Lipides & Acides gras
Les lipides constituent la matière grasse des êtres vivants. Ils assurent les fonctions biologiques et physiologiques les plus importantes. Notamment, Le stockage de l’énergie sous forme de Triglycérides, présents dans les tissus adipeux, Et un rôle structural sous forme de Phospholipides, élément essentiel dans la composition de la membrane cellulaire. À noter que les lipides ont également la charge de transporter les vitamines liposolubles dans le sang, telles que la vitamine A, D, E et K. Les acides gras est la principale branche des lipides. Schématiquement, elle se divise en eicosanoïdes (précurseurs des molécules de l’inflammation), en cires, en glycérophospholipides, en sphingolipides, et en triglycérides (TG). L’autre groupe des isoprénoïdes qui comportent les stéroïdes dont le cholestérol, les hormones, les diterpènes, les vitamines liposolubles et autres terpènes. En matière d’énergie 1 gramme de lipides fourni 9 kilo calories correspondant à 37,656 kilo joules.
Description et rôles des lipides
Triglycérides et phospholipides de l’organisme sont constitués d’acides gras apportés par l’alimentation et, pour certains d’entre eux, synthétisés par l’organisme. Les lipides alimentaires sont très majoritairement sous forme de triglycérides. Leur rôle majeur est source d’énergie d’une part, et d’autre part, les constituants des membranes cellulaires. Les fonctions métaboliques des acides gras varient selon leur nature : certains sont des précurseurs de molécules de régulation de fonctions physiologiques, comme par exemple, l’agrégation plaquettaire, l’inflammation, la vasoconstriction, et certains entres dans modulation de l’expression génétique du métabolisme des lipides. Les acides gras biologique issus des végétaux ont un rôle important dans la régulation de certaines réactions métaboliques chez l’homme. Ils contribuent de ce fait à la prévention de maladies chroniques telles que l’athérosclérose, le diabète insulinorésistant et certains cancers.
Le cholestérol fait également partie des lipides. Il est le précurseur des hormones stéroïdiennes notamment les œstrogènes chez la femme et les testostérones. Le cholestérol est un élément important des membranes cellulaires, notamment au niveau du cerveau, il provient soit de l’alimentation, soit d’une synthèse endogène. La synthèse du cholestérol fait l’objet d’une régulation fine permettant d’assurer un niveau stable de cholestérol dans l’organisme. Il est transporté dans le sang sous forme de lipoprotéines (VLDL : Very Low Density Lipoprotein), (LDL : Low Densty Lipoprotein ) ou (HDL : Hight Density Liporotein). Une concentration élevée en cholestérol dans le sang est un facteur de risque de d’athéroscléroses et de maladies cardiovasculaires. Le cholestérol est exclusivement apporté par les produits d’origines animales et de faible quantité par les végétaux sous forme de phytostérols.
Classification des acides gras
Du point de vue biochimique, les acides gras sont classés en 4 grandes lignes on trouve :
- Les acides gras saturés (AGS), qui ne possèdent pas de double liaison ou d’insaturation, malheureusement, ils ne sont pas toujours de bon augure généralement. Malgré tous, à consommer avec modération.
- Les acides gras mono insaturés (AGMI) eux, ils sont marqués par une double liaison, comme l’oméga-3, et l’oméga-6. ce qu’en trouve dans les fruits de mers, les poisson, et du colza…
- Les acides gras polyinsaturés (AGPI) eux possèdent plusieurs doubles liaisons dans leurs configurations biochimiques, on trouve l’oméga-3, 6, 9, 12, 15 et voir même plus. Ces huiles contribuent à un capitale immunologique, structurel et cardiovasculaire important.
- Les acides gras Trans (AGT), ces acides gras insaturés avec configuration d’une double liaison carbone=carbone en position Trans, c’est-à-dire de l’autre côté, ces acides gras sont présent naturellement dans les abats du bœuf et du mouton, par contre ils sont majoritairement d’origine industriels, qu’en trouve dans la margarine, les plats cuisinés, les biscuits…
Les acides gras essentiels
L’acide gras polyinsaturé oméga-6 (ou AGPI n-6), dont le précurseur et le représentant majeur est l’Acide Linoléique (LA). Son dérivé majoritaire est l’acide arachidonique. Les acides gras polyinsaturés oméga-3 (ou AGPI n-3) dont le précurseur indispensable est l’Acide Alpha-Linolénique (ALA). A partir de cet acide gras peuvent être synthétisés les Acides EicosaPentaénoïque (EPA) et l’Acicide DocosaHexaénoïque (DHA). Cependant, le DHA, contrairement à l’EPA, ne peut être synthétisé en quantité suffisante pour répondre aux besoins de l’organisme, même en présence d’ALA. Cependant, le taux de conversion de l’ALA en DHA est trop faible pour couvrir les besoins en DHA, ce dernier est donc également considéré comme indispensable et doit aussi être apporté par l’alimentation.
Les acides gras non essentiels
L’acide gras mono-insaturé oméga-9 (AGMI n-9) L’acide oléique majoritaire dans notre alimentation, dans l’huile d’olive. Les Acides Gras Saturés (AGS), sont notamment constitués d’acides laurique, myristique et palmitique qui, en excès, sont athérogènes, et facteurs de risques multiples.
Sources Alimentaires des lipides
Les lipides sont naturellement présents dans l’alimentation, notamment les matières grasses animales et végétales, les viandes et le fromage. La consommation excessive de certains acides gras saturés favorisent les maladies cardiovasculaires, privilégier les acides gras d’origine végétale car c’est une source sûre en matière de lipide oméga-3, 6, 9, 12, de glucides, et de protéines. Notamment l’huile de colza, tournesol, huile d’olive, huile de noix, huile d’arachide, huile de pépin de raisin, l’avocat, les oléagineux comme les amandes, pistaches, noix, noisettes, acajous. Les acides gras provenant des poissons sont les maquereaux, les sardines et le saumon.
Recommandation- AJR
Les lipides représentent 35 à 40 % de notre apport énergétique quotidien. Il est recommandé de consommer 100 g de lipides par jour, en variant les sources : 1 œuf : 5 g de lipides ; 2 c. à s. d’huile d’olive : 20 g de lipides ; une tranche de saumon de 100 g : 10 g de lipides ; 100 g de poulet rôti : 6 g de lipides ; 25 amandes : 14 g de lipides. Un individu de 70 kg doit consommer 1.4 gramme par kilogramme de son poids et par jour. C.à.d. 98 gramme minimum de lipide réparti et varié, c’est important.
Classification des lipides
- Les lipides simples : Glycérides et Stérides
- Les lipides complexes : Glycérophospholipides et Sphingolipides
Les lipides Simples
Les glycérides: Ce sont des lipides simples, composés ternaires constitués de C, H, O, sont des esters d’acides gras + Alcool. 3 types d’alcool sont estérifiés par des acides gras: Glycérol en Glycérides — Cholestérol en Stérides — Alcool à PM élevé en Cérides. Les glycérides sont des esters d’Acides Gras et de Glycérol. Si les 3 AG sont identiques, le triglycéride est homogène. S’ils AG sont différents, il est hétérogène. Ce sont les lipides naturels les plus nombreux, présents dans le tissu adipeux, ce qu’en appel les graisses de réserve, issus des huiles végétales. Ils représentent une réserve énergétique importante chez l’homme. Ils sont solubles dans l’acétone ce qui les différencie des phospholipides (ils sont très apolaires). L’Hydrolyse des triglycérides par La lipase, cette enzyme du suc pancréatique, hydrolyse les triglycérides alimentaires en monoglycéride + 2 acides gras :
Les stérides: Ce sont des esters du cholestérol, avec est une structure composée de 3 cycles hexagonaux + un cycle pentagonal correspondant au cyclo-pentano-perhydro-phénanthène. Il possède une fonction alcool secondaire en C3 et une double liaison en 5. Le cholestérol sert dans l’organisme à la synthèse de 3 groupes de molécules : Les hormones stéroïdes (cortisol, testostérone…), la vitamine D3 et Les acides biliaires.
Les Lipides Complexes
Les lipides complexes sont des lipides qui contiennent en plus du carbone, hydrogène et oxygène, un ou plusieurs hétéroatomes notamment l’azote, le phosphore et le soufre. Suivant la nature de l’hétéroatome, on distingue : les lipides phosphorés, les lipides azotés et les lipides soufrés.
Les glycophospholipides : L’Acide Phosphatidique c’est l’élément de base des Glycérophospholipides: Acide phosphatidique se décompose de, Glycérol + 2 Acides Gras + H3PO4. Les deux acides gras ont une chaîne longue plus en moins ≥ 14C, L’acide gras en position 2 est souvent insaturé. L’acidité de la molécule provient des 2H mobiles libres de l’acide phosphorique. Au pH sanguin (7,35 à 7,45), les 2 fonctions acides sont ionisées. L’acide phosphatidique est un second messager intracellulaire.
Le Phosphatidylinositol : Structure de phosphatidylinositol. l’inositol est un hexaalcool cyclique qui a 9 isomères possibles. Le myoinositol est le plus fréquent dans les lipides. C’est un mésoinositol inactif sur la lumière polarisée. L’inositol 1, 4, 5 triphosphates ou IP3 est un second messager.
Le Phosphtidylcholine : Au pH du sang (7,35 – 7,45) les molécules sont ionisées. Les Phosphatidylcholines ou Lécithines, on les trouve dans le cerveau, le foie, le jaune d’œuf.
Altération des lipides
Altération thermique : les lipides sont altérés lors de la cuisson excessive pour atteindre sa température critique (ou point de fumée), des réactions chimiques complexes se produisent. Les oméga-3 dans un premier temps et les oméga-6 dans un second, peuvent être détruites par les procédés de cuisson ou s’oxyder et devenir toxiques. Elles ont pour conséquences la formation de nombreuses substances chimiques : les triglycérides oxydés appelés composés polaires, Le corps gras fonce et dégage une odeur âcre. Il devient toxique. plus le lipide est riche en acides gras insaturés, plus il forme des composés toxiques comme les oxystérols, les Acides Gras Trans, les Acides Gras cyclisés et de l’acroléine qui génèrent des maladies.
Altération des lipides par oxydation
L’oxygène initie des réactions d’oxydation facilitées par la lumière UV (Ultrat Violet) . Ces réactions se déroulent à température ambiante et produisent des composés volatiles avec une odeur de rance. Il se forme alors des radicaux libres car l’oxydation du cholestérol et des phytostérols engendre des oxystérols.
Les Lipides en Résumé
Lipides phosphorés : Les phospholipides (ou lipides phosphorés) ces composés lipidiques contenant du phosphore. Ce sont les constituants principaux des membranes biologiques, l’ensemble des glycérophospholipides et des sphingophospholipides. Les glycérophospholipides sont des esters de glycérol, 2 acides gras, un phosphate et un alcool. Selon le type d’alcool, on distingue le phosphatidylcholine (alcool = choline), le phosphatidyléthanolamine (alcool = éthanolamine), le phosphatidylsérine (alcool = sérine) et le phosphatidylinositol (alcool = inositol).
Les sphingolipides : Ce sont des amides de la sphingosine qui se forment par liaison du carboxyle de l’Acide Gras sur le -NH2 de la sphingosine
Acylsphingosine ou Céramide : Le plus simple des sphingolipides est le céramide ou acylsphingosine. L’acide gras est saturé et à longue chaîne, le Céramide est un second messager intracellulaire.
Les Sphingomyélines : Elles sont constituées de l’association, l’acide gras le plus fréquent est l’acide lignocérique (C24:O). Au pH du sang, la molécule est ionisée. On les trouve dans le tissu nerveux (gaines de myéline) et dans les membranes. La déficience en sphingomyélinase entraîne leur accumulation dans le cerveau, la rate et le foie.
Cérébrogalactosides ou Galactosylcéramides
Ils sont constitués de : Sphingosine + AG + βD Galactose. Le galactose est uni à l’alcool primaire de la sphingosine par une liaison β osidique.
Les Cérébroglucides ou Glucosylcéramides
Ils sont constitués de : Sphingosine + AG + βD Glucose. La liaison est β osidique.
Les Gangliosides ou Oligosylcéramides
Ils sont constitués de : Sphingosine + AG + chaîne de plusieurs oses et dérivés d’oses l’Acide N-AcétylNeuraminique, (NANA) (= oligoside). Ils sont abondants dans les ganglions d’où leur nom les gangliosides, Glycosphingolipide constitué d’un core ou noyau de lactosylcéramide sur lequel sont fixés un ou plusieurs résidus glycosyle dont l’acide N-acétylneuraminique (NANA) ou acide sialique. Les gangliosides sont localisés dans le feuillet externe de la membrane plasmique de diverses cellules, en particulier des cellules nerveuses. Leur nomenclature repose sur le nombre de résidus sialyle et de résidus d’oses. Ils sont spécifiques reconnus par des protéines (toxines, bactériennes ou de lectines) Exemple : antigènes des groupes sanguins.
Autres Définitions
Les isoprénoïdes sont des métabolites importants rencontres chez tous les êtres vivants. lis interviennent dans le métabolisme primaire, dans les fonctions vitales comme la photosynthèse, la respiration, les hormones de croissance et dans le contre du cycle cellulaire. Dans le métabolisme secondaire, ils permettent à la plante de s’adapter à son milieu et d’assurer sa protection contre les prédateurs et parasites. On trouve également des armes, des huiles essentielles. La voie de biosynthèse est maintenant bien connue, autant chez les Procaryotes que chez les Eucaryotes et les organites des cellules eucaryotes.
Les isoprénoïdes appartiennent à une famille de produits naturels et on compte environ 22 000 composés connus. Ils comprennent, les métabolites essentiels tels que les stérols agissant comme stabilisants membranaires ou comme précurseurs d’hormones stéroïdes, les caroténoïdes d’organismes photosynthétiques, les chaînes de prényle acycliques trouvées dans les chlorophylles (phytol), dans l’ubiquinone, la ménaquinone ou la plastoquinone à partir des chaînes de transfert d’électrons, en protéines prénylées, ou dans les dolichols et polyprénols nécessaires à la biosynthèse des polysaccharides ou à la glycosylation des protéines. Autres métabolites secondaires de rôle fondamental moins évident en biologie cellulaire.
Les lectines sont des protéines présentent dans les végétaux. Elles joueraient un rôle protecteur contre les bactéries, virus, et champignons pathogènes ainsi que certains insectes prédateurs.
Biosynthèse des triglycérides
La biosynthèse des lipides a lieu dans le réticulum endoplasmique. Les triglycérides sont intensément fabriqués dans le foie et dans les cellules adipeuses (adipocytes) et intestinales. Chez les végétaux supérieurs et les animaux, les lipides ont deux précurseurs ; le L-glycérol et l’acétyl-CoA.
Origine du glycérol
Le L-glycérol provient de la réduction de la 3-phosphodihydroxyacétone formée au cours de la glycolyse. La réaction est catalysée par la 3-phosphoglycérol déshydrogénase.
Synthèses des triglycérides
La synthèse comporte trois étapes : formation de l’acide phosphatidique, déphosphorylation de ce dernier en diglycéride et estérification de la dernière fonction alcool du glycérol.