Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Structure des lipides
- Exemples de lipides
- Fonctions des lipides
- Lipides et santé
- Recherche en cours sur les lipides
Les lipides comprennent un groupe de composés tels que les graisses, les huiles, les stéroïdes et les cires présents dans les organismes vivants. Les procaryotes et les eucaryotes possèdent des lipides, qui jouent de nombreux rôles biologiquement importants, tels que la formation de la membrane, la protection, l'isolation, le stockage d'énergie, la division cellulaire, etc. En médecine, les lipides désignent les lipides sanguins.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Les lipides désignent les graisses, les huiles, les stéroïdes et les cires présents dans les organismes vivants. Les lipides remplissent de multiples fonctions parmi les espèces, pour le stockage de l'énergie, la protection, l'isolation, la division cellulaire et d'autres rôles biologiques importants.
Structure des lipides
Les lipides sont constitués d'un triglycéride à base d'alcool glycérol, ainsi que d'acides gras. Les ajouts à cette structure de base donnent une grande diversité de lipides. Jusqu'à présent, plus de 10 000 types de lipides ont été découverts et beaucoup travaillent avec une très grande diversité de protéines pour le métabolisme cellulaire et le transport de matériaux. Les lipides sont considérablement plus petits que les protéines.
Exemples de lipides
Les acides gras sont un type de lipides et servent également de blocs de construction pour d'autres lipides. Les acides gras contiennent des groupes carboxyle (-COOH) liés à une chaîne carbonée avec des atomes d'hydrogène liés. Cette chaîne est insoluble dans l'eau. Les acides gras peuvent être saturés ou insaturés. Les acides gras saturés ont des liaisons simples de carbone, alors que les acides gras insaturés ont des doubles liaisons de carbone. Lorsque les acides gras saturés se combinent aux triglycérides, il en résulte des graisses solides à la température ambiante. En effet, leur structure les oblige à se serrer les coudes. En revanche, les acides gras insaturés associés aux triglycérides ont tendance à donner des huiles liquides. La structure coudée des graisses insaturées donne une substance plus souple et plus fluide à la température ambiante.
Les phospholipides sont constitués d'un triglycéride avec un groupe phosphate substitué par un acide gras. Ils peuvent être décrits comme ayant une tête chargée et une queue d'hydrocarbure. Leurs têtes sont hydrophiles ou aquatiques, alors que leurs queues sont hydrophobes ou répulsives pour l’eau.
Le cholestérol est un autre exemple de lipide. Les cholestérols s'organisent en structures cycliques rigides de cinq ou six atomes de carbone, auxquelles sont rattachés des atomes d'hydrogène et une queue hydrocarbonée flexible. Le premier cycle contient un groupe hydroxyle qui s'étend dans les environnements aquatiques des membranes de cellules animales. Le reste de la molécule, cependant, est insoluble dans l'eau.
Les acides gras polyinsaturés (AGPI) sont des lipides qui contribuent à la fluidité de la membrane. Les AGPI participent à la signalisation cellulaire liée à l'inflammation neurale et au métabolisme énergétique. Ils peuvent fournir des effets neuroprotecteurs comme les acides gras oméga-3 et, dans cette formulation, ils sont anti-inflammatoires. Pour les acides gras oméga-6, les AGPI peuvent provoquer une inflammation.
Les stérols sont des lipides présents dans les membranes des plantes. Les glycolipides sont des lipides liés aux glucides et font partie des réserves de lipides cellulaires.
Fonctions des lipides
Les lipides jouent plusieurs rôles dans les organismes. Les lipides constituent des barrières protectrices. Ils comprennent les membranes cellulaires et une partie de la structure des parois cellulaires chez les plantes. Les lipides fournissent de l'énergie aux plantes et aux animaux. Très souvent, les lipides fonctionnent aux côtés des protéines. Les fonctions lipidiques peuvent être affectées par les modifications de leurs groupes de têtes polaires ainsi que par leurs chaînes latérales.
Les phospholipides constituent le fondement des bicouches lipidiques, de nature amphipathique, qui constituent les membranes cellulaires. La couche externe interagit avec l'eau tandis que la couche interne se présente sous la forme d'une substance huileuse flexible. La nature liquide des membranes cellulaires facilite leur fonction. Les lipides constituent non seulement les membranes plasmiques, mais également les compartiments cellulaires tels que l'enveloppe nucléaire, le réticulum endoplasmique (ER), l'appareil de Golgi et les vésicules.
Les lipides participent également à la division cellulaire. Les cellules en division régulent le contenu en lipides en fonction du cycle cellulaire. Au moins 11 lipides sont impliqués dans l'activité du cycle cellulaire. Les sphingolipides jouent un rôle dans la cytokinèse pendant l'interphase. Étant donné que la division cellulaire entraîne la tension de la membrane plasmatique, les lipides semblent contribuer aux aspects mécaniques de la division, tels que la rigidité de la membrane.
Les lipides constituent des barrières protectrices pour des tissus spécialisés tels que les nerfs. La gaine protectrice de myéline entourant les nerfs contient des lipides.
Les lipides fournissent la plus grande quantité d'énergie provenant de la consommation, car ils contiennent plus de deux fois plus d'énergie que les protéines et les glucides. Le corps décompose les graisses lors de la digestion, certaines pour les besoins énergétiques immédiats et d'autres pour le stockage. Le corps puise dans le stockage des lipides pour l'exercice en utilisant des lipases pour décomposer ces lipides et éventuellement pour produire plus d'adénosine triphosphate (ATP) afin d'alimenter les cellules.
Chez les plantes, les huiles de graine telles que les triacylglycérols (TAG) permettent de stocker les aliments pour la germination et la croissance des graines, tant chez les angiospermes que chez les gymnospermes. Ces huiles sont stockées dans des corps huileux (OB) et protégées par des phospholipides et des protéines appelées oléosines. Toutes ces substances sont produites par le réticulum endoplasmique (ER). Le corps de l'huile bourgeonne de l'urgence.
Les lipides donnent aux plantes l'énergie nécessaire à leurs processus métaboliques et à leurs signaux entre les cellules. Le phloème, l'une des principales parties transportées par les plantes (avec le xylème), contient des lipides tels que le cholestérol, le sitostérol, le campostérol, le stigmastérol et plusieurs hormones et molécules lipophiles variées. Les différents lipides peuvent jouer un rôle dans la signalisation lorsqu'une plante est endommagée. Les phospholipides présents dans les plantes agissent également en réponse aux facteurs de stress environnementaux des plantes ainsi qu’aux infections par des agents pathogènes.
Chez les animaux, les lipides servent également à isoler l'environnement et à protéger les organes vitaux. Les lipides assurent également la flottabilité et l’étanchéité.
Les lipides appelés céramides, à base de sphingoïdes, remplissent des fonctions importantes pour la santé de la peau. Ils aident à former l'épiderme, qui sert de couche de peau la plus externe qui protège de l'environnement et empêche la perte d'eau. Les céramides sont des précurseurs du métabolisme des sphingolipides; métabolisme actif des lipides se produit dans la peau. Les sphingolipides constituent les lipides structurels et de signalisation trouvés dans la peau. Les spingomyélines, fabriquées à partir de céramides, sont répandues dans le système nerveux et contribuent à la survie des motoneurones.
Les lipides jouent également un rôle dans la signalisation cellulaire. Dans les systèmes nerveux central et périphérique, les lipides contrôlent la fluidité des membranes et facilitent la transmission des signaux électriques. Les lipides aident à stabiliser les synapses.
Les lipides sont essentiels à la croissance, à la santé du système immunitaire et à la reproduction. Les lipides permettent au corps de stocker des vitamines dans le foie, telles que les vitamines liposolubles A, D, E et K. Le cholestérol sert de précurseur aux hormones telles que l'œstrogène et la testostérone. Il fabrique également des acides biliaires, qui dissolvent les graisses. Le foie et les intestins produisent environ 80% du cholestérol, tandis que le reste provient d'aliments.
Lipides et santé
En général, les graisses animales sont saturées et donc solides, alors que les huiles végétales ont tendance à être non saturées et donc liquides. Les animaux ne peuvent pas produire de graisses insaturées. Ces graisses doivent donc être consommées par des producteurs tels que des plantes et des algues. À leur tour, les animaux qui consomment ces plantes consommateurs (tels que les poissons d'eau froide) obtiennent ces graisses bénéfiques. Les graisses insaturées sont les graisses les plus saines à manger car elles diminuent le risque de maladies. Des exemples de ces matières grasses incluent les huiles telles que les huiles d’olive et de tournesol, ainsi que les graines, les noix et le poisson. Les légumes verts à feuilles sont également de bonnes sources de graisses alimentaires non saturées. Les acides gras contenus dans les feuilles sont utilisés dans les chloroplastes.
Les gras trans sont des huiles de régime partiellement hydrogénées qui ressemblent aux graisses saturées. Auparavant utilisés en cuisine, les gras trans sont maintenant considérés comme malsains pour la consommation.
Les graisses saturées doivent être consommées moins que les graisses non saturées, car les graisses saturées peuvent augmenter le risque de maladie. Les exemples de graisses saturées comprennent la viande rouge d’animaux et les produits laitiers gras, ainsi que l’huile de coco et l’huile de palme.
Lorsque les professionnels de la santé considèrent les lipides comme des graisses dans le sang, cela décrit le type de graisses souvent discuté en ce qui concerne la santé cardiovasculaire, en particulier le cholestérol. Les lipoprotéines aident au transport du cholestérol dans le corps. Les lipoprotéines de haute densité (HDL) désignent le cholestérol qui est un «bon» gras. Il aide à éliminer le mauvais cholestérol par le foie. Les «mauvais» cholestérols comprennent les LDL, IDL, VLDL et certains triglycérides. Les mauvaises graisses augmentent le risque de crise cardiaque et d'accident vasculaire cérébral en raison de leur accumulation sous forme de plaque, ce qui peut entraîner l'obstruction des artères. Par conséquent, un équilibre des lipides est crucial pour la santé.
Les affections inflammatoires de la peau peuvent bénéficier de la consommation de certains lipides tels que l'acide eicosapentaénoïque (EPA) et l'acide docsahexaénoïque (DHA). Il a été démontré que l’EPA altère le profil en céramide de la peau.
Un certain nombre de maladies sont liées aux lipides dans le corps humain. L'hypertriglycéridémie, une situation caractérisée par un taux élevé de triglycérides dans le sang, peut entraîner une pancréatite. Un certain nombre de médicaments agissent pour réduire les triglycérides, notamment en utilisant des enzymes qui dégradent les graisses dans le sang. Une forte réduction des triglycérides a également été constatée chez certaines personnes sous forme de supplémentation médicale à base d’huile de poisson.
L'hypercholestérolémie (taux élevé de cholestérol dans le sang) peut être acquise ou génétique. Les personnes atteintes d'hypercholestérolémie familiale présentent des taux de cholestérol extrêmement élevés, qui ne peuvent être contrôlés par des médicaments. Cela augmente considérablement le risque de crise cardiaque et d'accident vasculaire cérébral, de nombreuses personnes décédant avant l'âge de 50 ans.
Les maladies génétiques entraînant une accumulation élevée de lipides sur les vaisseaux sanguins sont appelées maladies de stockage des lipides. Ce stockage excessif de graisse produit des effets délétères pour le cerveau et d'autres parties du corps. La maladie de Fabry, la maladie de Gaucher, la maladie de Niemann-Pick, la maladie de Sandhoff et la maladie de Tay-Sachs sont des exemples de maladies liées au stockage des lipides. Malheureusement, beaucoup de ces maladies de stockage des lipides entraînent la maladie et la mort à un jeune âge.
Les lipides jouent également un rôle dans les maladies du motoneurone (MND), ces conditions étant caractérisées non seulement par une dégénérescence des motoneurones et la mort, mais également par des problèmes de métabolisme lipidique. Dans les MND, les lipides structurels du système nerveux central changent, ce qui affecte à la fois les membranes et la signalisation cellulaire. Par exemple, l'hypermétabolisme survient lors de la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Il semble exister un lien entre la nutrition (dans ce cas, une consommation insuffisante de calories lipidiques) et le risque de développer la SLA. Des lipides plus élevés correspondent à de meilleurs résultats pour les patients atteints de SLA. Les médicaments qui ciblent les sphingolipides sont considérés comme des traitements pour les patients atteints de SLA. Davantage de recherches sont nécessaires pour mieux comprendre les mécanismes en jeu et proposer des options de traitement appropriées.
Dans l’atrophie musculaire spinale (SMA), une maladie génétique autosomique récessive, les lipides ne sont pas utilisés correctement pour produire de l’énergie. Les individus SMA possèdent une masse grasse élevée dans un environnement à faible apport calorique. Par conséquent, encore une fois, le dysfonctionnement du métabolisme des lipides joue un rôle majeur dans une maladie du motoneurone.
Il existe des preuves selon lesquelles les acides gras oméga-3 jouent un rôle bénéfique dans des maladies dégénératives telles que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson. Cela n’a pas été prouvé pour la SLA et c’est l’effet inverse de la toxicité qui a été constaté chez des modèles murins.
Recherche en cours sur les lipides
Les scientifiques continuent à découvrir de nouveaux lipides.Actuellement, les lipides ne sont pas étudiés au niveau des protéines et sont donc moins bien compris. Une grande partie de la classification lipidique actuelle repose sur des chimistes et des biophysiciens, l’accent étant mis sur la structure plutôt que sur la fonction. En outre, il a été difficile de démêler les fonctions lipidiques en raison de leur tendance à se combiner avec les protéines. Il est également difficile d'élucider la fonction lipidique dans les cellules vivantes. La résonance magnétique nucléaire (RMN) et la spectrométrie de masse (MS) permettent une certaine identification des lipides à l'aide d'un logiciel informatique. Cependant, une meilleure résolution en microscopie est nécessaire pour mieux comprendre les mécanismes et les fonctions des lipides. Plutôt que d'analyser un groupe d'extraits lipidiques, une MS plus spécifique sera nécessaire pour isoler les lipides de leurs complexes protéiques. L'étiquetage isotopique peut servir à améliorer la visualisation et donc l'identification.
Il est clair que les lipides, outre leurs caractéristiques structurelles et énergétiques connues, jouent un rôle dans les fonctions motrices et la signalisation. À mesure que la technologie améliorera l'identification et la visualisation des lipides, des recherches supplémentaires seront nécessaires pour déterminer la fonction lipidique. À terme, on espère pouvoir concevoir des marqueurs qui ne perturberaient pas excessivement la fonction lipidique. Le fait de pouvoir manipuler la fonction lipidique au niveau subcellulaire pourrait constituer une avancée dans la recherche. Cela pourrait révolutionner la science de la même manière que la recherche sur les protéines. À son tour, de nouveaux médicaments pourraient aider les personnes souffrant de troubles lipidiques.