Lipides et leurs propriétés

Sources des lipides : lipides alimentaires (exogènes) et lipides endogènes synthétisés par

l’organisme.

Rôle des TG et des AG : fournir de l’énergie à l’organisme via 2 processus : beta oxydation et la

cétogénèse.

Participation des lipides à des structures cellulaires (membranes) : cholestérol et autres lipides.

Les lipides, par leur structure, sont classés en lipides simples et en lipides complexes.

I - Les lipides simples

A - Les acides gras

Les acides gras sont des acides carboxyliques avec une chaîne hydrocarbonée.

Formule générale d’un acide gras : R–COOH où R = chaîne hydrocarbonée +/- saturée, +/-

ramifiée et +/- longue.

Certains acides gras contiennent des noyaux à trois atomes de carbone ou des groupements

hydroxyle.

1 - Acides gras saturés à chaîne droite (linéaire)

Ce sont les AG les plus répandus dans la nature, avec la structure la plus simple. Ils ne sont pas les

meilleurs acides gras pour la santé, malgré nos besoins.

Leur formule brute = CnH2nO2 où n = nombre pair compris entre 4 et 36 ce qui exclut notamment

l’acide formique (n = 1), l’acide acétique (n = 2) et l’acide propionique (n = 3).

a - Nomenclature

Fait appel à deux types de numérotations :

- Numéro 1 au carbone du carboxyle terminal, le groupe méthyle lié au groupement

carboxyle est le C2 puis le numéro 3 ainsi de suite…

- L’autre nomenclature ne tient pas compte du C du groupe carboxyle mais seulement des

C de la chaîne hydrocarbonée ainsi le carbone le plus proche du carboxyle = C (le 2ème),

le C= le 3ème puis le C etc.

Fig.1

Une différence : le dernier C porte toujours la lettre ω. Dans leur classification, on va se référer

à partir de ce Cα dans le cas des acides gras insaturés.

Si on superpose les deux nomenclatures :

- Le C correspond au C2

- Le C correspond au C3…

Compte tenu des distances interatomiques et de l’angle de valence de l’atome C, la représentation

dans l’espace d’un acide gras saturé est une chaîne en zig-zag (ce n’est pas vrai pour les acides

gras insaturés car la double liaison modifie la conformation dans l’espace).

b - Classification

Les AG portent tous un nom systémique qui traduit le nombre C de la chaîne hydrocarbonée et un

nom commun qui traduit leur origine.

Exemple : acide palmitique qui provient de l’huile de palme ou l’acide arachidique qui provient

de l’huile d’arachide. L’acide tétradécanoïque (14C) est aussi appelé l’acide myristique.

- Acide Butanoique ou butyrique : 4C (C4H8O2)

- Acide Décanoïque ou caprique : 10C (C10H20O2)

- Acide Tétradécanoïque ou myristique : 14C (C14H28O2)

- Acide Héxadécanoïque ou palmitique : 16C (C16H32O2)

- Acide Octadécanoïque ou stéarique 18C (C18H36O2)

- Acide Eicosanoïque ou arachidique : 20C (C20H40O2)

- Acide Docosanoïque ou béhénique : 22C (C22H44O2)

- Acide Octacosanoïque ou montanique : 28C (C28H56O2).

De manière générale :

- Acides gras de 4 à 10 C : dans le lait et ses dérivés (beurre, fromage, …).

- Acides gras de 12 à 24 C : se retrouvent dans les huiles végétales et les graisses animales.

Ce sont eux qui représentent la plupart des réserves et des sources énergétiques de

l’organisme (sous forme de triglycérides).

- Acides gras de 26 à 36 C : constituants de la famille des cires. Leur rôle est

essentiellement de structure et de 2èmes messagers : ils ne servent jamais de réserve

énergétique.

2 - Acides gras insaturés

a - Classification

Ils sont classifiés en acides gras en monoinsaturés et polyinsaturés dans une large majorité des

cas. Dans la plupart des cas, l’insaturation est de type éthylénique C=C (double liaison). Les

liaisons triples sont beaucoup plus rares.

b - Nomenclature

Ils sont caractérisés par le nombre de C dans la chaîne hydrocarbonée mais pour eux on va préciser

également le nombre de doubles liaisons et leur position.

Du point de vue de la position de la double liaison, on utilise très souvent la double nomenclature

pour les caractériser :

- La nomenclature en chiffres arabes est celle utilisée pour signaler la position de la double

liaison.

Exemple : 9 – 10 CH3-(CH2)5-CH=(CH2)8-COOH

- Alors que la nomenclature en lettres grecques sera utilisée pour désigner une même famille

d’acides gras insaturés (ils partagent des propriétés communes).

Dans ce cas les AG sont de la même série : Série ω -Y

On obtient –Y en faisant la soustraction entre le numéro premier carbone de la dernière double

liaison et le nombre total de C de l’acide gras.

Exemple : Numéro de la dernière liaison n°9 – le nombre total (16C) = acide gras de la série

 - 7.

Les AG peuvent être synthétisés les uns à partir des autres par clivage enzymatique dans

l’organisme par exemple.

Une autre différence, du point de vue de leur structure : la présence d’une ou de plusieurs liaisons

doubles introduit une possibilité d’isomérie de type cis/trans (la configuration cis est la plus

répandue en biologie, avec l’équipement enzymatique adéquat). Les acides gras « trans »

existent aussi, mais l’organisme a du mal à les métaboliser. Ils peuvent être obtenus dans les

processus industriels, mais en général, ce n’est pas voulu : ils sont délétères pour la santé.

c - Exemples d’acides gras monoinsaturés

Ils ont une formule générique de type Cn : 1 (X).

« 1 » signale le nombre de liaisons doubles et « X » est le 1er C portant la double liaison toujours en

partant du carboxyle terminal. Le nom est basé sur le nombre de carbones mais également sur le

nom commun et un nom dérivé d’acide gras saturé correspondant.

Fig.2

1er exemple : l’acide palmitoléique H3C – (CH2)5 – CH = CH – (CH2)7 – COOH

C’est un acide gras qui possède 16 C et une liaison double en position 9 - 10.

Cet acide, est l’acide 9-10 déhydrohexadécanoïque ou acide palmitoléïque → C16 : 1 (9)

Il appartient à la série  - 7 (car ω - (9 - 16)).

2e exemple : l’acide oléique 18 carbones, 1 double liaison en position 9 - 10

H3C – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH

Acide gras mono-insaturé à C18 : 1 (9) ; c’est un acide gras très répandu.

C’est un acide gras très répandu dans la nature. Il représente 85% de l’huile d’olive d’où il tire son

nom et 40% des graisses animales (bœuf, porc), il est donc abondant dans notre alimentation. Son

effet est bénéfique pour la santé.

Son nom systémique est : acide 9 - 10 déhydrooctadécanoïque ou acide 9-10

déhydrostéarique.

Il appartient à la série  - 9. Il ne sera pas métabolisé de la même façon que l’acide palmitoléique

car ils n’appartiennent pas à la même série.

d - Exemples d’acides gras polyinsaturés

Ils ont au moins deux liaisons doubles ou plus. Caractéristiques chez les mammifères, la liaison

double est située tous les 3 carbones (position 9 - 10, 12 - 13, 15 - 16), les liaisons doubles ne

sont jamais conjuguées, les liaisons doubles sont toujours séparées par au moins un groupement

méthyle.

Les liaisons doubles sont situées tous les 3 C chez les mammifères.

1er exemple : acide linoléïque

18 13 12 11 10 9

H3C – (CH2)4 – CH=CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 – COOH

Aussi appelé acide 9,12 octadécadiénoique. C’est un acide diénoique.

C’est un acide gras à 18 C qui présente 2 liaisons doubles en position 9 - 10 et 12 - 13 soit la formule

C18 : 2 (9,12). Il faut prendre la dernière liaison double, cet acide appartient à la série  - 6 (18-12).

C’est un acide gras indispensable pour l’homme car l’organisme humain n’a pas le système

enzymatique nécessaire pour positionner une liaison double au-delà du 9ème C de la chaîne

hydrocarbonée. Il faut donc un apport exogène.

C’est le précurseur de tous les acides gras polyinsaturés de la série  - 6 et en particulier de l’acide

arachidonique ou acide 5, 8, 11, 14 eicosatétraénoïque qui est un acide gras polyinsaturé à

20 C et 4 doubles liaisons.

Formule de l’acide arachidonique C20 : 4 (5, 8, 11,14) : c’est un acide tétraénoique.

L’acide arachidonique n’est pas en théorie un acide gras indispensable car il peut être

synthétisé par notre organisme à partir de l’acide linoléique grâce à un système enzymatique. Il

appartient à la série  - 6, il est important.

L’acide arachidonique est aussi le précurseur d’endocannabinoides, ce sont des dérivés

oxygénés d’acides gras poly-insaturés à 20 C.

Les endocannabinoides sont les ligands endogènes des récepteurs cannabinoides, le ligand

végétal est le THC (tétrahydrocannabinol), principe actif présent dans le cannabis (utilisé

comme médicament dans certains pays comme anxiolytique et antalgique), la fève de cacao ou ses

dérivés tels que le chocolat… Ce sont des dérivés de l’acide arachidonique.

Deux exemples de ligands :

- Anandamide

- 2 arachidonoylglycérol (2 - Ag)

L’acide arachidonique aussi le précurseur de composés appelés eicosanoïdes qui sont des dérivés

oxygénés d’acides gras polyinsaturés à 20 C (présence de groupements hydroxyles ou

cétones).

L’acide arachidonique est aussi le précurseur de :

- Prostaglandine de la série 2 (PGE2) qui a un rôle important dans l’inflammation, dans la

contraction du muscle lisse ou l’agrégation plaquettaire. Elle diminue la synthèse de

leucotriène.

- Leucotriène : rôle important dans les processus allergiques en particulier dans l’asthme

(leucotriène A). C’est une cible médicamenteuse.

- Thromboxane : agit dans les processus de coagulation (thromboxane A2).

Les acides gras de la série -6 jouent un rôle important dans le système nerveux, le système

immunitaire, le système cardiovasculaire et le système immunitaire (notion d’équilibre).

On les trouve (dans l’alimentation) dans les graisses animales (œufs de volaille) et les huiles

végétales : huile de lin pour l’acide linoléique mais également l’huile de maïs, de tournesol, huile de

pépins de raisin, les œufs de volaille (il y a plus d’ω - 6 pour celles élevées en liberté).

2ème exemple : les Acides linoléniques (acides gras de la série ω -3)

Les ω - 3 sont autant voire plus importants que les ω - 6.

Il existe deux acides gras 18 : 3 : les acides alpha et gamma linoléniques, deux isomères de la

famille des octadécatriénoiques :

- l’acide α-linolénique est l’acide 9, 12, 15 octadécatriénoïque C18 : 3 (9, 12, 15). C’est

aussi un acide gras indispensable pour l’Homme. Il est plus important que son homologue

gamma. C’est le chef de file des ω-3.

- l’acide gamma-linolénique est l’acide 6, 9, 12 octadécatriénoique C18 : 3 (6,9,12). C’est

un ω-6.

L’acide -linolénique est le précurseur de l’acide eicosapentaénoïque aussi appelé EPA dont la

formule est : C20 : 5 (5, 8, 11, 14, 17). C’est un acide gras indispensable.

C’est le précurseur de tous les AG insaturé de la série  - 3 dont deux autres eicosanoïdes

importants : EPA et DHA, le premier étant un intermédiaire du second.

L’EPA est l’acide eicosapentaénoique C20 : 5 (5, 8, 11, 14, 17), il est doublement important car il

est le qui est le précurseur de certains eicosanoïdes comme les prostaglandines de type 3 (mais

pas toutes les prostaglandines) et du DHA.

A son tour, l’EPA est le précurseur de l’acide docosahexaénoïque = acide gras polyinsaturé à

22 C, 6 doubles liaisons en position 4, 7, 10, 13, 16, 19. Série -3 dont la formule est

C22 : 6 (4, 7, 10, 13, 16, 19) = DHA = on l’appelle aussi acide cervonique. C’est un acide gras

polyinsaturé à longue chaine, qui s’accumule de façon préférentielle dans les membranes des

cellules de la rétine et des neurones où il joue un rôle essentiel. C’est un acide gras polyinsaturé

à longue chaine.

Les acide gras -3 jouent un rôle important dans l’élasticité des membranes cellulaires, dans le

développement cérébral et rétinien et interviennent dans l’élasticité des vaisseaux sanguins,

la régulation de la tension artérielle, les réactions immunitaires et inflammatoires, ainsi que

dans de nombreux processus biochimiques de l’organisme.

Dans notre alimentation les ω -3 sont plus rares que les ω -6.

On retrouve l’acide α-linolénique dans les huiles végétales : huile de soja ou de colza qui contiennent

plus d’AG ω-3 que ω-6.

En ce qui concerne les acides gras polyinsaturés à longue chaîne comme l’EPA et le DHA, ils

sont abondants dans les poissons dits gras (saumon, sardine, thon, maquereau…), les poissons

sauvages ayant une meilleure alimentation.

Il est essentiel d’intégrer certains éléments à notre régime alimentaire comme les poissons (malgré

les débats sur la consommation de poissons).

La qualité nutritionnelle dépend de leur régime alimentaire, qu’ils soient nourris naturellement avec

les algues ou élevés dans des fermes.

e - Equilibre nutritionnel  - 6 /  - 3

Les produits alimentaires sont enrichis soit en acides gras  - 3 soit en  - 6. Le plus important est

le ratio.

Ce ne sont pas les quantités de -6 et -3 qui sont importantes mais le rapport ou ratio entre les

deux catégories est optimal -6 / -3 = 5 / 1. Le déséquilibre est en faveur des ω-6 dans notre

alimentation, même si des études récentes ont montré

Les systèmes enzymatiques qui métabolisent -3 et -6 sont les mêmes donc ils se retrouvent en

concurrence.

La prédominance de -6 va favoriser son métabolisme ainsi que la synthèse de tous les ω-6 et va

empêcher le métabolisme de l’autre groupe des -3 ce qui va provoquer un déséquilibre « normal »

dans l’organisme, à plusieurs niveaux (membranes cellulaires, cardiovasculaire, inflammations…).

Il faut donc rééquilibrer l’alimentation en ω -3. Les individus ayant un apport plus élevé en oméga-3

semblent bénéficier d’une meilleure protection contre les AVC (cela est aussi associé à une

diminution en oméga-6).

D’un point de vue nutritionnel, ce rapport idéal est obtenu dans l’huile d’olive même si elle ne contient

que de peu d’acide gras -6 et -3, il y a dans l’huile d’olive une majorité d’acides gras ω-9.

Une étude en 2017 (Lancet) s’est intéressée au lien entre l’apport de graisses des ω-6 et le diabète

de type 2. Il n’y a pas d’effet délétère des ω-6. Elle a conclu à un effet favorable de l’acide linoléique,

à un effet neutre pour l’acide arachidonique, indépendamment du pourcentage de ω-3. Seuls les

acides gras saturés et insaturés de forme trans restent délétères pour la santé en quantité

importante. L’apport riche en ω-6 va contre l’apparition de diabète de type 2.

Depuis 2013, l’ANSES (française) suivant les recommandations du EFSA (Autorité européenne de

sécurité des aliments) a rajouté à la liste des acides gras indispensables le DHA. On s’est rendu

compte qu’il y a une forte limitation au niveau de la dernière étape enzymatique de sa synthèse

(delta-6-désaturase et delta-5 désaturase) ce qui fait que le DHA ne peut pas être synthétisé en

quantité suffisante même en présence d’une forte quantité d’acide alpha linolénique (son

précurseur). Le DHA est donc un AG indispensable.

En 2020, une étude a montré que l’on n’est pas tous égaux quant aux gènes qui codent pour les

désaturases (delta 6 et delta 5). Nous avons une capacité variable et individuelle à produire le DHA.

L’EPA et l’acide arachidonique ont été requalifiés en acide gras polyinsaturés à longue

chaine conditionnellement indispensables (dans certaines situations, ils sont indispensables).

Cela est particulièrement vrai dans les périodes de vie avec une demande accrue en acide gras

polyinsaturés à longue chaine (grossesse, première année de vie).

Cet apport est capital pour les bébés prématurés (leur système enzymatique n’est pas capable de

réaliser l’élongation et la désaturation des acides gras à 18 carbones), ils ne peuvent donc pas les

produire.

Ils en ont un faible stock car le transfert maternel d’acides gras polyinsaturés à longue chaine est

important au dernier trimestre de grossesse (et eux sont prématurés).

Un complément dans ces acides gras aussi bien de la série ω-6 (acide arachidonique) que de

DHA et un peu de EPA est donc nécessaire notamment pour un bon développement nerveux et

rétinien.

C’est pour cela que depuis 10-15 ans, les laits infantiles destinés aux bébés prématurés sont enrichis

en ces acides gras insaturés. Pour les autres nourrissons, le lait maternel contient tous ces acides

gras (allaités au sein jusqu’à 6 mois normalement).

Le lait commercialisé devrait en théorie contenir les mêmes acides gras mais on s’est rendu compte

que ce n’était pas toujours le cas. A l’heure actuelle, la concentration de ces acides gras insaturés

varie de rien à la quantité acceptable, selon le bon vouloir des fabricants.

Conclusion : le DHA sera obligatoirement ajouté dans les laits en poudre à partir de 2022

(législation votée par le parlement européen en 2016). A l’horizon 2025 : il y aura du DHA dans le

lait en poudre. A l’heure actuelle, la concentration de ces acides gras instaurés varie de rien à la

quantité acceptable, selon le bon vouloir des fabricants.

Il y a encore un débat à ce jour concernant l’ajout de l’acide arachidonique.

3 - Acides gras cycliques

Prostaglandines : caractérisées par la présence d’un cycle à 5 C qui se forme par une liaison entre

C8 et C12 de l’acide gras polyinsaturé précurseur à 20 C.

Fig.3

Sur cette structure cyclique, il y a un nombre variable de liaisons doubles qui dépend de l’acide

gras d’origine et qui caractérise les différents groupes de prostaglandines.

En fonction de la classe :

- prostaglandine 1 ou PG1 (précurseur : acide eicosatriénoique),

- prostaglandine 2 ou PG2 (précurseur : acide arachidonique)

- prostaglandine 3 ou PG3 (précurseur : EPA).

Il existe des groupements chimiques attachés au niveau de cette structure cyclique, ces

groupements font la différence entre les sous-groupes de prostaglandines de A à H.

Type E2 (PGE2) : fonction cétone en position 9.

Type F2 (PGF2 α) : fonction hydroxyle en position 9.

Les sous-types les plus importants sont E et F.

Le type E a une fonction hydroxyle et une fonction céto en position n°9.

Le type F a comme seule différence le remplacement de la fonction céto par une fonction

hydroxyle en position n°9 (2 OH en 9).

Ces faibles modifications des prostaglandines dans leur structure font qu’ils ont des propriétés

biologiques tout à fait différentes voir opposées.

De manière générale, la prostaglandine intervient essentiellement dans les réactions

inflammatoires.

L’acide acétylsalicylique (aspirine) est un inhibiteur puissant de la synthèse des

prostaglandines. Elle inhibe la cyclooxygénase qui est l’enzyme responsable de la formation du

cycle lors de la synthèse des prostaglandines. Cela explique l’activité thérapeutique de médicaments

anti-inflammatoires. C’est le même mécanisme pour l’ibuprofène (anti-inflammatoire).

B - Les glycérides

Ils représentent un grand nombre de structures. C’est la catégorie la plus importante dans la

nature sur le plan quantitatif, et la plus grande majorité dans l’organisme.

Les glycérides sont des esters d’acide gras et de glycérol. Le glycérol (qui est la base) est un

trialcool qui porte trois positions possibles d’estérification : deux positions  d’alcool primaire

(symétrie) et une position  d’alcool secondaire. Cette position est importante pour l’action des

enzymes.

Fig.4

En fonction du nombre d’hydroxyles estérifiés sur le glycérol, on parle de monoglycéride, de

diglycéride ou de triglycéride. Les triglycérides sont formés de 3 acides gras saturés (sans double

liaison), ou insaturés à 16, 18 ou 20 carbones.

Pour les monoglycérides et les diglycérides, leur nomenclature dépend à la fois de la nature des

acides gras constitutifs et de la position des estérifications

Pour les monoglycérides, l’estérification peut se faire entre  et  (α-monoglycéride ou β-

monoglycéride).

Pour les diglycérides on peut avoir une estérification de deux types :   diglycéride ou α α

diglycéride.

Les 3 fonctions alcool sont estérifiés par 3 acides gras : cela donne les triglycérides. Les

acides gras fixés peuvent saturés ou insaturés à 16, 18 ou 20 carbones. Les plus importants

quantitativement sont les triglycérides, c’est la forme de stockage dans le tissu adipeux.

C - Les stérides

Ce sont des esters d’acide gras avec un alcool particulier : le stérol. Les stérides sont des esters

du stérol et d’un acide gras (ex : le cholestérol).

II - Les lipides complexes

A - Généralités

C’est un lipide simple qui associe dans sa structure soit un atome de phosphore, soit de soufre,

soit de l’azote soit une molécule d’ose (au moins un).

Les lipides complexes jouent un rôle important dans le métabolisme intermédiaire des cellules

d’organes importants comme le cerveau ou le foie.

B - Les glycérophospholipides

Ils dérivent tous d’une même structure de base : l’acide phosphatidique. Leur structure ressemble

à celle des triglycérides.

Ils sont formés du glycérol d’une molécule d’acide phosphorique reliée par une liaison ester en α

(jamais en β).

L’estérification par des alcools : choline ou inositol → glycérophospholipide.

1 - Acide phosphatidique

C’est une structure de base possédant du phosphore, l’acide phosphatidique qui est formé de

glycérol, de deux acides gras (liés par une liaison ester) (formation d’un alpha-beta diglycéride

ou diacyl glycérol) et d’une molécule d’acide phosphorique reliée par une liaison ester en α du

glycérol.

C’est un diacyl phosphoglycérol.

L’acide phosphatidique peut être lié par un alcool (la choline ou l’inositol par exemple) pour former

les glycérophospholipides par la fonction acide du phosphate. La liaison formée est une liaison ester.

Fig.5

2 - Les phosphatidylcholines : les lécithines

On ajoute à l’acide phosphatidique, un alcool azoté : la choline, liée par une liaison ester.

La choline est un alcool azoté qui possède une fonction ammonium quaternaire.

Les lécithines sont des composants essentiels de toutes les membranes cellulaires (source

alimentaire naturelle importante en lécithines : le jaune d’œuf). Elles jouent un rôle dans l’éveil ou la

capacité d’apprentissage. Elles existent aussi en poudre comme complément alimentaire.

Les lécithines sont importantes pour :

- Les membranes cellulaires (surtout celles du cerveau)

- Le métabolisme des glycoprotéines.

Les lécithines peuvent être hydrolysées sous l’action d’enzymes spécifiques appelées des

phospholipases, soit en  soit en position  : on enlève une seule molécule d’acide gras pour

donner des lysolécithines qui sont aussi des constituants importants des membranes cellulaires.

Fig.6

Les lysolécithines ont un hydroxyle libre, elles sont moins apolaires et assurent donc d’autres

fonctions.

3 - Les phosphatidyl inositides

Leur fonction acide (acide phosphorique) est estérifiée par l’inositol, c’est un hexaalcool cyclique.

Les groupements hydroxyles sont très réactifs, ils peuvent par exemple fixer des groupements

phosphates.

Il y a formation de phosphatidyl inositol (phosphatidyl inositides), qui est un lipide membranaire, il

joue aussi le rôle important de second messager dans les voies de signalisation intracellulaire qui

impliquent des modifications de la concentration en calcium intracellulaire par exemple.

C - Les sphingolipides

Ce sont les lipides complexes qui contiennent dans leur structure une molécule de sphingosine.

1 - Structure de base : la sphingosine

C’est une chaine hydrocarbonée de 18 C avec une liaison double en position 4 - 5 avec une

fonction amine en position 2 et deux fonctions hydroxyle en position 1 (alcool primaire avec

ou non un groupement phosphate) et en position 3 (alcool secondaire), produit important du

métabolisme lipidique.

Elle se différencie des autres lipides complexes car l’acide gras relié à la sphingosine par une liaison

amide (pas de liaison ester) : utilisation de la fonction amine de la sphingosine en 2.

2 - Les céramides

Ce sont les plus simples des sphingolipides : l’acide gras se fixe sur l’amine de la sphingosine

par une liaison amide, les fonctions alcool de la sphingosine sont intactes (la fonction alcool

primaire est libre).

Les céramides ont un rôle biologique important comme second messager dans le processus de la

mort cellulaire programmée : l’apoptose.

Fig.8

3 - Les phosphosphingolipides ou sphingomyélines

La fonction alcool primaire de la céramide est estérifiée par une phosphocholine (choline +

molécule d’acide phosphorique).

Elles sont les représentants les plus abondants dans le tissu nerveux et surtout dans la gaine de

myéline, elles ont un rôle d’isolant et stabilisateur des membranes plasmiques neuronales.

4 - Les glycosphingolipides

Ce sont des structures céramides où la fonction alcool primaire de la sphingosine (d’une céramide)

est liée par une liaison osidique à des oses

Ce sont des glycolipides neutres.

Si la liaison se fait avec une molécule d’ose : cet ose peut être du glucose ou du galactose pour

former des cérébrosides : si c’est un galactose : galactosylcéramide (GalCer),

glucosylcéramide (si c’est un glucose).

Fig.9

Si la liaison osidique engage une chaine (courte) oligosaccharidique qui comprend notamment

l’acide sialique, on obtient un ganglioside.

Fig.10

La membrane du système nerveux contient une quinzaine de gangliosides différents surtout

présents dans les membranes et les structures nerveuses. Leur fonction est toujours recherchée

(rôle de reconnaissance) mais leur fonction reste importante, il faut donc un équilibre.

L’absence ou l’excès de synthèse de certains gangliosides est à l’origine des maladies génétiques

graves. On peut aussi avoir des pathologies liées à une accumulation de ces gangliosides par un

défaut des enzymes de leur catabolisme : maladies génétiques humaines gravissimes. Le corps a

besoin d’un équilibre lipidique. Il ne faut pas d’excès non plus.

Les glycosphingolipides jouent un rôle majeur dans les processus de reconnaissance cellulaire

(comme les glycolipides). Les gangliosides sont situés sur la face externe de la membrane

plasmique et au niveau des globules rouges. Les gangliosides sont les déterminants des groupes

sanguins humains A, B, O.

Certaines bactéries utilisent les gangliosides : ils sont aussi impliqués dans l’attachement

membranaire de la toxine cholérique responsable au niveau intestinal des pathologies, même si

le choléra est rare dans les pays riches et plus présent dans les pays en voie de développement

(maladie due à la qualité de l’eau, défaut d’assainissement, maladie transmissible par le rat, le

traitement implique une réhydratation par voie orale).

Le HIV utilise aussi les gangliosides pour s’attacher aux cellules.

COVID (SCOVID 2) a un domaine de liaison aux gangliosides dans sa structure, et se lie dans la

muqueuse respiratoire.

III – Propriétés des lipides

A - Propriétés physiques

Cas de la Solubilité

Les lipides sont caractérisés par leur insolubilité dans l’eau et leur solubilité dans les solvants

organiques comme par exemple le benzène (non miscible à l’eau), l’éther, le chloroforme. Le

benzène était utilisé comme solvant mais il a été mis dans la catégorie des cancérigènes.

Les lipides sont des composés hydrophobes ou apolaires.

Plusieurs facteurs modifient les facteurs polaires :

- Plus la chaîne hydrocarbonée d’un acide gras sera grande, plus le lipide sera apolaire

ou hydrophobe.

S U P EXAM REPRODUCTION INTERDITE

- De façon opposée, la présence de groupements comme la fonction alcool, carboxyle libre,

amine (primaire ou quaternaire (choline)), l’acide phosphorique (ou groupement

phosphate : PO4) vont augmenter la solubilité dans l’eau.

- La présence de liaisons doubles augmente toujours la polarité (et la solubilité) à nombre

égal d’atomes de carbone : un acide gras monoinsaturé est plus polaire que l’acide gras

saturé correspondant.

- Le type d’isomérie de la double liaison est important. Les isomères cis sont plus polaires

que les isomères trans.

- Dans le cas des glycérides : les monoglycérides sont plus polaires que les diglycérides

qui sont plus polaires que les triglycérides. Deux facteurs contribuent à cet ordre : fonction

hydroxyle libre (deux groupements hydroxyles libres dans les monoglycérides, et les

chaines hydrocarbonées des acides gras. C’est comme ça qu’ils remplissent leurs

systèmes de stockage, on peut les mettre dans des tissus adipeux en l’absence de molécules

d’eau.

Pour certains lipides, cette solubilité dans l’eau d’une partie de leur molécule est relativement forte

de telle sorte que l’on parle de lipides amphiphiles, c’est-à-dire des molécules qui ont une partie

hydrophobe et une partie hydrophile. C’est le cas des lécithines (phosphate et azote quaternaire)

et des α et β monoglycérides (deux groupements hydroxyles libres).

B - Propriétés chimiques

Cas de l’Oxydation

Elle concerne les acides gras insaturés. Il existe un processus d’oxydation de façon naturelle lors

de l’exposition à l’air ambiant (ils changent de couleur et d’odeur). L’oxydation confère au lipide une

odeur désagréable (odeur rance) très caractéristique et génère un produit toxique souvent

cancérigène due à la formation d’aldéhyde et d’acide. C’est le phénomène de rancissement des

lipides.

Ceci est dû à la formation des aldéhydes responsables de l’odeur et des acides.

Exemple de recommandation : ne jamais utiliser de crème solaire vieille.

Les oxygénations des acides gras insaturés ont lieu dans l’organisme sous l’action de radicaux

libres oxygénés (les ROS) générés par le stress oxydant qui attaquent les liaisons doubles des

acides gras insaturés pour former les peroxydes lipidiques hautement instables qui lui-même

attaque l’acide gras suivant (phénomène accéléré de peroxydation).

Il y a formation de radical peroxyde déclenche une réaction en chaine, le lipide déjà attaqué attaque

un autre lipide. Il y a formation de peroxydes.

Si le processus continue, il va y avoir une réaction en chaine, ces peroxydes vont produire une

rupture de la chaine hydrocarbonée : formation d’aldéhydes, de cétones et d’acides toxiques pour

l’organisme (les aldéhydes sont responsables des odeurs). Le lipide modifié va s’attaquer à un autre

lipide à proximité.

Il ne faut jamais utiliser les crèmes et produits solaires trop vieux.

L’organisme utilise un système d’antioxydant pour se protéger, comme par exemple la vitamine

E qui neutralise les peroxydes lipides et arrête la peroxydation en chaine. Une réaction accélérée

se déroule dans les plaques d’athérosclérose à l’origine des infarctus (une des causes importantes

de mortalité).

C - Propriétés biologiques

1 - Eléments de réserve

Les lipides sont les constituants fondamentaux du tissu adipeux, tissu où le métabolisme est

très actif. C’est le lieu de synthèse des acides gras, des phospholipides et des triglycérides.

Les triglycérides sont une excellente réserve énergétique pour l’organisme, c’est la principale

réserve énergétique. La capacité de réserve est du fait que les lipides sont hydrophobes, il n’y a pas

de problème de pression osmotique, l’organisme peut les stocker en grande quantité (ceci est

différent des glucides qui peuvent être stockés en quantité moindre). Les lipides ne sont pas

hydratés contrairement aux polysaccharides.

Exemple : les polysaccharides sont plus lourds à cause de l’eau et donc moins faciles à stocker.

Cela diminue le rendement énergétique de la réserve.

Les lipides permettent la survie sans alimentation pendant environ 3 mois, sans activité physique.

Même si la masse des tissus adipeux est très variable (masse moyenne = 20 kg par personne) et

assure les besoins énergétiques de plusieurs mois. La réserve glucidique couvre les besoins

énergétiques d’une journée.

Les triglycérides sont hydrolysés, on obtient des acides gras qui fournissent de l’énergie via le

processus mitochondrial de la β-oxydation principalement.

Leur rôle énergétique est joué également par la capacité d’isolation et de protection du foie assurée

par la bicouche lipidique.

2 - Eléments de structure

Les lipides sont capables de s’associer dans des structures très organisées en fonction de la surface

représentée par la partie hydrophobe et la partie hydrophile de leur molécule. Il existe 3 types de

structure :

La micelle : elle se forme lorsque la surface hydrophile est supérieure à la surface hydrophobe

de la molécule. C’est le cas des β-monoglycérides lors de la digestion des lipides.

La bicouche membranaire : elle est formée lorsque la surface hydrophile est équivalente à la

surface hydrophobe (c’est le cas de la membrane plasmique).

Le liposome : structure non-naturelle. Il peut être créé en laboratoire en augmentant la

concentration en lipides des structures similaires à celle de la bicouche.

C’est une structure équivalente à la bicouche qui va s’enrouler sur elle-même en formant une sphère

avec des surfaces hydrophiles à la fois à l’extérieur et à l’intérieur de la bicouche.

Les liposomes sont très importants en galénique et cosmétologie car elles permettent d’apporter

une substance hydrophile dissoute à l’intérieur du liposome. Ces substances par fusion avec les

membranes cellulaires vont permettre de délivrer le produit hydrophile directement à l’intérieur des

cellules.

PALMITOYLATION

Certains acides gras comme l’acide palmitique et l’acide myristique se lient à des protéines et

favorisent leur ancrage à la membrane plasmique. L’ajout d’acide palmitique ou palmitoylation

est un élément important pour exercer une fonction à proximité des membranes cellulaires. Cette

palmitoylation est une modification post-traductionnelle, elle est réversible permettant ainsi aux

protéines qui l’ont subi de se détacher des membranes.

Exemple : l’ancrage des protéines G (Ras) et des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG)

Certains virus utilisent ce mécanisme pour leurs propres protéines dans le but de favoriser leur

ancrage membranaire et donc le processus infectieux, c’est le cas de la protéine Spike du SARS

COV-2.

La myristoylation est un ajout d’acide myristique (en C14).

3 - Eléments de signaux intracellulaires

Les phospholipases hydrolysent la liaison ester.

Les lipides sont des éléments de signaux intracellulaires aussi bien dans les cellules que sans la

circulation sanguine il existe de nombreux enzymes capables de dégrader les différentes structures

lipidiques et de générer des composés impliqués dans la signalisation. Les enzymes sont aussi bien

présentes dans la circulation que dans les cellules.

Il existe quatre types d’enzymes différentes dites phospholipases (elles peuvent agir sur les

glycérophospholipides, les lécithines, les phosphoinositides) :

- phospholipase A1 hydrolyse la fonction ester du C : restauration de la fonction hydroxyle

et libération d’un acide gras. Elle génère aussi une lysolécithine (lysophospholipide)

- phospholipase A2 hydrolyse la fonction ester du C : restauration de la fonction hydroxyle

et libération d’un acide gras. Elle génère aussi une lysolécithine (lysophospholipide)

- phospholipase C (elle est activée par les récepteurs des nombreuses hormones et

neurotransmetteurs) hydrolyse la liaison ester entre l’alcool du glycérol et la choline. Elle

génère du diacyl glycérol (diglycéride) et de la phosphocholine.

- phospholipase D hydrolyse la liaison ester entre le phosphate et la choline, elle libère la

choline et l’acide phosphatidique (ou phosphodiacylglycérol).

Fig.11

Action de la phospholipase C, exemple :

La phospholipase C activée par les récepteurs de nombreuses hormones et de neurotransmetteurs.

Par exemple une hormone :

La cholecystokinine est un premier messager qui va activer son récepteur qui à son tour va activer

une protéine G de type Gq activant la phospholipase C. Cette enzyme hydrolyse un phosphatidyl

inositol 4,5-diphosphate en donnant du diacyl glycérol (DAG) et de l’inositol triphosphate IP3 (le

phosphate reste avec l’inositol).

Le diacyl glycérol active à son tour la protéine kinase C capable de phosphoryler divers substrats.

IP3 va favoriser la sortie du Ca 2 + du RE, donc une augmentation du calcium intracellulaire

(cytosolique).

Leur action combinée (augmentation de calcium et PKC) permet la libération du zymogène des

granules de sécrétion intracellulaires.

Le résultat est différent en fonction de l’hormone activée.