La membrane plasmique et le Cholestérol

SBI
M.Laf
Section 3 -La membrane cellulaire-
Activité 1.12 –La membrane cellulaire
Référence:
Andrews et al, (1982), Introduction à la bio, Étude Vivantes, p
Galbraith et al, (2002), Biologie 11, Les Éditions de la chenelière inc, p.21 section 1.2
http://ici.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/gbourbonnais/pascal/fya/chimcell/notesmolecules/lipides_2.htm
La membrane cellulaire ou modèle de la mosaïque fluide
La membrane des cellules est formée d'une double couche de phospholipides. On y
retrouve aussi des protéines et des polysaccharides.
Les
phospholipides
Les phospholipides
ressemblent aux
triglycérides. Ils sont
formés d'un glycérol lié à
deux acides gras et à un
groupement phosphate.
Les phospholipides diffèrent les uns des autres par la sorte d'acides gras rattachés au
glycérol. Généralement, un des deux acides gras est saturé et l'autre ne l'est pas. Ils
diffèrent aussi par différents groupements chimiques qui peuvent se rattacher au
groupement phosphate.
Par exemple:
La lécithine, un phospholipide abondant dans le jaune d'oeuf. Dans la
lécithine, un groupement azoté (appelé choline) est lié au groupement
phosphate.
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Les phospholipides et l’eau
La portion glycérol et phosphate de la molécule est dite hydrophile (qui aime l'eau)
alors que la queue carbonée des acides gras sont hydrophobes (qui n'aime pas l'eau). La
partie hydrophile est soluble dans l'eau alors que la partie hydrophobe ne l'est pas (elle
est soluble dans les lipides).
La partie glycérol-phosphate est hydrophile alors que les acides gras sont hydrophobes.
On représente souvent les phospholipides par une boule, la portion hydrophile, et deux
"pattes", les acides gras hydrophobes.
Aussi lorsque les phospholipides se mélanger à l'eau, ils forment
une double couche moléculaire : les acides gras hydrophobes se
font face (ils ont plus d'affinité entre eux qu'avec les molécules
d'eau) alors que les portions hydrophiles demeurent en contact
avec l'eau.
Il se forme ainsi une membrane de l'épaisseur des deux couches de
molécules. Comme nous le verrons plus loin, les membranes
entourant les cellules sont formées de phospholipides disposés de
cette façon.
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Les liposomes
Mélangés à de l'eau, les phospholipides
peuvent former de petites sphères
microscopiques appelées liposomes.
Chaque liposome est une petite sphère
creuse délimitée par une double couche de
phospholipides.
On peut synthétiser artificiellement des
liposomes. On commence à les utiliser en
médecine pour transporter certains
médicaments vers les cellules. Les
liposomes peuvent se fusionner aux
membranes des cellules et déverser dans la
cellule le médicament qu'ils contiennent.
En leur associant certaines protéines, on
pense pouvoir un jour en faire de
véritables missiles téléguidés qui
délivreraient leur contenu seulement à certaines cellules spécifiques de l'organisme. On
pourrait, par exemple, concevoir des liposomes contenant de puissantes toxines qui ne
seraient livrées qu'aux cellules cancéreuses.
On les utilise aussi pour la fabrication de vaccins synthétiques. L'industrie cosmétique
en fait aussi un usage important (crèmes pour la peau).
Les micelles (lipoprotéines)
Les phospholipides peuvent aussi former une simple couche enrobant de petites
gouttelettes de lipides. Ces structures, appelées micelles, permettent aux lipides de
demeurer en suspension dans l'eau. La portion hydrophobe des phospholipides est liée
au gras alors que la portion hydrophile, dirigée vers l'extérieur, se lie à l'eau.
Par exemple : LDL (Low Density Lipoprotein)
Les LDL sont de petites sphères graisseuses
recouvertes d'une couche de phospholipides qui
transportent le cholestérol dans le sang. De tels
assemblages de lipides sont appelés micelles. Sur cette
image, les phospholipides sont en vert et le
cholestérol en orange. La portion jaune est une
protéine qui permet aux micelles de se fusionner à une
cellule. Les LDL contiennent aussi des triglycérides et
des acides gras.
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Les composantes de la mosaïque fluide
Fonctions de la membrane cellulaire
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Agit comme une barrière entre la cellule et le milieu
Agit comme site d’encrage pour permettent à divers cellule de s’unir et de former
des tissus.
Homéostasie : La membrane régule la pression et le volume dans la cellule
pour éviter la plasmolyse ou une sur-turgescence.
Les protéines dans les membranes (50% à 70% du volume)
Les protéines intégrales

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
Ils sont dans la bicouche de phospholipides
Ils possèdent des récepteurs hormonaux et autres produit chimique
Ils peuvent être des protéines transmembranaires
o Canal protéiques : Ce sont des pores dans la membrane qui laisse par
diffusion facilité (passif) les très petits ions et l’eau entrer et sortir de la
membrane.
o Protéines transporteuses : Ce sont des protéines qui transportent au
travers de la membrane par diffusion facilité (passif) les glucose et les
acides aminés et autre substance de petites tailles.
o Pompe : Ce sont des protéines qui fonctionne avec de l’ATP comme
carburant. Ils pompent activement des substances à l’intérieur et/ou à
extérieure de la membrane.
Les protéines périphériques
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Ils peuvent être attachés sur des protéines intégrales.
Ils peuvent avoir un rôle mécanique. Par ex : faire changer la cellule de
forme.
Ils peuvent avoir un rôle enzymatique.
Ils peuvent être des protéines d’identification.
Ils peuvent avoir des sucres (glycoprotéines)
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Les Glycoprotéines
Une glycoprotéine est une protéine portant un groupement de polysaccharides et une
chaîne polypeptidique. C'est un hétéroside (composé de plusieurs oses différents)
Par exemple, les groupes sanguins
ABO résultent des différents types
de glycoprotéine sur la membrane
des globules rouge. Il existe trois
conformations possibles d'un
oligosaccharide greffé sur une
protéine membranaire des
globules rouges. On appel alors
ces glycoprotéine des
antigènes : l'antigène O,
l'antigène A et l'antigène B.
Ex2 : Le virus VIH entrent dans les cellules du système
immunitaire en s'attachant à des
récepteurs tels CXCR4 et CXCR5, qui sont des glycoprotéines.
Ex3 : - Les rhinovirus (qui causent le rhume) utilisent
la glycoprotéine ICAM-1 comme
point d'entrée.
Les résidus glucidiques, tels que galactose, glucose
mais aussi acide sialique, sont ajoutés dans l'appareil
de Golgi. Les glycolipides sont toujours associés au
feuillet membranaire externe et appartiennent.
Fonction des sucres sur les
glycoprotéines
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


Elles permettent la reconnaissance spécifique par d'autres protéines.
Elles interviennent dans l'interaction cellule-cellule : contact, transfert
d'information
Elles protègent les protéines contre les protéases (enzyme qui détruit les
protéines).
La spécificité des groupes sanguins dépend de la fraction glucidique des
glycoprotéines des globules rouges.
Les glycoprotéines sont impliquées dans les interactions de la cellule avec son
environnement.
Source :
http://www.ulysse.u-bordeaux.fr/atelier/ikramer/biocell_diffusion/gbb.cel.fa.101.b3/content/access.htm
http://www.ured-douala.com/download/LES_GLYCOPROTEINES.pdf (info)
(image et info)
Le cholestérol
Fonction
1. Prévient les phospholipides de se grouper trop fortement à basse température.
Il garde la membrane fluide
2. À des hautes températures le cholestérol solidifie la membrane.
3. Il diminue la perméabilité membranaire aux molécules hydrosolubles.
Le mot « cholestérol » désigne une molécule et ne doit pas être confondu avec les termes
de « bon » et « mauvais cholestérol» faisant référence aux HDL et LDL, les transporteurs
du cholestérol dans le sang.
Le cholestérol est présent sous forme de stérides (cholestérol estérifié totalement
insoluble dans l'eau) dans la plupart des tissus des vertébrés, et en particulier le foie, le
cerveau, et la moelle épinière.
C'est un composant majeur des membranes cellulaires qui contribue à leur stabilité et au
maintien de leurs structures en s'intercalant entre les phospholipides (formant la bicouche
de la membrane). Il rigidifie la membrane car il empêche sa gélification en évitant la
cristallisation des acides gras.
La synthèse du cholestérol se fait dans le cytoplasme des cellules du foie et de l'intestin.
Environ un tiers du cholestérol provient de l'alimentation (viandes, œufs, abats, produits
laitiers, etc.) tandis que les deux tiers restants sont synthétisés par l'organisme.
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Bon et Mauvais
En tant que composé hydrophobe, le cholestérol n'est pas soluble dans le sang. Son
transport est assuré par des lipoprotéines
Les lipoprotéines à basse densité (ou LDL : Low Density
Lipoprotein) transportent le cholestérol des lieux de sécrétion vers
les cellules de l'organisme. Des taux importants de LDL conduisent
généralement au dépôt de cholestérol sur les parois des artères

(les récepteurs à LDL du foie et des tissus sont en effet très
sensibles : au moindre changement biochimique d'une LDL,
du fait d'une oxydation ou dégradation liée à la fumée de
cigarette ou à d'autres facteurs, les lipoprotéines transportant
le cholestérol ne sont plus reconnues, et sont donc
phagocytées, puis forment un dépôt) sous forme de plaque
d'athérome, ce qui accroît le risque de maladies
cardiovasculaires et leur vaut le nom de « mauvais »
cholestérol.
Les lipoprotéines à haute densité (ou HDL : High Density Lipoprotein) déchargent les
artères et les tissus extrahépatiques du cholestérol, et le ramènent vers le foie où il est
dégradé ; on parle alors de « bon » cholestérol.
L'activité physique régulière, l'alcool à faible dose et les œstrogènes pourraient
contribuer à augmenter le taux de HDL, limitant le taux de cholestérol sanguin et
améliorant la protection vasculaire. Inversement, le tabac, obésité et l'inactivité
favorisent la diminution du taux de HDL dans le sang, augmentant le risque cardiovasculaire
(http://fr.wikipedia.org/wiki/Cholest%C3%A9rol )
http://la-sante-publique.over-blog.com/
Nutrition
Les nutritionnistes recommandent de réduire, privilégier, restreindre et
d’augmenter certains types d’aliments.
Il est absolument nécessaire de réduire les aliments gras et les graisses de
cuisson. Il en est de même concernant les aliments riches en graisses
saturées tels que les fromages gras, les aliments frits et les plats en sauces
tout préparés.
Il ne faut pas oublier de privilégier certains modes de cuisson dont celle au
gril et à la vapeur. Les matières grasses à privilégier sont celles riches en
oméga 3. Comme matières grasses riches en oméga 3 vous avez l’huile de
noix, celle de colza, l’huile de chanvre et celle de soja. Il faudrait, par
ailleurs, augmenter les apports en fibres sans oublier les apports en
vitamines et en antioxydants à cause de leur bonne action sur le système
cardiovasculaire.
http://www.francetop.net/article/Que+faire+en+cas+d%E2%80%99exc%C3
%A8s+de+cholest%C3%A9rol
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Contre le cholestérol, évitez le sucre ! Une étude récente
montre que les personnes qui consomment le plus de sucre
sont aussi celles qui ont le plus de cholestérol. Où en sont
vos habitudes par rapport au sucre ?
http://www.amessi.org/Contre-le-cholesterol-evitez-lesucre
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Les médicaments : Stérols des plantes
Les stérols végétaux, ou phytostérols, présentent une
structure chimique très similaire à celle du cholestérol. Ces
ingrédients sont naturellement présents en faibles quantités
dans certains aliments, notamment les huiles végétales, les
fruits et les légumes. Depuis l’an 2000, des margarines
enrichies en phytostérols sont présentes sur le marché. Les
phytostérols permettent de limiter l’absorption intestinale
du cholestérol et, par ce mécanisme, permettent de réduire
activement le taux de cholestérol sanguin. (le 29 avril 2011.)
http://www.unilever-pro-nutrition-sante.fr/nutrition-maladies-cardiovasculaires/sterols-vegetaux/
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Actualité : les Stérols provenant des plantes dans nos
assiettes
http://www.cyberpresse.ca/le-soleil/vivreici/alimentation/201201/24/01-4489047-des-phytosterolsdans-votre-assiette.php
Autre bon articles
http://daudon.free.fr/page124.html
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USAGE A CHAUD : les huiles les plus résistantes
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Certaines d'entre elles, plus stables et plus résistantes à la chaleur de par leur composition,
peuvent être employées pour la cuisson sans dégager de fortes odeurs et sans que leur
structure moléculaire ne soit altérée.
A basse température pour l'huile d'olive, ou bien l'huile d'arachide. Dans le cas de
fritures, mieux vaut choisir des huiles spécialement préparées à cet effet, comme l'huile
végétale pour friture ou l'huile de palme biologique particulièrement résistante aux
hautes températures.
TEMPERATURES CRITIQUES
Arachide
220°
Olive Tournesol Sésame Soja
210°
160°
150°
150°
Pépins de
Courge
Germe de
Maïs
Noix
140°
140°
140°
Huile de palme
La cuisson détruit ces molécules : elle devient blanche après avoir bouilli plusieurs
minutes. Sa richesse en acides gras saturés la rend semi-solide à température ambiante,
son point de fusion se situe entre 35 °C et 42 °C. En raison de sa haute teneur en acides
gras saturés après cuisson, cette huile massivement utilisée par l’industrie agroalimentaire est aussi fortement suspectée de favoriser les troubles cardio-vasculaires chez
les populations occidentales. (wiki)
L’huile de palme se fixe sur les récepteurs de la satiété du tube digestif et y reste, elle les
empêche de fonctionner. Les personnes qui se nourrissent de produits industriels en
contenant ont tout le temps faim.
http://www.tsr.ch/emissions/36-9/1010464-huile-de-palmela-palme-de-la-malbouffe.html
Vidéos
Questions formatives
#1. Dessine un phospholipide.
#2. Définit les termes suivants : hydrophobe, hydrophile
#3. Compare la structure des liposomes et des micelles.
#4. Pourquoi est-ce que les micelles sont solubles dans le
sang?
#5. Quels sont les trois types de protéines
transmembranaires (intégrales) qui agissent dans le
transport cellulaire.
#6. Quels sont les trois fonctions du cholestérol?
#7. Qu’est-ce qui causent les plaques d’athérome? (page.7)
#8. Quel est le rôle des HDL?
#9. Qu’est-ce qui fait augmenter et diminuer les
concentrations de HDL sanguines?
#10. Pourquoi certaines margarines font la promotion de
stérols dans leurs contenus?
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