Lipides
Digestion des lipides
Digestion des triglycérides

1. L'intestin grêle, i.e. duodénum, jéjunum et iléon, est le principal site de digestion des lipides car le pancréas est essentiellement la source d'enzymes lipolytiques ou lipases (Lipases: it's not just pancreatic lipase! 2022).

2. La digestion des triglycérides est essentiellement effectuée par :

• la lipase pancréatique (PL)
• la lipase gastrique (GL).

Lipases pancréatiques

Lipase pancréatique (PL, PNLIP ou PTL)

La lipase pancréatique est localisée uniquement dans les granules de zymogène des cellules acineuses pancréatiques qui sont stimulées principalement par la cholécystokinine et la sécrétine en réponse aux acides gras libres produits par la lipolyse dans l'estomac.

• 99 % de la sécrétion est libérée au pôle apical cellulaire dans le suc pancréatique pour la digestion des graisses alimentaires.
• Lors de pancréatite, i.e. inflammation du pancréas, la sécrétion apicale est bloquée et de grandes quantités de lipase pancréatique sont libérées dans la circulation par la face basolatérale (Genetics and pathophysiology of pancreatitis 2019).

Vue d'ensemble

1. La lipase pancréatique (PL), i.e. PNLIP (PaNcreatic LIpase ou PTL (Pancratic Triglyceride Lipase), EC 3.1.1.3 fait partie des Les lipases dites " vraies ou conventionnelles ", hydrolases à sérine spécialisées dans l'hydrolyse des triglycérides (TG) à acides gras à chaîne moyenne (MCFA) et longue (LCFA) insolubles dans l'eau selon les réactions :

$\ce{Triglycéride + H2O}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{Diglycéride + acide gras + H^+}$

$\ce{Diglycéride + H2O}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{Monoglycéride + acide gras + H^+}$

a. La PL n'hydrolyse que les triglycérides et les diglycérides (DAG) en sn-3 et sn-1, i.e. sn est la numérotation stéréospécifique (stereospecific numbering).

b. Les monoglycérides, en sn-2, sont hydrolysés par la carboxyl ester lipase (CEL ou BSDL).

$\ce{Monoglycéride + H2O}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{Glycérol + acide gras + H^+}$

2. Les lipases pancréatiques sont composées de deux domaines :

a. Le domaine N-terminal globulaire catalytique comprend :

• le pli hydrolase α/β,
• le couvercle contrôlant l'accès au site actif

b. le domaine C-terminal est impliqué dans les interactions avec la colipase et les lipides.

Interactions

1. la lipase pancréatique doit son activité enzymatique à la colipase (CLPS), une co-enzyme protéique qui permet à une molécule de lipase d'hydrolyser 300 000 liaisons ester/minute (Molecular Dynamics Simulation of Human Pancreatic Lipase and Lipase-colipase Complex: Insight into the Structural Fluctuations and Conformational Changes 2020).

• Synthétisée et sécrétée par le pancréas sous une forme inactive, la procolipase est activée dans la lumière intestinale par la trypsine, dont le précurseur, le trypsinogène est aussi fabriqué par la pancréas.

2. Le complexe tertiaire 1:1:1 dans la micelle lipase-colipase-sel biliaire fait consensus, les interactions au niveau des résidus entre la lipase-colipase et le sel biliaire doivent encore être étudiées (Binding orientation and interaction of bile salt in its ternary complex with pancreatic lipase-colipase system 2018 et Bile salts in digestion and transport of lipids 2019).

• Une micelle de NaTC (taurocholate de sodium) composée de neuf monomères se forme au niveau du sillon concave entre la lipase et la chaîne de colipase et qu'elle interagissait principalement avec le quatrième doigt de la colipase. Ce complexe a été principalement stabilisé par les interactions de van der Waals.
• Le domaine C-terminal de la lipase qui contient la colipase n'a montré aucun rôle significatif dans la formation ou la stabilisation de la micelle NaTC.

Autres lipases pancréatiques (PLRP ou PNLIPRP)

D'autres lipases pancréatiques, exprimées par les cellules acineuses, mais en quantité beaucoup plus faibles, interviennent dans la digestion des lipides,

1. PLRP2 (Pancreatic Lipase Related Protein 2), ou PNLIPRP2 (PaNcreatic LIpase Related Protein 2) intervient dans l'émulsification des lipides et digère (Structure and Function of Pancreatic Lipase-Related Protein 2 and Its Relationship With Pathological States 2021) :

• les triglycérides (TG),
• les esters de cholestérol (CE),
• les phospholipides (PL), à activité semblable à la phospholipase A1 (PLA1),
• les galactolipides,
• les vitamines liposolubles (A, D, E et K).

a. PLRP2 n'est pas activée par la colipase et li semble qu'elle soit inhibée par les concentrations micellaires de sels biliaires, suggérant que PLRP2 pourrait ne pas avoir d'activité lipase in vivo, mais agirait préférentiellement comme une phospholipase ou une galactolipase (EC 3.1.1.26).

b. Par contre, les nouveau-nés et les nourrissons allaités expriment la colipase et PNLIPRP2, mais pas PL, pour digérer les lipides du lait, comme la carboxyl ester lipase (CEL ou BSDL).

2.PLRP1 (Pancreatic Lipase Related Protein 1), ou PNLIPRP2 (PaNcreatic LIpase Related Protein 1) n'a aucune activité enzymatique connue, i.e. elle présente deux mutations à proximité du site actif.

PLRP1 pourrait être en compétition avec la lipase pancréatique par son association à la colipase et pourrait agir comme un inhibiteur de la LP, protégeant ainsi le pancréas des conséquences d'une digestion et d'une absorption excessive d'acides gras.

Lipases dites acides

Si la digestion complète et l’absorption des lipides alimentaires est l’intestin grêle par l'apport des sels biliaires et des hormones intestinales, une digestion très partielle débute avant :

• dans la bouche par la lipase linguale,
• dans l’estomac par des lipases gastriques.

Lipase gastrique (GL)

La lipase gastrique (GL) est une enzyme lipolytique stable en milieu acide, i.e. appartenant à la famille des gènes des lipases acides qui comprend aussi la lipase linguale et la lipase lysosomale (The acid lipase gene family: three enzymes, one highly conserved gene structure 1997).

• La GL fait partie des lipases " vraies ou conventionnelles ".
• LA GL humaine (HGL) à 379 résidus ne comprend qu'un seul domaine.

1. Bien que cette famille de gènes de lipase acide ne présente aucune homologie de séquence d'acides aminés avec aucune autre famille de lipase connue, elle partage le repliement commun α/β-hydrolase.

• Cette hydrolase à sérine possède comme triade catalytique Ser153, Asp324, et His353.
• Le couvercle (résidus 210 à 267) composé de 58 acides aminés, est articulé autour de deux hélices α et contrôle l'accessibilité au site actif.
• Une partie hydrophobe de 29 acides aminés (résidus 215-244), près du couvercle, pourrait être impliquée dans la liaison du substrat.

2. La lipase gastrique est synthétisée et sécrétée dans l'estomac par différentes cellules selon les espèces, par exemple par les cellules fundiques principales avec le pepsinogène chez l'homme.

La sécrétion gastrique de lipase est stimulée par la motilité gastrique, les stimuli cholinergiques, un repas et la gastrine, qui stimule également la sécrétion de pepsinogène et d'acide gastrique dans l'intestin grêle (Molecular dynamics simulations of human and dog gastric lipases: Insights into domain movements 2010).

3. Elle hydrolyse environ 25% des triglycérides (TG) gastriques avec une préférence marquée pour la liaison ester au niveau sn-3, alors que la lipase pancréatique (PL) les hydrolyse en sn-1 ou sn-3 et a une activité 5 à 6 fois supérieure.

• En effet, on estime qu'à la fin de la digestion intestinale, un des quatre acides gras libres (FFA ou Free Fatty Acide) fourni par l'hydrolyse de deux TG a pour origine la lipase gastrique.
• Son activité sur les diglycérides (DAG) et les monoglycérides (MG) est faible, par son inactivation par les acides gras libres, et nulle sur les esters de cholestérol (CE) et les phospholipides (PL).

Toutefois, en l'absence de lipase pancréatique, sa sécrétion triple ou quadruple pour contribuer jusqu'à 30 % ou plus à la digestion globale des graisses alimentaires.

Lipase linguale

La lipase linguale est sécrétée par les glandes salivaires, i.e. glandes sublinguales et les glandes parotides et hydrolyse les triglycérides (TG) en diglycérides (DAG).

• Cette hydrolase à sérine possède comme triade catalytique Ser144, Asp203, et His257.

1. Faisant partie des lipases acides, son pH lui permet de se passer des sels biliaires pour fonctionner.

Son action se poursuit dans l'estomac avec la lipase gastrique.

2. Elle aurait un rôle dans le sens du goût pour les acides gras par sa sécrétion par les glandes de Von Ebner localisées à l'arrière de la langue, où elle est présente dans les sillons des papilles circumvallées (ou caliciformes) et foliées (Lingual lipase activity in the orosensory detection of fat by humans 2014).

Elle pourrait utiliser le recepteur scavenger CD36 pour cette sensation.

Remarque : la lipase lysosomale (LAL ou LIPA), qui agit à l'intérieur des lysosomes, fait partie de cette famille de lipases et agit sur :

• les triglycérides (TG),
• les esters de cholestérol (CE).

Estérases

Les estérases " vraies " (EC 3.1.1.1) catalysent, entre autres, les triglycérides (TG) à acides gras à chaîne courte (SCFA) solubles dans l'eau.

Digestion des esters de cholestérol et des phospholipides