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Les Molécules du vivant A- L’eau. Joëlle Masliah B- les ions du compartiment plasmatique Joëlle Masliah D- les lipides Joëlle Masliah C- les protéines Dominique Rainteau E- les glucides Jean Pierre Tresca F- l’oxygène Jean Pierre Tresca 9 septembre 2010 1 Première partie : de l’atome à la molécule . Philippe Karoyan Biologie fondamentale Deuxième partie : les biomolécules du compartiment sanguin

Première partie de l’atome à la Karoyan

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Page 1: Première partie de l’atome à la Karoyan

Les  Molécules du vivant 

A- L’eau. Joëlle MasliahB- les ions du compartiment plasmatique Joëlle Masliah

D- les lipides Joëlle Masliah

C- les protéines Dominique Rainteau

E- les glucides Jean Pierre TrescaF- l’oxygène Jean Pierre Tresca

9 septembre 2010 1

Première partie :  de l’atome à la molécule . Philippe Karoyan

Biologie fondamentale

Deuxième partie : les biomolécules du compartiment sanguin

Page 2: Première partie de l’atome à la Karoyan

C‐ les lipides

9 septembre 2010 2

Molécules du vivant Deuxième partie : les biomolécules du compartiment sanguin

D.3- apport alimentaire: Les triglycérides, les acides gras, la digestion, role énergétique,

D.2- les lipoprotéines ou comment les lipides circulent dans l’eau

D.4- les lipides membranaires : Le cholestérol, les phospholipides, les glycolipides

D.1- Molécules hydrophobes = apolaires (lipos : insoluble dans l’eau), s’associent par interaction hydrophobe. Tous contiennent des chaines grasses

D- les lipides

Page 3: Première partie de l’atome à la Karoyan

eau

D.1- Molécules hydrophobes

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires :

huile

eau

Une expérience simple : ajouter de l’huile dans l’eau

L’émulsionnant permet de stabiliser la dispersion de l’huile dans l’eau

émulsionnant

Problème posé par les molécules hydrophobes dans un milieu aqueux :

huile

Page 4: Première partie de l’atome à la Karoyan

huile

eau

9 septembre 2010 4

Selon la forme de l’émulsionnant et l’abondance de la phase lipidique, deux types d’assemblages sont possibles

liposome

Dans la circulation sanguine, les lipides circulent sous la forme de

micelles

Dans les membranes cellulaires, les lipides s’organisent en

liposomes

D.1- Molécules hydrophobes

D.3- apport alimentaire

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires

micelle

Page 5: Première partie de l’atome à la Karoyan

9 septembre 2010 5

Dans la circulation sanguine, les lipides sont transportés sous la forme de

lipoprotéines , de gros édifices moléculaires composites :

hydrophobe amphiphile

Phospholipides

Cholestérol Libre

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires :

D.1- Molécules hydrophobes

Apolipoprotéines

SurfaceCœur (Noyau)

Esters de Cholestérol

Triglycérides

Page 6: Première partie de l’atome à la Karoyan

Différents types de lipoprotéines circulantes

Chylomicrons

VLDL

LDL

HDL

100nm

50nm

20nm

10nm

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires

D.1- Molécules hydrophobes

Page 7: Première partie de l’atome à la Karoyan

9 septembre 2010 7

Lipoprotéines: l’ hétérogénéité de structure correspond à une hétérogénéité fonctionnelle

Elimination du cholestérol

HDL

cholestérol

Distribution des Lipides vers les tissus

LDL

cholestérol

Chylomicrons,VLDL

Triglycérides

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires

D.1- Molécules hydrophobes

Page 8: Première partie de l’atome à la Karoyan

9 septembre 2010 8

D.3-1. Les triglycérides, lipides énergétiques

lipides neutres = très apolaires, très hydrophobes 

1  CH2‐OHHO‐ 2  C‐H

3  CH2‐ OH 

1 glycérol + 3 acides gras

‐OC‐CO‐ O‐

‐OC‐

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires :

D.1- Molécules hydrophobes

graisses de réserve :-adipocytes des vertébrés.

- graines des plantes

-Chez l'homme, réserve énergétique = qq mois Forment des gouttelettes lipidiques dans le cytosol

Page 9: Première partie de l’atome à la Karoyan

9 septembre 2010 9

Entérocyte

Lumière

Mb Basale

Absorption des Lipides IntestinauxD.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires :

D.1- Molécules hydrophobes

2- Absorption des Lipides

Triglycérides1‐ Hydrolyse par la lipase pancréatique

Acides gras libres

Acides gras libres

Dispersés en présence d’acides biliaires

3- Synthèse de Triglycérides et Assemblage en Lipoprotéines4‐

4‐ Sécrétion desChylomicrons

entérocyte

Page 10: Première partie de l’atome à la Karoyan

Acides gras

muscle

triglycérides

T. adipeux

Lipoprotéine lipase

Acides gras

stockage

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires :

D.1- Molécules hydrophobes

Circulation sanguine

Triglycérides

énergie

Lipides alimentaires

chylomicrons

métabolisme

Page 11: Première partie de l’atome à la Karoyan

11

Les acides gras

Chaîne hydrocarbonée + fonction acide carboxyliqueLes Acides gras naturels ont pour la plupart

Nombre pair de C (nC2) De C4 à C24

Pôlehydrophile

Pôlehydrophobe

Molécule amphiphile

CH3-(CH2) n-2 - COOH

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires :

D.1- Molécules hydrophobes

Les acides gras naturels sont le plus souvent estérifiés (à du glycérol, à du cholestérol)

‐COOH

Page 12: Première partie de l’atome à la Karoyan

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires :

D.1- Molécules hydrophobes

le plus abondant dans les graisses végétales et animales

Les acides gras saturés

Les acides gras mono insaturés

Double liaison cis

Acide gras trans artificiel obtenu par hydrogénation

Page 13: Première partie de l’atome à la Karoyan

13

Les acides gras polyinsaturés

Famille ω3

18 : 3 (ω 3)acide α linolénique

COOH D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires :

D.1- Molécules hydrophobes

Température de fusion – 17°C

COOH

20 : 4 (ω 6) Acide arachidonique

=

Température de fusion – 49°C

Famille ω6

Acides gras indispensables : apportés par l’alimentation car non synthétisés dans l’organisme

Page 14: Première partie de l’atome à la Karoyan

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires :

D.1- Molécules hydrophobes

Composition des principaux lipides alimentaires

dans l'alimentation : huiles végétales, produits laitiers, graisses animales = triglycérides ≠ par leurs acides gras

100

80

60

40

20Aci

des

gras

(% to

tal)

Poly insaturés

Saturés Mono Insaturés

Huile d’olive

beurre Graisseanimale

Page 15: Première partie de l’atome à la Karoyan

Composition des principales huiles végétales alimentaires

Page 16: Première partie de l’atome à la Karoyan

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plasma

Foie

Muscle

Tissu adipeux

Intestin

Tissu adipeuxTriglycérides

Acides gras

lipoprotéines

Acides gras

Molécules anhydres,valeur énergétique = 2X glucides

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires :

D.1- Molécules hydrophobes

Acétyl CoA(CH3- CO-S CoA)

KrebsChaîne

respiratoire

ATP

Utilisation des acides gras pour fournir de l’énergie aux tissus

Page 17: Première partie de l’atome à la Karoyan

Rôle des lipoprotéines dans le transport du cholestérol

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires :

D.1- Molécules hydrophobes

Membranes cellulaires

LDL cholestérol

athérome

En cas d’excès

Page 18: Première partie de l’atome à la Karoyan

Elimination dans la bile Membranes cellulaires

HDL cholestérol

Rôle des lipoprotéines dans le transport du cholestérol

Page 19: Première partie de l’atome à la Karoyan

9 septembre 2010 19

Les membranes biologiques sont constituées d ’une bicouche lipidique

Les membranes sont constituées de lipides amphiphiles qui s’organisent en liposomes dans un milieu aqueux

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires

D.1- Molécules hydrophobes

Page 20: Première partie de l’atome à la Karoyan

9 septembre 2010 20

Dans les cellules eucaryotes, les membranes recouvrent la cellule, mais aussi de nombreux compartiments

intracellulaires

Page 21: Première partie de l’atome à la Karoyan

9 septembre 2010 21

D.4- Les lipides membranaires

Tête hydrophile

CholineO O

O=

P

CH3

CH3

CH3CH2

H2C

O‐

N+

Phosphate

Acides gras à longues chaînes

O

O

O

O=

=

H2C

CH2C

CHC

Glycérol

Queue hydrophobe

R1 = Acide gras saturé à longue chaîneR2 = Acide gras insaturé à longue chaîne

Queue hydrophobe =2 chaînes hydrocarbonéesapolaires

Tête polaire (hydrophile)

D.3- apport alimentaire:

D.2- les lipoprotéines

D.4- les lipides membranaires

D.1- Molécules hydrophobes

A- Les phospholipides

Phosphatidylcholines ou lécithines (PC)

Page 22: Première partie de l’atome à la Karoyan

9 septembre 2010 22

Les acides gras des phospholipides sont souvent insaturés , ce qui provoque une fluidité importante de la membrane

Point de Fusion des acides gras

C18 : 0   stéarique          +70C18 : 1   oléique             +13.4C18 : 2   linoléique         ‐ 9C18 : 3   linolénique       ‐ 17

C20 : 0   arachidique       +75.4C20 : 4   arachidonique   ‐ 49.5

Phase solide Phase fluide

Page 23: Première partie de l’atome à la Karoyan

9 septembre 2010 23

B. Cholestérol libre

OHtête polaire

0

3

2

1

corps apolaire

- Des esters de cholestérol :fixation d’1 Acide gras sur l’OH

Dans les lipoprotéines, on trouve surtout

CO-

Le cholestérol est éliminé dans la bile

Page 24: Première partie de l’atome à la Karoyan

9 septembre 2010 24

C. Glycolipides

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Ex. : antigènes des groupes sanguins

CH=CH- CHOHCO- NH- CH –CH2 O-

CH=CH- CHOHCO- NH- CH –CH2 O-

groupe O

Groupe AGroupe B

L fucose

galactose

glucose

N acétyl galactosamine

NANA

Structure glucidique complexe, très diversifiée

, associée à un lipide amphiphile particulier (céramide)

CH=CH- CHOHCO- NH- CH –CH2 O-

Page 25: Première partie de l’atome à la Karoyan

phospholipide cholestérol

glycolipide protéine

Page 26: Première partie de l’atome à la Karoyan

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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)