1° Les lipides simples

Lipides I
Acides gras et dérivés : structure, rôle biologique
1° Les lipides simples
I.
II.
III.
Les acides gras
Les glycérides
Les stérides (C2)
2° Les lipides complexes
I.
II.
III.
Généralité
Les glycéropjospholipides
Les sphingolipides
3° Propriétés des lipides
I.
II.
III.
Propriétés physiques
Propriétés chimiques
Propriétés biologiques
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1° Les lipides simples
I.
Les acides gras
Ce sont des plus ou moins saturés, plus ou moins longues
Certains acides gras contiennent des noyaux à trois carbones ou des groupement
hydroxyles.
a. Les acides gras saturés
Le plus rependu dans la nature.
CnH2nO2, avec n =4 à n= 36 ce qui exclut acides acétiques, propioniques
Nomenclature : attribue le numéro 1 au carbone du carboxyl terminal, le groupe méthyl
lié au carboxyl comprend le carbone n°2 et ainsi de suite.
Deuxième nomenclature ne tient pas compte du group carboxyl mais seulement des
carobones de la chaine hydrocarboné, le carbone le plus proche du carboxyl est le
carbone α, le suivant le Cβ, etc …
Différence dans cette nomenclature , le dernier Carbone porte toujours la lettre ϖ on
peut se référer à ce carbone.
Dans cette double nomenclature, le carbone 2 est le α , le 3 le β etc …
Compte tenu des distances interatomiques et de l’atome de C, la représentation dans
l’espace d’un acide gras saturé est une chaine en zigzag.
Les acides gras saturés :
Ils portent tous un nom d’après le nombre de carbone, ils ont aussi un nom
commun qui traduit leur origine. Ex : acide palmitique provient de l’huile de palme pu
l’acide arachidique qui provient de l’huile d’arachide.
Acide à 4 atome de C : Acide butanoique ou butyrique
Acide à 10 C : Acide décanoïque : caprique
Acide à 16 C : Hexadécanoïque stéarique
Acide à 20 C : Eicosanoïque ou arachidique
Les acides gras de 4 à 10 C sont retrouvés dans le lait et ses dérivés.
Ceux de 12 à 24 C dans les huiles végétales et les graisses animales, ce sont eux
essentiellement qui représente la plupart des réserves énergétiques de l’organisme.
Quant aux acides gras de 26 à 36 C ils sont des constituants de la famille des cires, leur
rôle est différent, c’est un rôle de structure et de seconds messagers, ils ne servent
jamais de réserves énergétiques.
b. Acides gras insaturés
1. Exemples d’Acide Gras Mono-insaturés
2. Exemples d’Acide Gras Poly-insaturés et Poly-insaturés à longue chaine
3. Equilibre
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1. Acide Mono-insaturé
Qu’ils soient c’est à dire d’une liaison double.
D’un point de vue de la nomenclature on lest caractérise par le nombre de C, de leur
structure mais pour eux on précise le nombre des liaison doubles et leur positions.
Du point de vue de la position, on utilise souvent la double nomenclature, c’est à dire la
nomenclature en chiffre arabe sera utilisé pour signaler la position de la double laision.
C16H3-(CH2)5-CH10=C9H-(CH2)7-C1OOH
Les lettres Grec seront utilisées pour ceux de la même famille.
Dans l’exemple affiché le plus simple est celui qui a une seule liason double.
Du point de vue de la structure, la présence d’une liaison double introduit aussi la
possibilité d’une isomérie de type CIS-Trans. C’est important car la configuration CIS est
la plus répandue en biologie et surtout chez les mammifères, et les acides gras utilisés
dans l’industrie alimentaire sont fréquemment des isomères Trans.
Exemples d’acide gras mono insaturés :
Ils ont une formule générique de type Cn : 1(X) ou X est la position du premier carbon de
leur double liaison. Leur nom utilise la double nomenclature c’est à dire la nomenclature
systémique et les noms communs.
1° Acide palmitoleïque C16 : 1 (9) ou 9-10 déshydrohexaéthanoïque (double
liason en position 9-10)
Formule brute :
9-16 = -7, Famille ϖ-7
2° Acide Oleïque C18 : 1 (9)
Acide 9-10 déhydrostéaïque.
Il apartient à une autre série ϖ : 9-18 = -9, il appartient à la série ϖ-9.
2. Acide Gras poy-insaturé
C’est un acide gras très répandue que représente 80% des graisse animales jusqu'à et
95% de l’huile d’olive d’où il tire son nom.
Les liaisons doubles sont situés tous les 3 carbones. Pour l’exemple, première liaison
double en position 9-10, deuxième en 12-13. Ont dit que les liaisons doubles ne sont
jamais conjuguées, sont toujours séparées par un groupement méthyl, dans l’exemple,
celui qui est souligné.
Acide linoléique : qui a 18 atome de C, 2 doubles liaisons en position ç-0 et 12-13. C18 :
2(9-12), on dit que c’est l’acide 9-12 hoctadécadiènoïque, il appartient à la série 12-18=6, ϖ-6.
C’est un acide gras indispensable pour l’homme, l’organisme humain ne peut pas
positionner une liaison double au delà du neuvième carbone de l’acide gras car il n’a pas
l’équipement enzymatique nécessaire. C’est le seul Acide Gras indispensable de la série
ϖ-6 car il est le précurseur de tous les acides gras insaturés de cette série et en
particulier du 2e exemple qui est l’acide Arachidonique. C’est un acide gras à 20 atome
de Carbone et 4 liaisons doubles en position 5, 8,11 et 14. On l’appelle également acide
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5-8-11-14-eicosatétraénoique. Il représente un carrefour, c’est le précurseur des
composé appelés des ecosanoïdes, des dérivés oxygénés d’acides gras polyinsaturés à 20
Carbones.
Quelque uns de ces aiconadoïdes :
Prostaglandine de la série 2 qui jouent un rôle important dans l’inflammation, la
contraction des muscles lisses et dans l’agrégation plaquettaire. L’acide arachidonique
est également le précurseur de certaines leucotriene qui joue un rôle important dans le
processus allergique et en particulier dans l’asthme et qui depuis quelques années sont
la cible de traitement médicamenteux.
Dernière catégorie de dérivé : Thromboxane, qui agit dans le processus de la coagulation
sanguine. Ainsi les acides gras de la série ϖ-6 et leurs dérivés jouent un rôle important
dans le système nerveux, cardiovasculaire et immunitaire.
On ne manque pas d’acide gras ϖ-6 dans l’alimentation, on le retrouve dans les graisses
animales, dans les huiles végétales, comme l’huile de lin, d’où vient le nom de l’acide
linoléique mais aussi l’huile de pépins de raisin, tournesol ou maïs. Une autre source
riche en ϖ-6 sont les œufs de volaille.
2eme catégorie : série d’acides gras polyinsaturés ont pour chef de file l’acide αlinolénique qui est un acide gras à 18C, 3 doubles liaisons en position 9,12 et 15. On
l’appelle donc acide 9,12,15 octadécatriénolique, il est le chef de file des acides gras
insaturés de la série ϖ-3, c’est également un acide gras indispensable pour l’homme. Il
est également le précurseur de tous les acides gras insaturés de la série ϖ-3.
Ainsi d’une manière similaire au groupe ϖ-6, il est le précurseur d’un acide gras
polyinsaturé à 20 C, c’est à dire de l’acide eicosapentaènoïque, c’est un acide gras à 20
atome de C, 5 liaisons doubles en position 5, 8, 11, 14, 17.
Cette acide est important à double titre :
 Il est également un précurseur de certains eicosanoöque comme par exemple les
prostaglandines de la série 3.
 Il est à sont tour le précurseur du dernier exemple de la planche, c’est à dire de
l’acide docosahexaènoïque (DHA ou acide cervonique), qui est un acide gras
polyinsaturé à 22 carbones et 6 liaisons doubles. Il s’apelle également l’acide
cervonique qui à la particularité de s’accumuler de façon préférentielle dans les
membranes des cellules de la rétine et des neurones où il joue un rôle essentiel.
L’ensemble d’acide gras de la serie ϖ-3 participe à l’élasticité des membranes
cellulaires, il joue un rôle essentiel dans le développement cérébral et rétinien, il
intervient aussi dans des nombreux processus biochimiques comme la régulation
de la tension artérielle, l’élasticité des vaisseaux sanguins, les réactions
inflammatoire et immunitaires. On retrouve ces acides gras dans les huiles
végétales, mais les huiles les plus riches sont les huiles de colza et de soja. Quand
aux acides gras polyinsaturés à longue chaines comme EPA ou DHA, ils sont
abondant dans les poissons dis gras, qui comprend les sardines, les saumons, les
thons et les maquereaux. Jusqu’il y à quelques années, il y avait débats entre
qualité des poissons d’élevages et sauvage, des études ont montrées que les
poissons d’élevage avaient le même taux d’ϖ3 si il y a un alimentation similaire.
Il y a des exceptions. Une exception importante concerne les bébés prématurés. En effet
ils n’ont pas encore les systèmes enzymatiques matures nécessaires à l’élongation des
acides gras essentiels linoléiques et α-linoléiques. En plus ils n’ont pas de stock crée par
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la mère au dernier trimestre de la grossesse, ce qui implique que pour eux un
complément en acides gras polyinsaturé à longue chaine arachidonique, DHA et EPA est
nécessaire pour un bon développement en particulier du système nerveux et de la
rétine. Le lait maternel contient également ces acides gras polyinsaturés à longue chaine,
et le lait infantile destiné au bébé prématuré est aussi enrichi en acides gras insaturé à
longue chaine, ce qui n’est pas le cas pour tous les laits pour bébés nés à terme.
Equilibre nutritionnel entre ϖ-6 et ϖ-3.
Il y a de plus en plus de publicité alimentaire désignant des produits enrichis en ϖ-3 et
ϖ-6. De façon isolée ce n’est pas important car ce n’est pas la quantité mais la qualité qui
compte, c’est à dire le rapport entre acides gras ϖ-6 et ϖ-3. Un ratio idéal serait
d’environ 5 pour 1. Les enzymes qui métabolisent ces acides gras sont les même donc les
deux groupent se retrouvent en concurrence, la production prédominant d’ϖ-6 favorise
le métabolisme de ce groupe qui sera plus abondant à tous les maillons de la chaine. En
plus, il va capter les enzymes et empêcher le métabolisme de l’autre groupe, ce qui va
provoquer un déséquilibre. Du point de vue nutritionnel, le ratio évoqué est par
exemple possible avec l’huile d’olive bien que cette huile ne contient que peu d’ϖ-6 et
d’ϖ-3, il y en a peu mais ils sont dans le bon rapport. Celui qui est majoritaire est l’acide
proléique.
Des deux catégories on peut obtenir des eicosanoides, parmi ces derniers, on va prendre
l’exemple des prostaglandies, acides gras cycliques. La caractéristique des
prostaglandines est la présence d’un cycle à 5C qui se forme par un pont entre les
carbones 8 et 12 de l’acide gras polyinsaturé précurseur à 20C. Sur cette structure
cyclique, on a un nombre variable des liaisons doubles qui dépend de l’acide gras
polysaturés d’origine et qui va caractériser les groupes de prostaglandines en 2 et 3.
Dans ces prostaglandines on a des structure de type céto qui sont attachées au cycle , ce
qui va distinguer ensuite des sous groupes des prostaglandines de A à H. Exemple :
prostaglandine de type E et de série 2 qui est caractérisée par la présence d’un
groupement céto en position 9. La même structure avec un groupement hydroxyle à la
place du céto va caractériser la prostaglandine de type F. Elles ont des propriétés
biologiques parfois différentes parfois opposées mais on peut dire qu’elles interviennent
dans la réaction inflammatoire. Aspirine= inhibiteur puissant de la synthèse des
prostaglandines, ce qui expliques son action thérapeutique d’activité anti-inflammatoire.
L’aspirine va inhiber un enzyme : cyclooxygénase, enzyme qui catalyse la formation du
cycle des prostaglandines.
Encore 2 classes de lipides simples qui sont des ester d’acide gras avec divers alcools
II.
Les glycérides
Sont sur le plan quantitatifs les lipides naturels les plus représentés, ce sont des esters
d’acide gras et de glycérol. La liaison ester est une liaison typique entre un acide et un
alcool. L’alcool est en fait un trialcool qui possède 3 positions d’estérification, 2 positions
α d’alcool primaire et 1 position β d’alcool secondaire. En fonction de nombreux détoxyl
qui seront estérifiés, on parle de mono, di ou tri glycérides, ainsi pour 3 acides gras on a
un triglycéride. glyceride dépend de la nature des acides gras et de la position des
estérifications. En effet pour les monoglycérides, l’estérification peut se faire en α ou en
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β du glycérol. Pour les diglycérides, on peu avoir des estérifications en α et α ou β et α
comme dans les angles : α,β-diglycéride.
Si on combine avec les différents acides gras, on obtient un grand nombre de structures
possibles.
III.
Les stérides
Esters d’acide gras et d’alcools particuliers, les stérols. Le plus connu est le cholestérol.
Les Lipides complexes
I.
Généralités
Lipides simple et complexes : Dans un complexe on va associer un soit de l’azote soit une
molécule d’ose.
Les lipides complexes sont important dont le
1e catégorie des lipides complexes :
II.
Les glycerophospholipides
Ils dérivent tous d’une même structure de base : qui est l’acide phosphatidique. On a
dans la structure de cet acide phosphatidique du glycérol, deux acides gras mais on a en
plus en α du glycérol une molécule d’acide phosphorique relié par une liaison d’ester.
Cet acide phosphatidique est estérifié à son tour par des alcools comme : la choline et
l’inositol, ces cet acide phosphatidique estérifié qui forme les glycérophospholipides.
Phosphatidylcholine (lecithine) structure formée à partir de l’acide phosphatidique dont
une des fonctions acides de l’acide phosphorique est estérifiée par un alcool azoté, la
choline (présence d’un groupement d’ammonium quaternaire important pour ses
propriétés) Lécithine = composant essentiels de tous les membranes cellulaires, lune
source alimentaire particulièrement riche en lécithine est le jaune d’œuf. Sous l’action
d’enzymes spécifiques appelés phospholipases, les lécithines peuvent être hydrolysées
soit en α, soit en β. On élimine un acide gras et on obtient des composés que l’on appelle
lysolecithines. Lysolecithines sont des constituants importants des membranes
cellulaires. Plasmalogene représente jusqu'à 10% des phospholipides du cerveau ou du
myocarde, particularité : une des deux fonctions alcool du glycérol est rattaché à l’acide
gras par une liaison du type éther qui résulte d’une déshydratation entre une fonction
alcool du glycérol et carboxyle. L’alcool engagé n’est pas la proline mais l’éthanolamine.
Les plasmalogen ne sont pas les seuls à liaison éther, c’est le cas également du facteur
d’activation des plaquettes impliquées dans la coagulation sanguine.
Exemple des glycérophospholipide : Phosphatidyl-Inositides. Le même principe :
structure de base
De l’acide phosphorique est estérifié par un autre alcool : l’inositol. Pas une seule
fonction hydroxyle de cet hexalcool.
Ce sont aussi des lipides membranaires et ils possèdent des propriétés de seconds
messagers très importants intervenant notamment dans les voies de signalisation
intracellulaire impliquant les modifications des concentrations du calcium.
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III.
Les sphingolipides
a. Structure de base : la sphingosine
Toujours un élément : molécule de sphingosine. Elle présente une chaine hydrocarbonée
de 18C avec une double liaison en position 4,5 un fonction amine en position 2 et deux
fonction hydroxyle alcool primaire en position 1 et alcool secondes en position 3. Les
sphingolipides vont se différencies des autres lipides complexe par le fait que l’acide
gras ne sera pas relié a la sphingosine par une liaison ester bien qu’il y a ces fonctions
d’alcool, mais sera lié par le biais d’une liaison amide, liaison qui a sa fonction amine.
b. Les Céramides
= Acides gras lié par liaison amide de la sphingosine. Ce qui les différencie : Fonction
alcool primaire qui reste libre.
Les céramides jouent un rôle biologique important en tant que second messager dans le
processus de la mort cellulaire programmée, c’est à dire de l’apoptose.
L’acide gras dans la céramide est en général saturé.
c. Les phosphospingolipides
Même structure de base : la sphingosine acides gras lié par la liaison amide mais ce qui
différencie : liaison alcool primaire de la sphingosine est estérifiée par une
phosphocholine (structure trouvé dans la structure des cyclines). Ce sont les
sphingomyélines qui sont abondantes dans le tissu nerveux est en particulier dans la
gaine de myéline qui isole les structures nerveuses.
L’acide gras dans la structure des sphingomuyéline est saturé ou mono-insaturé de 16 à
24 Carbones.
d. Les Glycosphingolipides
On retrouve dans leur structure un
Glycolipides neutres. Dans leur structure, molécule de sphingosyne substitué sur sa
fonction d’alcool primaire par une molécule d’ose formant une liaison osidique.
Si une seule molécule d’ose (glucose ou galactose) on appelle les glycosphingolipides des
cérébrosides.
Les oses forment des chaines d’oligosaccharides et si cette liaison osidique va relier une
chaine d’oligosaccharide, on a un autre groupe des glycosphingolipides appelés les
gangliosides.
Ce qui caractérise les chaines d’oligosaccharides des gangliosides est la présence
fréquente d’une ou plusieurs molécules d’acides sialique. Ils sont fréquents dans
système nerveux central. La fonction spécifique n’est pas entièrement connue cependant
on sait que aussi bien l’absence de synthèse que l’absence de dégradation de ces
gangliosides sont à l’origine des maladie génétique humaine gravissimes.
Un autre rôle est le rôle dans le processus de reconnaissance cellulaire.
Gangliosides exprimé sur la face externe de la membrane plasmique.
Deux exemples :
- Globules rouges : gangliosides déterminants des groupes sanguins humains A,
B, O.
- Ganglioside impliqué dans l’attachement membranaire de la toxine
cholérique.
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Les acides gras qui entrent dans leur composition sont des acides gras saturés plus
fréquents ceux à 22 et 24 atomes de carbone.
3° Propriétés des lipides
I.
Propriétés Physiques
a. Solubilité
Les lipides sont caractérisés par leur insolubilité dans l’eau et par leur solubilité dans les
solvant organique non miscible à l’eau comme l’éther, le chloroforme ou le benzène.
On dit des lipides qu’ils sont des composés hydrophobes ou apolaires. Néanmoins, ce
caractère apolaire est différent d’un lipide à un autre.
De manière générale, plus la chaine hydrocarbonée d’un acide gras sera longue et plus le
liquide sera apolaire. La présence d’un cycle comme c’est le cas des prostaglandines
augment également l’insolubilité dans l’eau. De façon inverse, la présence d’autres
groupements va embêter la solubilité d’autres lipides. Par exemple la présence de
groupements alcool, carboxyle, acide phosphorique, tous ces groupement augmentent la
solubilité dans l’eau, ce qui fait que pour certains lipides, la solubilité dans l’eau d’une
partie de leur molécule est relativement forte, on parle alors de lipides amphiphiles.
Molécules ayant une partie hydrophobe soluble dans solvant organique et une
importante partie hydrophile, soluble dans l’eau.
Parmi les lipides qu’on a étudiés, c’est le cas des monoglycérides α et β monoglycérides
ou des lécipine.
Lécipine possèdent une fonction basique d’ammonium quaternaire et une fonction acide
de l’acide phosphorique, on dit aussi que ce sont des composés amphotères.
La présence d’une liaison double augmente toujours la polarité, ce qui fait qu’en nombre
égal d’atome de carbone, un acide gras insaturé est plus polaire qu’un acide gras saturé.
Par ailleurs, le type d’isomérie de la double liaison est important, les isomère CIS sont
plus polaires que les isomère TRANS. Les monoglycérides sont plus polaires que les
diglycérides qui à leur tour sont plus polaires que les triglycérides.
Deux facteurs contribuent à cette classification c’est la présence des fonctions hydroxyl
libre : 2 pour les Monoglycérides 1 pour diglycérides et surtout la présence de chaine
carbonnées hydrophobes 2 pour diglycérides et 1 pour monoglycérides.
Point de fusion et point d’ébullition.
Plus le nombre de C est important plus le point de fusion est élevé.
Insaturation modifie le point de fusion. L’insaturation d’un acide gras fait diminué le
point de fusion en nombre égal d’atome de carbone.
Le point d’ébullition va augmenter avec le nombre d’atome de C. Par contre
l’insaturation ne modifie pas le point d’ébullition.
II Propriétés Chimiques
A. Liées
L’hydrogénation d’un acide gras insaturé peut se faire soit par voie chimiques en
industrie soit par voie enzymatique dans l’organisme. À partir d’un acide gras insaturé,
une liaison double on rajoute l’hydrogène pour obtenir un acide gras saturé
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La source d’hydrogène peut être utilisé au niveau industriel comme par exemple la
réaction entre le zinc et l’acide chloridrique, on obtient hydrogène et chlorure de zinc.
Cette n’est pas spécifique des isomères CIS et TRANS par contre la voie enzymatique
dans l’organisme est stéréospécifique. On a ainsi des enzymes qui vont réduire les
dérivés CIS déhydro (formes naturelles) c’est le cas de la plupart des enzymes, on a
moins d’enzymes capables de réduire les dérivés TRANS déhydro
A partir de l’acide oléique (C18 :1(9)) on obtient de l’acide stéarique (C18 : 1(10))
Les acides gras insaturés vont subir de façon naturelle en contact avec l’air un processus
d’oxydation
III Propriétés Biologiques
A. Eléments de signaux intracellulaires
Aussi bien dans les cellules que dans la circulation sanguine il existe de nombreux
enzymes capables de dégrader les différentes structures lipidiques, les produits de
dégradations ont des actions de signalisation
Ex : Hydrolyse d’un phosphatidyl inosityl.
Ce composé peut être hydrolysé par 4 types différents de phospholipases
Phospholipase A1 hydrolyse la liaison ester entre le Cα du glycérol et l’acide gras
Résulatat : fonction hydroxyle libre et une molécule d’acide gras.
Phospholipase A2 s’attaque au carbone β du glycérole
Résultat molécules d’acide gras +
Phospholipase C hydrolyse la liaison ester entre l’alcool du glycérol et l’inositol
phosphate
Phospholipase D : hydrolyse fonction acide entre phosphoril et inositol génère inositol+
acide phosphatidique
On peut également l’appeler phosphore diacyl glycérol.
L’action de ces enzymes joue un rôle fondamental dans le métabolisme intermédiaire
On prend comme mécanisme détaillé l’action de la phospholipase C enzyme activé par
les récepteurs de nombreuses hormones et neurotransmetteurs.
Schéma page 100
Exemple Cholecistokinine, hormone messager de premier ordre qui va activer
son récepteur, cette liaison de son récepteur va à son tour activer une protéine G de type
GQ la protéine activer va activer à son tour la phospholipase C. Cette enzyme va
hydrolyser un phosphatidil inositol qui dans cet exemple est légèrement modifié :
phosphatidil-inositol 4-5 BisP, le résultat est l’obtention d’une molécule de
diacylglycérol et de l’inositol-3-Phosphate
Diacétylglycérol active protéine kinase C qui est capable de phosphoryler divers
substrat dans la cellule.
L’autre molécule générer : inositol-3-P va agir au niveau du réticulum endoplasmique
pour favoriser la sortie du calcium.
L’action combiner de l’inositol3P et du diacylglycérol est responsable du résultat
attendu c’est à dire pour la cholésistokinine, les libération du zymogèn, des granules des
sécrétions intracellulaires
Comme élément de réserves.
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En effet les lipides sont les constituants majoritaires du tissu adipeux, tissu qui a un
métabolisme très actif, synthétise de nombreuses hormones mais qui en ce qui nous
concerne : synthétise des acides gras des triglycérides et des phospholipides et ce tissu
adipeux est la principale réserve énergétique de l’organisme. En effet comme les lipides
sont en majorité hydrophobes, l’organisme peut les stocker en grande quantité sans
problème des pressions osmotiques, a la différence des autres éléments des réserves
énergétiques de l’organisme qui sont hydratées, les polysaccharides.
La masse de tissu adipeux est très variable d’une personne à une autre mais une masse
de 20Kg de graisse peut assurer les besoins énergétiques de plusieurs mois. En
comparaison les réserves glucidiques ne peuvent assurer que des besoins énergétiques
d’une journée.
Les triglycérides vont fournir de l’énergie, il y à le processus mitochondrial de la β
oxydation. Dans le métabolisme énergétique les lipides jouent aussi un rôle par leur
capacité d’isolation de protéger leur organisme du foie.
Les lipides comme éléments de structures
Capacité de s’associer dans des structures très organisées selon la surface représentée
par les parties hydrophobes et hydrophiles de leur molécule
On va prendre l’exemple de 3 structures où les lipides jouent un rôle majeur :
- Les micelles  Se forme lorsque la surface hydrophobes des lipides est plus
grande que la surface hydrophile c’est le cas des α et des β mono-glycérides
- La bicouche : elle se forme quand la surface hydrophile est à peu près
équivalente à la surface hydrophobe des lipides. Cette structure bicouche est à
la base de la structure des membranes plasmique dont les propriétés
approfondies sont données en BioC
- Liposome structure lipidique qui n’existe pas dans la nature crée de façon
artificielle en augmentant la concentration en lipide des structures
équivalentes à celles de la bicouche, dans ce cas la bicouche s’enroule sur elle
même pour former une sphère où des parties hydrophiles des lipides se
retrouvent à la fois à l’extérieur et à l’intérieur de la bicouche. Cette structure
artificielle est utilisée en galérique (science qui permet de conditionner les
médicaments) et en cosmétologie car elle permet d’apporter une substance
hydrophile dissoute à l’intérieur du liposome à l’intérieur d’une cellule par
simple fusillons avec la bicouche membranaire
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Lipides 2
Stérol et stéroïdes
1 Les structures
1° Noyau Stérol
2° Stérides et holestérol
2 Biosynthèse du cholestérol
1° Condensation de 2 molécules d’acétylCoA
2° Formation de l’HMG-CoA
3° Réduction de l’HMG-CoA
4° Décarboxylation du Mévalonate
3 Devenirs du cholestérol
1° Précurseur des hormones stéroïdes
2° Précurseur des sels biliaires
3° Précurseur de la vitamine D
4 Les autres Vitamines liposolubles A E K
I-
Structures
a. Noyau stérol également appelé noyau stéroïde qui à également une
structure avec plusieurs cycles appelés
cyclopentanoperhydrophenentrénique a 17C
Dans l’exemple de droite, rajoute en position 10 et 13 des 2 groupements
méthyl, ce qui fait une structure de 19 C.
À coté de ces deux méthyle position 10 et 13, on a également une chaine latérale en
position 17, chaine latérale comprenant 8C, ce qui fait pour le cholestrol, 17+2+8=27
carbones
Dans les végétaux, le cholestérol est remplacé par l’ergostérol
L’Isoprène se forme à partir d’une structure isoprénique, structure à 5C, présentant 2
liaisons doubles conjuguées. C’est une structure chimique très réactive, qui en présence
de catalyseurs spécifiques permet la synthèse du noyau stérol mais également des
vitamines liposolubles et des composés des terpènes
Le terpène est un dimère d’isoprène par exemple, le limonène de l’essence de citron est
un exemple de mono terpène.
Dans l’industrie, une polymérisation plus importante de l’isoprène conduit également à
la synthèse d’un type de caoutchouc. Dans la structure de cholestérol, rajouter présence
de en position 5-6 mais surtout la présence d’une fonction alcool secondaire sur le
carbone 3. C’est cette fonction hydroxyle qui nous intéresse car elle peut être estérifié
par un acide gras pour donner du cholestérol estérifié. C’est ce composé qui est un
stéride, c’est à dire un vrai lipide. En effet, d’un point de vue théorique, le cholestérol
non estérifié, qu’on appelle également cholestérol libre, qui à sa fonction alcool libre sur
le C3 n’est pas un vrai lipide mais un alcool.
Acides gras qui peuvent estérifié le cholestérol.
Les plus fréquents impliqués dans cette réaction d’estérification sont les acides oléiques,
stéariques et paluritiques.
II Biosynthèse du cholestérol
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Régime pauvre en cholestérol peu efficace car le cholestérol apporté par l’alimentation
est une minorité du cholestérol dans l’organisme, cela faut à une faible absorption
intestinale. C’est donc notre organisme qui est chargé de synthétiser la plupart du
cholestérol et presque toutes les cellules sont capables de synthétiser du cholestérol. Il y
a un type cellulaire particulièrement actif dans la synthèse du cholestérol, c’est
l’hépatocyte et il va faire rentrer ce cholestérol synthétisé dans la composition des
lipoprotéines appelées des VLDL, ce cholestérol sera distribué ensuite aux autres
cellules de l’organisme via des lipoprotéines de types LDL
Synthèse du cholestérol se déroule dans le cytosol et le substrat de départ de la
synthèse est l’acétylcoA cytoplasmique
Mévalonate, isopentényl-pyriphosphat et le squalène sont important dans la synthèse.
Les différentes étapes de la synthèse du cholestérol sont nombreuses et complexe.
On regarde la première partie c’est à dire les étapes importantes pour sa régulation
1° Etape
Condensation des 2 molécules d’acétylCoA. La condensation des 2 acétylCoA donne un
composé nommé acétoacétyl CoA que l’on retrouve sous le nom de β-cétobutyrylCoA.
Cette première étape est catalysée par une thiolase et c’est une réaction réversible avec
une constance d’équilibre égale à 1.
Le sens de la réaction va dépendre seulement de la concentration des substrats et des
produits de réaction.
2° Etape
Formation de l’hydroxymétylglutarylCoA (HMGCoA) qui est le résultat de la
condensation d’une nouvelle molécule d’acétyl-CoA avec la cétoacétyl CoA de la réaction
précédente. Cette réaction est déjà totalement irréversible et catalysée par l’HMG-CoA
synthase.
3° Etape
Réduction de l’HMG-CoA, réduction catalysée par l’HMG-CoA réductase. C’est cette
enzyme qui est l’enzyme clé de la synthèse du cholestérol, c’est à se niveau que la
synthèse du cholestérol est régulé car l’enzyme est rétro inhibé par un excès de
cholestérol libre au niveau du cytoplasme. C’est la HMG-CoA réductase qui est aussi la
cible des médicaments hypocholéstérolémiant les plus utilisés qui sont les statines.
Cette réaction est irréversible et nécessite 2 molécules de NADP réduit et aboutit à la
formation du mévalonate ou acide mévalonique. L’acide mévalonique est un dihoxyacide
à 6C
4° Etape
Décarboxylation du mévalonate, il s’agit de 4 réaction nécessaires pour que le
mévalonate soit décarboxylé pour donner une unité isoprénique à 5 atomes de carbones
Association isoprénique de 6 complexes isoprénique qui par réaction de cyclisation et de
démétylation successive vont donner le cholestérol à 27C
III devenir du choléstérol
On connaît son rôle essentiel dans la constitution des membranes cellulaires, on a
évoqué brièvement le cholestérol comme élément composante des lipoprotéines. Il a
d’autres rôles
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Rôle de précurseur des hormones stéroïdes, des sels biliaires et de la vitamine D
1- Précurseur des hormones stéroïdes
Par décarboxylation et isomérisation, le cholestérol transformé en pregnenolone va qui
va servir dans des cellules spécialisées de point de départ de synthèse. Au niveau des
glandes corticosurrénales, la progestérone donne 2 hormones : cortisol et aldostérone. Il
faut retenir que toutes ces hormones conservent le noyau stérol avec des changements
au niveau de la saturation de l’hyroxylation et avec une longueur variable de la chaine
latérale.
2- Précurseur des sels biliaires
Le cholestérol est également un précurseur des acides et des sels biliaires.
Cette forme de catabolisme du cholestérol qui va aboutir à la formation des acides
biliaires se déroule au niveau du foie uniquement et a pour origine le cholestérol des
lipoprotéines appelées des HDL, mécanisme d’élimination du cholestérol de l’organisme
Le processus commence avec hydroxylation du cholestérol en position 7 pour donner du
suit ensuite une coupure de 3 carbone de la chaine latérale et son oxydation qui va
générer une fonction acide et donc une fonction carboxyle. On obtient ainsi un premier
acide qui est celui représenté sur la planche et qui est l’acide cholique (page 106)
Qui a une structure proche de l’Acide chenodesoxycholique
Les deux acides ainsi formés sont ensuite conjugués par le biais d’une liaison amide par
2 AA qui sont la glycine et la taurine. Cette conjuguaison aboutit à la formation de 4
acides biliaies primaires qui sont le glycocholate taurocholate.
De façon similaire, les acides taurochyénodésoxycholiques et l’acide
glycochenodésohycholique. Libérés par hépatocyte dans la sécrétion biliaire où ils
subissent encore une modification, ils sont salifiés par des sels de sodium ou potassium
pour devenir les sels biliaires. Rôle essentiel dans la digestion des lipides. Il ne faut pas
confondre les sels biliaires et les pigments biliaires qui ont une toute autre origine, les
pigments biliaires viennent du catabolisme de la bilirubine, elle même provenant du
catabolisme qui est l’hémoglobine.
3- Précurseur de la vitamine D
Vitamine D de l’organisme a une double origine, origine endogène (synthèse à partir du
cholestérol au niveau de la peau sous l’effet du soleil.)
On a également une source exogène de la vitamine D apporté par l’alimentation, la
même de la vitamine D3, exemple de source riche en vitamine D : huile de foie de
poisson.
On a également origine végétale (Vitamine D2)
Vitamine qui n’est pas indispensable pour l’homme et en particulier pour les
populations du sud qui bénéficient du soleil. Néanmoins la quantité de vitamine D
produite au niveau de la peau est proportionnelle aux rayons ultraviolets que l’on a
reçut, par ailleurs on connaît le rôle des rayons UV dans la genèse des cancers de la
peau. C’est un équilibre difficile à gérer, il vaut mieux se protéger du soleil et prendre
des compléments de vitamine D
Présence d’un stérol qui a 2 liaison double (position 5-6 et 7-8) et d’un stérol qui à le
cycle D qui est rompu par une coupure de la liaison entre les carbones 9 et 10.
C’est cette coupure de la liaison 9-10 qui a lieu par une réaction photochimique.
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On a évoqué 2 formes de la vitamine D (animale et végétale) Chez l’homme, les deux
formes exercent la même activité biologique, à condition qu’ils soient transformés dans
la forme active de vitamine D, par une double hydroxylation. Une hydroxylation en
position 25 et une deuxième en position 1. C’est seulement la 1-25 dihydroxyvitamine D
qui est la vitamine D active, qui va réaliser son rôle biologique, c’est à dire qui est
impliquée dans le métabolisme phosphocalcique en facilitant l’absorption intestinale du
calcium et en favorisant sa fixation sur l’os. Un carence important en vitamine D entraine
une fragilisation de l’os qui se traduit dans la petite enfance par une maladie appelée
rachitisme (presque éradiquer dans les payes développés).
Dans les pays développés carence chez les personnes âgées facteur favorisant
l’ostéoporose. Une majorité considère que la majorité de la population âgée présente un
déficit en vitamine D
La prise de vitamine D en excès (Beaucoup)  hypervitaminose D, elle est rare, entraine
une hypercalcémie et des troubles rénaux.
Premier exemple de vitamine liposoluble A, E, K
Ils dérivent tous d’une même structure de base, ce sont des dérivés isopréniques. Dans
les chaines latérales de ces vitamines liposolubles, on peut identifier clairement des
identités isopréniques.
1 Vitamine : vitamine A
C’est un di terpène partiellement cyclisé avec une fonction d’alcool primaire. On connaît
également la vitamine A sous le nom de rétinol (fonction –OH) dans la nature, on
retrouve vitamine A sous formes actives mais aussi sous forme inactive : provitamine A
ou β-carotène qui est en fait un dimère de rétinol, son activation en vitamine A nécessite
une hydrolyse intestinale réalisée par la bile, on en trouve dans les végétaux et la
carotte. On trouve de la vitamine A active dans le foie des animaux. Parmi les fonctions
de la vitamine A, on a une fonction anti-oxydante, agit sur les radicaux libres ou
oxygénés, une autre fonction : impliquée dans la vision et en particulier dans la vision
crépusculaire, elle agit sous la forme d’aldéhyde, c’est à dire de rétinal. L’oxydation
finale du rétinol va produire de l’acide rétinoïque, qui intervient dans la différentiation
cellulaire, dans la prolifération cellulaire et qui régule l’expression de nombreux gènes.
La carence en vitamine A  trouble visuel en particulier de la vision nocturne appelé
héméralopie. Troubles réversibles au début mais peut aboutir à une cécité.
Hypervitaminose A se traduit par des problèmes au niveau de la peau, une augmentation
de la pression intracraniere et des troubles hépatiques graves.
Cette hypervitaminose A chez la femme en début de grossesse (1e trimestre) est
tératogène, peut engendrée des malformation de l’embryon. Effet malformatif du à
l’acide rétinoïque, il y a des médicaments contenant des acides rétinoïque qu’il faut
éviter durant cette période.
Vitamine E molécules de 6-chromanol substitué par une chaine latérale isoprénique à 3
unités isoprènes
La vitamine E est apportée par l’alimentation
Vitamine anti-oxydante par excellence, très active pour lutter contre radicaux libres
oxygénés.
Elle pourrait jouer un rôle important dans les maladies cardiovasculaire en limitant les
effets délétères des radicaux libres sur la paroi des vaisseaux sanguins. Néanmoins, les
essais cliniques n’ont pas complètement validé l’intérêt de la vitamine E
Son rôle conservateur est utilisé en industrie aggroalimentaire, c’est un bon
conservateur et l’on retrouve dans divers produits sous la forme des adjuvants E306 à
E309.
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Utilisé en association avec la vitamine A dans les crèmes dites anti rides.
Hypo et hyper vitaminose E sont exceptionnelles
Vitamine K
Dérivé de cumarol avec une chaine latérale isoprénique. Présente dans l’alimentation
surtout dans les légumes verts et les germes de blé mais la flore bactérienne intestinale
synthétise suffisamment de vitamine K pour qu’elle ne soit pas nécessaire à notre
alimentation à une exception près, les nouveau nés n’ont pas encore de flore bactérienne
constitués, ils n’ont donc pas cette source de vitamine K. Elle est nécessaire à la synthèse
d’un certain nombre des facteurs de la coagulation sanguine.
A titre historique : utilisé dans les cas d’hémophilie pour faciliter la coagulation du sang
avant la disponibilité des facteurs spécifiques.
De façon inverse, on utilise dans certaines pathologies (maladie cardiaque surtout) des
anti vitamine K pour empêcher la coagulation sanguine, ont dit qu’ils sont des anti
coagulants. L’hypervitaminose K est exceptionnelle, l’hypovitaminose est aussi, à
l’exception du cas évoqué des nouveau nés, surtout s’ils sont nourris aux seins.
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