3  -  La dégradation irréversible des acides aminés (ou catabolisme oxydatif des acides aminés, à ne pas confondre avec la protéolyse)

⇒ Désamination

L’étape initiale de l’oxydation de la plupart des acides aminés est le transfert réversible du groupement alpha-aminé sur l’alpha-cétoglutarate, produisant l’acide alpha-cétonique (cétoacide) correspondant selon la réaction indiquée ci-dessous.

AA - NH2 + alpha-cétoglutarate → cétoacide + glutamate Le groupe aminé maintenant porté par le glutamate sera ultérieurement redistribué vers d’autres acides aminés.


⇒ Élimination de l’azote

Le glutamate formé est converti en glutamine (glutamine synthétase) qui permet le transfert de l’ammoniac (toxique sous sa forme libre) sous une forme neutre entre les différents organes et en particulier vers le foie. D’autres acides aminés, telle que l’alanine participent également à ce transfert.

Dans le foie, la glutamine redonne du glutamate et de l’ammoniac et c’est le cycle de l’urée qui permet l’élimination de l’excès d’ammoniac sous une forme neutre, hydrosoluble et concentrée (l’urée comprenant 2 atomes d’azote par molécule). Les deux atomes d’azote qui seront éliminés viennent pour l’un de l’ammoniac dérivé du glutamate, activé sous forme de carbamoyl phosphate et pour l’autre de l’aspartate, lui-même issu de la transamination de l’oxaloacétate par le glutamate.

L’urée, produit terminal du métabolisme protéique, peut diffuser en partie dans l’intestin où elle est dégradée par des uréases bactériennes produisant de l’ammoniac qui peut être réabsorbé et revenir au foie. Ce mécanisme de « sauvetage » de l’azote pourrait jouer un rôle non négligeable dans l’épargne protéique relative au cours du jeûne prolongé. La régulation du cycle se fait au niveau de la synthèse du carbamoyl phosphate et des concentrations des différents intermédiaires du site de l’urée. Ce cycle est consommateur d’énergie.

La voie préférentielle d’élimination de l’azote en excès est le cycle de l’urée, mais l’azote peut également être éliminé par le rein sous forme d’ammoniac, qui représente environ 20 % de l’azote urinaire total. Cette proportion augmente dans les circonstances cataboliques, le jeûne, l’acidose et les insuffisances hépatiques.


⇒ Destinée des radicaux carbonés des acides aminés

Cette destinée varie selon l’acide aminé et également selon les organes, la plupart des acides aminés à l’exception des acides aminés branchés ayant une dégradation oxydative essentiellement hépatique. Schématiquement, le radical carboné (cétoacide) peut avoir deux destinées :

  • il peut être réaminé soit en un acide aminé identique, soit en un autre acide aminé après modification conduisant alors à la synthèse d’acides aminés non essentiels,
  • il peut être irréversiblement détruit et fournir de l’énergie directement ou indirectement, ses carbones étant incorporés dans d’autres substrats énergétiques, glucose ou corps cétoniques. Tous les acides aminés sont néoglucogéniques à l’exception de la leucine et de la lysine, le plus important quantitativement étant l’alanine. Leur participation à la cétogénèse est par contre quantitative¬ment modeste.



⇒ Acides aminés précurseurs de composés actifs

Les acides aminés ou leurs radicaux carbonés peuvent être les précurseurs de composés biologiquement actifs. Ainsi phénylalanine et tyrosine sont les précurseurs des hormones thyroïdiennes et des catécholamines, l’histidine est un précurseur de l’histamine, l’arginine est un précurseur du NO, le glutamate un précurseur du GABA (neurotransmetteur), aspartate, glycine et glutamate sont des précurseurs des bases purique et pyrimidique... Ces voies de transformation sont quantitativement minimes en terme de « nutrition protéique » stricto sensu, ce qui n’enlève rien à leurs rôles physiologiques essentiels.

Du point de vue du métabolisme protéique, la notion essentielle à considérer est celle de pertes irréversibles d’un acide aminé pour la synthèse protéique. En règle générale, jusqu’aux céto acides, il est possible de « remonter » à un acide aminé par réamination, l’acide aminé pouvant être réincorporé dans une protéine. Par contre, une fois les étapes d’oxydation irréversibles franchies (ces étapes étant plus ou moins proches de la désamination selon l’acide aminé considéré), l’acide aminé estdéfinitivement « perdu » pour le métabolisme protéique. À titre d’exemple, les deux premières réactions de dégradation des acides aminés branchés sont indiquées ci-dessous.
1) Leucine + alpha-cétoglutarate ↔ cétoisocaproate + glutamate (réversible)
2) cétoisocaproate → isovaleryl CoA (irréversible) + CO2

L’étape irréversible (2) est la décarboxylation en position 1, toute remontée vers l’acide aminé devient alors impossible. C’est au niveau de cette étape que s’exerce une régulation hormonale et nutritionnelle particulièrement fine.


⇒ Rôle « signalling » des acides aminés

De plus en plus de travaux évoquent la possibilité que les acides aminés remplissent une fonction de signalisation vis à vis de certains phénomènes cellulaires. Ainsi la leucine aurait la capacité de stimuler dans le muscle la phosphorylation de certaines protéines impliquées dans l’initiation de la traduction cellulaire. Ces voies de signalisation seraient communes avec celles de l’insuline. De la même manière, les neurones pourraient répondre à des concentrations variables en acides aminés par l’activation de voies spécifiques. Malgré la solidité des travaux dans ces domaines, le mode de transmission du signal reste encore inconnu (senseur, récepteur).

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