objectifs D’apprentissage
à la fin de cette section, vous pourrez:
- décrire comment le corps digère les protéines
- expliquer comment le cycle de l’urée prévient les concentrations toxiques d’azote
- différencier les acides aminés glucogènes et cétogènes
- expliquer comment/div>
une grande partie du corps est constituée de protéines, et ces protéines prennent une myriade de formes., Ils représentent des récepteurs de signalisation cellulaire, des molécules de signalisation, des éléments structuraux, des enzymes, des composants de trafic intracellulaire, des échafaudages de matrice extracellulaire, des pompes ioniques, des canaux ioniques, des transporteurs d’oxygène et de CO2 (hémoglobine). C’est même pas la liste complète! Il y a des protéines dans les os (collagène), les muscles et les tendons; l’hémoglobine qui transporte l’oxygène; et les enzymes qui catalysent toutes les réactions biochimiques. La protéine est également utilisée pour la croissance et la réparation. Au milieu de toutes ces fonctions nécessaires, les protéines ont également le potentiel de servir de source de carburant métabolique., Les protéines ne sont pas stockées pour une utilisation ultérieure, de sorte que les protéines en excès doivent être converties en glucose ou en triglycérides et utilisées pour fournir de l’énergie ou constituer des réserves d’énergie. Bien que le corps puisse synthétiser des protéines à partir d’acides aminés, la nourriture est une source importante de ces acides aminés, en particulier parce que les humains ne peuvent pas synthétiser tous les 20 acides aminés utilisés pour construire des protéines.
La digestion des protéines commence dans l’estomac. Lorsque les aliments riches en protéines pénètrent dans l’estomac, ils sont accueillis par un mélange d’enzyme pepsine et d’acide chlorhydrique (HCl; 0,5%). Ce dernier produit un pH environnemental de 1.,5-3.5 qui dénature les protéines dans les aliments. La pepsine coupe les protéines en polypeptides plus petits et leurs acides aminés constitutifs. Lorsque le mélange nourriture-suc gastrique (chyme) pénètre dans l’intestin grêle, le pancréas libère du bicarbonate de sodium pour neutraliser le HCl. Cela aide à protéger la muqueuse de l’intestin. L’intestin grêle libère également des hormones digestives, y compris la sécrétine et le CCK, qui stimulent les processus digestifs pour décomposer davantage les protéines. La sécrétine stimule également le pancréas à libérer du bicarbonate de sodium., Le pancréas libère la plupart des enzymes digestives, y compris les protéases trypsine, chymotrypsine et élastase, qui facilitent la digestion des protéines. Ensemble, toutes ces enzymes cassent des protéines complexes en acides aminés individuels plus petits, qui sont ensuite transportés à travers la muqueuse intestinale pour être utilisés pour créer de nouvelles protéines, ou pour être convertis en graisses ou en acétyl CoA et utilisés dans le cycle de Krebs.
la Figure 1. Les Enzymes de l’estomac et de l’intestin grêle décomposent les protéines en acides aminés., HCl dans l’estomac aide à la protéolyse, et les hormones sécrétées par les cellules intestinales dirigent les processus digestifs.
afin d’éviter de briser les protéines qui composent le pancréas et l’intestin grêle, du pancréas libère des enzymes comme proenzymes inactifs qui ne sont activées que dans l’intestin grêle. Dans le pancréas, les vésicules stockent la trypsine et la chymotrypsine sous forme de trypsinogène et de chymotrypsinogène. Une fois libérée dans l’intestin grêle, une enzyme présente dans la paroi de l’intestin grêle, appelée entérokinase, se lie au trypsinogène et le convertit en sa forme active, la trypsine., La trypsine se lie alors au chymotrypsinogène pour le convertir en chymotrypsine active. La trypsine et la chymotrypsine décomposent les grandes protéines en peptides plus petits, un processus appelé protéolyse. Ces peptides plus petits sont catabolisés en leurs acides aminés constitutifs, qui sont transportés à travers la surface apicale de la muqueuse intestinale dans un processus qui est médié par des transporteurs d’acides aminés de sodium. Ces transporteurs lient le sodium, puis lient l’acide aminé pour le transporter à travers la membrane. À la surface basale des cellules muqueuses, le sodium et l’acide aminé sont libérés., Le sodium peut être réutilisé dans le transporteur, tandis que les acides aminés sont transférés dans la circulation sanguine pour être transportés vers le foie et les cellules dans tout le corps pour la synthèse des protéines.
des acides aminés librement disponibles sont utilisés pour créer des protéines. Si les acides aminés existent en excès, le corps n’a pas de capacité ou de mécanisme pour leur stockage; ainsi, ils sont convertis en glucose ou en cétones, ou ils sont décomposés. La décomposition des acides aminés entraîne des hydrocarbures et des déchets azotés. Cependant, de fortes concentrations d’azote sont toxiques., Le cycle de l’urée traite l’azote et facilite son excrétion du corps.
Cycle de l’Urée
Le cycle de l’urée est un ensemble de réactions biochimiques qui produit de l’urée à partir des ions ammonium afin d’éviter un niveau toxique de l’ammonium dans le corps. Il se produit principalement dans le foie et, dans une moindre mesure, dans le rein. Avant le cycle de l’urée, les ions ammonium sont produits à partir de la dégradation des acides aminés. Dans ces réactions, un groupe amine, ou ion ammonium, de l’acide aminé est échangé avec un groupe céto sur une autre molécule., Cet événement de transamination crée une molécule nécessaire au cycle de Krebs et un ion ammonium entrant dans le cycle de l’urée à éliminer.
dans le cycle de l’urée, l’ammonium est combiné avec le CO2, ce qui donne de l’urée et de l’eau. L’urée est éliminée par les reins dans l’urine (Figure 2).
la Figure 2. L’azote est transaminé, créant de l’ammoniac et des intermédiaires du cycle de Krebs. L’ammoniac est transformé dans le cycle de l’urée pour produire de l’urée est éliminée par les reins.,
acides Aminés peuvent également être utilisés comme source d’énergie, en particulier dans les périodes de famine. Étant donné que le traitement des acides aminés entraîne la création d’intermédiaires métaboliques, notamment le pyruvate, l’acétyl CoA, l’acétoacyl CoA, l’oxaloacétate et l’α-cétoglutarate, les acides aminés peuvent servir de source de production d’énergie tout au long du cycle de Krebs (Figure 3).
la Figure 3. Cliquez pour voir une image plus grande. Les acides aminés peuvent être décomposés en précurseurs pour la glycolyse ou le cycle de Krebs., Les acides aminés (en gras) peuvent entrer dans le cycle par Plus d’une voie.
la Figure 4 résume les voies du catabolisme et de l’anabolisme pour les glucides, les lipides et les protéines.
la Figure 4. Cliquez pour voir une image plus grande. Les nutriments suivent une voie complexe allant de l’ingestion à la production d’énergie en passant par l’anabolisme et le catabolisme.,
troubles du métabolisme: déficit en Complexe Pyruvate déshydrogénase et phénylcétonurie
déficit en Complexe Pyruvate déshydrogénase (PDCD) et phénylcétonurie (PCU) sont des troubles génétiques. La Pyruvate déshydrogénase est l’enzyme qui convertit le pyruvate en acétyl CoA, la molécule nécessaire pour commencer le cycle de Krebs pour produire de l’ATP. Avec de faibles niveaux de complexe pyruvate déshydrogénase (PDC), le taux de cycle à travers le cycle de Krebs est considérablement réduit. Il en résulte une diminution de la quantité totale d’énergie produite par les cellules du corps., La carence en PDC entraîne une maladie neurodégénérative dont la gravité varie en fonction des niveaux de L’enzyme PDC. Il peut causer des défauts de développement, des spasmes musculaires et la mort. Les traitements peuvent inclure la modification du régime alimentaire, la supplémentation en vitamines et la thérapie génique; cependant, les dommages au système nerveux central ne peuvent généralement pas être inversés.
la PCU affecte environ 1 naissance sur 15 000 aux États-Unis. Les personnes atteintes de PCU n’ont pas une activité suffisante de l’enzyme phénylalanine hydroxylase et sont donc incapables de décomposer la phénylalanine en tyrosine de manière adéquate., Pour cette raison, les niveaux de phénylalanine augmentent à des niveaux toxiques dans le corps, ce qui entraîne des dommages au système nerveux central et au cerveau. Les symptômes comprennent un retard de développement neurologique, une hyperactivité, un retard mental, des convulsions, des éruptions cutanées, des tremblements et des mouvements incontrôlés des bras et des jambes. Les femmes enceintes atteintes de PCU courent un risque élevé d’exposer le fœtus à une trop grande quantité de phénylalanine, qui peut traverser le placenta et affecter le développement fœtal. Les bébés exposés à un excès de phénylalanine in utero peuvent présenter des malformations cardiaques, un retard physique et/ou mental et une microcéphalie., Chaque nourrisson aux États-Unis et au Canada est testé à la naissance pour déterminer si la PCU est présente. Plus tôt un régime modifié est commencé, moins les symptômes seront graves. La personne doit suivre de près un régime strict qui est faible en phénylalanine pour éviter les symptômes et les dommages. La phénylalanine se trouve à des concentrations élevées dans les édulcorants artificiels, y compris l’aspartame. Par conséquent, ces édulcorants doivent être évités. Certains produits d’origine animale et certains amidons sont également riches en phénylalanine, et la consommation de ces aliments doivent être surveillés attentivement.,
chapitre Review
la Digestion des protéines commence dans l’estomac, où le HCl et la pepsine commencent le processus de décomposition des protéines en leurs acides aminés constitutifs. Lorsque le chyme pénètre dans l’intestin grêle, il se mélange avec du bicarbonate et des enzymes digestives. Le bicarbonate neutralise le HCl acide et les enzymes digestives décomposent les protéines en peptides et acides aminés plus petits., Les hormones digestives sécrétine et CCK sont libérées de l’intestin grêle pour faciliter les processus digestifs, et les proenzymes digestives sont libérées du pancréas (trypsinogène et chymotrypsinogène). L’entérokinase, une enzyme située dans la paroi de l’intestin grêle, active la trypsine, qui à son tour active la chymotrypsine. Ces enzymes libèrent les acides aminés individuels qui sont ensuite transportés par des transporteurs d’acides aminés de sodium à travers la paroi intestinale dans la cellule., Les acides aminés sont ensuite transportés dans la circulation sanguine pour être dispersés dans le foie et les cellules dans tout le corps pour être utilisés pour créer de nouvelles protéines. En excès, les acides aminés sont traités et stockés sous forme de glucose ou de cétones. Les déchets d’azote libérés dans ce processus sont convertis en urée dans le cycle acide de l’urée et éliminés dans l’urine. En période de famine, les acides aminés peuvent être utilisés comme source d’énergie et traités par le cycle de Krebs.
Self Check
répondez à la ou aux questions ci-dessous pour voir dans quelle mesure vous comprenez les sujets abordés dans la section précédente.,
questions de pensée critique
- Les acides aminés ne sont pas stockés dans le corps. Décrivez comment les acides aminés en excès sont traités dans la cellule.
- La libération de trypsine et de chymotrypsine sous leur forme active peut entraîner la digestion du pancréas ou de l’intestin grêle lui-même. Quel mécanisme le corps utilise – t-il pour empêcher son autodestruction?
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