Peut-on transformer les graisses en glucides ?

J’ai récemment reçu une question sur la possibilité pour les humains de convertir les graisses en glucides et j’ai pensé qu’il serait assez intéressant de la poser ici sur le site, d’autant plus que j’ai beaucoup parlé de cétose ces derniers temps (à la fois sur ClimbSci avec Tom puis dans un article ultérieur). Quoi qu’il en soit, cela me donne une autre chance de mettre une image du cycle de l’acide citrique dans un article, donc voilà aussi, haha.

La plupart des gens savent que nous pouvons convertir les glucides en graisses et comprennent le rôle que joue cette voie (c’est-à-dire qu’elle nous permet de stocker les calories à long terme, quelle que soit leur source). La façon dont beaucoup C’est ce qui se produit réellement*, mais il est indéniable que le chemin existe.

Mais qu’en est-il du contraire ? Encore une fois, je pense que la plupart des gens savent que cela n’arrive pas – les solutions biochimiques comme la cétogenèse seraient complètement inutiles (pour ne pas dire probablement inexistantes) si nous pouvions facilement convertir les graisses en glucides – mais est-ce là toute l’histoire, ou y a-t-il un chapitre manquant ? Jetons un coup d’oeil.

La production endogène de glucose revisitée

Avant d’aborder la question de la conversion des graisses en glucose, examinons l’ensemble de la production endogène de glucose, qu’est la gluconéogenèse. La gluconéogenèse est alimentée par un petit nombre de molécules, dont nous parlerons ci-dessous.

Le carburant le plus courant pour la gluconéogenèse est le lactate, produit lors d’un exercice anaérobie. Lors d’un exercice anaérobie, la glycolyse divise une molécule de glucose en pyruvate, mais ce pyruvate ne peut pas entrer dans le cycle de l’acide citrique sans oxygène et est donc réduit en lactate. La glycolyse produit un net de deux ATP (quatre au total, mais cela en coûte deux), laissant environ 34 ATP restant dans la molécule de lactate. Si notre corps ne peut pas prendre la molécule de lactate et la reconvertir en glucose, nous perdrons beaucoup d’énergie, créant ainsi une gluconéogenèse. Cependant, vous remarquerez peut-être à juste titre qu’il n’y a pas ici de véritable gain net de glucose ; Nous convertissons simplement une molécule qui était auparavant du glucose en glucose.

Nous pouvons également convertir le glycérol (le sucre principal de la molécule de triglycéride) en glucose. Il s’agit en fait d’une « nouvelle » production de glucose – il provient de notre alimentation sous une forme sans glucose – mais cela ne représente pas grand-chose en fin de compte. La fraction glycérol ne représente qu’environ 10 % de la masse des triglycérides les plus courants et, en termes caloriques, ne représente qu’environ 1 calorie sur 40 à 50. Si vous consommez 100 grammes de graisses par jour, vous pourriez obtenir environ 40 calories provenant des glucides (mais probablement moins si l’on prend en compte le coût de la gluconéogenèse).

Si nous voulons vraiment produire une quantité adéquate de « nouveau » glucose, nous n’avons qu’une seule source vers laquelle nous tourner : les protéines. Ou pour être plus précis, les acides aminés. Les acides aminés sont classés soit comme « gluconéogènes », c’est-à-dire qu’ils peuvent être convertis en glucose, soit comme « cétogènes », ce qui signifie qu’ils ne le peuvent pas. Le fait qu’un acide aminé soit l’un ou l’autre (certains sont les deux) dépend de l’endroit où il entre dans le cycle de l’acide citrique :

Si le graphique ci-dessus semble vraiment déroutant, ne vous inquiétez pas, il n’y a qu’une seule chose importante à laquelle il faut prêter attention : si l’acide aminé entre dans le cycle directement ou sous forme d’acétyl-CoA. Si l’acide aminé parvient à y pénétrer, il s’éloignera et finira par se transformer en une nouvelle molécule d’oxaloacétate jamais vue auparavant. S’il doit entrer sous forme d’acétyl-CoA, il faut… entrée d’oxaloacétate et il ne peut y avoir aucun gain d’oxaloacétate. L’oxaloacétate est la molécule qui alimente la voie de la gluconéogenèse, donc si vous ne parvenez pas à réaliser un gain d’oxaloacétate, vous ne pourrez pas non plus réaliser un gain de glucose.

La quantité de protéines contribuant à la gluconéogenèse dépend de votre alimentation et de votre situation. Pour la plupart d’entre nous – des humains qui ne meurent pas de faim et qui suivent un régime alimentaire mixte – la gluconéogenèse contribue relativement peu. Il contribue un peu ici et là selon les besoins, mais cela n’affecte pas beaucoup notre « charge » quotidienne de glucose. Si vous mourez de faim (comme si vous aviez faim, la vie est en jeu), cela contribuera probablement beaucoup, car vos muscles seront décomposés et transformés en sucre pour maintenir votre cerveau en vie. Dans le cas de la cétose, ce serait quelque part entre les deux (mais plus proche de l’extrémité du spectre « régime naturel » que de la famine).

Bref, les seules molécules que notre corps peut réellement utiliser Avec profit Le glucose est créé par des acides aminés glucogéniques. La quantité de glucose que nous obtenons du glycérol présent dans les triglycérides est négligeable, et la majeure partie du lactate que nous convertissons en glucose a commencé sa vie sous forme de glucose, il n’y a donc aucun gain là-bas.

Mais pourquoi pas du gras ?

Comme les acides aminés cétogènes, les graisses peuvent seulement Entrée dans le cycle de l’acide citrique via l’acétyl-CoA. L’acétyl-CoA nécessite une molécule d’oxaloacétate pour entrer dans le cycle de l’acide citrique, ce qui signifie qu’il n’y a aucun gain net en molécules d’oxaloacétate.

Certains organismes – en fait, tous les organismes autres que nous, les animaux – ont un cycle différent (le cycle du glyoxylate) dans lequel ils peuvent convertir efficacement l’acétyl-CoA en de nouvelles molécules d’oxaloacétate pour former des sucres. Pour les organismes non animaux, cela est crucial pour la survie car leurs cellules ont des parois cellulaires à base de glucides ; **Il n’y a pas de parois cellulaires et il n’y a pas de vie.

Cela peut paraître spécial, mais ce n’est pas le cas ; Cela est principalement dû au fait que ces organismes ne sont pas mobiles et doivent donc être capables de synthétiser toutes les molécules organiques dont ils pourraient avoir besoin. En plus de leur capacité à synthétiser des glucides, ces organismes peuvent également synthétiser de l’acide folique (vitamine B9), du bêta-carotène (vitamine A), de l’acide ascorbique (vitamine C) et au moins une douzaine d’autres molécules organiques que nous, les humains, devons obtenir de notre alimentation.*** Nous n’avons pas de voie parce que nous n’en avons pas besoin.

UN peut être Exception : l’acétone

La question que j’ai évoquée au début de cet article est liée à un article décrivant le rôle de l’acétone dans la gluconéogenèse. Cet article est payant, mais décrit deux voies par lesquelles notre corps peut convertir l’acétone en glucose : la voie du méthylglyoxal et la voie du propanediol. Les deux voies convertissent l’acétone en lactate, qui peut ensuite entrer dans la gluconéogenèse.

Au sens technique donc, la graisse Il pourrait Il est converti en glucose par les humains – mais il s’agit d’un chemin long et complexe qui nécessite l’introduction d’un produit métabolique rare de la cétose (acétone) et le passage par une molécule de toxicité cellulaire connue (méthylglyoxal) pour atteindre sa cible. Pour les animaux, cette voie semble agir comme une soupape de sécurité pour le glucose plutôt que comme une voie légitime pour une nouvelle production de glucose.

En plus d’explorer les voies du méthylglyoxal et du propanediol décrites dans l’article ci-dessus, nous n’avons pas examiné le devenir biochimique de l’acétone, ou du moins de l’acétone que nous n’excrétons pas (comme le fait la plupart). Un article a révélé des niveaux accrus de méthylglyoxal chez les patients atteints de cétose, ce qui suggère que la voie du méthylglyoxal peut être régulée – mais le méthylglyoxal peut également être formé de nombreuses autres manières, de sorte que la quantité d’acétone réellement convertie en glucose n’est pas claire (même si elle est probablement supérieure au « zéro » décrit dans mon manuel de biochimie).

En fin de compte, j’oserais le dire Cela n’a pas vraiment d’importance Sauf dans le sens pédant. En fait, nous ne produisons pas beaucoup d’acétone au départ – même en cas de cétose – et la petite quantité d’acétone que nous formons serait une goutte similaire dans l’océan des précurseurs de la production de sucre, même s’ils étaient convertis à 100 % en lactate. La voie de l’acétyl-CoA au glucose via l’acétone est incroyablement inefficace sur le plan énergétique (nous perdons 25 % de la molécule d’acétyl-CoA lorsque l’acétoacétate est décarboxylé en acétone) et n’a de sens que du point de vue de la détoxification. C’est un exemple intéressant de solution biochimique, mais du point de vue de la gluconéogenèse, il est trivial.

La graisse est la graisse pour la survie

Quand nous regardons tous les problèmes que notre corps rencontre avec la cétose juste pour garder le cerveau nourri et heureux en l’absence de glucides alimentaires, il peut sembler étrange que notre corps ait perdu la capacité de convertir les graisses en glucides. Mais finalement, on ne peut que supposer qu’une telle voie n’était pas nécessaire pour les animaux, qui consomment généralement des glucides dans le cadre de leur alimentation quotidienne (herbivores et omnivores) ou qui disposent d’un mécanisme enzymatique exceptionnel pour convertir les acides aminés en glucose (omnivores).

Quelle que soit la raison pour laquelle nous ne pouvons pas convertir les graisses en glucides, nous pouvons continuer à affirmer qu’il n’y a aucun moyen vraiment Existe, avec en plus que nous pourrions potentiellement convertir une partie de l’acétone issue de la cétogenèse (dérivée des graisses) en glucose. Qui sait, peut-être que cela vous fera gagner des points lors d’une soirée quiz !

Remarques

* Il ne fait aucun doute que la consommation de grandes quantités de glucides dans le cadre d’un régime hypercalorique entraînera une prise de graisse. Dans la plupart des cas, cette prise de graisse n’est pas due à Encore Cependant, la lipogenèse est le résultat d’un déplacement de la dépense calorique vers les glucides et non vers les graisses. Ainsi, dans un régime hypercalorique et hyperglucidique, notre corps brûle préférentiellement les glucides pour produire de l’énergie et stocke l’excès d’énergie avec les graisses alimentaires. Biologiquement, cela est tout à fait logique puisque la conversion de molécules coûte cher et il n’y a aucune raison de payer ce coût alors que nous disposons déjà d’une molécule équivalente (graisse alimentaire).

** Beaucoup d’entre vous se demandent peut-être : « Mais les plantes produisent des sucres lors de la photosynthèse ! », et c’est vrai. La partie cruciale intervient avant que la plante puisse photosynthétiser, mais elle intervient lors du semis. Les graines sont riches en calories car elles sont riches en graisses, et elles sont riches en graisses non pas pour satisfaire nos goûts mais pour fournir suffisamment d’énergie aux plantules pour pouvoir « réussir » afin que la photosynthèse puisse commencer. Si la plante ne parvient pas à reconvertir ces graisses en sucres, elle ne pourra pas fabriquer de parois cellulaires et mourra rapidement.

***Nous avons également besoin de nombreuses molécules inorganiques – fer, calcium, magnésium, etc. – mais aussi des plantes, des champignons, des bactéries, des archées et des protozoaires. Ils dépendent de l’environnement pour fournir ces ingrédients, et les environnements dans lesquels ils vivent sont limités aux éléments dont ils ont besoin. L’adaptation évolutive leur permet de surmonter ces limitations.