Fiche de révision : Lipides et fonctions cellulaires

📋 Plan du Cours

1. Diversité et propriétés des lipides
2. Acides gras et fluidité
3. Triglycérides et réserves énergétiques
4. Lipides membranaires et bicouches
5. Lipides informatifs et signalisation
6. Autres fonctions biologiques des lipides

📖 1. Diversité et propriétés des lipides

★ À maîtriser

• Les lipides sont des molécules organiques de faible masse moléculaire, généralement insolubles dans l’eau et solubles dans des solvants apolaires.

📌 Les lipides au sens strict sont formés d’acides gras ou de leurs dérivés, tandis que les lipides au sens large ne sont pas formés d’acides gras.

Compléments

• Les lipides au sens strict comprennent les triglycérides, les phospholipides et les cérides, tandis que les lipides au sens large comprennent les terpènes et les stéroïdes.

• Les dérivés cités du cholestérol sont :

  • les œstrogènes
  • la progestérone
  • la testostérone
  • le cortisol

💡 Astuce mémo

Sens strict : dérivés d’acides gras ; sens large : molécules sans acides gras.

📖 2. Acides gras et fluidité

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide gras : Molécule amphiphile constituée d’un groupe carboxyle hydrophile et d’une longue chaîne aliphatique hydrophobe non ramifiée et non cyclisée.
• Acide gras essentiel : Acide gras que les mammifères ne synthétisent pas et doivent obtenir par l’alimentation.

★ À maîtriser

📌 Un acide gras saturé ne possède aucune double liaison, tandis qu’un acide gras insaturé en possède au moins une.

📌 Une chaîne plus longue et un nombre moindre d’insaturations favorisent davantage d’interactions de Van der Waals et une température de fusion plus élevée.

Compléments

• La chaîne des acides gras comporte généralement de 4 à 36 carbones, et leur nombre de carbones est généralement pair, mais peut aussi être impair.

• L’acide palmitique, ou acide hexadécanoïque, est un acide gras saturé à 16 carbones noté C16:0.

• Les graisses solides à température ambiante sont souvent animales et riches en acides gras saturés, tandis que les huiles liquides sont souvent végétales et riches en acides gras insaturés.

• Les acides gras essentiels sont des acides gras insaturés polyinsaturés, notamment les oméga-3 et les oméga-6.

• Les acides gras à 4 carbones ou moins sont volatils et s’évaporent facilement à température ambiante.

💡 Astuce mémo

Insaturations : chaîne moins compacte ; interactions de Van der Waals moins nombreuses.

📖 3. Triglycérides et réserves énergétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Triglycéride : Molécule formée par estérification d’un glycérol avec trois acides gras.

★ À maîtriser

• Les triglycérides sont stockés en gouttelettes dans le cytoplasme, notamment dans les adipocytes, les muscles et le cœur des animaux, ainsi que dans les graines oléagineuses et les fruits des végétaux.

• Un gramme de triglycérides renferme 38 kJ, soit deux fois plus d’énergie qu’un gramme d’ose.

Compléments

• L’hydrolyse complète d’un triglycéride produit un glycérol et trois acides gras.

• Les gouttelettes lipidiques ne sont pas délimitées par une membrane et leur cœur est constitué de triglycérides hydrophobes.

• Les triglycérides ne présentent pas d’activité osmotique et ne provoquent donc pas de risque d’éclatement cellulaire par effet osmotique.

• L’oxydation des triglycérides libère beaucoup d’énergie et nécessite beaucoup d’oxygène.

• Les triglycérides ont une faible densité et sont moins lourds que les sucres à volume égal, ce qui les rend adaptés aux réserves des animaux mobiles.

💡 Astuce mémo

Hydrophobie → gouttelettes sans activité osmotique ; réduction → forte réserve énergétique.

📖 4. Lipides membranaires et bicouches

🔑 Notions clés & Définitions

• Phospholipide : Lipide amphiphile dont la tête hydrophile est associée à deux chaînes hydrophobes.
• Cholestérol : Lipide amphiphile constitué de quatre cycles stéroïdiens, d’une chaîne hydrocarbonée et d’un groupe hydroxyle hydrophile.
• Glycolipide : Lipide portant des sucres, dont les oligosaccharides forment une partie hydrophile et le diacylglycérol une partie hydrophobe.
• Glycocalix : Ensemble des oligosaccharides portés par les glycoconjugués à la surface cellulaire.

★ À maîtriser

• Les lipides membranaires comprennent des phospholipides, des glycolipides et du cholestérol.

• Les lipides membranaires sont constitués d’environ 85 % de phospholipides, 10 % de cholestérol et 5 % de glycolipides.

• Au contact d’un milieu aqueux, les têtes hydrophiles des lipides amphiphiles se tournent vers l’eau tandis que leurs queues hydrophobes se regroupent par interactions de Van der Waals.

• Les lipides amphiphiles forment spontanément des micelles, des liposomes artificiels, des vésicules biologiques associées à des protéines et des bicouches ouvertes constituant les membranes.

Compléments

• Une membrane plasmique observée au MET après fixation au tétraoxyde d’osmium présente une structure tripartite d’environ 7 à 8 nm d’épaisseur.

• La membrane plasmique contient environ 40 % de lipides et 60 % de protéines.

• L’hydrolyse d’un glycérophospholipide produit :

  • un glycérol
  • deux acides gras
  • un acide phosphorique
  • un résidu hydrophile

• La bicouche lipidique délimite deux milieux aqueux et permet des échanges sélectifs grâce aux protéines membranaires.

💡 Astuce mémo

Des têtes hydrophiles tournées vers l’eau entourent un cœur de queues hydrophobes.

📖 5. Lipides informatifs et signalisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Hormone : Substance sécrétée par une glande endocrine dans le sang et agissant à distance sur un organe cible doté de récepteurs spécifiques.

★ À maîtriser

• Les hormones stéroïdiennes sont des dérivés du cholestérol produits par les gonades ou les glandes corticosurrénales.

• 🔄 L’action d’une hormone stéroïdienne suit ces étapes :

  1. Elle traverse la membrane plasmique.
  2. Elle se fixe à un récepteur souvent situé dans le noyau.
  3. Elle modifie directement l’expression des gènes.

Compléments

• Les gonades produisent notamment les œstrogènes et la testostérone, tandis que les glandes corticosurrénales produisent le cortisol et l’aldostérone.

• Le PIP₂ membranaire est hydrolysé en diacylglycérol et IP₃, lequel agit comme messager intracellulaire et déclenche une cascade de réactions conduisant à une réponse cellulaire.

• Les oligosaccharides du glycocalix affichent l’identité cellulaire, notamment les groupes sanguins A, B et O.

• Les glycolipides du glycocalix peuvent servir de récepteurs à des toxines libérées par des agents pathogènes.

💡 Astuce mémo

Hormone stéroïdienne → récepteur → expression des gènes ; PIP₂ → IP₃ → réponse.

📖 6. Autres fonctions biologiques des lipides

★ À maîtriser

• Les lipides de la gaine de myéline assurent un isolement électrique qui influence la vitesse de propagation du message nerveux.

• La cuticule des feuilles des Angiospermes, constituée d’un mélange de cérides, limite les pertes d’eau et protège contre la dessiccation.

Compléments

• La graisse des phoques et des cétacés assure un isolement thermique.

• Des pigments lipidiques des membranes captent l’énergie lumineuse, et des lipides participent au transfert d’électrons dans les membranes internes des mitochondries et les thylakoïdes des chloroplastes.