Lipides
I. Généralités
A. Définition
c’est un groupe hétérogène de molécules
regroupées à cause de propriétés physico-chimiques communes :
-insolubles dans l’eau (hydrophobe).
-solubles dans les solvants organiques (éther, cétone,…)
B.
Classification
-lipides simples : esters d’acide
gras et d’alcool. Ex : triglycérides.
-lipides complexes : esters d’acide gras et d’alcool comprenant
également un autre groupement. Ex : phospholipides,
glycolipides…
-molécules apparentées : stéroïdes et dérivés, vitamines
liposolubles, acides gras libres et alcools non-estérifiés.
C.
Rôles physiologiques
ils sont multiples et
importants :
-substrats énergétiques.
-rôle structural.
-molécules informationnelles.
C.1. Rôle structural
-constituants des membranes
cellulaires : bicouche de phospholipides et de cholestérol.
-la nature et la proportion des différents lipides (acides gras ou
stéroïdes) influence directement les propriétés de la membrane :
fluidité, perméabilité…
-isolants thermiques et électriques. La gaine de myéline autour de
l’axone : isolant électrique qui permet la transmission de
l’influx nerveux plus rapidement.
C.2. Substrats énergétiques
-quantitatifs : forme majeur de
stockage de l’énergie. (Acide gras : 9 kcal/g, glucose : 4
kcal/g).
Ainsi chez un homme de 70kg, on estime que les réserves
énergétiques de l’organisme sont représentées :
• A 80% par des triacylglycérols.
• A 20% par des protéines (muscles).
• A moins de 0,005% par des glucides (glycogène et glucose).
-important au niveau qualitatif : les acides gras et leurs dérivés
sont des substrats préférentiels pour certains tissus (cœur par
exemple).
C.3. Molécules informationnelles
-les acides gras insaturés et les
dérivés du cholestérol participent à la régulation de
l’expression des gènes.
-les eicosanoïdes (dérivés oxygénés d’acides gras à 20C) sont des
médiateurs biologiques extrêmement puissants.
-les diacylglycérides interviennent dans les voies de signalisation
cellulaire.
II. Les acides gras
Acides carboxyliques aliphatiques : CH3-(CH2)n-COOH
Ils sont présents sous formes libres ou
estérifiées.
En général, ils ont un nombre pair d’atome de carbone et sont
non-ramifiés dans le règne animal (linéaire).
Le nom dérive de celui de l’hydrocarbure correspondant, le
suffixe _oïque remplaçant le _e final.
Exemple : (C16) hexadécane => acide hexadécanoïque.
La numérotation se fait toujours en partant du groupement
carboxyle (COOH) vers le méthyl (CH3) terminal.
Nomenclature des carbones :
Propriétés :
- saturation / insaturation :
Les acides gras peuvent être saturés ou insaturés (présence de
doubles liaisons au sein de la chaîne carbonée).
- isomérie de la double liaison :
En principe les doubles liaisons sont en forme cis dans notre
organisme, mais on trouve des isomères trans présents dans
l’alimentation.
- la longueur de la chaîne carbonée.
- le nombre pair ou impair de la chaîne carbonée.
- les ramifications de la chaîne carbonée.
Nomenclature :
| Nombre de carbonnes | Nom commun | Nom systémique |
| 4 | Butyrique | |
| 6 | Caproïque | |
| 8 | Caprylique | Octanoïque |
| 10 | Caprique | Décanoïque |
| 12 | Laurique | Dodécanoïque |
| 14 | Myristique | Tétradécanoïque |
| 16 | Palmitique | Hexadécanoïque |
| 18 | Stéarique | Octadécanoïque |
| 20 | Arachidonique | Eicosanoïque |
Acide palmitique ou acide héxadécanoïque
L’acide
palmitique est un acide gras saturé à 16 atomes de carbones.
C’est le principal acide gras synthétisé par nos cellules.
Il se présente sous forme solide à température ambiante. Il est
abondant dans toutes les graisses animales ou végétales.
Acide stéarique ou acide octadécanoïque
L’acide
stéarique est un autre acide gras à longue chaîne abondant dans
toutes les graisses animales ou végétales. Il peut également
être biosynthétisé par notre organisme.
C’est un solide blanc utilisé dans l’industrie pour faire des
bougies ou du savon.
Acides gras mineur :
-acides gras ramifiés : on retrouve des acides gras ramifiés
notamment chez des organismes procaryotes (bactéries GRAM+).
-acides gras à nombre impair : toujours présent mais en petite
quantité.
Ces acides gras utilisent des vois métaboliques spécifiques lors
de leur oxydation.
Les
acides gras insaturés :
Nomenclature :
Comme pour les acides gras saturés, le dérivé de l’hydrocarbure
correspondant :
Exemple : Δ C16 :1 hexadécène => acide hexadécènoïque.
-la double liaison est indiquée par le signe Δ, accompagné du
numéro du premier carbone participant à la double liaison.
-on utilise également le signe : suivi du nombre de doubles
liaisons, suivi de la place de celle-ci sur la chaîne carbonée
entre parenthèse.
-enfin on indique le nombre de carbone existant entre la double
liaison et le carbone terminal soit par le signe ω ou n suivi du
chiffre correspondant
Exemple :
Acide Δ7,10
héxadéca-dièn-oïque
C16 Δ7,10
C16 : 2 (7,10)
ωC16 : 2 ou n-6 C16:2
Isomérie Cis / Trans :
Les isomères trans vont se comporter comme des
acides gras saturés. Au contraire les isomères cis vont se
comporter différemment.
=> les isomères cis introduisent du désordre dans les structures
biologiques.
Acide oléique (ω9).
Acide Cis Δ9 octadécènoïque
L’acide oléique est le plus abondant des acides gras insaturés dans notre organisme. Il est présent dans toutes les huiles animales ou végétales mais peut également être synthétisé par notre organisme. Il est donc non indispensable
Acide linoléique (ω6).
Acide cis Δ9, 12 octadécadiènoïque
L’acide linoléique est un acide gras à longue
chaîne carbonée présent dans les huiles végétales (huile de
maïs, arachide,…)
Il ne peut pas être synthétisé dans notre organisme, c’est donc
un acide gras qui nous est indispensable.
Il fait partie de la famille des acides gras ω6 et il est le
précurseur des acides gras de cette famille dans notre
organisme, il est donc essentiel.
Acide linolénique (ω3).
Acide cis Δ9, 12, 15 octadécatriènoïque
L’acide linolénique est un acide gras à longue
chaîne carbonée présent dans les huiles végétales (huile de
lin).
Il n’est pas synthétisé dans l’organisme il est donc
indispensable comme l’acide linoléique. Il fait partie de la
famille des acides gras ω3 et il est le précurseur des acides
gras de cette famille dans notre organisme => il est essentiel.
Acide arachidonique
(ω6).
Acide cis Δ5, 8, 11, 14 eicosatétraènoïque
L’acide arachidonique appartient à la série des
acides gras ω6, comme l’acide linoléique. Il peut d’ailleurs
être synthétiser dans l’organisme à partir de ce dernier, il
n’est donc pas indispensable.
C’est un précurseur direct des eicosanoïdes
III. Les alcools gras
Alcool cétylique (C16).
Les alcools gras comme l’alcool cétylique, sont
des dérivés réduits d’acide gras (ici acide palmitique).
Leurs esters avec des acides gras formes des cérides (des
cires).
La sphingosine
La sphingosine est un amino-alcool. Elle forme des amides avec les acides gras qui constituent la famille des sphingolipides.
| Le glycérol est une molécule à 3 carbones qui portent chacun une fonction alcool. Ces fonctions alcools sont estérifiées par des acides gras pour former les glycérides. |
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IV.
Le cholestérol
Le cholestérol est un dérivé isoprénique présent sous forme
libre ou estérifiée avec des acides gras (stéroïdes).
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L’inositol est un
composé cyclique à 6 carbones portant 6 fonctions alcools
secondaires. Son stéréoisomère, le myo-inositol, est présent au sein de certains types de phospholipides membranaires, physiologiquement très importants. |
V. Les lipides simples
A. Les glycérides
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Les
triglycérides sont des
esters d’acides gras et de glycérol. Les trois fonctions
alcools du glycérol sont estérifiées par des acides gras.
Les trois acides gras sont très souvent différents. Ils constituent la forme majeure de stockage de l’énergie sous forme de graisse, chez l’homme, au sein des cellules spécialisées : les adipocytes. |
| Les
diacylglycérides jouent un rôle
important comme intermédiaire dans différentes voies
métaboliques. Les fonctions alcools 1 et 2 du glycérol sont
estérifiées. Ils interviennent également comme molécules informationnelles dans la transmission du signal au sain de la cellule. Néanmoins ils sont relativement peu nombreux. |
|
B.
les cérides
Par exemple, un acide gras en C16 qui estérifie
un alcool gras en C16, forme le palmitate de cétyle.
Les cérides ou cires sont constitués d’acides gras estérifiant
des alcools gras à longues chaînes carbonées (ici un palmitate
et un alcool cétylique).
Les cires sont très répandues dans le règne animal ou végétal ;
cire d’abeille, sébum des animaux, parois des cellules
bactériennes ou des cellules végétales.
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Les céramides : |
|
Les céramides sont composés d’un
acide gras à longue chaîne (le plus souvent la sphingosine) et
d’acides gras reliés par une liaison amide.
Ce sont essentiellement des intermédiaires dans le métabolisme
des sphingolipides.
VI. Les lipides complexes
A. Les sphingolipides
La structure des sphingolipides dérive de celle
des céramides. La fonction alcool primaire peut être estérifiée
par un acide phosphorique : sphingophospholipides.
Par exemple : la sphingomyéline.
Ils peuvent être associés à un ou plusieurs groupements pour
donner : les cérébrosides, les sulfatides et les gangliosides.
B.
Les phospholipides
 |
les phospholipides
dérivent de l’acide phosphatidique (diacylglycérol + acide
phosphorique sur l’alcool 3). L’acide phosphorique est estérifié une deuxième fois par un autre alcool (glycérol, inositol, amino-alcool). Ce sont les constituants indispensables des membranes biologiques |
VII. Les vitamines liposolubles
Ces
sont des molécules lipophiles qui ne peuvent être synthétisées
par l’organisme. Elles interviennent dans des processus
biologiques divers.
Elles regroupent les vitamines A, D, E et K.
A.
La vitamine E
Elle est constituée du tocol (structure cyclique) et d’une
chaîne isoprénique.
La vitamine E (α-tocophérol) et ses dérivés, jouent un rôle
essentiel dans la protection de l’organisme contre un stress
oxydant.
Ils sont notamment présents dans les huiles végétales, les œufs,
les céréales (ration quotidienne : 10 à 30 mg/j).
Une carence en vitamine E entraîne des troubles neurologiques et
une diminution de la fertilité (spermatozoïdes anormaux
notamment).
B.
La vitamine A ou rétinol
Différents composés de la vitamine A remplissent des fonctions
biologiques :
-le rétinal (aldéhyde) : est un constituant de la rhodopsine
(vision).
-le rétinol (alcool) et l’acide rétinoïque (carboxylique) :
jouent un rôle dans la transmission des signaux cellulaires,
notamment en régulant l’expression des certains genes.
C.
La vitamine K (naphtoquinones)
La vitamine K intervient dans le maintien de concentrations
normales de facteurs de la coagulation (cofacteur d’une enzyme :
la γ-carboxylase).
L’avitaminose K peut provoquer des hémorragies.
D.
La vitamine D3
C’est un dérivé du cholestérol avec le deuxième cycle ouvert. La
vitamine D est en fait une pro-hormone, elle peut néanmoins être
formée dans l’organisme à partir du cholestérol sous l’action de
la lumière (U.V.).
Elle joue aussi un rôle dans le métabolisme du calcium,
notamment pour la croissance osseuse. Une carence en vitamine D
se caractérise par un rachitisme.
Les poissons gras, le jaune d’œuf et le foie contiennent de la
vitamine D. l’exposition à la lumière peut réduire les besoins
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