Les lipides forment un groupe très hétérogène de composés dont les structures sont très différentes et que l'on a réunis en raison de leur insolubilité dans l'eau et de leur solubilité dans les solvants organiques (ester, acétone etc.) Ces critères de solubilité ne sont pas absolus. Aussi a-t-on défini les lipides comme des composés comportant dans leur molécules une chaîne aliphatique (chaîne formée de -OH2- d'au moins 8 atomes de carbone. Seuls acides gras a courte chaîne comme l'acide butyrique en C4) font exception à cette règle.
les termes de graisses et d’huiles désignent des mélanges de lipides respectivement solides ou liquides à température ordinaire.
Les lipides les plus abondants de l’organisme sont les triacylglycérols qui constituent la plus importante forme de stockage de l’énergie chimique .les lipides sont par ailleurs des constituants cellulaires importants particulièrement ou niveau des membranes et de la gaine myéline des fibres nerveuses.
CLASSIFICATION
A l’ancienne classification en lipides simples et complexes substitue maintenant une classification plus chimique qui distingue quatre groupes :
A-LES ACIDES GRAS
Ce sont des acides aliphatiques mono carboxyliques de formule générale CH3-(CH2) m-COOH
B- LES ESTRES D’ACIDES GRAS ET D’Alcool NON CYCLIQUE
Ce sont des composés organiques formés par l’estérification d’un alcool non cyclique à un plusieurs acides gras.
On distingue
1- Les glycérolipides ou esters du glycérol (trialcool qui sont subdivisés en :
2- GLYCERIDES:
3- GLYCEROL +AG(s)
4- HLYC2ROPHLIPIDES
5- GLYCEROL PHOSPHATE +AG(S)
2- les cérides ou esters d’alcools à longue chaine carbonée (alcools gras)
ALCOOL GRAS +AG
c- LES AMIDES D’ACIDES GRAS : SPHINGOLIPIDES
il s’agit du groupe des spingolipdes ou ammides de la sphingosine (alcool aminé) qui sont subdivisés en
• Sphingomyélines (ou shingophospholipides )
• Sphingosine +aG+ phosphorylcholine
• Sphingoglycolipides (ou sphingosidolipidesou glycolipides)
• Sphingosine + aG +ose(S)
• D- les lipides polymérisation d’unités d’isoprène .c’est le cas
• Des stérols et de leurs esters d’ag les stérides
• Le cholestérol est le stérol le plus important
• Des caroténoïdes essentiellement représentés chez l’homme par la vitamine A rétinol
• Des quinones à chaine isoprénique représentés par la vitamine E la vitamine K et par les ubiquinones
• 2- les acides gras (AG)
• On les trouve dans les cellules en petites quantités à l’état libre mais en grandes quantités engagés dans les liaisons esters ou amides
• A- structure générale des acides gras
Les acides gras sont des acides organiques possédant une seule fonction carboxylique et une chaine le plus souvent linéaire non ramifiée et comprenant un nombre pair d’atomes de carbone (entre 4 et 36). Ils peuvent être saturés ou insaturés et parfois hydroxylés.
Dans cette formule on distingue deus partie :
- Le groupement carboxylique polaire (hydrophobe) qui occupe l’extrémité de la chaine.
- - la chaine carbonée allongée non polaire (hydrophobe) qui donne à la plupart des lipides leur consistance huileuse ou graisseuse et leur caractère d’insolubilité dans l’eau.
- B- nomenclature
- La numérotation part du carbone du groupement carboxylique (carbone n°1). L’atome de carbone adjacent au carbone carboxylique (n°2)
- Est aussi connu comme étant le carbone α .l’atome de carbone n°3 est le carbone β et le carbone méthylique terminal est désignée par la lettre grecque ω
- Diverses conventions sont utilisées pour indiquer le nombre et la position de doubles liaisons. Le plus souvent la nomenclature indique le nombre des atomes de carbones le nombre des doubles liaisons et positions de celles –ci deux façons :
- -la nomenclature générale des acides gras utilise la représentation suivante cn :x Δ
- N- nombre d’atomes de carbone que renferment des acides gras
- X- nombre de double liaison
- Δ : les numéros des carbones qui portent les doubles liaisons comptés à partir de l’extrémité carboxylique (carbone)
- Exemple : acide linoléique : c18 :2 deltas (9.12)
- CH3 (CH2)4-CH=CH-CH2=CH-(CH2)-COOH
- - une nouvelle nomenclature est utilisée actuellement dans laquelle les acides gras sont représentés de la manière suivante :
-
- N – nombre d’atomes de carbone que renferment des acides gras
- X : nombre de doubles liaisons du même les acides gras
- M : numéro du 1er carbone portant le double compté à partir de l’extrémité méthylique (CH3) carbone1
- Les autres doubles liaisons se déduisent de la première car il y a toujours 3 atomes de carbone entre 2 doubles liaisons ainsi l’acide c18 :2
- La première double liaison est en position 6 par rapport à l’extrémité méthylique la seconde double liaison se suite au niveau du carbone n°9 cette nouvelle nomenclature permet de classer des familles d’acides gras
- 1- les acides gras saturés
- Ils répondent à la formule générale suivante :
- Ch3-(Ch2)n-COOH
- Ou n représente le nombre d’atomes de carbone et varie entre 2et 34 presque tous les acides gras naturels possèdent un nombre pair d’atomes de carbone
- *les plus fréquemment rencontrés sont
- L’acide palmitique (C16O)
- L’acide stéarique (c18o)
- En moins grande concentration on trouve
- L’acide myristique (c14O)
- L’acide arachdique (c20o)
- A cote des acides gras à nombre pair d’atomes de carbone ou trouve en très faibles quantités des acides gras ayant 15 127 ou 19 atomes de carbone
- 2- les acides gras dé saturés (insaturés)
- Ils dérivent en général des acides gras saturés selon qu’ils renferment une ou plusieurs doubles liaisons dans leur molécule on les subdivise en AG mono saturés et en acides gras polyinsaturés
- A- acide gras mono insaturés (une double liaison)
- Presque tous les isomères naturels ont la configuration cis configuration trans existe également mais elle est relativement peu fréquente. Les plus importants sont :
- Acide palmitoléique : C16 :1 Δ9, C16 :1(∞-7)
- Acide oléique : C18 :1 Δ9, C 18 :1(∞ - 9)
b-acide gras polyinsaturés (plusieurs doubles liaisons)
Ce sont essentiellement des acides gras a 20 et 22 carbones. Le nombre des doubles liaisons varie entre 2et 6 .Ils possèdent tous la configuration Cis les plus répandus sont :
Acide linoléique C12 :2 Δ (9 ,12) C18 :2 (∞-6)
Acide ɑ linolénique C18 :3 Δ (9 ,12 ;15) C18 :3 (∞-3)
Acide γ linolénique C18 :3 Δ(6,9,12), C18 :3(ω-6)
Acide arachidonique C20:4 Δ(5 ,8,11) C20 ;4(ω-6)
Certains AG polyinsaturés nécessaires à l’homme sont dits indispensables, ils doivent etre présents dans l’alimentation car l’organisme est incapable d’en réaliser leur synthèse.
c-Les eicosanoides (20carbones)
Ces molécules dérivent des acides gras plyinsaturés à 20 carbones ( ω-6) et (ω-3) et plus particulièrement de l’acide arachidonique .Elles sont synthétisées par de nombreux tissus et cellules.
Sur l’acide arachiodonique deux systèmes enzymatiques peuvent agir pour former deux groupes de composés différents.
-Les prostanoides sont le résultat de l’action de la cyclooxygénase .
Les leucotrienes sont le résultat de l’action de la lipooxygénase
*Les prostanoides
Ils possèdent un noyau cyclopentane (5C cycliques) qui porte deux chaines latérales. La nature et la position des radicaux oxygénés portés par le noyau cyclopentane ainsi que le nombre et la position des doubles liaisons existant au niveau du cycle et des chaines carbonées latérales permettent de distinguer les différents prostanoides : prostaglandines, thromboxane etc.
*Les leucotrienes :
Ils renferment quatre doubles liaisons dont trois sont conjuguées. Ils portent souvent attachée à l’AG, une molécule de tri peptide ou de dipeptide ou un acide aminé.
3-Les acides gras hydroxylés
Certains glycolipides renferment de fortes quantités d’acides α-hydroxylés (OH sur le carbone 2) à 22,23 ;24 et 25 atomes de carbone De plus les cellules de l’épiderme possèdent des lipides renfermant des acides ω hydroxylés à très longue chaine.
4-Les AG cycliques
Ces acides jouent un rôle important en physiologie et en médecine. On peut citer l’acide chaulmoogrique utilisé dans le traitement de la lèpre.
On cite aussi l’acide prostanoique acide gras à 20carbones Il renferme un cycle pentagonal.
Il est le précurseur des prostaglandines substances à propriétés hormonales intracellulaires qui agissent sur plusieurs organes et muscles parmi lesquels :
-Les organes de reproduction
Les muscles lisses (poumons et intestins)
Le système nerveux
-L’appareil cardio- vasculaire
-Le tissu adipeux
D-Propriétés des acides gras
1-Propriétés physiques
a-point de fusion et point d’ébullition
a1- l’état physique d’un acide gras à la température ordinaire dépend :
-du nombre d’atomes de carbone pour une série homologue.
Ainsi les AG saturés ayant moins de 19atomes de carbone sont liquides, ceux qui renferment 10 atomes de carbone ou plus sont solides et le point de fusion s’élève régulièrement dans la série.
-du taux d’instauration
Les doubles liaisons diminuent le point de fusion par rapport à l’acide gras saturé correspondant
Exemple :Dans la série des acides gras à 18 atomes de carbone, l’acide stéarique(C18 :0) est solide(Tt :+69 alors que les acides oléique(C18 :1),linoléique (C18 :2),linoléique(C18 :3)sont liquides (Tt respectifs +16 Degrés C,-5DegrésC,-11Degrés C)
A2Le point d’ébullition est d’autant plus élevé que la chaine hydrocarbonée est plus longue. La présence des doubles liaisons est sans influence notable.
b. Solubilité
Les acides gras sont solubles dans les solvants organiques .Dans l’eau seuls les acides gras de moins de 8 et les savants alcalins sont solubles.
c. Masse volumique
Etant donnée la faible composition des acides gras en oxygène (masse atomique supérieure à celle du carbone) et le grand nombre d'atomes de carbone (même volume que l'atome d’oxygène) entrant dans leur molécule. La masse volumique de ces composés est inférieure à celle de l'eau qui est prise comme référence. La faible densité des acides gras est transmise aux lipides qui les contiennent. C'est un fait d’expérience que les matières grasses nageant à la surface de l'eau.
d-pouvoir détersif et tensio-actif des savons alcalins
Le terme de savons alcalins est donné aux sels sodiques potassiques des acides gras. Les savons alcalins, présentent des propriétés intéressantes dans l'eau, dues à leurs doubles pôles hydrophiles et hydrophobes.
CH3------------------------------COO-Na+
Hydrophobe Hydrophile
d.1 A la surface de l'eau : Ils forment une couche superficielle mono-moléculaire en orientant vers l'extérieur leur chaîne carbonée hydrophobe.
La formation de cette couche mono-moléculaire diminue la tension superficielle de l'eau par rupture des liaisons homogènes intermoléculaires de celle-ci. Ceci est à la base du pouvoir tensioactif des savons alcalins qui se manifeste par:
-La formation de mousse
-La chute de la fleur de soufre au fond du récipient
d.2 A l'intérieur de l'eau: La formation de micelles permet aux molécules
Lorsque les AG estérifiés en position 1et3 sont différents comme dans les composés (comme dans les composés b). un centre d’asymétrie apparait au niveau du carbone 2et on peut donc avoir les isomères i et il représentés sur la figure subjacente.la plupart des glycéro-lipides naturels sont du type il .les graisses naturelles sont toujours constituées d’un mélange complexe des divers tG simples et mixtes
b-propriétés des glycérides
Propriétés physiques de
Point .fusion : dépend de la nature des acides gras
-solubilité : les glycérides sont insolubles dans l’eau et l’alcool à froid
- solubles dans les solvants organiques et l’alcool à chaud
Propriétés chimiques
=action des halogènes :cette action permet de définir l’indice d’iode des glycérides qui représente la quantité d’iode exprimée en gramme fixée à froid et après 24h de contact par 100g de graisse en solution chloroformique . Cet indice renseigne sur la richesse des graisses en doubles liaisons.
=saponification : c’est l’hydrolyse des liaisons esters sous l’action des alcalis à chaud avec libération de :
- Glycérol
- sel d’acides gras = savon CH2OH
CH2 O-cO-r1 +3KoH CHOH +R1-cOO-k+
CHO-cO-R2 =è CH2OH R2-cOO-k+
R3- COO- k+
CH2O-cO-R3
Cette propriété permet de définir l’indice de saponification représente le nombre de milligrammes de potasse en solution alcoolique qui entre en réaction à l’ébullition pour former des savons à partir d’un gramme de graisse .cet indice renseigne sur la taille moléculaire des acides gras entrant dans la constitution de la graisse étudiée.
=Propriétés biologiques
Trois Propriétés principales sont attribuées aux glycérides.
=Réserve énergétique
Les glycérides sont particulièrement abondants dans le tissu adipeux ou ils peuvent représenter plus de 90% des lipides .chez les obèses plusieurs kilogrammes de acides gras sont déposés dans les cellules adipeuses ,en quantité suffisante pour assurer les besoins énergétiques de base pendant plusieurs mois- A l’inverse ,le corps ne peut pas stocker de l’énergie sous forme de glycogène que pour assurer ses besoins pendant moins d’un jour –les TG sont bien mieux adaptés que le glycogène à servir de forme de stockage d’énergie. La mise en réserve d’une molécule de TG permet en effet d’accumuler 3 molécules d’acides gras.
=Rembourrage :
Les graisses protègent les organes importants contre les lésions mécaniques (cœur, reins, ovaires…)On en distingue 2 types :
*les graisses solides de soutien destinées à participer à la structure des organes .Elles sont constituées de TG riches en acides gras saturés.
*les graisses liquides de lubrification permettent de faire glisser les organes les uns par rapport au autres ce qui leurs permet de résister aux chocs .Ces graisses sont beaucoup plus riches en acides gras insaturés.
=Isolement thermique :
Les graisses sous cutanées ou panicule adipeux sous cutané, servent d’isolant contre les pertes de chaleur.
2-Les glycérophospholipises :
On les appelle également PHOSPHATIDES ou PHOSPHOGLYCERIDES.
Ce sont les représentants les plus nombreux de la grande famille des phospholipides .Contrairement aux g:lycérides, qui sont les lipides neutres une ou plusieurs tètes fortement polaires en plus de leur QUEUE hydrophobe. Ils sont appelés pour cette raison lipides polaires ou amphipatiques.
On les trouve en concentrations importantes dans les membranes cellulaires.
a)Structure et classification :
Les glycero-phospholipides sont des esters du GLYCEROL-P et de deux acides gras .Ils répondent à la formule générale suivante :
CH
R2 -CO-O-oh