Les Phospholipides et les membranes biologiques

Les triglycérides sont classés comme lipides simples car ils ne sont formés que de deux types de composés: le glycérol et les acides gras. En revanche, les lipides complexes contiennent au moins un composant supplémentaire, par exemple un groupe phosphate (phospholipides) ou une fraction glucidique (glycolipides). La figure \(\PageIndex{2}\) représente un phospholipide typique composé de deux acides gras liés au glycérol (un diglycéride). Les deux chaînes carbonées d’acides gras peuvent être toutes deux saturées, toutes deux insaturées, ou l’une de chacune. Au lieu d’une autre molécule d’acide gras (comme pour les triglycérides), la troisième position de liaison sur la molécule de glycérol est occupée par un groupe phosphate modifié.

La structure moléculaire des lipides se traduit par un comportement unique en milieu aqueux. La figure \(\PageIndex{1}\) représente la structure d’un triglycéride. Étant donné que les trois substituants du squelette du glycérol sont de longues chaînes hydrocarbonées, ces composés sont non polaires et ne sont pas attirés de manière significative par les molécules d’eau polaire — ils sont hydrophobes. Inversement, les phospholipides tels que celui représenté sur la figure \(\PageIndex{2}\) ont un groupe phosphate chargé négativement. Parce que le phosphate est chargé, il est capable d’une forte attraction pour les molécules d’eau et est donc hydrophile, ou « aimant l’eau. »La partie hydrophile du phospholipide est souvent appelée « tête » polaire et les longues chaînes hydrocarbonées sont des « queues » apolaires. »Une molécule présentant une partie hydrophobe et une partie hydrophile est dite amphipathique. Notez la désignation « R » dans la tête hydrophile représentée sur la figure \(\PageIndex{2}\), indiquant qu’un groupe de tête polaire peut être plus complexe qu’un simple fragment de phosphate. Les glycolipides sont des exemples dans lesquels les glucides sont liés aux groupes de tête des lipides.

La nature amphipathique des phospholipides leur permet de former des structures fonctionnelles uniques dans des environnements aqueux. Comme mentionné, les têtes polaires de ces molécules sont fortement attirées par les molécules d’eau, et les queues apolaires ne le sont pas. En raison de leurs longueurs considérables, ces queues sont, en fait, fortement attirées les unes par les autres. Il en résulte des assemblages énergétiquement stables à grande échelle de molécules de phospholipides dans lesquels les queues hydrophobes se rassemblent dans des régions fermées, protégées du contact avec l’eau par les têtes polaires (Figure \(\PageIndex{3}\)). Les plus simples de ces structures sont des micelles, des ensembles sphériques contenant un intérieur hydrophobe de queues de phospholipides et une surface externe de groupes de têtes polaires. Des structures plus grandes et plus complexes sont créées à partir de feuilles bicouches lipidiques, ou membranes unitaires, qui sont de grands ensembles bidimensionnels de phospholipides regroupés queue à queue. Les membranes cellulaires de presque tous les organismes sont constituées de feuilles bicouches lipidiques, tout comme les membranes de nombreux composants intracellulaires. Ces feuilles peuvent également former des sphères bicouches lipidiques qui sont la base structurelle des vésicules et des liposomes, composants subcellulaires qui jouent un rôle dans de nombreuses fonctions physiologiques.