocarde par rapport à l'ALT ou à la gamma-glutamyl transférase (GGT), l'AST a suscité moins d'intérêt épidémiologique en ce qui concerne l'association avec les MCV par rapport à d'autres enzymes. Dans cette revue narrative, les preuves épidémiologiques existantes seront évaluées sans restriction de durée ni de type d'étude. L'AST a été principalement étudiée dans le cadre de l'association des enzymes hépatiques avec les MCV. En conséquence, les preuves de l'association entre AST et MCV restent limitées (Tableau 1).

En 1998, Arndt et al. (62) ont étudié l'association entre les enzymes hépatiques (GGT, ALT et AST) et la mortalité toutes causes confondues ou l'incapacité professionnelle chez des ouvriers du bâtiment de sexe masculin subissant des examens de santé au travail dans le sud de l'Allemagne de 1986 à 1988. Sur environ 6 ans de suivi, les sujets avec un taux d'AST >18 U/L (11,9 % des participants) avaient un risque de départ anticipé à la retraite deux fois plus élevé et un risque de mortalité 2,6 fois plus élevé que les sujets ayant des valeurs d'AST plus faibles après ajustement pour l'âge, la nationalité, le groupe professionnel, le tabagisme, l'indice de masse corporelle et la consommation d'alcool. Une vaste étude coréenne de cohorte prospective comprenant 94 533 hommes et 47 522 femmes âgés de 35 à 59 ans a montré une forte association entre l'activité de l'AST et la mortalité toutes causes confondues, les MCV, le cancer, le foie et le système digestif. Chez les hommes, pour les valeurs d'AST 20-29, 30-39, 40-49, 50-99 et ≥100 U/L, les risques relatifs pour l'association entre l'AST et la mortalité toutes causes (liées aux MCV) étaient : 1,3 ( 1,4), 1,7 (1,4), 2,7 (1,8), 5,4 (2,6) et 8,6 (3,3), respectivement, par rapport aux valeurs AST <20 U/L. Les risques relatifs ont été ajustés en fonction de l'âge, de l'indice de masse corporelle, du statut tabagique, de la consommation d'alcool, de la glycémie, du cholestérol total, de la pression artérielle et des antécédents familiaux de maladie du foie. Chez les femmes, l'association était moins évidente. Seules les valeurs d'AST dépassant 50 U/L ont été associées à la mortalité toutes causes [rapport de risque ajusté = 2,9 (1,4 à 5,8)] alors qu'aucune association n'a été trouvée avec la mortalité liée aux MCV (en raison du nombre limité de décès liés aux MCV chez les femmes) (63 ). Une autre étude dans la population coréenne a examiné l'association entre les aminotransférases et le risque d'AVC ischémique, d'AVC hémorragique, d'hémorragie sous-arachnoïdienne et d'hémorragie intracérébrale chez les hommes sur 10 ans de suivi. Après ajustement pour l'âge, l'indice de masse corporelle, la pression artérielle, la glycémie à jeun, le cholestérol total, le tabagisme et la consommation d'alcool, l'AST est resté associé au risque d'AVC hémorragique mais pas au risque d'AVC ischémique ou d'hémorragie sous-arachnoïdienne (64). Une petite étude chez des sujets ambulatoires de plus de 70 ans n'a pas trouvé d'association entre l'AST et la mortalité toutes causes sur 12 ans de suivi (65).

Un certain nombre d'études publiées en 2008 ont évalué l'association entre l'AST et la mortalité ou d'autres critères de jugement. L'étude Framingham Offspring Heart Study n'a pas montré d'association entre l'AST et la mortalité toutes causes confondues ou liée aux maladies cardiovasculaires sur 20 ans de suivi dans l'échantillon global ou chez les sujets avec AST dans la plage normale après ajustement pour l'âge, le sexe, la pression artérielle systolique, traitement médicamenteux antihypertenseur et hypolipémiant, tabagisme, indice de masse corporelle, diabète sucré, cholestérol total et lipoprotéines de haute densité et consommation d'alcool. Cependant, l'AST était en corrélation avec le risque de développer un diabète dans l'échantillon global [OR ajusté =1,33 (1,17–1,53)] et les sujets avec l'AST dans la plage normale [OR ajusté =1,24 (1,04–1,48), tous deux calculés pour une norme spécifique au sexe écart (SD) augmentation de la valeur log AST] (66). L'étude Firenze Bagno a Ripoli (FIBAR) a évalué l'association entre les enzymes hépatiques (GGT, ALT et AST) chez des sujets sans diabète ni maladie cardiovasculaire et sans maladie du foie à l'exception de la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD). Après ajustement pour l'âge, le sexe, l'alcool, le tabagisme et la glycémie à jeun, l'AST est restée associée au risque de MCV incidente mais pas au diabète [HR ajusté = 0,990 (0,722-1,356)]. Une valeur d'AST dépassant le seuil de 40 U/L était associée au risque de MCV avec un RR ajusté selon l'âge et le sexe de 6,52 (1,51-28,12) (67). Une étude épidémiologique basée sur la population menée dans le comté d'Olmsted, au Minnesota, a montré que des valeurs anormales d'AST étaient associées à une survie réduite (rapport de mortalité standardisé significativement accru) avec une relation dose-réponse. Les sujets chez lesquels l'AST n'a pas été testé et ceux avec des valeurs d'AST normales ont eu une meilleure survie que prévu [ratio de mortalité standardisé de 0,79 (0,75-0,83) et 0,95 (0,91-0,98), respectivement] (68). L'association entre les enzymes hépatiques et le risque de mortalité a également été évaluée dans une étude portant sur > 1,9 million de demandeurs d'assurance entre 1993 et ​​1997. Il y a eu 50 174 décès sur un suivi médian de 12 ans. En utilisant le risque de la moitié moyenne de la population par distribution comme référence, la mortalité relative a augmenté à des niveaux d'AST inférieurs et supérieurs démontrant une relation en forme de U entre l'AST et la mortalité (69).

Une étude de 2013 a évalué l'association entre les enzymes hépatiques et la mortalité (toutes causes confondues, MCV, cancer et carcinome hépatocellulaire) chez les survivants (3 961 sujets) et les non-survivants (n = 1 864 sujets) sélectionnés parmi 54 751 hommes taïwanais âgés de 40 à 80 ans. de cancer à l'entrée sur 5,8 ± 2,5 ans de suivi. L'AST continue (entrée sous forme de logarithme naturel des valeurs d'AST) n'était pas associée à la mortalité toutes causes confondues ou MCV. Cependant, un niveau d'AST >37 U/L a été associé au risque de mortalité toutes causes confondues et de MCV chez les sujets négatifs pour l'antigène de surface de l'hépatite B après ajustement pour l'âge, l'indice de masse corporelle, le tabagisme, la consommation d'alcool, l'éducation, l'activité physique, le diabète , cholestérol total, lipoprotéines de haute densité, pression artérielle systolique et diastolique et protéine C-réactive (70). Une étude de 2014 intégrée à l'étude de Rotterdam, une vaste cohorte prospective basée sur la population, a évalué l'association des enzymes hépatiques avec la mortalité toutes causes et causes spécifiques chez les sujets âgés de 55 ans et plus jusqu'à 19,5 ans de suivi. Les sujets avec un AST entre >25e centile et <95e centile avaient un risque de mortalité toutes causes plus faible [HR ajusté = 0,85 (0,77-0,95), HR ajusté =0,76 (0,69-0,85) et HR ajusté =0,81 (0,72-0,90) pour l'AST >25e au 50e centile, AST >50e au 75e centile et AST >75e au 95e centile, respectivement] par rapport à ASP <25e centile. L'association de l'AST avec la mortalité par MCV n'était significative pour aucune des comparaisons. Dans cette étude, l'association entre l'AST et la mortalité toutes causes confondues était en forme de U. Les estimations du risque ont été ajustées en fonction de l'âge, du sexe, de l'éducation, du statut tabagique, de la consommation d'alcool, de l'hypertension, du diabète sucré, de l'indice de masse corporelle et du cholestérol total (71). Dans une étude portant sur 12 000 patients hypertendus suivis pendant 35 ans, l'AST n'était pas associée indépendamment à la mortalité toutes causes confondues, MCV (ou non MCV) ou accident vasculaire cérébral après ajustement en fonction de l'âge, du sexe, de l'indice de masse corporelle, du tabagisme, de la consommation d'alcool , valeurs initiales et finales obtenues de la pression artérielle systolique et diastolique, année de la première visite, cholestérol, diabète et tests hépatiques (sauf pour l'ALAT) (72). Il est intéressant de constater que l'AST a montré une relation en forme de U avec la mortalité par opposition à l'ALT, qui a montré une relation linéaire. Enfin, l'ajout d'AST dans un modèle multivariable aux côtés de variables démographiques et cliniques de base n'a pas amélioré le pouvoir de discrimination du modèle pour la mortalité à 35 ou 20 ans de suivi. Cependant, l'AST a amélioré la discrimination du risque pour la mortalité à 10 ans de suivi (72). L'étude de cohorte prospective PREVEND qui comprenait 6 899 participants âgés de 28 à 75 ans sans maladie cardiovasculaire préexistante a rapporté 729 événements cardiovasculaires au cours de 10,5 ans de suivi. L'AST était approximativement log-linéairement associée au risque de MCV. Cependant, l'ajout de l'AST au modèle de prédiction du risque de MCV contenant des facteurs de risque établis n'a pas amélioré l'indice C ou la reclassification nette concernant la mortalité (73). Une étude de cohorte de 2 529 patients ambulatoires atteints de diabète sucré suivis pendant 6 ans n'a pas montré d'association entre l'AST et la mortalité toutes causes ou MCV, non ajustées ou après ajustement pour l'âge, le sexe et l'indice de masse corporelle. Cependant, le rapport AST/ALT était fortement associé aux deux critères de jugement (74). Une vaste étude de cohorte de patients étudiés dans des cliniques de dialyse aux États-Unis a montré une association linéaire entre l'AST sérique et la mortalité. Pour les niveaux d'AST dépassant 20 U/L, l'AST était associée de manière incrémentielle et presque linéaire au risque de mortalité à tous les niveaux d'ajustement. Dans les modèles entièrement ajustés, un AST ≥ 40 UI/L était associé à un risque ajusté de mortalité de 46 % plus élevé. Les patients avec un taux d'AST compris entre 15 et 20 U/L avaient la meilleure survie (75). Un registre récent de patients présentant un infarctus aigu du myocarde a montré une association entre la mortalité AST et MCV qui était atténuée jusqu'au niveau de signification statistique limite après ajustement et une forte association entre le rapport AST/ALT avec ce résultat (mortalité MCV) (76). La plus grande étude à ce jour - une base de données de cohorte nationale basée sur la population de >16 millions d'adultes coréens - a montré une association significative entre l'AST et le risque d'infarctus du myocarde, d'accident vasculaire cérébral ischémique ou de mortalité sur un suivi médian de 9,1 ans. Ainsi calculé pour le quartile 4 de l'AST par rapport au quartile 1, le risque d'infarctus du myocarde, d'accident vasculaire cérébral ischémique ou de mortalité a augmenté de 5 %, 4 % et 30 %, respectivement, après ajustement pour l'âge, le sexe, l'indice de masse corporelle, le tabagisme, l'alcool, l'exercice, diabète, hypertension et dyslipidémie (77). L'AST a montré une relation en forme de U avec la mortalité. Dans la cohorte des raisons pour les différences géographiques et raciales dans l'AVC (REGARDS) de 30 239 adultes américains, l'AST n'était pas associée au risque d'AVC ischémique chez les deux sexes (78). Enfin, notre groupe a évalué l'association entre l'AST et la mortalité toutes causes et MCV chez les patients atteints d'une cardiopathie ischémique confirmée sur un suivi de 3 ans. En analyse univariée, l'AST était associée à la mortalité toutes causes et MCV. Après ajustement, l'association a été atténuée à la fois pour les MCV et la mortalité toutes causes. L'association avec la mortalité par MCV était en forme de U avec la plus faible mortalité observée pour la valeur de l'AST entre 21,1 et 23,1 U/L. Dans cette étude, l'indice de masse corporelle, l'hypercholestérolémie, le syndrome coronarien aigu, l'étendue de l'athérosclérose coronarienne, le taux de filtration glomérulaire, la glycémie à jeun et les lipoprotéines de haute densité étaient en corrélation positive avec les taux d'AST. Inversement, le diabète sucré, les antécédents d'infarctus du myocarde, la protéine C-réactive, les lipoprotéines de basse densité et la fraction d'éjection ventriculaire gauche étaient significativement mais inversement corrélés avec le taux d'AST (79).

La durabilité de l'élévation de l'AST semble également affecter la mortalité. Une étude récente de sujets sans cancer, MCV, facteurs de risque de MCV ou maladie du foie participant au dépistage national de la santé en Corée et qui avaient 2 mesures des aminotransférases (n = 68 431 hommes) a montré que seuls les sujets ayant des taux d'AST constamment élevés avaient une mortalité plus élevée sur 8 à 9 ans de suivi. Ainsi, seuls les hommes qui avaient une élévation soutenue de l'AST [HR ajusté =1,95 (1,07–3,56)] mais pas ceux avec une normalisation de l'AST [HR ajusté =1,52 (0,82–2,81)] ou une nouvelle élévation [HR ajusté =1,27 (0,66–2,44) ] présentaient une mortalité par MCV significativement plus élevée que les sujets ayant des taux d'AST normaux soutenus (80).

Les méta-analyses d'études épidémiologiques évaluant l'association entre l'AST et la mortalité ou les MCV n'ont pas été concluantes. Une méta-analyse de quatre études épidémiologiques a rapporté une augmentation non significative de 23 % [RR =1,23 (0,80-1,88)] du risque de mortalité toutes causes confondues chez les sujets dont l'AST se situait dans le tiers supérieur des niveaux (81). Le modèle spline cubique qui comprenait deux études a indiqué une association non linéaire (en forme de J) entre l'AST et la mortalité toutes causes confondues. Une autre méta-analyse plus récente comprenant quatre études a montré que l'AST (catégorie la plus élevée contre la plus faible) n'était pas significativement associée au risque accru de mortalité par MCV [HR ​​= 1,20 (0,83−1,73)]. Cependant, l'hétérogénéité entre les études était significative (P pour l'hétérogénéité = 0,024) (82).

Dans l'ensemble, les preuves de l'association entre l'AST et les MCV ou la mortalité restent controversées, des relations positives, neutres, inverses ou en forme de U (ou J) entre l'AST et les MCV ou la mortalité ayant été rapportées. Cependant, une association positive entre AST et CVD était plus fréquente dans les études épidémiologiques dans la population asiatique, qu'il existe des différences géographiques ou raciales dans l'association entre AST et CVD reste inconnue.


Les étapes du cycle glucose-alanine

L'analyse des étapes du cycle glucose-alanine est faite en considérant le cycle entre muscle squelettique et foie.
Les protéines intracellulaires et extracellulaires sont hydrolysées en continu en acides aminés constitutifs et re-synthétisées, et la vitesse à laquelle ces processus se produisent est équilibrée avec précision, empêchant ainsi la perte de masse sans graisse.
Cependant, dans des conditions cataboliques, telles qu'un exercice intense et prolongé ou le jeûne, le taux de dégradation des protéines musculaires dépasse la synthèse. Cela conduit à la libération d'acides aminés, dont certains sont utilisés pour l'énergie et d'autres pour la néoglucogenèse. Et l'oxydation des squelettes carbonés des acides aminés, en particulier des acides aminés à chaîne ramifiée ou BCAA (leucine, isoleucine et valine), peut être une source d'énergie importante pour le muscle. Par exemple, après environ 90 minutes d'exercice intense, l'oxydation des acides aminés dans le muscle fournit 10 à 15 % de l'énergie nécessaire à la contraction.
L'utilisation des squelettes carbonés des acides aminés pour l'énergie implique l'élimination du groupe amino, puis l'excrétion d'azote aminé sous une forme non toxique.
L'élimination du groupe α-amino se produit par transaction, que l'on peut résumer ainsi :

Acide α-céto + Acide aminé ⇄ Nouvel acide aminé + Nouvel acide α-céto

De telles réactions, catalysées par des enzymes appelées aminotransférases ou transaminases (EC 2.6.1) sont librement réversibles.
Les acides aminés à chaîne ramifiée, par exemple, transfèrent le groupe aminé à l'α-cétoglutarate ou à l'acide 2-oxoglutarique, pour former le glutamate et l'acide -céto dérivé de l'acide aminé d'origine, dans une réaction catalysée par l'aminotransférase à chaîne ramifiée ou BCAT (EC 2.6 .1.42).

Le cycle de Cahill dans le muscle squelettique

Dans le muscle squelettique, le glutamate nouvellement formé peut réagir avec l'ammoniac pour former glutamine, pour de nombreux tissus et organes, comme le cerveau, principal véhicule de transport inter-organes de l'azote. La réaction est catalysée par l'enzyme cytosolique glutamine synthétase (EC 6.3.1.2), et consomme un ATP.

Glutamate + NH4 + + ATP → Glutamine + ADP + Pje

Dans ce cas, le glutamate quitte le cycle de Cahill.
Alternativement, et contrairement à ce qui se passe dans la plupart des autres tissus, le glutamate nouvellement formé peut transférer le groupe amino au pyruvate, dérivé de la glycolyse, pour former de l'alanine et du -cétoglutarate. Cette transamination est catalysée par alanine aminotransférase ou ALT (EC 2.6.1.2), une enzyme présente dans la plupart des tissus animaux et végétaux.

Glutamate + Pyruvate ⇄ Alanine + α-Ketoglutarate

L'alanine produite et celle dérivée directement de la dégradation des protéines, et les protéines musculaires sont riches en alanine, peuvent quitter la cellule et être transportées par la circulation sanguine vers le foie de cette manière le groupe aminé atteint le foie. Et la vitesse à laquelle l'alanine formée par transamination du pyruvate est transférée dans la circulation est proportionnelle à la production de pyruvate intracellulaire.
Remarque : l'alanine et la glutamine sont les principales sources d'azote et de carbone dans le métabolisme des acides aminés interorganiques.

Le cycle de Cahill dans le foie

Une fois dans le foie, une alanine aminotransférase hépatique catalyse une transamination dans laquelle l'alanine, le principal acide aminé gluconéogène, agit comme un donneur de groupe aminé et le -cétoglutarate en tant qu'accepteur d'acide -céto. Les produits de la réaction sont le pyruvate, c'est-à-dire le squelette carboné de l'alanine, et le glutamate.

Alanine + α-Ketoglutarate ⇄ Glutamate + Pyruvate

Le glutamate, dans la réaction catalysée par la glutamate déshydrogénase (EC 1.4.1.2), une enzyme présente dans la matrice mitochondriale, forme l'ion ammonium, qui entre dans le cycle de l'urée, et le -cétoglutarate, qui peut entrer dans le cycle de Krebs. Cette réaction est une réaction anaplérotique qui relie le métabolisme des acides aminés au cycle de Krebs.

Glutamate + H2O + NAD + α-cétoglutarate + NH4 + + NADH + H +

Cependant, le glutamate peut également réagir avec l'oxaloacétate pour former de l'aspartate et du -cétoglutarate, dans une réaction catalysée par l'aspartate aminotransférase (EC 2.6.1.1). L'aspartate est impliqué dans la formation de l'urée ainsi que dans la synthèse des purines et des pyrimidines.

Glutamate + Oxaloacétate ⇄ Aspartate + α-Ketoglutarate

De plus, le pyruvate produit peut avoir des destins métaboliques différents : il peut être oxydé pour la production d'ATP, puis quitter le cycle glucose-alanine, ou entrer dans la voie de la néoglucogenèse, et ainsi continuer dans le cycle.
Le glucose produit est libéré du foie dans la circulation sanguine et acheminé vers divers tissus qui en ont besoin, comme le muscle squelettique, dans lequel il est utilisé pour la synthèse du pyruvate. À son tour, le pyruvate nouvellement formé peut réagir avec le glutamate, fermant ainsi le cycle.

Transaminases

Comme mentionné précédemment, l'élimination du groupe aminé des acides aminés se produit par transaction (voir ci-dessus pour la réaction générale). Ces réactions sont catalysées par des enzymes appelées aminotransférases ou transaminases.
Ce sont des enzymes cytosoliques, présentes dans toutes les cellules et particulièrement abondantes dans le foie, les reins, l'intestin et les muscles elles nécessitent du phosphate de pyridoxal ou PLP, la forme active de la vitamine B6 ou la pyridoxine, en tant que coenzyme, qui est étroitement liée au site actif.
Dans les réactions de transamination, le groupe aminé des acides aminés libres, à l'exception de la thréonine et de la lysine, est canalisé vers un petit nombre d'acides -céto, notamment le pyruvate, l'oxaloacétate et le -cétoglutarate.
Les cellules contiennent différents types d'aminotransférases : beaucoup sont spécifiques de l'-cétoglutarate en tant qu'accepteur d'acide -céto, mais diffèrent par la spécificité de l'acide aminé, d'où elles portent le nom. Des exemples sont l'alanine aminotransférase susmentionnée, également appelée alanine transaminase et glutamique pyruvique transférase ou GPT, et l'aspartate aminotransférase ou AST, également appelée transaminase glutamique-oxaloacétique ou GOT.
Il convient de souligner qu'il n'y a pas de désamination nette dans ces réactions, pas de perte de groupes aminés, car l'accepteur d'acide -céto est aminé et l'acide aminé désaminé.


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Brailita, D.M. « Examen des abcès hépatiques amibiens ». Medscape. 7 mars 2017. <http://emedicine.medscape.com/article/183920-workup>

Sood, G. "Évaluation de l'insuffisance hépatique aiguë." Medscape. 13 juin 2017. <http://emedicine.medscape.com/article/177354-workup>

Tommolino, Émilie. "Foie gras." Medscape. 12 avril 2018. <http://emedicine.medscape.com/article/175472-overview>

Les meilleurs tests sanguins du foie

Déficit en Alpha-1 Antitrypsine

Cirrhose (Foie)

Les symptômes comprennent un jaunissement de la peau (jaunisse), des démangeaisons et de la fatigue.

Le pronostic est bon pour certaines personnes atteintes de cirrhose du foie, et la survie peut aller jusqu'à 12 ans, mais l'espérance de vie est d'environ 6 mois à 2 ans pour les personnes atteintes de cirrhose sévère avec complications majeures.


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Quel est le lien entre la transamination, le cycle de l'urée, le cycle de l'acide citrique et la néoglucogenèse ? SteamLouis 3 juillet 2011

J'ai été végétarien toute ma vie et bien que j'aie toujours essayé d'avoir une alimentation équilibrée, j'ai fini par être carencé en vitamine B6. Il pourrait y avoir d'autres raisons aussi, mais mon médecin dit que c'est probablement le manque de viande dans mon alimentation qui contient le plus de B6.

Mon médecin en faisait toute une affaire et m'a dit que je devais commencer à prendre des suppléments tout de suite, sinon je devrais peut-être commencer à manger de la viande ! Bien sûr, j'ai commencé sur les suppléments mais je voulais vraiment savoir pourquoi la vitamine B6 est si importante.

Au niveau très basique, il s'avère que la carence en vitamine B6 empêche la transamination de se produire. Sans vitamine B6, les acides aminés ne peuvent ni transaminer ni cataboliser.

Alors que se passe-t-il ? D'après ce que je comprends, si la transamination ne se produit pas, le corps commence à se décomposer et à utiliser des protéines au lieu d'utiliser des glucides ou des graisses qui sont plus faciles à utiliser pour le corps et non toxiques. Donc, cela gâche vraiment tout le processus d'utilisation de l'énergie. discographe 3 juillet 2011

J'ai lu que si un acide aminé ne peut pas passer par la désamination, il passe par la transamination. Pouvez-vous me dire comment cela fonctionne ? le 2 juillet 2011

Je viens d'être testé là-dessus en classe ! J'ai lu l'article plusieurs fois auparavant comme préparation supplémentaire à l'examen, j'espère vraiment que j'ai bien fait.

Il y avait un vide sur la transamination à l'examen. "La transamination est la première étape de ________."

La réponse est le catabolisme ! Le catabolisme signifie la dégradation des acides aminés. Les acides aminés sont transférés en groupes plus petits afin qu'ils puissent être décomposés pour libérer de l'énergie plus tard.

La transamination est suivie d'une glycolyse où le glucose est décomposé et d'une oxydation où les électrons sont transférés pour produire quelque chose appelé ATP.


7 PLUS SUR LE MAS DANS LES TUMEURS

Le MAS a été découvert dans des cellules tumorales d'ascite d'Ehrlich. 1 En 1972, Kovacević a réétudié ces cellules et a conclu que la voie ne pouvait pas fonctionner, car les concentrations d'aspartate étaient insuffisantes pour que la navette fonctionne. 108 Cette conclusion négative était basée sur des expériences plutôt indirectes et Kovacević n'a pas trouvé de voie alternative pour l'oxydation du NADH cytosolique dans sa version des cellules tumorales d'Ehrlich. 108 Notamment, un cycle glycérol-P fonctionnel était également indétectable. En 1976, Greenhouse et Lehninger ont étudié un plus grand nombre de tumeurs. 109 Leurs conclusions étaient sans ambiguïté : dans toutes les tumeurs, y compris deux souches de la tumeur à cellules ascites d'Ehrlich, la MAS était la principale, voire la seule voie d'oxydation du NADH cytosolique. Ils ont utilisé plusieurs méthodes pour étudier le MAS : ils ont vérifié la conversion du lactate ajouté en pyruvate et ont montré que celle-ci était totalement inhibée par l'aminooxyacétate, inhibiteur des transaminases, ainsi que par la roténone qui bloque le SMA, mais pas le cycle glycérol-P, un approche introduite par Dionisi et al. 110 Greenhouse et Lehninger ont utilisé la méthode de Robinson et Halperin 33 et le devenir du glucose marqué pour quantifier le MAS dans leur lignée cellulaire tumorale, et ont montré que les taux étaient adéquats pour médier l'oxydation du NADH dérivé de la glycolyse ou de l'oxydation du lactate. 111 Une complication des études avec les cellules d'Ehrlich est que la lignée originale, isolée en 1903, s'est propagée depuis dans plusieurs laboratoires, aboutissant à des sous-lignées aux propriétés différentes. Certains ont un cycle glycérol-P opérationnel, d'autres non (voir la discussion de la littérature plus ancienne dans la référence 13), mais les propriétés peuvent même varier dans le temps. 112 D'où la variation des résultats obtenus avec les « cellules d'ascite d'Ehrlich ». 108, 110, 112-114

The early work on tumor metabolism was often driven by the quest for an explanation of the aerobic glycolysis of tumors, the Warburg effect, 115 and the ability of high rates of glycolysis to suppress mitochondrial respiration, the Crabtree effect, 116 14 even though not all tumors display a high aerobic glycolysis and some normal tissues have substantial aerobic glycolysis as well (see References 117 and 118 ). In fact, I started my PhD research with the mission to find the factor that was responsible for the uncoupling of mitochondria in Ehrlich ascites cells, postulated with great authority by Warburg. 115 15 The conclusion of my thesis (in Dutch) was that increased aerobic glycolysis is an adaptation of rapidly growing tumors to limiting oxygen. The current views are in line with this (see References 120 and 121 ), although there is also more emphasis on the advantages of ample glycolysis for the production of more biomass (see References 106 and 107 ). The MAS does not appear to play a role either in the Warburg or in the Crabtree effect 122 and most tumors operate a perfectly normal MAS. Lack of capacity to oxidize cytosolic NADH is not the cause of aerobic glycolysis. In general, attempts to find a generalizable defect in tumor metabolism to replace the aerobic glycolysis proposed by Warburg have completely failed. A very recent review concludes that “The emerging view of cancer metabolism is that it is flexible and context-specific, with few fixed broadly applicable liabilities.” 123 Even that seems to me an optimistic summary of the field.


Amino acid metabolism in animals

Animals must metabolize proteins to amino acids, at the expense of muscle tissue, when blood sugar is low. The preference of liver transaminases for oxaloacetate or alpha-ketoglutarate plays a key role in funneling nitrogen from amino acid metabolism to aspartate and glutamate for conversion to urea for excretion of nitrogen. In similar manner, in muscles the use of pyruvate for transamination gives alanine, which is carried by the bloodstream to the liver (the overall reaction being termed glucose-alanine cycle). Here other transaminases regenerate pyruvate, which provides a valuable precursor for gluconeogenesis. This alanine cycle is analogous to the Cori cycle, which allows anaerobic metabolism by muscles.

Diagnostic uses

The transaminase enzymes are important in the production of various amino acids, and measuring the concentrations of various transaminases in the blood is important in the diagnosing and tracking many diseases. [ citation requise ] For example, the presence of elevated transaminases can be an indicator of liver and cardiac damage. Two important transaminase enzymes are aspartate transaminase (AST), also known as serum glutamic oxaloacetic transaminase (SGOT) and alanine transaminase (ALT), also called alanine aminotransferase (ALAT) or serum glutamate-pyruvate transaminase (SGPT). These transaminases were discovered in 1954 Ώ] ΐ] Α] and their clinical importance in 1955. Β] Γ] Δ] Ε]


Symptômes:

Because transaminitis will typically indicate a damaged liver, a patient with high levels of transaminase may experience the following symptoms of liver diseases:

The most common sign of a damaged liver is jaundice wherein certain parts of the body turn yellow including the skin, the mucous membranes in the mouth, and the white part of the eyes.

The patient may also produce a light-colored stool because of the digestive juices flowing in the bloodstream that occurs due to the blockage of the bile duct. In addition, he may also experience other symptoms such as fatigue, exhaustion, weakness, abdominal pain, and dark urine.

Because a patient’s liver is unable to function properly, the body cannot eliminate toxic substances. As a result, there will be a buildup of toxins in the blood and skin leading to a mild or severe itching of the skin.

When the body is unable to properly manage its waste material, abnormal swelling in the legs, ankles, and feet may occur.


Voir la vidéo: Cours de biochimie: La néoglucogenèse (Janvier 2022).