Métabolisme des graisses

Le métabolisme des graisses comprend celui des graisses neutres, des phosphatides, des glycolipides, du cholestérol et des stéroïdes. Un tel nombre de composants inclus dans le concept de graisses rend extrêmement difficile la description des caractéristiques de leur métabolisme. Cependant, leurs propriétés physicochimiques générales – faible solubilité dans l'eau et bonne solubilité dans les solvants organiques – permettent de souligner d'emblée que le transport de ces substances en solution aqueuse n'est possible que sous forme de complexes avec des protéines ou des sels d'acides biliaires, ou sous forme de savons.

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L'importance des graisses pour le corps

Ces dernières années, la perception de l'importance des lipides dans la vie humaine a considérablement évolué. Il s'est avéré que les lipides du corps humain se renouvellent rapidement. Ainsi, la moitié des lipides d'un adulte se renouvellent en 5 à 9 jours, ceux du tissu adipeux en 6 jours et ceux du foie en 3 jours. Une fois ce taux de renouvellement élevé des réserves lipidiques établi, les lipides jouent un rôle majeur dans le métabolisme énergétique. L'importance des lipides dans la construction des structures les plus importantes de l'organisme (par exemple, la membrane des cellules nerveuses), dans la synthèse des hormones surrénales, dans la protection de l'organisme contre les pertes thermiques excessives et dans le transport des vitamines liposolubles est bien connue depuis longtemps.

La graisse corporelle correspond à deux catégories chimiques et histologiques.

A - Les graisses « essentielles », qui comprennent les lipides présents dans les cellules. Leur spectre lipidique est spécifique et leur quantité représente 2 à 5 % du poids corporel sans graisse. Les graisses « essentielles » sont conservées dans l'organisme même en cas de jeûne prolongé.

B - Graisse « non essentielle » (réserve, excès), localisée dans le tissu sous-cutané, la moelle osseuse jaune et la cavité abdominale – dans le tissu adipeux situé près des reins, des ovaires, du mésentère et de l'épiploon. La quantité de graisse « non essentielle » n'est pas constante: elle s'accumule ou est utilisée en fonction de la dépense énergétique et de la nature de l'alimentation. Des études sur la composition corporelle de fœtus de différents âges ont montré que l'accumulation de graisse se produit principalement au cours des derniers mois de la grossesse, après 25 semaines de gestation et au cours de la première ou de la deuxième année de vie. L'accumulation de graisse durant cette période est plus intense que l'accumulation de protéines.

Dynamique de la teneur en protéines et en matières grasses dans la structure pondérale corporelle du fœtus et de l'enfant

Poids corporel du fœtus ou de l'enfant, g	Protéines, %	Graisse, %	Protéines, g	Matières grasses, g
1500	11.6	3,5	174	52,5
2500	12.4	7.6	310	190
3500	12.0	16.2	420	567
7000	11,8	26.0	826	1820

Une telle intensité d'accumulation de tissu adipeux durant la période critique de croissance et de différenciation témoigne de l'utilisation prédominante des graisses comme matière plastique, et non comme réserve énergétique. Ceci peut être illustré par les données sur l'accumulation du composant plastique le plus essentiel des graisses: les acides gras polyinsaturés à longue chaîne des classes ω3 et ω6, qui sont inclus dans les structures cérébrales et déterminent les propriétés fonctionnelles du cerveau et de l'appareil visuel.

Accumulation d'acides gras ω dans les tissus cérébraux du fœtus et de l'enfant

Acides gras	Avant la naissance, mg/semaine	Après la naissance, mg/semaine
Total ω6	31	78
18:2	1	2
20:4	19	45
Total ω3	15	4
18:3	181	149

La plus faible quantité de graisse est observée chez les enfants prépubères (6-9 ans). Avec le début de la puberté, on observe à nouveau une augmentation des réserves graisseuses, et à ce stade, on observe déjà des différences marquées selon le sexe.

Parallèlement à l'augmentation des réserves de graisse, la teneur en glycogène augmente. Ainsi, des réserves énergétiques sont accumulées et utilisées pendant la période initiale du développement postnatal.

Bien que le passage du glucose à travers le placenta et son accumulation sous forme de glycogène soient bien connus, la plupart des chercheurs pensent que les graisses ne sont synthétisées que chez le fœtus. Seules les molécules d'acétate les plus simples, qui peuvent être les produits de départ de la synthèse des graisses, traversent le placenta. Ceci est démontré par la différence de teneur en graisses dans le sang de la mère et de l'enfant à la naissance. Par exemple, la teneur en cholestérol dans le sang de la mère est en moyenne de 7,93 mmol/l (3 050 mg/l), dans le sang rétroplacentaire de 6,89 (2 650 mg/l), dans le sang du cordon ombilical de 6,76 (2 600 mg/l) et dans le sang de l'enfant de seulement 2,86 mmol/l (1 100 mg/l), soit près de trois fois moins que dans le sang de la mère. Les systèmes intestinaux de digestion et d'absorption des graisses se forment relativement tôt. Ils trouvent leur première application dès le début de l'ingestion du liquide amniotique, c'est-à-dire de la nutrition amniotrophique.

Moment du développement des fonctions du tractus gastro-intestinal (moment de détection et gravité en pourcentage de la même fonction chez l'adulte)

Digestion des graisses	Première identification d'une enzyme ou d'une fonction, semaine	Expression fonctionnelle en pourcentage d'un adulte
Lipase sublinguale	30	Plus de 100
Lipase pancréatique	20	5-10
Colipase pancréatique	Inconnu	12
Acides biliaires	22	50
Absorption des triglycérides à chaîne moyenne	Inconnu	100
Absorption des triglycérides à longue chaîne	Inconnu	90

Caractéristiques du métabolisme des graisses en fonction de l'âge

La synthèse des graisses se produit principalement dans le cytoplasme des cellules, suivant le cycle inverse de dégradation des graisses de Knoop-Linen. La synthèse des acides gras nécessite la présence d'enzymes nicotinamides hydrogénées (HAOP), en particulier HAOP H2. La principale source de HAOP H2 étant le cycle des pentoses de dégradation des glucides, l'intensité de la formation des acides gras dépend de l'intensité de ce cycle. Ceci souligne le lien étroit entre le métabolisme des graisses et celui des glucides. Il existe une expression figurée: « Les graisses brûlent dans la flamme des glucides ».

La quantité de graisses « non essentielles » dépend de la nature de l'alimentation des enfants au cours de leur première année de vie et de leur nutrition les années suivantes. Avec l'allaitement maternel, le poids corporel et la teneur en graisses des enfants sont légèrement inférieurs à ceux de l'alimentation artificielle. Parallèlement, le lait maternel provoque une augmentation transitoire du taux de cholestérol au cours du premier mois de vie, ce qui stimule la synthèse précoce de la lipoprotéine lipase. On pense que c'est l'un des facteurs inhibant le développement de l'athéromatose les années suivantes. Une alimentation excessive chez les jeunes enfants stimule la formation de cellules dans le tissu adipeux, ce qui se manifeste plus tard par une tendance à l'obésité.

Il existe également des différences dans la composition chimique des triglycérides dans le tissu adipeux des enfants et des adultes. Ainsi, la graisse des nouveau-nés contient relativement moins d'acide oléique (69 %) que celle des adultes (90 %) et, inversement, plus d'acide palmitique (chez les enfants: 29 %, chez les adultes: 8 %), ce qui explique le point de fusion plus élevé des graisses (chez les enfants: 43 °C, chez les adultes: 17,5 °C). Ceci doit être pris en compte lors de l'organisation des soins aux enfants au cours de leur première année de vie et lors de la prescription de médicaments à usage parentéral.

Après la naissance, les besoins énergétiques pour assurer toutes les fonctions vitales augmentent fortement. Parallèlement, l'apport en nutriments par la mère cesse, et l'apport énergétique alimentaire durant les premières heures et les premiers jours de vie est insuffisant, ne couvrant même pas les besoins du métabolisme de base. Comme l'organisme de l'enfant dispose de réserves de glucides suffisantes pour une période relativement courte, le nouveau-né est contraint d'utiliser immédiatement ses réserves de graisses, ce qui se traduit clairement par une augmentation de la concentration sanguine en acides gras non estérifiés (AGNE) et une diminution simultanée de la concentration en glucose. Les AGNE sont une forme de transport des graisses.

Parallèlement à l'augmentation de la teneur en AGNE dans le sang des nouveau-nés, la concentration en cétones commence à augmenter après 12 à 24 heures. Il existe une corrélation directe entre la teneur en AGNE, en glycérol et en cétones et la valeur énergétique des aliments. Si un enfant reçoit une quantité suffisante de glucose immédiatement après la naissance, sa teneur en AGNE, en glycérol et en cétones sera très faible. Ainsi, le nouveau-né couvre ses besoins énergétiques principalement par le métabolisme des glucides. À mesure que la quantité de lait consommée augmente, sa valeur énergétique atteint 467,4 kJ (40 kcal/kg), ce qui couvre au moins le métabolisme de base, et la concentration en AGNE diminue. Des études ont montré que l'augmentation de la teneur en AGNE, en glycérol et l'apparition de cétones sont associées à la mobilisation de ces substances à partir du tissu adipeux et ne correspondent pas à une simple augmentation due à l'alimentation. Concernant les autres composants des graisses – lipides, cholestérol, phospholipides, lipoprotéines –, leur concentration dans le sang des vaisseaux ombilicaux des nouveau-nés est très faible, mais augmente après 1 à 2 semaines. Cette augmentation de la concentration des fractions lipidiques non liées au transport est étroitement liée à leur apport alimentaire. Cela est dû au fait que le lait maternel, l'aliment du nouveau-né, est riche en graisses. Des études menées sur des prématurés ont donné des résultats similaires. Il semble qu'après la naissance d'un prématuré, la durée du développement intra-utérin soit moins importante que le temps écoulé après la naissance. Après le début de l'allaitement, les graisses absorbées avec les aliments sont dégradées et résorbées sous l'influence des enzymes lipolytiques du tractus gastro-intestinal et des acides biliaires de l'intestin grêle. Les acides gras, les savons, le glycérol, les mono-, di- et même les triglycérides sont résorbés dans la muqueuse des parties moyenne et inférieure de l'intestin grêle. La résorption peut se produire par pinocytose de petites gouttelettes de graisse par les cellules de la muqueuse intestinale (taille des chylomicrons inférieure à 0,5 μm) ou par formation de complexes hydrosolubles avec des sels biliaires et des acides, notamment des esters de cholestérol. Il est actuellement prouvé que les graisses à chaîne carbonée courte (C12) sont absorbées directement dans le sang par le système vésiculaire. Les graisses à chaîne carbonée plus longue pénètrent dans la lymphe et, par le canal thoracique commun, s'écoulent dans la circulation sanguine. En raison de l'insolubilité des graisses dans le sang, leur transport dans l'organisme nécessite certaines formes. Tout d'abord, des lipoprotéines sont formées. La transformation des chylomicrons en lipoprotéines se produit sous l'influence de l'enzyme lipoprotéine lipase (« facteur de clarification »), dont le cofacteur est l'héparine. Sous l'influence de la lipoprotéine lipase, les acides gras libres sont séparés des triglycérides, qui sont liés aux albumines et donc facilement absorbés. On sait que les α-lipoprotéines contiennent 2/3 des phospholipides et environ 1/4 du cholestérol dans le plasma sanguin,β-lipoprotéines: 3/4 du cholestérol et 1/3 des phospholipides. Chez le nouveau-né, la quantité d’α-lipoprotéines est significativement plus élevée, tandis que les β-lipoprotéines sont faibles. Ce n’est qu’à 4 mois que le rapport entre les fractions α et β des lipoprotéines se rapproche des valeurs normales pour un adulte (fractions α: 20-25 %, fractions p: 75-80 %). Ceci a une certaine importance pour le transport des graisses.

Les échanges lipidiques sont constants entre les dépôts graisseux, le foie et les tissus. Durant les premiers jours de vie du nouveau-né, la teneur en acides gras estérifiés (AGE) n'augmente pas, tandis que celle en AGNE augmente significativement. Par conséquent, durant les premières heures et les premiers jours de vie, la réestérification des acides gras dans la paroi intestinale est réduite, ce que confirme également la charge en acides gras libres.

La stéatorrhée est souvent observée chez les enfants dès les premiers jours et semaines de vie. Ainsi, l'excrétion de lipides totaux dans les selles chez les enfants de moins de 3 mois est en moyenne d'environ 3 g/jour, puis, entre 3 et 12 mois, elle diminue à 1 g/jour. Parallèlement, la quantité d'acides gras libres dans les selles diminue également, ce qui reflète une meilleure absorption des graisses dans l'intestin. Ainsi, la digestion et l'absorption des graisses dans le tractus gastro-intestinal sont encore imparfaites à ce stade, car la muqueuse intestinale et le pancréas subissent un processus de maturation fonctionnelle après la naissance. Chez les prématurés, l'activité lipasique ne représente que 60 à 70 % de celle observée chez les enfants de plus d'un an, tandis qu'elle est plus élevée chez les nouveau-nés à terme, soit environ 85 %. Chez les nourrissons, l'activité lipasique atteint près de 90 %.

Cependant, l'activité lipasique ne détermine pas à elle seule l'absorption des graisses. Les acides biliaires sont un autre composant important favorisant l'absorption des graisses. Non seulement ils activent les enzymes lipolytiques, mais ils influencent également directement l'absorption des graisses. La sécrétion d'acides biliaires présente des caractéristiques liées à l'âge. Par exemple, chez les prématurés, la sécrétion d'acides biliaires par le foie ne représente que 15 % de la quantité produite pendant la période de développement complet de sa fonction chez les enfants de 2 ans. Chez les nourrissons nés à terme, cette valeur atteint 40 %, et chez les enfants de moins d'un an, 70 %. Ce facteur est très important d'un point de vue nutritionnel, car la moitié des besoins énergétiques des enfants sont couverts par les graisses. S'agissant du lait maternel, la digestion et l'absorption sont relativement complètes. Chez les nourrissons nés à terme, l'absorption des graisses du lait maternel est de 90 à 95 %, contre un peu moins chez les prématurés (85 %). Avec l'alimentation artificielle, ces valeurs diminuent de 15 à 20 %. Il a été établi que les acides gras insaturés sont mieux absorbés que les acides gras saturés.

Les tissus humains peuvent décomposer les triglycérides en glycérol et en acides gras, puis les synthétiser à nouveau. La dégradation des triglycérides se produit sous l'influence des lipases tissulaires, passant par des étapes intermédiaires de di- et monoglycérides. Le glycérol est phosphorylé et intégré à la chaîne glycolytique. Les acides gras subissent des processus oxydatifs localisés dans les mitochondries des cellules et sont échangés selon le cycle de Knoop-Linen. À chaque tour du cycle, une molécule d'acétyl-coenzyme A se forme et la chaîne d'acide gras est réduite de deux atomes de carbone. Cependant, malgré l'importante augmentation d'énergie lors de la dégradation des graisses, l'organisme privilégie les glucides comme source d'énergie, car les possibilités de régulation autocatalytique de la croissance énergétique dans le cycle de Krebs, par les voies métaboliques des glucides, sont plus importantes que dans le métabolisme des graisses.

Lors du catabolisme des acides gras, des produits intermédiaires se forment: les cétones (acide β-hydroxybutyrique, acide acétoacétique et acétone). Leur quantité est importante, car les glucides présents dans les aliments et certains acides aminés possèdent des propriétés anticétoniques. En termes simplifiés, la cétogénicité d'un régime alimentaire peut être exprimée par la formule suivante: (Lipides + 40 % de protéines) / (Glucides + 60 % de protéines).

Si ce rapport est supérieur à 2, alors le régime a des propriétés cétoniques.

Il convient de garder à l'esprit que, quel que soit le type d'alimentation, des caractéristiques liées à l'âge influencent la tendance à la cétose. Les enfants de 2 à 10 ans y sont particulièrement prédisposés. À l'inverse, les nouveau-nés et les enfants de moins d'un an y sont plus résistants. Il est possible que la maturation physiologique de l'activité des enzymes impliquées dans la cétogenèse soit lente. Les cétones se forment principalement dans le foie. Leur accumulation provoque un syndrome de vomissements acétonémiques. Les vomissements surviennent brutalement et peuvent durer plusieurs jours, voire plusieurs semaines. À l'examen des patients, une odeur de pomme (acétone) est détectée dans la bouche et de l'acétone est présente dans les urines. Parallèlement, la glycémie est normale. L'acidocétose est également caractéristique du diabète sucré, caractérisé par une hyperglycémie et une glycosurie.

Contrairement aux adultes, les enfants présentent des caractéristiques liées à l’âge dans leur profil lipidique sanguin.

Caractéristiques liées à l'âge de la teneur en matières grasses et de ses fractions chez les enfants

Indicateur	Nouveau-né			G nourrisson de 1 à 12 mois	Enfants à partir de 2 ans
	1 heure	24 h	6 à 10 jours		Jusqu'à 14 ans
Lipides totaux, g/l	2.0	2.21	4.7	5.0	6.2
Triglycérides, mmol/l	0,2	0,2	0,6	0,39	0,93
Cholestérol total, mmol/l	1.3	-	2.6	3.38	5.12
Cholestérol efficacement lié, % du total	35,0	50,0	60,0	65,0	70,0
AGNE, mmol/l	2,2	2.0	1,2	0,8	0,45
Phospholipides, mmol/l	0,65	0,65	1.04	1.6	2.26
Lécithine, g/l	0,54	-	0,80	1,25	1,5
Kéfaline, g/l	0,08	-	-	0,08	0,085

Comme le montre le tableau, la teneur en lipides totaux du sang augmente avec l'âge: au cours de la première année de vie seulement, elle est presque multipliée par trois. Les nouveau-nés présentent une teneur relativement élevée en lipides neutres (en pourcentage des lipides totaux). Au cours de la première année de vie, la teneur en lécithine augmente significativement, la céphaline et la lysolécithine étant relativement stables.

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Trouble du métabolisme des graisses

Des troubles du métabolisme des graisses peuvent survenir à différents stades de leur métabolisme. Bien que rare, le syndrome de Sheldon-Reye est observé: une malabsorption des graisses causée par l'absence de lipase pancréatique. Cliniquement, il se manifeste par un syndrome de type cœliaque avec une stéatorrhée importante. Par conséquent, le poids corporel des patients augmente lentement.

Des modifications des érythrocytes sont également détectées en raison d'une perturbation de la structure de leur membrane et de leur stroma. Un état similaire survient après des interventions chirurgicales sur l'intestin, au cours desquelles des sections importantes de celui-ci sont réséquées.

Une digestion et une absorption des graisses altérées sont également observées avec une hypersécrétion d'acide chlorhydrique, qui inactive la lipase pancréatique (syndrome de Zollinger-Ellison).

Parmi les maladies liées à un trouble du transport des graisses, on distingue l'abêtalipoprotéinémie (absence de β-lipoprotéines). Le tableau clinique de cette maladie est similaire à celui de la maladie cœliaque (diarrhée, hypotrophie, etc.). Le sang présente une faible teneur en graisses (le sérum est transparent). Cependant, diverses hyperlipoprotéinémies sont plus fréquentes. Selon la classification de l'OMS, on distingue cinq types: I – hyperchylomicronémie; II – hyper-β-lipoprotéinémie; III – hyper-β-hyperpré-β-lipoprotéinémie; IV – hyperpré-β-lipoprotéinémie; V – hyperpré-β-lipoprotéinémie et chylomicronémie.

Principaux types d'hyperlipidémie

Indicateurs	Type d'hyperlipidémie
	Je	IIA	IIv	III	IV	V
Triglycérides	Augmenté		Augmenté		Augmenté	↑
Chylomicrons						↑
Cholestérol total		Augmenté	Augmenté
Lipoprotéine lipase	Réduit
Lipoprotéines		Augmenté	Augmenté	Augmenté
Lipoprotéines de très basse densité			Augmenté		Augmenté	↑

En fonction des modifications du sérum sanguin en cas d'hyperlipidémie et de la teneur en fractions grasses, on peut les distinguer par transparence.

Le type I est dû à un déficit en lipoprotéine lipase. Le sérum sanguin contient un grand nombre de chylomicrons, ce qui le rend trouble. Des xanthomes sont fréquemment observés. Les patients souffrent fréquemment de pancréatite, accompagnée de crises de douleurs abdominales aiguës, et une rétinopathie est également observée.

Le type II se caractérise par une augmentation du taux sanguin de β-lipoprotéines de faible densité, accompagnée d'une forte augmentation du taux de cholestérol et d'une teneur normale ou légèrement augmentée en triglycérides. Cliniquement, des xanthomes sont souvent détectés sur les paumes, les fesses, la région périorbitaire, etc. L'artériosclérose se développe précocement. Certains auteurs distinguent deux sous-types: IIA et IIB.

Type III: augmentation des β-lipoprotéines flottantes, taux de cholestérol élevé, augmentation modérée de la concentration de triglycérides. Des xanthomes sont souvent observés.

Type IV - augmentation des taux de pré-β-lipoprotéine avec augmentation des triglycérides, taux de cholestérol normaux ou légèrement élevés; absence de chylomicronémie.

Le type V se caractérise par une augmentation des lipoprotéines de basse densité (LDL) et une diminution de la clairance plasmatique des graisses alimentaires. La maladie se manifeste cliniquement par des douleurs abdominales, une pancréatite chronique récurrente et une hépatomégalie. Ce type est rare chez l'enfant.

Les hyperlipoprotéinémies sont le plus souvent des maladies d'origine génétique. Elles sont classées comme troubles du transport des lipides, et la liste de ces maladies est de plus en plus longue.

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Maladies du système de transport des lipides

• Famille:
  • hypercholestérolémie;
  • troubles de la synthèse de l’apo-B-100;
  • hyperlipidémie combinée;
  • hyperapolipo-β-lipoprotéinémie;
  • dys-β-lipoprotéinémie;
  • phytostérolémie;
  • hypertriglycéridémie;
  • hyperchylomicronémie;
  • hyperlipoprotéinémie de type 5;
  • hyper-α-lipoprotéinémie type maladie de Tangier;
  • déficit en lécithine/cholestérol acyltransférase;
  • an-α-lipoprotéinémie.
• Abêtalipoprotéinémie.
• Hypobêtalipoprotéinémie.

Cependant, ces affections se développent souvent secondairement à diverses maladies (lupus érythémateux, pancréatite, diabète sucré, hypothyroïdie, néphrite, ictère cholestatique, etc.). Elles entraînent des lésions vasculaires précoces (artériosclérose), la formation précoce d'une cardiopathie ischémique et un risque d'hémorragies cérébrales. Au cours des dernières décennies, l'origine infantile des maladies cardiovasculaires chroniques à l'âge adulte a suscité une attention croissante. Il a été démontré que, même chez les jeunes, la présence de troubles du transport lipidique peut entraîner la formation de lésions athéroscléreuses dans les vaisseaux. Parmi les premiers chercheurs russes sur ce problème figuraient V.D. Tsinzerling et M.S. Maslov.

Parallèlement, on connaît également des lipoidoses intracellulaires, parmi lesquelles la maladie de Niemann-Pick et la maladie de Gaucher sont les plus fréquentes chez l'enfant. Dans la maladie de Niemann-Pick, la sphingomyéline se dépose dans les cellules du système réticulo-endothélial et dans la moelle osseuse, et dans la maladie de Gaucher, les hexosécérébrosides. L'une des principales manifestations cliniques de ces maladies est la splénomégalie.

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