Lipid

Lei lipids (var. lipides^[1]) son una categoria pauc omogenèa de moleculas idrofobas quasi insolublas dins l'aiga mai solublas dins la màger part dei solvents organics. An pas de definicion generala acceptada per l'ensemble de la comunautat scientifica e la classificacion pus utilizada es unicament basada sus l'aspècte deis esquelètas carbonadas dei substàncias. Pasmens, lei lipids an un ròtle fòrça important dins lo foncionament dau vivent. Per exemple, son lo constituent major dei membranas cellularas. Autre exemple, au nivèu metabolic, son egalament utilizats coma resèrvas d'energia per l'organisme.

Lei lipids son una familha de substàncias conegudas dempuei au mens l'Antiquitat coma o mòstra son ròtle dins la fabricacion de sabon en Siria tre 1500 avC^[2]. Pasmens, son estudi demorèt limitada fins au sègle XIX. Un dei pus ancians rapòrts de recèrca sus lei lipids data de 1815. Òbra dau quimista francés Henri Braconnot (1780-1855), establiguèt un destriament entre lei seus (graissas solidas) e leis òlis (graissas liquidas)^[3]. Uech ans pus tard, Michel Eugène Chevreul (1786-1889) prepausèt una classificacion pus fina amb l'apondon de categorias novèlas coma lei resinas, lei cieras e leis òlis essenciaus. Puei, en 1827, William Prout (1785-1850) identifiquèt lo ròtle dei lipids, dei proteïnas e dei glucids dins l'alimentacion umana e animala^[4].

Lei lipids faguèron partida dei premierei substàncias naturalas sintetizadas per lei quimistas. D'efiech, en 1844, lo Francés Théophile-Jules Pelouze (1807-1867) fabriquèt un triglicerid sintetic gràcias a una reaccion entre l'acid butiric e la glicerina en preséncia d'acid sulfuric concentrat^[5]. Dins leis ans seguents, Marcellin Berthelot (1827-1907), un estudiant de Pelouze foguèt l'autor d'autrei sintèsis d'aqueu tipe. En parallèl, Theodore Gobley (1811-1876) descurbiguèt de lipids – dau grop dei fosfolipids – dins lo cervèu de mamifèrs e dins leis uòus^[6].

Aquela diversitat dei lipids e un vocabulari pauc precís (lipoïds, lipins, lipids, etc.^[7]) limitèt lor estudi globau. La premiera classificacion modèrna foguèt prepausada en 1920. Èra basada sus tres categorias : lei limids simples (graissas e cieras), lei lipids compausats (fosfolipids e glicolipids) e lei lipids derivats (acis gras, esteròus)^[8]. Pasmens, i aguèt de consensus au sen de la comunautat scientifica per acceptar una classificacion comuna^[9]. Aquela situacion perdura encara a l'ora d'ara.

La classificacion dei lipids es un subjècte complèx en causa de la dificultat de definir de critèris objectius per difenciar lei lipids deis autrei classas de moleculas organicas. Uei, la classificacion pus acceptada es fondada sus uechs categorias establidas per l'IUPAC^[10]. Pasmens, lo recors ai tèxtes de l'IUPAC pausa egalament de problemas. Per exemple, dins una publicacion de 1994^[11], l'organizacion aviá excluch lo colesteròu dei lipids, çò que suscitèt una viva oposicion de part dei bioquistas.

Leis acids gras son d'acids carboxilics amb una cadena alifatica. Dins la natura, aquela cadena tèn generalament 4 a 36 atòms de carbòni e conferís son caractèr idrofòb a la molecula^[12]. Pòu portar de grops foncionaus variats contenent d'atòms d'oxigèn, d'azòt, de sofre ò d'alogèn. Pòu tanben èsser saturada ò insaturada e presentar d'isomerias cis/trans. Per extension, lo tèrme es de còps utilizat per designar totei leis acids carboxilics amb una cadena idrocarbonada non ciclica. Aqueleis acids son presents dins lei graissas animalas e vegetalas sota forma d'estèrs.

En bioquimia, leis acids gras son una categoria de lipids que gropa principalament leis acids carboxilics alifatics e sei derivats (acids gras metilats, idroxilats, etc.) e l'ensemble deis eicosanoïds. An un ròtle fondamentau dins l'estructuracion dei membranas plasmicas deis eucariòtas e dei bacterias. Son tanben una fònt importanta d'energia metabolica car permèton d'estocar mai d'energia que lei glucids. Leis acids gras pòdon èsser sintetizats per l'organisme gràcias a un ensemble de procès metabolics dichs « lipogenèsi ». Pasmens, pòdon tanben èsser obtenguts per lo mejan de l'alimentacion.

• 
  Acid palmitic
• 
  Acid oleïc
• 
  Acid arachidonic
• 
  Prostaglandina E2

Lei glicerids son compausats d'un residü de gliceròl esterificat per un, dos ò tres acids gras. Generalament diferents, leis acids gras permèton de definir tres categorias de glicerids ; lei monoglicerids (un acid gras dins la molecula), lei diglicerids (dos) e lei triglicerids (tres)^[13]. Aquelei compausats sèrvon generalament a estocar l'energia metabolica. Constituïsson donc la màger part de la graissa animala. Dins aquò, certanei glicerids tènon de ròtles estructuraus coma lei seminolipids presents dins l'espèrme dei mamifèrs^[14].

• 
  2-arachidonilgliceròl, un exemple de monoglicerid
• 
  1-palmitil-2-oleilgliceròl, un exemple de diglicerid
• 
  Triestearina, un exemple de triglicerid

Lei fosfoglicerids son de fosfolipids constituïts de dos residüs d'acids gras qu'esterifican un residü gliceròl esterificat per un residü fosfat. Aquel ensemble forma un acid fosfatic qu'es liat au grop alcòl d'una molecula polara. Amb leis esfingolipids, lei fosfoglicerids son una partida majora dei fosfolipids. An un ròtle fondamentau dins la formacion dei membranas biologicas – franc d'aquelei deis Archaea – dins lo metabolisme e dins la sinhalisacion cellulara^[15]. Lei teissuts nerviós ne'n contènon tanben de quantitats importantas^[16].

• 
  Estructura d'un plasmologèn, un exemple de fosfoglicerid
• 
  Estructura d'una cardiolipina, un autre exemple de fosfoglicerid
• 
  1-oleoil-2-palmitoil-fosfatidilcolina, un autre exemple de fosfoglicerid

Leis esfingolipids son una familha de lipids complèxs derivats de l'esfingosina^[17]. Son principalament presents dins lei membranas plasmicas e tènon un ròtle dins la reconoissença dei cellulas. Son lo resultat de l'amidificacion d'un acid gras sus l'esfingosina. Divèrsei grops foncionaus pòdon egalament reagir amb la foncion alcòl per se fixar sus la molecula. Segon la natura d'aquelei grops, plusors sostipes d'esfingolipids son estats definits.

• 
  Esfingosina
• 
  Estructura generala d'un ceramid, un exemple d'esfingolipid
• 
  Estructura generala d'una esfingomielina, un autre exemple d'esfingolipid

Lei glicolipids resultan de l'esterificacion d'òsas ò de l'amidificacion d'osaminas per d'acids gras. Forman d'estructuras compatiblas amb lei jaç lipidics dei membranas biologicas. Dins aquelei compausats quimics, un òsa assegura lo ròtle dau gliceròl dins lei glicerids. An un ròtle important en leis eucariòtas coma lei bacterias^[18].

Lei policetids son una familha de moleculas fòrça diversificadas que son presentas en leis animaus, lei vegetaus, lei bacterias e lei bolets^[19][20]. Compren de macrolids, de polièns, de polietèrs, de tetraciclinas, d'acetogeninas e de compausats divèrs (acid usnic, discodermolid, etc.). En causa d'aquela diversitat, son destriats lei policetids de tipe I (enzims massís amb plusors sites actius), de tipe II (policetids aromatics) e de tipe III (moleculas aromaticas pichonas produchs per d'espècias fongicas).

Lei policetids son generalament eissits de la condensacion de Claisen d'acetil-CoA, de proponiòl-CoA e de moleculas derivadas de la malonil-CoA^[21]. Un nombre important de policetids son egalament de moleculas ciclicas que son estructura es estada modificada per glicosilacion, metilacion, idroxilacion, oxidacion, etc. Fòrça substàncias frequentament utilizadas coma antiseptics, antiparasitaris ò anticancerós son de policetids^[22].

• 
  Eritromicina A, un exemple de policetid utilizat coma antimicrobian
• 
  Doramectina, un exemple de policetid utilizat coma insecticida
• 
  Aflatoxina B1, un deis anticancerós modèrnes pus utilizats
• 
  Doxiciclina, un antibiotic modèrne

Leis esteroïds son de lipids que tènon un nuclèu esteran parcialament ò totalament idrogenat e que derivan de triterpèns. Per extension, lei compausats eissits de la scission d'una liason quimica dau nuclèu esteran son tanben considerats coma d'esteroïds. Dins un organisme, an sovent lo ròtle d'ormònas ò de marcaires de la sinhalizacion cellulara. Leis esteròus son un sosensemble d'esteroïds que son grop esteran es portaire d'un grop idroxil sus son carbòni-3. Son fòrça presents dins lei membranas cellularas^[23].

• 
  Nomenclatura generala dau nuclèu esteran
• 
  Cortisòl
• 
  Colesteròu

Lei prenòus son de compausats de la familha deis alcòls. Sa cadena carbonada es constituïda d'una repeticion d'unitats isoprèn. Lei prenòus son sintetizats a partir de precursors compausats de cinc atòms de carbòni :

• l'isopentenil-pirofosfat (IPP) e lo dimetilalil-pirofosfat (DMAPP) en totei leis eucariòtas e en la màger part dei bacterias^[24].
• lo metileritritòl fosfat en lei plantas, en certanei protozoaris e en la màger part dei bacterias^[25].

Existís diferentei categorias de prenòus. Leis isoprenoïds simples son formats per l'addicion d'unitats de cinc atòms de carbòni. Quand un tau compausat contèn mai de 40 atòms de carbòni, se parla de politerpèns. Lei quinonas son un ensemble de moleculas que tènon una cadena laterala isoprenica estacada a un nuclèu quinonoïd d'origina non isoprenica^[26]. Lei bacterias produson de poliprenòus, dichs bactoprenòus, que son caracterizats per una unitat isoprenica finala liada a l'idroxil insaturada^[27].

• 
  Un carotenoïd, exemple d'isoprenoïd simple
• 
  Ubiquinona
• 
  Exemple de bactoprenòu

Lei lipids ocupan una plaça centrala dins lei membranas biologicas. D'efiech, gràcias a sei proprietats idrofobas, lei lipids pòdon s'orientar per formar de bijaç lipidics compausats de dos fuelhs parallèls. Dins un fuelh donat, lei lipids s'orientan per presentar sa partida pus idrofila a l'aiga dau mitan organic e sa partida idrofoba ai lipids de l'autre fuelh. Una tala organizacion, que permet ai grops idrofòbs de demorar alunchats dei moleculas d'aiga, es termodinamicament favorizada en mitan aquós (efiech idrofòb^[28]). De mai, aquelei bijaç an tendància de formar d'estructuras sarradas. Per aquela rason, la quimia dei lipids dins una solucion aquosa es una branca majora de la bioquimia.

Lei triglicerids estocats dins lei teissuts adipós son la forma principala d'estocatge de l'energia en leis animaus e lei vegetaus. D'efiech, per exemple, leis animaus dispausan de cellulas especializadas, leis adipocits, que son capablas de sintetizar e de degradar lei triglicerids. Per l'organisme, l'oxidacion complèta deis acids gras provesís mai d'energia qu'aquela dei glucids e dei proteïnas (aperaquí 39 kJ/g còntra 17 kJ/g)^[29].

Lei lipids an un ròtle centrau dins la sinhalisacion cellulara, es a dire dins lo sistèma de comunicacion que regís e coordena lei procès fondamentaus entre lei cellulas^[30][31]. Divèrsei lipids pòdon intervenir dins aquelei mecanismes coma l'esfingosina-1-fosfat qu'intervèn dins la regulacion de la mobilizacion dau calci^[32], dins la creissença dei cellulas e dins l'apoptòsi^[33]. De lipids, coma lei prostaglandinas e lei fosfatidilserinas, an un ròtle important dins lo bòn foncionament dau sistèma immunitari en activant lei procès inflamatòris e en marcant lei cellulas destinadas a la fagocitòsi^[34][35]. Enfin, un autre exemple de lipids tenent de foncions fondamentalas son d'esteroïds, coma l'estrogèn e la testosterona, que son d'ormonas indispensablas au debanament dei mecanismes de reproduccion.

En mai de lor ròtle dins la formacion dei jaç lipidics, dins la mesa en plaça de resèrvas energeticas e dins la sinhalizacion celluara, lei lipids asseguran de foncions variadas dins l'organisme. Lei vitaminas liposublas (A, D, E e K) son de substàncias indispensablas, en quantitat limitada, au foncionament de l'organisme uman. Leis acicarnitins intervèon dins lo metabolisme e lo transpòrt deis acids gras dins lei cellulas^[36]. Divèrsei lipids, coma lei poliprenòus, an una foncion centrala dins lo transpòrt, la sintèsi e la degradacion de sucres en lei bacterias e en leis eucariòtas^[37][38].

Lei triglicerids, leis esteròus e lei fosfolipids dei plantas e deis animaus forman la màger part dei lipids de l'alimentacion umana e animala. Lo metabolisme lipidic es l'ensemble dei procès que permèton de sintetizar e de degradar lei lipids estructuraus e foncionaus. La digestion n'es una partida importanta. Comença tre la boca onte la saliva contèn d'enzims capables de copar certanei triglicerids corts. Pasmens, leis etapas pus importantas de la digestion dei lipids se debanan dins l'intestin prim gràcias a l'accion de la bila e deis enzims pancreatics.

Dins leis animaus, de lipids pòdon èsser sintetizats per de mecanismes biologics, per exemple en respònsa a un excès de glucids. Aquelei procès son menats gràcias a l'intervencion d'enzims especifics. En particular, lo gliceròl e leis acids gras reagisson per formar de triglicerids. Pasmens, d'autrei lipids dèvon èsser trobats dins l'alimentacion. Aquò es lo cas deis acids gras essenciaus coma l'acid linoleïc. Dins lo sens opausat, l'organisme assegura de reaccions d'oxidacion dei lipids que permèton de produrre de moleculas d'ATP segon lo cicle de Krebs.

D'un biais generau, lei lipids intran dins l'alimentacion de fòrça organismes. D'efiech, l'oxidacion d'un grama de lipids permet generalament de provesir 9 kcal d'energia còntra 4 kcal per lei glucids e lei proteïnas. De lipids son tanben indispensables au foncionament de l'organisme coma lei vitaminas liposolublas. Ansin, en Occitània, lei lipids dèvon representar 35 a 40 % deis apòrts nutricionaus jornadiers de l'èsser uman^[39]. Pasmens, aquelei besonhs son a adaptar en foncion de la sason, de la temperatura e de l'activitat fisica. Per aquelei rasons, son de còps diferents dins d'autrei regions dau mond^[40].

Dins aquò, dins mai d'un país, la part de lipids dins l'alimentacion respècta pas aquelei conseus. De mai, i a tanben d'excès de lipids que pòdon aver d'efiechs negatius coma lo colesteròu qu'es vengut pus frequent dins lo manjar uman. De practicas alimentàrias marridas, coma lo rosigatge d'aliments gras e sucrats, son la causa majora d'aquela evolucion^[41]. Òr, aquò favoriza lo desvolopament de l'obesitat e lei malautiás associadas a aquela patologia (infart miocardiac, diabèta, artròsi etc.)^[42].

• (en) « Polyketides », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997.
• (fr) Yann Brassaglia, Biologie Cellulaire 2e édition, collection "Sciences fondamentales", édition Maloine, 2004.
• (en) F. D. Gunstone, J. L. Harwood e F. B. Padley, The Lipid Handbook, Chapman and Hall, 1986.
• (de) Gerhard Habermehl, Peter E. Hammann e Hans C. Krebs, Naturstoffchemie, Springer Verlag, 2^a edicion, 2002.
• (de) Georg Löffler e Petro E. Petrides, Biochemie und Pathobiochemie, Springer, 2003.
• (de) David L. Nelson, Michael M. Cox e Albert L. Lehninger (dir.), Lehninger Biochemie, 4^a edicion, Springer, 2009.
• (de) Peter Nuhn, Naturstoffchemie. Mikrobielle, pflanzliche und tierische Naturstoffe, S. Hirzel Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 2^a edicion, 1990.
• (it) T. W. Graham Solomons, Chimica organica, 2^a edicion, Zanichelli, 2001, pp. 939-968.
• (fr) Lubert Stryer, Jeremy Mark Berg e John L. Tymoczko (trad. Serge Weinman), Biochimie, Flammarion, « Médecine-Sciences », 2003.
• (de) O. W. Thiele, Lipide, Isoprenoide mit Steroiden, G. Thieme Verlag, 1979.

• Portau de la bioquimia