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Dr Hana Manceau, PhD
Service de Biochimie Clinique, Hôpital Beaujon Inserm U1149 - Université Paris Diderot
Faculté Médecine - Université Paris Diderot
L2-UE8 – 2017/18
METABOLISME DES PROTEINESMETABOLISME DES PROTEINESle bilan azotle bilan azotéé, cycle de l, cycle de l’’ururéée e
Connaissances PACES :�structure des AA, protéines�biosynthèse des protéines
Objectifs L2 :�différentes composantes du métabolisme protéique et ses finalités�éléments de régulation métabolique �moyens d'exploration de ce métabolisme�déficits enzymatiques du cycle de l’urée
PrPréérequisrequis et objectifset objectifs
ProtProtééinesines - molécules comportant de l'azote et composées d'une séquence d'acides aminés reliés par des liaisons peptidiques
RappelsRappels
AA essentielsAA essentiels(indispensables)(indispensables)
AA semiAA semi--indispensables indispensables (chez enfant et allaitement)(chez enfant et allaitement)
LeucineThréonine
LysineTryptophane
Phénylalanine Valine
MéthionineIsoleucine
GlutamineTyrosineCystéineArginineHistidine
C CCN
H
R1
OO
H
H C CNN
H
R2 O
OH
HH
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Eau extracellulaire (25% 20 L)
Eau intracellulaire (37% 25 L)
Minéraux (6% 4 kg)
Graisse (10-30% 10 kg)
Masse corporelle 70 kg
Masse maigre
Masse grasse
Protéines (16% 10 kg)
ProtProtééines ines -- importance vitaleimportance vitale
����
SchSchééma gma géénnééral du mral du méétabolisme prottabolisme protééique ique (chez un adulte en bonne santé)
PROTEINES(10 kg)
Synthèse protéique(300 g/j)
Biosynthèse des autres produits azotés
Apports exogènes(80 g/j)
Synthèse de novo
(endogène)
Dégradation irréversible(80 g/j)
(UREE, NH4+, CO2)
Renouvellement ou
« Turnover protéique »
Les AA excédentaires ne sont pas stockés : ils sont dégradés
AA LIBRES(70 g/j)
Protéolyse(300 g/j)
ENTREES SORTIES
Bilan azotBilan azotéé
Balance azotBalance azotéée positivee positiveSynthèse > Protéolyse
ÉÉtat anaboliquetat anabolique
Azote ingeré(protéine)
Azote excreté(urée)
Equilibre azotEquilibre azotéé
Synthèse protéique = Dégradation protéique
Balance azotBalance azotéée ne néégativegativeSynthèse < Protéolyse
ÉÉtat cataboliquetat catabolique
Bilan azotBilan azotéé
= différence entre apporte (ingéré) et perte azotées (urines 90 %, fèces 10 %)��mesurmesuréé et exprimé en g N/24h
Méthode lourde à mettre en ouvre et utiliser en pratique clinique
��estimestiméé – dosage de ll’’ururéée urinaire e urinaire de 24h (85 % azote chez l’homme)
LL’’éévaluation du mvaluation du méétabolisme des prottabolisme des protééines est une pratique quotidienne en clinique. ines est une pratique quotidienne en clinique.
Les principaux marqueurs de flux d’azote en situation de dénutrition protéino-énergétique
Renouvellement des protRenouvellement des protééines ines
Protéines participent de façon très variable au renouvellement protéique global en fonction de :
�importance quantitative de la protéine (muscles, foie, intestin, peau)
�rapidité de renouvellement de protéine
10% 20 %
Variations du renouvellement protVariations du renouvellement protééiqueique
� Age - NNé 15 g/kg/j >> adulte 4 g/kg/j synthèse >> protéolyse
� Etat nutritionnel - � au cours du jeûne protéolyse > synthèse
� Etat pathologique (syndrome inflammatoire, traumatisme, sepsis, brûlés)
- situations cataboliques
- renouvellement 3-4x mais pas de gain protéique!
- foie+++ - synthèse des protéines de l’inflammation
- muscle produit des AA protéolyse > synthèse
Variations physiologiques et pathologiques des ENTREESVariations physiologiques et pathologiques des ENTREES
Alimentation = Apport des AA exogènes
Correspond à l’apport alimentaire en protéines qui subissent leur digestion
au niveau du tractus digestif
I. Aspects quantitatifsI. Aspects quantitatifs
Chez l’adulte, en pays développé, apports 7070--100 g/j100 g/j
Besoins recommandés:
55 g 45 g 110 g
���� ���� ����4-6 mois
Dépendent de - l’apport par les autres nutriments- l’âge et du sexe- l’activité physique
KwashiorkorKwashiorkor
Enfants de 6 mois-3ansau moment du sevrage
Pays en voie de développementAnorexieAnorexie
OpOpéérréés, cancs, cancééreux, brreux, brûûllééssPerte protéique >> besoins
Carence protCarence protééiqueique
Marasme nutritionnelMarasme nutritionnel
CarenceCarence globaleglobale(P, vitamines, minéraux)
En pathologie : MALNUTRITION PROTEINOEn pathologie : MALNUTRITION PROTEINO--CALORIQUECALORIQUE
PROTEOLYSE = catabolisme protPROTEOLYSE = catabolisme protééiqueique
Source principale d’AA pour l’organisme (75%)
Multiples fonctions :
� « Ménage cellulaire » (renouvellement basal des protéines,
élimination des protéines anormales)
� Genèse des peptides antigéniques (réponse immunitaire)
� Production d’énergie en situation de carence (muscle)
� Régulation de l’abondance tissulaire des enzymes
Consomme de l’énergie +++
Régulée +++ par conditions nutritionnelles et hormonales
SystSystèèmes protmes protééolytiquesolytiques
�� SystSystèème me lysosomallysosomal : : foie, reins +++ (< 15% protéolyse)
- ATP dépendant
�� SystSystèème me CalpaCalpaïïnene--CalpastatineCalpastatine : : - calcium dépendant - cytosolique
- dégradation des protéines du cytosquelette +++
�� SystSystèème me protprotééasomeasome : : muscle +++
� dans les états cataboliques +++
- ATP dépendant
ProtProtééolyse olyse lysosomalelysosomale
SystSystèème me ubiquitineubiquitine--protprotééasomeasome
• Complexe multienzymatique cytosolique
• Dégradation des protéines intracellulaire
(enzymes, protéines régulatrices)
• Dégradation des protéines anormales
• Majorité de la protéolyse au niveau musculaire +++
• Le protéasome « digère » les protéines marquées par l’ubiquitine
Complexe 20S Complexe 20S - activité catalytique protprotééolytiqueolytique (CP)
Complexe 19S Complexe 19S - activité rréégulatricegulatrice (RP)
O
N
H
O
N
H
ProtProtééine ine «« tagutaguééee »»
CH2
CH2
LysineLysine
CO
Glycine
UbiquitineUbiquitinepeptide de 76 AA
CC
C
CH2
CH2
NHLiaison isopeptidique
α
La glycine C-terminale de l’ubiquitinese lie par une liaison isopeptidique au groupement aminé d’une lysine de la protéine à dégrader.
SystSystèème me ubiquitineubiquitine--protprotééasomeasome
SystSystèème me ubiquitineubiquitine--protprotééasomeasome -- ubiquitinationubiquitination
E1E1 - activation de l’ubiquitine (2 isoformes)
E2E2 - conjugaison de l’ubiquitine (>25 isoformes) - catalysent la liaison Ub – P
E3E3 - ubiquitine ligase (rôle principal dans la reconnaissance du substrat) (>150 isoformes)
SystSystèème me ubiquitineubiquitine--protprotééasomeasome
AA en position NAA en position N--terminale :terminale :
- stabilisants : Met, Met, SerSer, , GlyGly (protéines à demi-vie longue)
- déstabilisants : ArgArg, Lys, , Lys, HisHis (protéines à demi-vie courte)
SSééquence signalquence signal
- courtes séquence spécifique des AA deviendraient exposés au fur et
à mesure du vieillissement de la protéine
- « motifs de destruction » PEST (Pro-Glu-Ser-Thr)
Signaux de la protSignaux de la protééolyseolyse
Ciblage en fonction de :-poids moléculaire-degré de glycosylation-point isoélectrique…
DDéégradation irrgradation irrééversible des AA versible des AA = catabolisme oxydatif des AA= catabolisme oxydatif des AA
Squelette des atomes de carbone
Glucose Acétyl-CoA Corps cétoniques
Urée Mécanisme spécifique de l’AA
Perte du groupe carboné
Perte du groupe
aminé
Mécanismegénéral
CO2
NH3
COOHCHR
NH2
Urée
Perte du groupe
aminé
Mécanismegénéral
NH3
COOHCHR
NH2
ÉÉlimination du groupe aminlimination du groupe aminéé des AAdes AA
��TransaminationsTransaminations
��DDéésaminations oxydativessaminations oxydatives
��DDéésaminations NON oxydativessaminations NON oxydatives
TransaminationsTransaminations
- premier étape de la dégradation des AA- transfert d’un groupement aminé entre un AA et un α-cétoacide- réactions réversible- transaminases spécifiques vis-à-vis du substrat- le même coenzyme – phosphate de pyridoxal (PLP)
acide αααα-aminé
αααα-cétoacide
αααα-cétoglutarate
glutamate
TransaminaseTransaminase
R
CH-OOC NH3
+
R
C-OOC
α
(CH2)2
CH-OOC NH3
+α
COO-
(CH2)2
C-OOC
α
COO-
O
Oα
PLP
Alanine Alanine aminotransfaminotransfééraserase ((ALATALAT) ou Transaminase ) ou Transaminase GlutamoGlutamo--Pyruvique (GPT)Pyruvique (GPT)
AspartateAspartate aminotransfaminotransfééraserase ((ASATASAT) ou Transaminase ) ou Transaminase GlutamoGlutamo--OxaloOxalo--acacéétiquetique (GOT)(GOT)
TransaminasesTransaminases
Acide αααα-aminé
αααα-cétoacide
αααα-cétoglutarate
glutamate
Transaminase
NAD+ + H2O
Glutamate déshydrogénase
NADH,H+ + NH4+
R
CH-OOC NH3
+
R
C-OOC
α
(CH2)2
CH-OOC NH3
+α
COO-
(CH2)2
C-OOC
α
COO-
O
Oα
Mitochondrie (foie)
uréeNH2
C
ONH2
TransaminationDésamination
Synthèse de l’urée
acide αααα cétonique ex: α-cétoglutarate
acide αααα aminéex: Glutamate
Transaminase / amino transferase
acide αααα aminé acide αααα cétonique
DDéésaminations oxydatives saminations oxydatives
glutamate αααα−−−−cétoglutarateNH4+
NAD(P)+ NAD(P)HGlutamatedéshydrogénase
(mitochondrie)
Quantitativement très importante
Enzyme allostérique
Régulée +++
ATP & GTP: inhibiteurs allostériques
ADP & GDP: activateurs allostériques
Déficit énergétique cellulaire ⇒⇒⇒⇒ active le catabolisme des AA
DDéésaminations NON oxydativessaminations NON oxydatives
Certains AA (groupement OH) peuvent être désaminés directement par ddééshydratasesshydratases (PLP groupement prosthétique)
PyruvateSSéérinerine
COO -
H
NH3+
C CH2 OH
ThrThrééonineonine
COO -
H
NH3+
C
OH
CH CH3
COO -
O
C CH3NH4
+
COO -
C CH2 CH3
O
NH4+
++
++
αααα-cétobutyrate
Formes dFormes d’’excrexcréétion de ltion de l’’azoteazote
AmmoniacAmmoniacUrUrééee Acide uriqueAcide urique
hommemammifères
oiseauxreptiles terrestres animaux aquatiques
AmmoniotAmmoniotééliquesliquesOrgOrg. . UrUrééototééliquesliques UricotUricotééliquesliques
Elimination de lElimination de l ’’AZOTEAZOTE
NHNH33
astrocyteneurone BHE
synapse
MMéétabolisme de ltabolisme de l’’azote sous forme dazote sous forme d’’ammoniaqueammoniaque
Catabolisme des AATransaminationsDésamination Oxydative GluDésaminations non oxydativesDésamidation GLN: glutaminase
Désaminations des bases PUR-PYR
Désaminations des Monoamines(sérotonine, histamine,
dopamine, adrénaline)
Désamination du carbamyl phosphate
Origine Endogène Origine Exogène
Désaminations dans l’intestin
AA ingérés/rétrodiffusés
Urée rétrodiffusée
Désaminases/uréasesbactériennes
NH3 � 4/5 absorbés
Veine Porte � FOIE
1/5 � fèces (NH4+)
2. Dans le Foie: glutamineglutamine ���� glutamate + NH4+ ⇒⇒⇒⇒ UREE +++
Glutaminase
3. Dans les Reins: élimination sous forme NH4+ : NH3 + H+
∼∼∼∼ 20% de l’azote urinaire total
1. Tissus périphériques exportent l’azote vers le FOIE
sous forme de glutamineglutamine (GLU + NH4+), Glutamine synthétase
sous forme de alaninealanine dans le muscle +++ (Cycle de l’alanine)
MMéétabolisme de ltabolisme de l’’azote sous forme dazote sous forme d’’ammoniaque ammoniaque
� AA le plus abondant dans le plasma
�Transporteur d’azote entre les tissus
- Foie : UrUrééogenogenèèsese
- Reins : AmmoniogenAmmoniogenèèsese
� Utilisée pour la synthèse de nombreux composés +++
- Substrat pour les bases nucléiques
- Précurseur de Pro, Orn, Arg
Glutamine (GLN = Q)Glutamine (GLN = Q)
SynthSynthèèse de la Glutaminese de la Glutamine
- dans tous les tissus (FOIE, MUSCLE +++) SAUF intestin et reinshépatocytes périveineux
- enzyme allostérique
- régulation+++ par rétroinhibition cumulative
- rôle critique dans le contrôle du métabolisme de l’azote
Glutamine synthétase
RRéégulation de l'activitgulation de l'activitéé de la glutamine synthde la glutamine synthéétasetase
- régulation très fine du flux d’azote dans la cellule- GS adénylylée - inactive - pas sensible à la rétro-inhibition cumulative
par les produits terminaux du métabolisme de la glutamine
ddéésadsadéénylnylééee
Adénylyltransférase
adadéénylnylééee
Glutamine synthétase
SynthSynthèèse et Dse et Déégradation de la Glutamine dans le foiegradation de la Glutamine dans le foie
Glutamine synthétase
hépatocytes périveineux
Glutaminase
hépatocytes périportauxGLUTAMATEGLUTAMATE GLUTAMINEGLUTAMINE
Glutaminase hépatique – régulation :- acidose+ leucine; ions phosphates, bicarbonates
Cycle de lCycle de l’’alaninealanine
Lors du jeûne ou d’un exercice prolongé, le muscle utilise les AA comme source d’énergie ⇒ production d’azote
1) Réactions de transaminations ���� GLU
GLU transaminé en ALA � Sang
Foie, capte ALA � PYR (transamination)
PYR � Glucose
groupe aminé � Urée
2) Groupe aminé transportésous forme de GLN
ALATALAT
ALATALAT
GlutamineGlutamine
GlutamineGlutamine
Glutamine synthétase
UrinesUrinesUrUrééogenogenèèsese AmmoniogenAmmoniogenèèsese
FOIEFOIE REINSREINS
Glutaminase
GlutaminogenGlutaminogenèèsese
NHNH33
GlutamateGlutamate
GlutamateGlutamate GlutamateGlutamate
GlutamateGlutamate
SANGSANG
TISSUS PERIPHERIQUESTISSUS PERIPHERIQUES
NHNH33 NHNH33
NHNH44++
UrUrééee
�cycle Krebs-Henseleit (1932); cycle de l'ornithine; uréogenèse
�voie préférentielle d’élimination de l’azote en excès (85%)
�élimination de l'ammoniac issu de la dégradation des AA
�formation d’une molécule d’urée et régénération de l’ornithine
�chez les mammifères ce cycle se déroule uniquement dans le foie
(hépatocytes périportaux)
� 3 réactions ont lieu dans la matrice mitochondriale et
3 autres se déroulent dans le cytosol
� transporteurs entre la matrice mitochondriale et le cytosol :
- 2 transporteur citrulline - ornithine
- 1 translocase glutamate - aspartate
C
O
NH2NH2
Cycle de lCycle de l’’URURÉÉEE
Cycle de lCycle de l’’URURÉÉEE
UrUrééee contient 2 N/molécule 1er ���� NH3
2ème ���� aspartate
- déchet du catabolisme de l’azote- molécule neutre - soluble +++ (1800g/L eau)- peu toxique - pas de fonction métabolique- production 15-35 g/jour
C
O
NH2NH2
glutamineglutamine ���� glutamate + NH3 ⇒⇒⇒⇒ UREE Glutaminase
Glutaminase
Ornithine
Citrulline
Carbamylphosphate
NH3HCO3
-
ATP
NAG
Glutamate Acetyl-CoA
NAGSNAGS
CPSCPS--II
OTCOTC
mitochondrie
Cycle de lCycle de l’’URURÉÉE E –– éétapes mitochondrialestapes mitochondriales
N Acetyl Glutamate Synthase
CCarbamoyl PPhosphate SSynthétase I
OOrnithine TTrans CCarbamylase
NAGS NAGS
CPSCPS--II
OTC OTC
⊕ Carbamyl phosphate
Ornithine
Arginine
Argininosuccinate
Citrulline
Ornithine
Citrulline
Carbamylphosphate
NH3HCO3
-
ATP
NAG
Glutamate Acetyl-CoA
UREE
fumarate
Aspartate
ATP
AMP + PP
⊕
Arginine⊕
Cycle de LCycle de L’’URURÉÉEE
NAGSNAGS
CPSCPS--II
OTCOTC
ASSASS ASLASL
ARGARG
mitochondrie cytosol
Tp
TpTl
C
O
NH2NH2
ASS - Arginino-Succinate SynthaseASL - Arginino-Succinate LyaseARG - Argininase
OOA
Le Cycle de lLe Cycle de l’’UrUréée est lie est liéé au cycle de Krebsau cycle de Krebs
Cycle deCycle deKrebsKrebs
Cycle deCycle dell’’UrUrééee
Shunt Shunt aspartateaspartate--argininoarginino--
succinatesuccinate du CKdu CK
ASATASAT
MDHMDH
FumaraseFumarase
Cycle de lCycle de l’’UrUréée : Bilane : Bilan
HCOHCO33-- + NH+ NH44
++ + 3 ATP + 3 ATP UrUréée + 2ADP + 2Pi + e + 2ADP + 2Pi +
+ + aspartateaspartate + 2 H+ 2 H22O O AMP + AMP + PPiPPi + fumarate+ fumarate
- au total la synthèse de l’urée consomme 1 ATP1 ATP
- tous les substrats sont régénérés
- nécessaire apport alimentaire en arginine +++
(la quantité synthétisée par l’homme est insuffisante)
Cycle de lCycle de l’’UrUréée : REGULATIONe : REGULATION
3 types de régulation :
�Par allostérie
�Disponibilité du substrats
�Hormonale
Cycle de lCycle de l’’UrUréée : REGULATIONe : REGULATION
Carbamyl Phosphate Synthétase I +++
- Disponibilité en substrats NH3, HCO3- et ATP +++
- Régulation allostérique
- Activateur : NAG, Arg
Pyruvate (état NOURRI)PDHPDH
Acides Gras (Jeûne)
Si dégradation des P ����⇒⇒⇒⇒���� GLU ⇒⇒⇒⇒���� NAG ⇒⇒⇒⇒���� urée
Carbamyl phosphateNH3
HCO3-
ATP
NAGNAG
Glutamate Acetyl-CoA
⊕⊕⊕⊕
Arginine⊕⊕⊕⊕
NAGSNAGS
CPSCPS--II
GlutaminGlutaminaseGlutaminase
Arginino Succinate Synthase (ASS)
Disponibilité en ASP :
Translocase GLU-ASPPYRPyruvate carboxylasePyruvate carboxylase
Acétyl-CoA
+
ASPArginino-succinate
ASS
OAA
aCG
GLU
ASP
ASATASAT
GLU
CIT
ORN
CIT
ORNmitochondrie
Disponibilité en CIT :
Transporteurs ORN-CIT
Cycle de lCycle de l’’UrUréée : REGULATIONe : REGULATION
Cycle de lCycle de l’’UrUréée : REGULATIONe : REGULATION
Cycle de l’urée est dépendant du ratio NAD+/NADH,H+
Disponibilité en NAD+
⇒ Activité de la chaîne
respiratoire +++
�Intoxication alcoolique
Alcool DHase à NAD+
Le NAD+ est consommé
prioritairement pour la
détoxification alcoolique
⇒���� Uréogenèse
Cycle deCycle deKrebsKrebs
Cycle deCycle dell’’UrUrééee
NADH,H+ NAD+
Cycle de lCycle de l’’UrUréée : Re : Réégulation au cours de diffgulation au cours de difféérent rent éétats nutritionnelstats nutritionnels
PPéériode post prandiale riode post prandiale
- 50% de l’azote absorbé est transformé en urée
Au niveau intestinal :- glutamine et glutamate totalement oxydés dans l’entérocyte- autres AA sont absorbés et passent dans la circulation portale- flux d’AA et d’ammoniac vers le foie
Au niveau hépatique :- Gln = Glu + NH3 par la glutaminase des hépatocytes avec une activité très élevée car l’enzyme est activée par le NH3.- alanine transformée en aspartate qui peut rentrer dans le cycle de l’urée
PPéériode de jeriode de jeûûne modne modéérréé (1(1--3 jours)3 jours)- le processus d’épargne protéique consomme les substrats uréogéniques- AA- néoglucogenèse
PPéériode de jeriode de jeûûne prolongne prolongéé (>3 jours)(>3 jours)- la protéolyse (bilan azoté négatif) stimule la synthèse de l’urée
���� Apports exogènes : Régimes hyperprotidiques
���� Apports endogènes : Etats d’hypercatabolisme protéique
- Brûlés
- Traumatismes
Cycle de lCycle de l’’UrUréée : Re : Réégulation au cours de diffgulation au cours de difféérent rent éétats nutritionnelstats nutritionnels
Cycle de lCycle de l’’UrUréée: REGULATION HORMONALEe: REGULATION HORMONALE
�� Cortisol Cortisol : catabolisant ; augmente la protéolyse et
l’efflux musculaire et donc augmente l’uréogenèse
�� GlucagonGlucagon : catabolisant; augmente le transport
hépatocytaire des AA et donc augmente l’uréogenèse
�� InsulineInsuline : anabolisante (muscle+++) ; oriente les AA vers
la synthèse protéique et diminue l’uréogenèse
AmmoniogenAmmoniogenèèsese rréénalenale
- biosynthèse de NH4+ (20 % de l’azote urinaire) par les cellules rénales
tubulaires proximales- processus de l’équilibre acido-basique (éliminations de l’excès de protons)
En conditions cataboliquesJeûneAcidoseInsuffisance hépatique
����
NHNH44++ NHNH33 + H+ H++
GlutaminaseGlutaminase
PATHOLOGIEPATHOLOGIE
HyperammoniHyperammoniéémiemie : : éélléévation de la concentration de NHvation de la concentration de NH44
++ dans le sang dans le sang adulte > 100 adulte > 100 μμμμμμμμmolmol/l/l (zone grise 50-100 μμμμmol/l)
Etiologie des hyperammoniémies :
-- primaires primaires - héréditaires
-- secondairessecondaires
Les valeurs normales de l’ammoniémie :
14 - 55 μmol/l 11 - 48 μmol/l
nouveau-né - hyperammoniémie transitoire > 100 μmol/l
����
����
����
Manifestations cliniquesManifestations cliniques
�Encéphalopathie � œdème cérébral
�Atteinte digestive et hépatique
�Troubles psychiatriques
��������aucune spaucune spéécificitcificitéé !!
�Tableau aigu ou chronique
�A tout âge - période néonatale � âge adulte
HyperammoniHyperammoniéémiesmies secondairessecondaires
�Insuffisance Hépatique sévère +++
- Causes : hépatites aiguës (virales, toxiques…), cirrhose
�Acidose ⇒ défaut d’élimination urinaire (NH4+)
�Anomalies héréditaires du métabolisme :
- Acidurie organique (+ acidose métabolique)
- Déficit β-oxydation des AG
- Déficit chaîne respiratoire
�Médicaments (valproate)
((�������� ururéée)e)
�Prématurité : immaturité hépatique & défaut de perfusion
HyperammoniHyperammoniéémiesmies PRIMAIRESPRIMAIRES
DDééficits en Enzymes du cycle de lficits en Enzymes du cycle de l’’ururééee
OMIM≠ (Online Mendelian Inheritance in Man) Transmission Prévalence
237310 - NAGS
237300 - CPS I
311250 - OCT
215700 - ASS
207900 - ASL
207800 - Arginase
Ar
Ar
Lié à l’X
Ar
Ar
Ar
1/ 62000
1/ 14000
1/ 57000
1/ 70000
1/ 363000
www.ncbi.nlm.nih.gov/omim
Maladies héréditaires du métabolisme de l’urée
DDééficits des Transporteursficits des Transporteurs
238970 - ORNT1 (SLC25A15 ORN/CIT)
603471 - CITRINE (SLC25A13 GLU/ASP)
OCTOCT –– transmission litransmission liéée e àà ll’’XX
� Révélation Neonatale (> 24h) LETALVomissements, léthargie � COMAMouvements anormaux, convulsionsHypothermie, hyperpnée(Hépatomégalie, cytolyse)
� Révélation Tardive et Adulte : GRAVEFacteurs déclenchants +++
SC chroniques : SC chroniques : S digestifs et hépatiques
Encéphalopathie chroniqueS neurologiques récurrentsS psychiatriques
SC aigus : SC aigus : S neurologiques +++
S digestifs
HyperammoniHyperammoniéémiesmies PRIMAIRESPRIMAIRES
����
��������
Signes Cliniques : 2 groupes
AmmoniAmmoniéémiemie plasmatiqueplasmatique
Conditions préanalytiques +++
- prélèvement sur anticoagulants (héparinate, EDTA)
- acheminée rapidement au laboratoire <15min
- dans la glace
(à T°°°°Ambiante GLN ���� GLU + NH3 –– surestimation!!!)surestimation!!!)
- interférence - hémolyse, ictère, lactescence
- centrifugation, analyse la plus rapide possible
Cycle d’ammoniémie : dosages répétés au cours de la journée avant et
après les repas (formes à révélation tardive - élévation progressive
au cours de la journée)
HyperammoniHyperammoniéémiesmies -- outils diagnostiques biologiques outils diagnostiques biologiques
- Chromatographie des AA plasmatiques et urinaires- transporteurs du NH3 – glutamine, proline, glycine, alanine - AA du cycle de l’urée
- Chromatographie des Ac organiques urinaires (CAO)- Diagnostic des aciduries organiques- Orientation vers un déficit de la β-oxydation- Identification de l’acide orotique et de l’uracile
- Acide orotique urinaire (Carbamylphosphate ��� Ac orotique � Urines)
- Base pyrimidique synthétisée dans le cytosol - Synthèse à partir du CP accumulé dans la mitochondrie- Diagnostic différentiel des déficits en aval de la synthèse du CP
(NAGS, CPS, OTC)
- Biologie Moléculaire
- Dosages enzymatiques spécifique
- CPS, OTC : cellules hépatiques; intestinales - ASL, ASS : fibroblastes- Arginase : érythrocytes
HyperammoniHyperammoniéémiesmies -- outils diagnostiques biologiques outils diagnostiques biologiques
Apport suffisant en AA essentiels
Apport d’arginine +++
HyperammoniHyperammoniéémiesmies –– prise en chargeprise en charge
Elimination des métabolites toxiques- Épuration de l’azote excédentaire : Hémodialyse +++- Épuration par des chélateurs iv : Phénylbutyrate, Benzoate
(stimulent une voie métabolique alterne)
Limitation de la néoformation des métabolites toxiques- Limiter l’apport d’azote : Régime pauvre en protéines- Éviter le catabolisme: Apport calorique suffisant (glucidolipide)
Transplantation hépatique
Diagnostic rapide +++ Prise en charge du patient – urgence vitale!
DPN +++ (villosités choriales, LA)
Les gènes de toutes les enzymes sont connus (cf OMIM)
Mutations décrites pour toutes les maladies
Centres Spécialisés de prise en charge:
«« Centre de RCentre de Rééfféérence Maladies Rares (CRMR)rence Maladies Rares (CRMR) »»
- Compétences Cliniques
- Compétences Biochimiques
(analyses des métabolites, enzymes, biologie moléculaire)
HyperammoniHyperammoniéémiesmies –– prise en chargeprise en charge
Cas cliniquesCas cliniques
MathieuMathieu
• 1er enfant de parents non consanguins et sans ATCD
• Grossesse, accouchement : N
• 3 mois et demi : introduction d’un lait artificiel
– Mauvaise prise des biberons – vomissements irréguliers
– Mauvaise prise de poids – Modification du lait
• 5 mois : – Hospitalisation pour vomissements, anorexie et cassure de la courbe
– Diagnostic : reflux gastro-oesophagien
Modification du lait, motilium + polysilane
• 8 mois – Fatigué, refuse de manger – pousse des hurlements, crise généralisée
• Hospitalisation – Inconscient avec mouvements de pédalage
– Débord hépatique (1,5 cm) – Convulsions
– Bilan : alcalose respiratoire; NH3 : 410 μμμμmol/l
• Evolution : décès 48 heures plus tard (œdème cérébral)
DDééficit en OCTficit en OCT
FranFranççois 14 ansois 14 ans
• ATCD – Développement staturo-pondéral normal
– Céphalées intermittentes
– Décès par coma inexpliqué d’un oncle maternel alors âgé de 30 ans
• De J0 à J5 – Céphalées, flou visuel, anorexie, vomissements
– Examen clinique, NFS, iono, transaminases : normaux
• J6 – Hallucinations, confusion
– Hospitalisation en pédiatrie puis en réanimation
• De J7 à J9 – Coma d’aggravation progressive
– Scanner, PL, glycémie, iono, toxico : N
– Ammoniémie : 344 μμμμmol/l puis 755 μμμμmol/l
– Traitement : régime sans protéines, alimentation glucido-lipidique, épurateurs
• J9 : décès
DDééficit en OCTficit en OCT
Monsieur JMonsieur J…… 49 ans49 ans
• Pas d’ATCD familiaux et personnels évocateurs - coureur de semi marathon
• J0 – Vomissements au retour d’un semi marathon
• De J4 à J6 – Asthénie physique suivie d’un épisode de vomissements et de diarrhées
– stupeur, ralentissement de la gestuelle, soif
Crises d’agitation, agressivité verbale, incoordination psychomotrice, obnubilation, désorientation.
Appel du médecin traitant : refus des soins, déambulation
• J7 à 0h00 – Admission aux urgences puis transfert en Neurologie à 12h30
– Obnubilation, somnolence, vomissements, bradypsychie, trouble de l’élocution, fixité du regard, stéréotypie gestuelle, bâillements
– Biologie standard normale, pas de cytolyse hépatique, absence de toxiques, PL normale,
alcalose ventilatoireSuspicion d’état de mal épileptique
• J7 à 22h – Transfert en Réanimation médicale – Glasgow à 5/15, hypertonie pyramidale franche, mydriase bilatérale réactive, œdème cérébral
Encéphalopathie d’étiologie indéterminée
– Hyperammoniémie à 700 μμμμmol/l ! Aggravation rapide
• J10 – Décès du patient – ammoniémie à 1859 μμμμmol/l
DDééficit en OCTficit en OCT
1.1. Accident aigu Accident aigu neuroneuro--hhéépatopato--digestifdigestif
2.2. Association ou succession de symptômes hAssociation ou succession de symptômes héépatopato--digestifs et digestifs et
neuropsychiatriques de prneuropsychiatriques de préésentation aigusentation aiguëë ou chroniqueou chronique
3.3. Tableau Tableau monosymptomatiquemonosymptomatique qui ne fait pas sa preuvequi ne fait pas sa preuve
•• vomissements, anorexie, cassure de courbevomissements, anorexie, cassure de courbe
•• anorexie et atteinte hanorexie et atteinte héépatiquepatique
•• retard psychomoteur, retard psychomoteur, éépilepsiepilepsie
•• accaccèès ds d’’agitation, agressivitagitation, agressivitéé
•• syndrome confusionnel isolsyndrome confusionnel isoléé
•• comacoma
Quand doser lQuand doser l’’ammoniammoniéémiemie ??