Fiche de révision : Lipides et acides gras

📋 Plan du Cours

1. Propriétés générales des lipides
2. Classification des lipides
3. Acides gras et nomenclature
4. Propriétés et réactions des acides gras
5. Glycérides et stérides
6. Hydrolyse et saponification
7. Rôles énergétiques et biologiques

📖 1. Propriétés générales des lipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides : Peu ou pas solubles dans l’eau et solubles dans des solvants organiques comme le benzène, l’éther et le chloroforme.

★ À maîtriser

📌 Les lipides hydrophobes ne possèdent pas de fonction polaire et repoussent l’eau, tandis que les lipides amphiphiles associent des groupements hydrophiles polaires et des groupements hydrophobes apolaires.

• Les lipides remplissent les rôles suivants : fournir de l’énergie et constituer des réserves énergétiques, intervenir comme hormones, médiateurs et vitamines liposolubles, constituer les membranes cellulaires et la myéline, être transportés par les lipoprotéines ou stockés dans le tissu adipeux

Compléments

• Les lipides ont une origine métabolique commune, l’acétyl-CoA, et sont constitués d’acides gras et d’alcools, contrairement aux isoprénoïdes.

• À jeun, le taux des lipides plasmatiques est d’environ 7 g/L chez un sujet sain.

📖 2. Classification des lipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Acétyl-CoA : Acide acétique activé dont la liaison thioester, entre l’acétyle et le coenzyme A, est riche en énergie.

★ À maîtriser

📌 Les homolipides sont des composés ternaires C, H et O dont l’hydrolyse forme deux catégories de constituants, tandis que les hétérolipides contiennent au minimum trois éléments après hydrolyse et peuvent aussi contenir N, P et S.

• Les isoprénoïdes comprennent des diterpènes, des triterpènes et des tétraterpènes, formés respectivement de 4, 6 et 8 unités d’isoprène de 5 carbones.

Compléments

• Les glycérides ou acylglycérols associent glycérol et acides gras, tandis que les stérides associent un stérol et un acide gras.

• La cystéamine est liée à l’acide pantothénique par une liaison amide, et l’acide pantothénique correspond à la vitamine B5 hydrosoluble apportée par l’alimentation.

• Les vitamines A, K et E sont des diterpènes liposolubles, respectivement importantes pour la vue, la coagulation et la lutte contre l’oxydation.

• Le cholestérol est un stéroïde à 27 atomes de carbone, précurseur d’hormones, d’acides biliaires et de la vitamine D.

• La vitamine D est liposoluble, essentielle à l’ossification et à assimiler avec un repas riche en lipides.

💡 Astuce mémo

Homolipides : hydrolyse en deux catégories ; hétérolipides : au moins trois.

📖 3. Acides gras et nomenclature

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide gras : Acide carboxylique à longue chaîne aliphatique, de formule générale H₂C-[CH₂]n-COOH, où n est un entier supérieur ou égal à 2.
• Acides gras essentiels : Acides gras que l’organisme ne peut pas fabriquer et qui doivent donc être apportés par l’alimentation.

★ À maîtriser

📌 Un acide gras monoinsaturé possède une double liaison, tandis qu’un acide gras polyinsaturé en possède plusieurs, généralement séparées par un groupement méthylène.

• La nomenclature C18:2 indique un acide gras à 18 carbones et deux doubles liaisons, tandis que Δ précise leur position en comptant depuis le carbone carboxylique et ω leur position depuis le groupement méthyle.

Compléments

• Les acides gras sont généralement non ramifiés et possèdent un nombre pair d’atomes de carbone, car ils dérivent de l’acétyl-CoA qui en apporte deux à la fois.

• Les acides gras comportent généralement 12 à 24 carbones ou davantage, et ceux de plus de 24 carbones sont situés dans le système nerveux central.

• Les doubles liaisons des acides gras insaturés sont généralement en configuration cis chez les mammifères.

• L’acide oléique est un acide gras C18:1 cis-Δ9, aussi désigné ω9.

• L’acide α-linolénique est un acide gras C18:3 cis-Δ9,12,15, désigné ω3.

• L’acide linoléique est un acide gras C18:2 cis-Δ9,12, désigné ω6.

• L’acide arachidonique est un acide gras C20:4 cis-Δ5,8,11,14, désigné ω6, impliqué dans la signalisation cellulaire et la formation de prostaglandines associées à l’inflammation.

• Un bon équilibre alimentaire correspond à une molécule d’oméga-3 pour cinq molécules d’oméga-6.

📖 4. Propriétés et réactions des acides gras

🔑 Notions clés & Définitions

• Point de fusion : Température à laquelle un composé passe de l’état solide à l’état liquide.
• Indice d’iode : Masse de diiode I₂, exprimée en grammes, nécessaire pour saturer les doubles liaisons de 100 g de matière grasse.

★ À maîtriser

📌 À nombre de carbones égal, l’augmentation du nombre d’insaturations diminue le point de fusion, tandis que l’augmentation du nombre de carbones l’élève.

• À pH 7, tous les acides gras libres sont ionisés et les acides gras sont des acides faibles.

Compléments

📌 Une double liaison trans maintient une conformation proche de celle d’une chaîne saturée, tandis qu’une double liaison cis crée un coude d’environ 30° qui modifie la fluidité.

• L’allongement de la chaîne carbonée diminue la solubilité des acides gras dans l’eau, et seuls les acides gras en C4, voire C6, y sont peu solubles.

• Dans l’eau, les acides gras amphiphiles s’assemblent en micelles avec les têtes hydrophiles tournées vers l’eau en périphérie et les parties hydrophobes piégées au cœur.

• Les doubles liaisons maloniques n’absorbent pas les UV, mais leur isomérisation par chauffage en milieu alcalin en doubles liaisons conjuguées leur permet d’absorber entre 316 et 332 nm.

• Les acides gras saturés ont un indice d’iode égal à zéro.

• L’hydrogénation catalytique ajoute du dihydrogène aux doubles liaisons des acides gras insaturés, en présence de platine ou de palladium, réduit leur nombre et rend l’huile de départ plus dure.

• L’oxydation par l’oxygène de l’air provoque le rancissement des graisses, tandis que des oxydants puissants comme l’ozone ou l’ion permanganate rompent les doubles liaisons.

• L’oxydation enzymatique intracellulaire de l’acide arachidonique par la cyclooxygénase conduit à des prostaglandines, médiateurs très actifs.

• La fonction carboxylique d’un acide gras peut estérifier un alcool, notamment le glycérol ou le cholestérol.

💡 Astuce mémo

Plus d’insaturations → point de fusion plus bas.

📖 5. Glycérides et stérides

★ À maîtriser

📌 Les phosphoglycérides ont deux acides gras et un acide phosphorique estérifiés au glycérol et constituent les membranes, tandis que les acylglycérides ont leurs trois fonctions alcool estérifiées et ne constituent pas les membranes.

• Le glycérol possède deux fonctions alcool primaires et une fonction alcool secondaire, et ne possède pas de carbone asymétrique.

📌 Les monoglycérides possèdent deux fonctions alcool libres et sont plus hydrophiles que les diglycérides, qui en possèdent une ; les triglycérides n’en possèdent aucune et sont apolaires.

• Un triacylglycérol possède trois liaisons ester et son hydrolyse libère un glycérol et trois acides gras, qui peuvent être différents.

Compléments

• La sphingosine est un aminoalcool lié par une liaison amide à un acide gras ; la sphingomyéline porte aussi un acide phosphorique, tandis que les gangliosides et les cérébrosides sont des glycolipides associés à plusieurs oses ou à un ou plusieurs oses respectivement.

• Un stéride est un ester formé par l’association d’un acide gras à la fonction alcool d’un stérol.

• Un diglycéride mixte possédant deux acides gras différents a un carbone central asymétrique et peut présenter des isomères optiques.

📌 Dans la nomenclature stéréospécifique des glycérides, le carbone central est asymétrique lorsque R1 est différent de R3.

📌 Les graisses solides comme le beurre sont riches en acides gras saturés, tandis que les huiles liquides comme l’huile de colza sont riches en acides gras insaturés.

💡 Astuce mémo

Mono- et diglycérides gardent des fonctions alcool ; les triglycérides n’en gardent aucune.

📖 6. Hydrolyse et saponification

★ À maîtriser

• Environ 95 % des lipides alimentaires sont sous forme de triglycérides, qui ne diffusent pas spontanément dans la circulation.

• Dans l’intestin, la lipase du suc pancréatique hydrolyse les triglycérides alimentaires aux positions sn-1 et sn-3 et produit un monoglycéride ainsi que deux acides gras, l’encombrement stérique empêchant l’hydrolyse en sn-2.

• 🔄 Dans le tissu adipeux, l’hydrolyse complète suit ces étapes : la lipase hormonosensible hydrolyse les triglycérides, une monoglycéride lipase achève l’hydrolyse, du glycérol et trois acides gras sont obtenus

Compléments

• La saponification est l’hydrolyse chimique à chaud et en milieu alcalin des triglycérides, qui produit du glycérol et un mélange de trois carboxylates de sodium formant le savon.

💡 Astuce mémo

Digestion alimentaire : hydrolyse partielle ; tissu adipeux : hydrolyse complète.

📖 7. Rôles énergétiques et biologiques

★ À maîtriser

• Les adipocytes sont des cellules adipeuses dont les triglycérides sont les principaux constituants et qui stockent de l’énergie.

📌 Le tissu adipeux blanc stocke l’énergie dans une grande gouttelette lipidique qui repousse les organites et le noyau en périphérie, tandis que le tissu adipeux brun régule la température.

• Les lipides contiennent deux fois plus d’énergie par unité de masse que les glucides et, étant peu hydratés, permettent un stockage énergétique non limité par le stockage d’eau.

Compléments

• Le tissu adipeux brun comporte de petites gouttelettes lipidiques denses aux électrons et de nombreuses mitochondries, dont une protéine découplante permet de produire de la chaleur à partir d’une partie des électrons de la chaîne respiratoire.

• Le glycogène, riche en fonctions hydroxyles qui lient l’eau, a un stockage limité et son stock est éliminé après 48 heures de jeûne, tandis que les lipides sont difficiles à déstocker.

💡 Astuce mémo

Graisse blanche : réserve ; graisse brune : chaleur.