Digestion des protéines dans l'estomac
L'hydrolyse des protéines alimentaires commence dans l'estomac. Les cellules principales sécrètent le pepsinogène, et les cellules pariétaires (gastriques) sécrètent l'acide chlorhydrique (HCl). L'acide chlorhydrique joue un double rôle : il dénature les protéines en rendant les liaisons peptidiques accessibles, et il active le pepsinogène par protéolyse partielle pour le transformer en pepsine active. Le pH optimal de la pepsine est de 1,5 à 2,0. Sous son action, les protéines sont fragmentées en grands peptides qui passent ensuite dans le duodénum.
Protéases pancréatiques et leur activation
Le pancréas sécrète des enzymes protéolytiques sous forme de proenzymes (zymogènes), ce qui protège la glande de l'autodigestion : le trypsinogène, le chymotrypsinogène, les procarboxypeptidases A et B et la proélastase.
Cascade d'activation :
- L'entéropeptidase (entérokinase) de la bordure en brosse de l'intestin grêle détache un hexapeptide du trypsinogène, le transformant ainsi en trypsine.
- La trypsine active par autocatalyse de nouvelles molécules de trypsinogène et convertit sous leur forme active la chymotrypsine, l'élastase ainsi que les carboxypeptidases A et B.
La trypsine et la chymotrypsine sont des endopeptidases qui coupent les liaisons peptidiques internes ; les carboxypeptidases sont des exopeptidases qui détachent les acides aminés C-terminaux. Il en résulte la formation de dipeptides et tripeptides qui, sous l'action des aminopeptidases et des dipeptidases des entérocytes, sont hydrolysés en acides aminés libres prêts à être absorbés dans le sang.
Pancréatite aiguë et inhibiteurs de la trypsine
Une activation prématurée (intrapancréatique) des zymogènes entraîne une autodigestion du tissu glandulaire, ce qui provoque une pancréatite aiguë accompagnée d'inflammation et d'œdème. Le traitement fait appel aux inhibiteurs de protéases tels que l'aprotinine (Trasylol, Gordox). Leur efficacité s'explique par le rôle central de la trypsine : bloquer la trypsine interrompt toute la cascade d'activation des autres protéases.
Réactions de transamination
La transamination est le transfert réversible d'un groupe α-aminé d'un acide aminé vers un α-cétoacide pour former un nouvel acide aminé et un nouvel α-cétoacide. Cette réaction ne s'accompagne pas de la libération d'ammoniac et assure l'interconversion des acides aminés dans le métabolisme intermédiaire.
Le cofacteur de toutes les aminotransférases est le pyridoxal-phosphate (PLP), un dérivé de la vitamine B6.
Transférases clés :
- ASAT (aspartate aminotransférase) : aspartate + α-cétoglutarate ⇌ oxaloacétate + glutamate.
- ALAT (alanine aminotransférase) : alanine + α-cétoglutarate ⇌ pyruvate + glutamate.
Le glutamate sert de « collecteur » universel de groupes aminés, car c'est précisément lui qui subit la désamination oxydative ultérieure.
Valeur diagnostique de l'ASAT et de l'ALAT. Rapport de De Ritis
AST et ALT sont des enzymes organospécifiques. L'ALT est principalement localisée dans le cytosol des hépatocytes, l'AST dans les hépatocytes et les cardiomyocytes (fractions cytosolique et mitochondriale confondues). En cas de lésion cellulaire, ces enzymes passent dans le sang, ce qui est utilisé en enzymodiagnostic.
- Hépatite virale aiguë : l'ALAT est multipliée par 6 à 8 ou plus, tandis que l'ASAT n'augmente que modérément.
- Infarctus du myocarde : l'ASAT est multipliée par 8 à 10, et l'ALAT par 1,5 à 2.
Le rapport de De Ritis = ASAT / ALAT. Il est normalement d'environ 1,33.
- En cas d'hépatite, ce rapport chute à environ 0,6.
- En cas d'infarctus du myocarde, il est nettement supérieur à 1.
- En cas de cirrhose du hépatique, il est d'environ 1.
Désamination des acides aminés
La désamination est l'élimination du groupe α-aminé d'un acide aminé avec libération d'ammoniac libre (NH3) et formation de l'α-cétoacide correspondant. Contrairement à la transamination, le nombre total d'acides aminés diminue ici : il s'agit de l'étape initiale de leur catabolisme.
Les α-cétoacides ainsi formés (résidus non azotés) peuvent s'engager dans :
- les réactions d'oxydation du cycle de Krebs pour produire de l'énergie ;
- la transamination pour resynthétiser des acides aminés ;
- la néoglucogenèse ou la cétogenèse.
Types de désamination :
- La désamination directe — oxydative (typique du glutamate sous l'action de la glutamate déshydrogénase) et non oxydative (pour la sérine et la thréonine).
- La désamination indirecte (transdésamination) — la voie principale chez l'humain : l'acide aminé transfère son groupe aminé à l'α-cétoglutarate pour former du glutamate, qui subit ensuite une désamination oxydative.
L'ammoniac est toxique, en particulier pour le système nerveux central ; il doit donc être neutralisé (principalement par le cycle de l'urée ou cycle de l'ornithine).
Points clés
- La pepsine est activée par HCl dans l'estomac ; les protéases pancréatiques sont sécrétées sous forme de zymogènes.
- L'entéropeptidase déclenche l'activation du trypsinogène ; la trypsine est l'activateur clé de toute la cascade protéolytique.
- L'activation prématurée du trypsinogène provoque une pancréatite aiguë ; le traitement repose sur les inhibiteurs de la trypsine (aprotinine, Gordox).
- La transamination est une réaction réversible impliquant le pyridoxal-phosphate (vitamine B6), sans libération d'ammoniac.
- L'ASAT et l'ALAT sont des marqueurs diagnostiques des lésions hépatiques et myocardiques.
- Le rapport de De Ritis (ASAT/ALAT) : < 1 en cas d'hépatite, > 1 en cas d'infarctus du myocarde.
- La désamination est une réaction catabolique libérant du NH3 toxique et produisant des α-cétoacides.
- La principale voie chez l'humain est la désamination indirecte via le glutamate.