Fiche 152. Utilisation de l’acétyl-CoA hépatique et métabolisme des corps cétoniques

Outre les réactions d’acétylation, d’hydrolyse ou de conversion en acétylcarnitine, l’acétyl-CoA formé dans la matrice des mitochondries hépatiques est oxydé dans le cycle de Krebs pour produire de l’énergie, exporté vers le cytosol pour la synthèse de novo des acides gras et du cholestérol, ou converti via la cétogenèse en substrats énergétiques immédiatement exportables et oxydables (via la cétolyse) par les tissus extra-hépatiques : les corps cétoniques. Les corps cétoniques incluent l’acétoacétate et son produit de dégradation spontané l’acétone, et le D-β-hydroxybutyrate.
La cétogenèse s’articule essentiellement sur la β-oxydation mitochondriale hépatique des acides gras (figure 1) ou encore sur l’oxydation hépatique des acides aminés cétogènes comme celle de la leucine (non illustré). Deux molécules d’acétyl-CoA formées par β-oxydation sont condensées par l’acétoacétyl-CoA thiolase qui produit l’acétoacétyl-CoA tout en libérant le CoASH sous sa forme libre.
L’acétoacétyl-CoA se condense alors avec une troisième molécule d’acétyl-CoA pour former le 3-hydroxy,3′-méthyl-glutaryl-CoA (HMG-CoA) et libérer du coenzyme A sous l’action de l’HMG-CoA synthase. L’HMG-CoA est ensuite scindé en acétyl-CoA et acétoacétate sous l’action de l’HMG-CoA lyase. L’acétoacétate produit au terme de ces trois premières réactions est, au cours d’une 4e réaction catalysée par la D-β-hydroxybutyrate déshydrogénase, réduit en D-β-hydroxybutyrate. Cette dernière enzyme utilise le NADH + H+ comme cofacteur réduit et, du fait de la réversibilité de la réaction qu’elle catalyse, la manière dont l’acétoacétate et le β-hydroxybutyrate s’équilibrent dans la matrice mitochondriale est une résultante directe d…