Résumé de la Lecture du Prix Benjamin Delessert remis lors de la 45ème Journée Annuelle de Nutrition et de Diététique. « HOMÉOSTASIE ÉNERGÉTIQUE ET MÉTABOLISME GLUCIDO-LIPIDIQUE : POURQUOI DEUX SUBSTRATS DIFFÉRENTS ? »  Pr. Xavier LEVERVE Professeur des Universités en Nutrition, Faculté de Médecine, Université Joseph Fourier, et Praticien Hospitalier, Département de Médecine Aiguë Spécialisée, CHU de Grenoble La vie repose sur le métabolisme de trois macronutriments fondamentaux : les protéines, les glucides et les lipides et l’ évolution a été marquée par la sélection de voies métaboliques multiples permettant l’ adaptation la meilleure possible aux situations de pléthore comme de carence. Glucides et lipides ont une capacité à couvrir les besoins énergétiques très comparable dans leur voie finale commune (cycle de Krebs et oxydation phosphorylante). Et pourtant l’ évolution a soigneusement entretenu les similitudes et la concurrence entre ces deux substrats. A l’ occasion de la remise du prix Benjamin Delessert, le Pr. Xavier Leverve, lauréat du prix 2005, invite à réfléchir sur cet aspect de la régulation métabolique : « Homéostasie énergétique et métabolisme glucido-lipidique : pourquoi deux substrats différents ? » Chez l’ homme, le glucose est un substrat énergétique majeur, notamment pour le cerveau (les 4/5 du glucose oxydé en H2O et CO2 le sont à ce niveau) alors qu’ il est très peu stocké en revanche, les lipides sont abondamment stockés alors qu’ ils ne constituent pas une source potentielle de glucose pour les mammifères. Les glucides représentent une partie importante du métabolisme énergétique mais l’ énergie est stockée principalement sous forme de triglycérides dans le tissu adipeux alors que l’ homme ne peut pas synthétiser de glucose à partir des acides gras. En fait, les métabolismes des glucides et lipides sont complémentaires en fonction des situations métaboliques, physiologiques ou pathologiques. Le contenu énergétique des lipides est très élevé (9 Kcal/g contre 4Kcal/g pour les glucides) et leur nature hydrophobe permet un stockage sans présence d’ eau. Si toute l’ énergie stockée dans le tissu adipeux des mammifères l’ était sous forme de glycogène, cela se traduirait par une élévation considérable de la masse de l’ organisme car le stockage de glycogène implique un stockage d’ eau. Le Pr. Xavier Leverve rappelle que le stockage énergétique est effectué surtout sous forme d’ hydrates de carbone (amidon) dans le règne végétal qui est immobile et sous forme de triglycérides dans le règne animal qui lui, est mobile ce qui incite à penser que l’ évolution a sélectionné le meilleur compromis pour constituer des réserves tout en préservant l’ activité locomotrice. DES DIFFÉRENCES IMPORTANTES Les acides gras ne peuvent pas être oxydés en l’ absence complète d’ hydrates de carbone et on peut dire que  les lipides brûlent au feu des glucides (anapleurèse) les lipides ne peuvent pas non plus servir à la synthèse de glucose alors que les glucides sont de bons précurseurs à la synthèse de lipides. Ces différences sont importantes dans la régulation réciproque entre glucides et lipides en terme d’ oxydation et de stockage. Une autre différence ente les deux voies métaboliques est essentielle : les lipides contiennent davantage d’ énergie utilisable pour la synthèse d’ ATP mais leur utilisation nécessite davantage d’ oxygène. Un gramme de lipide fournit davantage d’ ATP qu’ un gramme de glucide mais la combustion d’ un litre d’ oxygène fournit davantage d’ ATP s’ il sert à oxyder des glucides et ceci a des implications en physiologie comme en pathologie. LE COEUR DES SHERPAS UTILISE LES GLUCIDES Ainsi le muscle cardiaque assure 80% de ses dépenses énergétiques en consommant des lipides mais une limitation en oxygène peut modifier cette préférence : les sherpas dont l’ organisme est acclimaté aux hautes altitudes peuvent assurer 80% de leurs dépenses énergétiques cardiaques par l’ oxydation des glucides en situation d’ hypoxie, l’ oxydation quasi exclusive de glucides devient la seule possibilité métabolique pour utiliser au mieux l’ oxygène. Deux situations physiologiques extrêmes illustrent bien la complémentarité métabolique entre glucose et lipides, le jeûne du manchot qui couve les œ ufs et l’ insulinorésistance  du rat du désert qui ne consomme pas de glucides. LE MANCHOT ROYAL Le manchot royal pond ses œ ufs dans un endroit où toute vie est quasi impossible (sans doute pour éviter les prédateurs) et le mâle couve les œ ufs ses réserves lipidiques sont considérables pour supporter un jeûne de très longue durée. Si la femelle n’ est pas revenue à temps, le mâle abandonne le poussin (qui meurt) pour retourner se nourrir et le signal d’ abandon n’ est pas le manque de lipides car il lui reste des réserves lipidiques importantes mais semble plutôt lié à la perte de masse protéique. Un parallèle avec le traitement de l’ obésité fait dire que ce ne sont pas les réserves adipeuses mais la dénutrition protéique qui représente la véritable limite métabolique des régimes restrictifs sévères. LE RAT DU DÉSERT Le rat du désert ne consomme pratiquement pas de glucides, tout son glucose circulant  est issu de la néoglucogénèse endogène, et il est capable d’ effectuer un stockage lipidique important. L’ une des principales caractéristiques métaboliques de cet animal est une insulinorésistance marquée qui contraste avec une glycémie très basse. L’ insuline élevée permet d’ activer la lipogénèse alors que l’ insulino-résistance limite l’ oxydation du glucose. Ce subtil équilibre métabolique s’ effondre si l’ animal est placé dans un environnement nutritionnel « normal » : l’ animal augmente son stockage adipeux, son obésité devient considérable, puis son insulino-résistance s’ aggrave, il devient très hyperglycémique puis insulinopénique et meurt d’ acidocétose.   Pour plus d’information : Le texte intégral de la Lecture du Prix Benjamin Delessert

Auteur : Xavier Leverve