Lipase hormonosensible du tissu adipeux

La lipase hormonosensible du tissu adipeux^[1] ou lipase hormonosensible adipocytaire^[2] est une triacylglycérol-lipase qui catalysent l'hydrolyse du triacylglycerol stocké dans les adipocytes selon la réaction :

triglycéride + H₂O = 3 acides gras + glycérol.

Cette enzyme est responsable de la lipolyse : elle est présente notamment dans les adipocytes et est activée par le glucagon ou l'adrénaline afin de libérer des acides gras dans le sang en cas de jeûne. On l'appelle pour cette raison lipase hormono-dépendante (LHS)^[3]. D'autres catécholamines et l'hormone adrénocorticotrope (ACTH) peuvent également stimuler ces réponses. Cette action enzymatique joue un rôle clé en fournissant une source d'énergie majeure à la plupart des cellules.

L'enzyme s'accumule également dans le noyau des adipocytes, tant en situation de régime gras que de jeûne. « En agissant à la fois comme enzyme cytosolique et comme facteur nucléaire, elle joue un rôle essentiel (…) dans le maintien du tissu adipeux^[4] ». Un déficit de cette enzyme induit une lipodystrophie^[5].

Les hormones extracellulaires, telles que le glucagon, l'adrénaline, la TSH ou l'ACTH, se lient à leurs récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) respectifs. Lorsqu'un RCPG est activé par son ligand extracellulaire, un changement conformationnel est induit dans le récepteur et transmis à un complexe protéique G hétérotrimérique intracellulaire par la dynamique des domaines protéiques. La sous-unité Gsα du complexe protéique G stimulé échange le GDP contre le GTP lors d'une réaction catalysée par le RCPG, puis est libérée du complexe. La sous-unité alpha de Gs activée se lie à l'adénylate-cyclase et l'active. Cette enzyme catalyse la conversion de l'ATP en AMP cyclique (AMPc). L'AMPc se lie ensuite à la protéine-kinase A (PKA) et l'active. C'est la PKA, activée par une cascade de transduction du signal induite par une hormone, qui phosphoryle et active la lipase hormonosensible (LHS), d'où son nom. Outre la phosphorylation de la LHS, la PKA phosphoryle également les périlipines à la surface des gouttelettes lipidiques des adipocytes. Ceci provoque leur étalement et permet à la LHS de pénétrer dans la gouttelette lipidique^[6].

L'activation de la LHS partiellement purifiée nécessite du Mg²⁺, de l'ATP et de l'AMPc^[7]. L'activation peut être bloquée lorsque la Ser552 n'est pas phosphorylée, car la Ser554 l'est. La déphosphorylation de la Ser552 permet la fixation de l'insuline à son récepteur, inhibant ainsi la lipolyse et stimulant le transport du glucose^[8].

La stimulation hormonale de la lipolyse chez l'humain est similaire à celle observée chez le rat^[7].

La principale fonction de la lipase hormonosensible est de mobiliser les graisses stockées^[9]. La lipase hormonosensible hydrolyse soit un acide gras d'une molécule de triacylglycérol, libérant un acide gras et un diglycéride, soit un acide gras d'une molécule de diacylglycérol, libérant un acide gras et un monoglycéride. Ce processus permet le métabolisme énergétique chez les mammifères^[8]. Bien que la lipase hormonosensible (LHS) soit capable de catalyser l'hydrolyse des triglycérides et des diglycérides, une autre enzyme présente dans le tissu adipeux, la lipase des triglycérides adipeux (ATGL), possède une affinité plus élevée pour les triglycérides que la LHS et agit principalement comme enzyme responsable de l'hydrolyse spécifique des triglycérides dans l'adipocyte. La lipase hormonosensible, qui présente une affinité 11 fois supérieure pour les diglycérides que pour les triglycérides, clive principalement ces diglycérides, formant du 2-monoglycéride et un acide gras libre^[10],[11].

La LHS est activée lorsque l'organisme a besoin de mobiliser ses réserves énergétiques et répond donc positivement aux catécholamines et à l'ACTH. Elle est inhibée par l'insuline^[12].

On peut lister les étapes suivantes^[13] :

1. En situation besoin d'énergie métabolique (faible taux de glucose), des hormones comme l'adrénaline ou le glucagon sont émises.
2. L'adrénaline se lie aux récepteurs β-adrénergiques, tandis que le glucagon se lie aux récepteurs couplés aux protéines G de type Gs (s pour stimumé). Cette liaison active l'adénylate-cyclase membranaire.
3. L'activation de l'adénylate-cyclase induit la formation d'AMPc, un messager intracellulaire. Noter que l'insuline diminue le taux d'AMPc, tandis que la caféine l'augmente.
4. L'AMPc active la protéine-kinase A (PKA), qui phosphoryle la lipase hormonosensible mais aussi les périlipines entourant les gouttelettes lipidiques, ce qui permet à la lipase hormonosensible phosphorylée de pénétrer à l’intérieur de ces gouttelettes. Là, elle commence à hydrolyser les triacylglycérols qui s'y trouvent.
5. L'hydrolyse complète des triacylglycérols produit des acides gras libres et du glycérol :
   • Ces acides gras libres peuvent alors être transportés par le sang — où ils s'y lient à l'albumine sérique (du plasma) —jusqu'aux tissus demandeurs (muscles, cortex rénal…). Là, leur absorption cellulaire est rendue possible par la présence de transporteurs d'acides gras à la surface de la membrane. Le complexe albumine-acide gras sérique se dissocie et l'acide gras libre est transporté dans le cytosol où ils sont convertis en leur dérivé actif, le CoA, puis métabolisés dans les mitochondries pour fournir de l'énergie.
   • Le glycérol résultant de l'hydrolyse (soluble dans l'eau) est transporté par le sang vers le foie. Là, l'enzyme glycérol-kinase le transforme en glycérol-3-phosphate, qui peut à nouveau servir à la synthèse des triglycérides ou être oxydé en dihydroxyacétone phosphate participant à la glycolyse. Cette oxydation est réalisée par l'enzyme glycolytique isomérase de triose phosphate, qui transforme le dihydroxyacétone phosphate en glycéraldéhyde-3-phosphate (produit intermédiaire de la glycolyse).

• Lipase hormonosensible (plus général)

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Hormone-sensitive lipase » (voir la liste des auteurs).

• Portail de la biochimie