Biologie fondamentale

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1 Biologie fondamentale Les Molécules du vivant Première partie : de l atome à la molécule. Philippe Karoyan Deuxième partie : les biomolécules du compartiment sanguin A- L eau. Joëlle Masliah B- les ions du compartiment plasmatique Joëlle Masliah C- les protéines Dominique Rainteau D- les lipides Joëlle Masliah E- les glucides Jean Pierre Tresca F- l oxygène Jean Pierre Tresca 9 septembre

2 C les lipides Molécules du vivant Deuxième partie : les biomolécules du compartiment sanguin D- les lipides = apolaires (lipos : insoluble dans l eau), s associent par interaction hydrophobe. Tous contiennent des chaines grasses ou comment les lipides circulent dans l eau D.3- apport alimentaire: Les triglycérides, les acides gras, la digestion, role énergétique, D.4- les lipides membranaires : Le cholestérol, les phospholipides, les glycolipides 9 septembre

3 Problème posé par les molécules hydrophobes dans un milieu aqueux : Une expérience simple : ajouter de l huile dans l eau D.3- apport alimentaire: D.4- les lipides membranaires : huile émulsionnant huile eau L émulsionnant permet de stabiliser la dispersion de l huile dans l eau eau

4 Selon la forme de l émulsionnant et l abondance de la phase lipidique, deux types d assemblages sont possibles D.3- apport alimentaire D.4- les lipides membranaires huile eau micelle Dans la circulation sanguine, les lipides circulent sous la forme de micelles liposome Dans les membranes cellulaires, les lipides s organisent en liposomes 9 septembre

5 Dans la circulation sanguine, les lipides sont transportés sous la forme de lipoprotéines, de gros édifices moléculaires composites : D.3- apport alimentaire: D.4- les lipides membranaires : Cœur (Noyau) Surface Esters de Cholestérol Apolipoprotéines Phospholipides Triglycérides Cholestérol Libre hydrophobe amphiphile 9 septembre

6 Différents types de lipoprotéines circulantes D.3- apport alimentaire: D.4- les lipides membranaires Chylomicrons 100nm VLDL 50nm LDL 20nm HDL 10nm

7 Lipoprotéines: l hétérogénéité de structure correspond à une hétérogénéité fonctionnelle D.3- apport alimentaire: Chylomicrons, VLDL LDL D.4- les lipides membranaires HDL Triglycérides cholestérol cholestérol Distribution des Lipides vers les tissus Elimination du cholestérol 9 septembre

8 D.3-1. Les triglycérides, lipides énergétiques 1 glycérol + 3 acides gras 1 CH2 OH OC CO HO 2 C H 3 CH2 OH OC lipides neutres = très apolaires, très hydrophobes graisses de réserve : -adipocytes des vertébrés. D.3- apport alimentaire: D.4- les lipides membranaires : -Chez l'homme, réserve énergétique = qq mois Forment des gouttelettes lipidiques dans le cytosol -graines des plantes 9 septembre

9 Absorption des Lipides Intestinaux 1 Hydrolyse par la lipase pancréatique Dispersés en présence d acides biliaires Acides gras libres Triglycérides Acides gras libres D.3- apport alimentaire: Lumière D.4- les lipides membranaires : 2- Absorption des Lipides 3- Synthèse de Triglycérides et Assemblage 4 en Lipo protéines Entérocyte entérocyte 4 Sécrétion des Chylomicrons Mb Basale 9 septembre

10 Lipides alimentaires Lipoprotéine lipase D.3- apport alimentaire: D.4- les lipides membranaires : triglycérides chylomicrons Triglycérides Circulation sanguine Acides gras Acides gras T. adipeux stockage muscle métabolisme énergie

11 Les acides gras Chaîne hydrocarbonée + fonction acide carboxylique Les Acides gras naturels ont pour la plupart COOH Pôle hydrophobe Nombre pair de C (nc2) De C4 à C24 Molécule amphiphile CH3-(CH2) n-2 - COOH D.3- apport alimentaire: D.4- les lipides membranaires : Pôle hydrophile Les acides gras naturels sont le plus souvent estérifiés (à du glycérol, à du cholestérol) 11

12 Les acides gras saturés D.3- apport alimentaire: Les acides gras mono insaturés D.4- les lipides membranaires : Acide gras trans artificiel obtenu par hydrogénation Double liaison cis le plus abondant dans les graisses végétales et animales

13 Famille ω3 Les acides gras polyinsaturés COOH D.3- apport alimentaire: 18 : 3 (ω 3) acide α linolénique D.4- les lipides membranaires : Famille ω6 = Température de fusion 17 C COOH 20 : 4 (ω 6) Acide arachidonique Température de fusion 49 C Acides gras indispensables : apportés par l alimentation car non synthétisés dans l organisme 13

14 Composition des principaux lipides alimentaires D.3- apport alimentaire: Acides gras (% total) Saturés Mono Insaturés Poly insaturés D.4- les lipides membranaires : dans l'alimentation : huiles végétales, produits laitiers, graisses animales = triglycérides par leurs acides gras Huile d olive beurre Graisse animale

15 Composition des principales huiles végétales alimentaires

16 Utilisation des acides gras pour fournir de l énergie aux tissus Foie D.3- apport alimentaire: D.4- les lipides membranaires : Intestin plasma Acides gras Muscle Acétyl CoA (CH3- CO-S CoA) lipoprotéines Krebs Chaîne respiratoire ATP Molécules anhydres, valeur énergétique = 2X glucides Tissu adipeux Tissu adipeux Triglycérides Acides gras 16

17 Rôle des lipoprotéines dans le transport du cholestérol D.3- apport alimentaire: D.4- les lipides membranaires : LDL cholestérol Membranes cellulaires En cas d excès athérome

18 Rôle des lipoprotéines dans le transport du cholestérol HDL cholestérol Elimination dans la bile Membranes cellulaires

19 Les membranes sont constituées de lipides amphiphiles qui s organisent en liposomes dans un milieu aqueux D.3- apport alimentaire: D.4- les lipides membranaires Les membranes biologiques sont constituées d une bicouche lipidique 9 septembre

20 Dans les cellules eucaryotes, les membranes recouvrent la cellule, mais aussi de nombreux compartiments intracellulaires 9 septembre

21 D.4- Les lipides membranaires A- Les phospholipides Queue hydrophobe = 2 chaînes hydrocarbonées apolaires D.3- Tête polaire (hydrophile) apport alimentaire: D.4- les lipides membranaires Phosphatidylcholines ou lécithines (PC) Acides gras à longues chaînes Tête hydrophile C O = C O = O O CH 2 CH H 2 C Glycérol O Phosphate O = P O O H 2 C CH 3 N + C H 2 Choline CH 3 CH 3 Queue hydrophobe 9 septembre R 1 = Acide gras saturé à longue chaîne R2 = Acide gras insaturé à longue chaîne

22 Les acides gras des phospholipides sont souvent insaturés, ce qui provoque une fluidité importante de la membrane Phase solide Phase fluide Point de Fusion des acides gras C18 : 0 stéarique +70 C18 : 1 oléique C18 : 2 linoléique 9 C18 : 3 linolénique 17 C20 : 0 arachidique C20 : 4 arachidonique septembre

23 B. Cholestérol libre tête polaire OH corps apolaire 0 Dans les lipoprotéines, on trouve surtout - Des esters de cholestérol : fixation d 1 Acide gras sur l OH CO- Le cholestérol est éliminé dans la bile 9 septembre

24 C. Glycolipides Structure glucidique complexe, très diversifiée galactose N acétyl galactosamine Ex. : antigènes des groupes sanguins, associée à un lipide amphiphile particulier (céramide) CH=CH- CHOH CO- NH- CH CH2 O- NANA groupe O glucose L fucose CH=CH- CHOH CO- NH- CH CH2 O- CH=CH- CHOH CO- NH- CH CH2 O- Groupe A Groupe B 9 septembre

25 glycolipide protéine phospholipide cholestérol

26 CONCLUSION Les lipides sont des molécules hydrophobes qui jouent dans l organisme trois roles principaux : - Source d énergie pour les tissus, les acides gras sont les constituants des triglycérides qui sont une réserve énergétique importante du monde vivant - Les lipides alimentaires ou endogènes sont transportés dans le plasma sous le forme de lipoprotéines : complexes moléculaires qui distibuent cholestérol et acides gras vers leur lieu d utilisation et de stockage -Les lipides sont aussi des constituants des membranes cellulaires à qui ils confèrent leurs propriétés particulières : - fluidité (phospholipides et cholestérol) - Reconnaissance (glycolipides) 9 septembre

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