Lipide

Les lipides forment la matière grasse des êtres vivants. Ce sont de petites molécules hydrophobes ou amphipathiques essentiellement constituées de carbone, d'hydrogène et d'oxygène et ayant une densité inférieure à celle de l'eau.

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Définitions :

  • Les lipides sont les matières grasses qui sont contenues dans les aliments. Les corps gras sont indispensables au bon fonctionnement de l'... (source : alimentationgrossesse.unblog)
  • corps gras = ensemble des molécules organiques (comprenant carbone, d'hydrogène et d'oxygène) insolubles dans l'eau et ... (source : premiumorange)
  • Substance organique principale constituée de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. L'organisme se procure des lipides à partir des ... (source : labrha)

Les lipides forment la matière grasse des êtres vivants. Ce sont de petites molécules hydrophobes ou amphipathiques essentiellement constituées de carbone, d'hydrogène et d'oxygène et ayant une densité inférieure à celle de l'eau[1]. Les lipides peuvent être à l'état solide, comme dans les cires, ou liquide, comme dans les huiles.

La biochimie pourrait compléter cette définition en ajoutant que les lipides peuvent provenir en totalité ou en partie de condensations de thiœsters basées sur des carbanions et/ou de condensations d'unités isoprène basées sur des carbocations[2]. Ceci fait référence à la manière dont les être vivants synthétisent les lipides. Il existe plusieurs voies de synthèse qui peuvent se regrouper en deux catégories selon la «brique de base» utilisée : un thiœster ou un isoprène. Cependant, il n'existe pas encore de définition unique d'un lipide reconnue par la totalité de la communauté scientifique. Ceci tient certainement au fait que les lipides forment un ensemble de molécules aux structures ainsi qu'aux fonctions extrêmement variées dans le monde du vivant.

Icône de détail Article détaillé : Classification des lipides.

Les lipides peuvent être classés selon la structure de leur squelette carboné (atomes de carbone chaînés, cycliques, présence d'insaturations, etc. ). Cependant, du fait de leur diversité et de la difficulté à adopter une définition universelle, il n'existe pas de classification unique des lipides. Selon l'IUPAC[3], par exemple, sont inclus dans la catégorie «lipides» les acides gras et dérivés, mais aussi leurs esters respectifs[4] :

La catégorie des lipides définie par l'IUPAC n'inclut pas le cholestérol, classé dans les terpènoïdes[5], soit :

Or, les composés tel que le cholestérol sont effectivement reconnus comme des lipides depuis longtemps[6], y compris dans la définition faite par l'IUPAC. Différentes études ont par conséquent été faites pour intégrer les lipides de type acide gras et de type cholestérol dans un même dispositif de classification. La dernière en date définit 8 catégories[2] et dérive en partie de la classification faite par l'IUPAC :

Il y a de nombreux termes redondants ou ayant plusieurs significations. A titre d'exemple, dans la classification ci-dessus, les stérols sont une catégorie qui inclut les stéroïdes. Dans la classification de l'IUPAC, les stéroïdes sont une catégorie incluant les stérols. Cette remarque est aussi valable pour les prénols et les terpénoïdes.

Les acides gras sont des acides carboxyliques caractérisés par une répétition de groupements méthylène -CH2- formant une chaîne carbonée le plus souvent constituée d'un nombre pair d'atomes de carbone. C'est cette chaîne carbonée qui confère aux acides gras leur caractère hydrophobe.

La classe des acides gras peut se diviser en 13 sous-classes dont les principales sont :

  • les acides gras et leurs dérivés : cette sous-classe particulièrement riche comprend en premier lieu les acides gras à chaîne linéaire (fig. 1) de formule semi-développée :
CH3-[CH2]n-COOH avec n > 1

Les acides à chaîne linéaire sont des acides gras saturés dont dérivent les autres sous-classes, surtout celle des acides gras insaturés (fig. 2).

  • les éicosanoïdes : ils sont constitués à partir de l'acide 5Z, 8Z, 11Z, 14Z-éicosatétraénoïque, plus couramment nommé acide arachidonique (fig. 3). Cet acide possède 20 atomes de carbone et 4 insaturations (4 doubles liaisons). Les éicosanoïdes les plus connus sont probablement les prostaglandines (fig. 4).

Figure 1. Un acide gras à chaîne linéaire : l'acide hexadécanoïque, ou acide palmitique

Figure 2. Un acide gras insaturé : l'acide 9Z-octadécènoïque, ou acide oléique

Figure 3. L'acide arachidonique, précurseur des éicosanoïdes

Figure 4. Un éicosanoïde : la prostaglandine A1

Fig 5. Un triglycéride, le tripamitoylglycérol. La partie glycérol est surlignée en vert.

Les acylglycérols, aussi nommé glycérides, sont des esters d'acides gras et de glycérol. Il existe 3 sous-classes d'acylglycérols : les mono-, di- et triglycérides. Les préfixes mono, di, et tri sont utilisés selon que l'estérification porte sur 1, 2 ou 3 groupes hydroxyles du glycérol. La formule semi-développée des acylglycérols est :

CH2-O-CO-R1
|
CH-O-CO-R2
|
CH2-O-CO-R3
avec R1, R2 et R3 un hydrogène H ou une chaîne acyl

Les groupes hydroxyl -OH libres du glycérol chez les mono et diacylglycérols peuvent aussi être substitués par des sucres via une liaison glycosidique.

Classe des phosphoacylglycérols

Fig. 6. Un phosphoglycéride, le palmitoyloleylphosphatidylcholine

les phosphoacylglycérols, toujours nommés phosphoglycérides ou glycérophospholipides, sont les lipides les plus abondants dans les membranes biologiques. Ils ont naturellement tendance à s'organiser en double couche. Leur structure de base est constituée d'un ester de diacylglycérol et de phosphate[7]. Dans la majorité des cas, le phosphate est aussi lié à un composé polaire hydroxylé (ex. la choline, la sérine, l'éthanolamine). Un exemple bien connu de phosphoacylglycérol est la lécithine, fréquemment utilisée comme additif alimentaire. La formule générale semi développée des phosphoglycérides est :

\begin{array}{rl} &\mathrm{{\color{OliveGreen}CH_2-}{\color{red}PO_4ˆ-}-X}\\ &{\color{OliveGreen}|}\\ \mathrm{{\color{Purple}R_2-CO}-{\color{OliveGreen}O-}}\!\!\!\!&\mathrm{{\color{OliveGreen}CH}}\\ &{\color{OliveGreen}|}\\ \mathrm{{\color{Blue}R_1-CO}-{\color{OliveGreen}O-}}\!\!\!\!&\mathrm{{\color{OliveGreen}CH_2}}\\ \end{array}

avec \mathrm{{\color{Blue}R_1}} et \mathrm{{\color{Purple}R_2}} des chaînes acyles et X un composé hydroxylé.

Quand -X est un atome d'hydrogène H, le composé est nommé acide phosphatidique.

Fig. 7. La sphingosine
Fig. 8. Un céramide, la N-tétradécanoyl-sphing-4-ènine

Les sphingolipides sont dérivés des sphinganines ou des sphing-4-ènines, plus connus sous le nom de sphingosines. Ces 2 derniers composés dérivent eux-mêmes de la condensation d'un acide gras et de la sérine. La formule générale semi-développée des sphinganines et des sphingosines est :

  OH
  |
R-CH-CH-CH2-OH
     |
     NH2
avec R, une chaîne acyl, saturée ou non.

Les sphinglolipides peuvent se répartir en 9 sous-classes :

  • les sphing-4-ènines ou sphingosines
  • les céramides
  • les phosphosphingolipides
  • les phosphonosphingolipides
  • les glycosphingolipides neutres
  • les glycosphingolipides acides
  • les glycosphingolipides basiques
  • les glycosphingolipides amphotères
  • les arsénosphingolipides

La sous-classe principale est probablement celle des céramides. Il s'agit de sphinganines ou de sphingosines liées à un acide gras par une liaison amide. Un exemple bien connu de céramide est la sphingomyéline, impliquée dans la transmission nerveuse chez les mammifères. La formule générale semi-développée des céramides est :

   OH
   |
R1-CH-CH-CH2-OH
      |
R2-CO-NH
avec R1 et R2 deux chaînes acyl, saturées ou non.

Les stérols sont des lipides dérivant du noyau cyclopentanophénanthrénique. Les différents types de stérols se distinguent selon le nombre et la position d'insaturation et/ou de chaînes latérales. Les stérols se divisent en 6 sous-classes :

Deux exemples bien connus de stérols sont le cholestérol et les hormones stéroïdiennes.

Fig. 9 Le cyclo pentanophénantrène

Fig. 10 Un stérol : le cholestérol

Fig. 11 Un glucocorticoïde : le cortisol

Fig. 12 Un sécostéroïde : la vitamine D3, ou cholécalciférol

Fig. 13 Un isoprénoïde, le β-carotène.

La structure de base des prénols est l'isoprène. Les prénols sont synthétisés à partir de précurseurs à 5 atomes de carbones, l'isopentènyl-diphosphate et le diméthylallyl-diphosphate, issus de la voie de l'acide mévalonique. Chez quelques bactéries et plantes, les précurseurs sont issus de la voie du méthylérythritol-phosphate. Les prénols peuvent se diviser en 3 sous-classes :

Fig. 14 Un macrolide, le 6-désoxyérythronolide B

Les polykétides proviennent de la condensation de groupe acétyl et/ou propionyl. Ils forment une gamme particulièrement vaste de composés naturels dont sont dérivés de nombreux antibiotiques (exemple : les macrolides). Les polykétides peuvent se répartir en 3 sous-classes :

  • les macrolides
  • les polykétides aromatiques
  • les hybrides peptide-polykétide non ribosomaux

Fig. 15 Le lipide X, un saccharolipide précurseur du lipopolysaccharide

Les saccharolipides résultent de l'estérification ou de l'amidification d'acide gras par des sucres ou des sucres aminés. Les saccharolipides peuvent se répartir en 4 catégories :

Rôles des lipides dans l'organisme

  • Constitution des membranes cellulaires
  • Messager inter/intra-cellulaire
  • Substrat métabolique
  • Autres
  • Procure éléments nutritifs essentiels au fonctionnement du corps

Les lipides dans l'alimentation humaine

Les lipides sont consommés après les sucres au niveau de l'intestin. L'alimentation apporte en moyenne 80 g de lipides par jour.

Les lipides sont présents dans l'huile, le beurre, le gras, quelques viandes, poissons, fromages...

  • La plupart des lipides alimentaires sont constitués de triglycérides (85 à 95 % des lipides).
  • Les lipides sont particulièrement énergétiques : ils apportent énormément de calories (1 g de lipide apporte 9 kcal soit 38 kJ).

Les lipides sont par conséquent une forme privilégiée de mise en réserve d'énergie, en particulier chez les animaux où les lipides sont stockés dans les tissus adipeux. Les lipides sont indispensables au bon fonctionnement de l'organisme mais une nourriture trop riche en graisses facilite les maladies cardio-vasculaires.

Les lipides donnent aux aliments une texture mœlleuse et onctueuse.

Les lipides ne se mélangeant pas à l'eau, ils flottent à sa surface.

  1. ↑ Les lipides ne se mélangent par conséquent pas à l'eau et flottent à sa surface.
  2. ↑ a  b  (en) Fahy E., Subramaniam S., Brown H. A., Glass C. K., Merrill A. H. Jr., Murphy R. C., Rætz C. R., Russell D. W., Seyama Y., Shaw W., Shimizu T., Spener F., van Meer G., VanNieuwenhze M. S., White S. H., Witztum J. L., Dennis E. A. (2005) A comprehensive classification system for lipids, J Lipid Res. , vol.  46 (5)  :839-861
  3. ↑ (en) Glossary of names of organic comounds and reactive intermediates based on structure, Mondial Union of Pure and Applied Chemistry, Orgnanic Division - Commission on Nomenclature of Organic Chemistry, and Commission on Physical Organic Chemistry, 1994
  4. ↑ (en) voir l'entrée des lipides sur le site de l'IUPAC
  5. ↑ (en) voir l'entrée des terpènoïdes sur le site de l'IUPAC
  6. ↑ voir par exemple : (en) Konrad Bloch, «The biological synthesis of cholesterol», Science, vol.  150 : p.  19–28 (1965).
  7. ↑ le diacylphosphogycerol est aussi nommé acide phosphatidique

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 05/11/2009.
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