Lipides insaponifiables: fonctions et classification

Les lipides insaponifiables sont des lipides qui ne contiennent pas d'acides gras comme composants structurels fondamentaux. Au contraire, les lipides saponifiables ou complexes ont des acides gras qui peuvent être libérés par hydrolyse alcaline, produisant des sels d'acides gras (savons), dans un processus appelé saponification.

Numériquement, les lipides insaponifiables sont inférieurs aux lipides complexes, mais parmi eux se trouvent des molécules ayant une activité biologique très intense et spécialisée. Des exemples en sont des vitamines, des hormones, des coenzymes, des caroténoïdes, entre autres.

Les lipides

Les lipides sont des biomolécules organiques qui ne sont pas solubles dans l'eau, mais dans des solvants non polaires, tels que le benzène, l'éther ou le chloroforme. Sa constitution chimique est principalement constituée de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Ils peuvent également présenter, dans une moindre mesure, d'autres composants, tels que le phosphore, l'azote et le soufre.

Les lipides se lient souvent avec d'autres biomolécules, par des liaisons faibles ou des liaisons covalentes, en formant des molécules hybrides, parmi lesquelles des glycolipides et des lipoprotéines.

Les lipides ont été classés de différentes manières. Cependant, la classification la plus stable est basée sur la présence (lipides saponifiables) ou sur l'absence (lipides insaponifiables) d'acides gras dans leur structure.

Fonction des lipides insaponifiables

Les lipides insaponifiables remplissent diverses fonctions complexes et spécifiques au sein des êtres vivants, parmi lesquels:

-Vitamines

Les vitamines sont des composés organiques qui, en très petites quantités, sont essentiels au fonctionnement de toutes les cellules et doivent être contenus dans le régime alimentaire de certaines espèces, car ils sont incapables de les synthétiser eux-mêmes. Les vitamines liposolubles appartiennent toutes au groupe des lipides non saponifiables.

Vitamine A

La vitamine A est essentielle à la vision car, sous la forme d’aldéhyde, elle est un constituant de la rhodopsine, un pigment visuel. L'insuffisance de cette vitamine provoque la cécité nocturne chez les adultes et la xérophtalmie ou la sécheresse oculaire chez les nourrissons et les enfants, ce qui peut entraîner une cécité permanente.

Le rôle de la vitamine A dans d'autres activités biologiques est encore inconnu, sa carence alimentaire cause, outre des problèmes visuels, un retard de croissance, un développement incomplet des os et du système nerveux, un épaississement et un assèchement de la peau, de la stérilité et de la dégénérescence des reins et d'autres organes.

Vitamine D

Sa fonction est liée à la calcification adéquate des os et sa carence provoque le rachitisme. Plusieurs composés ont une fonction de vitamine D; chez les mammifères, les plus importants sont la vitamine D ₂ (ergocalciférol) et la D ₃ (cholécalciférol).

La présence de cette vitamine dans le régime alimentaire est très rare, voire inexistante, sauf dans le foie du poisson. La vitamine D peut être synthétisée par le corps lui-même à partir d'un composé appelé 7-déshydrocholestérol, présent dans la peau, pour lequel une exposition au soleil est nécessaire.

Vitamine E

Aussi connu sous le nom de tocophérol, il a une fonction antioxydante, en empêchant l'autooxydation des acides gras hautement insaturés en présence d'oxygène moléculaire. Sa carence entraîne stérilité (au moins chez les cobayes), nécrose du foie, dégénérescence des reins et des muscles squelettiques, entre autres.

Vitamine K

Composé qui est synthétisé par des bactéries qui font partie de la flore intestinale. Il est nécessaire pour une coagulation sanguine correcte, probablement parce qu’il agit comme un substrat dans le foie pour la production d’une enzyme (la proconvertine) qui participe à la cascade de la coagulation.

-Photopigments

Certains lipides insaponifiables agissent en tant que pigments photosynthétiques ou en font partie; par exemple, le phytol, un diterpène faisant partie de la chlorophylle. Les caroténoïdes sont des polyisoprénoïdes qui possèdent des doubles liaisons conjuguées et peuvent également agir en tant que récepteurs d'énergie lumineuse.

Il existe deux principaux types de caroténoïdes, les carotènes et les xanthophylles; La différence fondamentale entre les deux est l'absence (carotènes) ou la présence (xanthophylles) d'oxygène dans sa constitution moléculaire.

-Hormonas

Parmi les lipides insaponifiables, il existe des composants à fonction hormonale, parmi lesquels:

Androgènes

Ce sont des hormones sexuelles mâles, composées de tétostérone et de dihydrotétostérone. Ces hormones régulent la croissance et le développement de structures sexuelles telles que le pénis, le sperme et les glandes accessoires.

Ils permettent également l’apparition de caractéristiques sexuelles secondaires (telles que la barbe et le ton de la voix) et agissent sur le comportement de reproduction.

Oestrogènes

Il existe trois types d'œstrogènes: l'œstradiol, l'œstrone et l'œstriol. Sa fonction, chez la femme, est similaire à celle des androgènes chez l'homme, en permettant le développement de structures sexuelles, en régulant l'apparition de caractères sexuels secondaires et en intervenant sur le désir sexuel et le comportement reproducteur.

Progestérone

L'hormone de gestation stimule les modifications des parois de l'utérus pour l'implantation du fœtus pendant la reproduction et intervient dans le développement de la glande mammaire, entre autres activités.

Prostaglandines

Toutes les prostaglandines ont une activité hormonale.

-Autres fonctions

De plus, les lipides insaponifiables peuvent avoir d'autres fonctions; parmi eux, les sels biliaires, qui agissent en saponifiant les lipides saponifiables au cours du processus de digestion.

D'autres ont des fonctions de coenzymes ou de pseudo-coenzymes, telles que la coenzyme Q, qui a pour fonction de transporter l'hydrogène dans la respiration mitochondriale. Alors que les esters phosphoriques du dolichol et du bactoprenol participent à la biosynthèse des lipopolysaccharides.

Classification

Il existe trois classes de lipides insaponifiables: les terpènes, les stéroïdes et les prostaglandines. Les deux premiers sont très similaires du point de vue structurel, car ils proviennent d'unités hydrocarbonées à cinq atomes de carbone.

Les prostaglandines, en revanche, proviennent de la cyclisation d'acides gras insaturés composés de 20 atomes de carbone.

-Terpène

Ce sont des molécules composées de nombreuses unités d'isoprène, un hydrocarbure de cinq atomes de carbone. Ce sont aussi des terpénoïdes ou des isoprénoïdes. Ces molécules peuvent être linéaires, cycliques ou contenir les deux types de structures.

L'union entre les différentes unités qui composent un terpène suit généralement un ordre appelé "tête-queue", bien qu'il puisse parfois s'agir d'une "queue-queue". La plupart des doubles liaisons présentes dans les terpènes sont de type trans, mais des liaisons cis peuvent également se produire.

Les terpènes peuvent être subdivisés en fonction de la quantité d'unités d'isoprène qui les composent:

Monoterpenes

Formé par deux unités d'isoprène. Beaucoup sont des constituants des huiles essentielles présentes dans les plantes, telles que le menthol, le composant principal de l'huile de menthe poivrée, ou le camphre, constituant fondamental de l'huile du même nom.

Sesquiterpènes

Ils contiennent trois unités d'isoprène. Le farnésol, un hydrocarbure acyclique présent dans de nombreuses plantes et utilisé en parfumerie pour mettre en valeur les odeurs de certains parfums, est un sesquiterpène.

Diterpènes

Ils sont composés de quatre unités d'isoprène. Un exemple de diterpènes est le phytol, composant fondamental de la chlorophylle, pigment photosynthétique des plantes.

Triterpènes

Ils se composent de six unités d'isoprène. C'est le cas du squalène, précurseur du cholestérol, du stérol qui fait partie de la membrane plasmique et des tissus du corps de tous les animaux.

Tetraterpenos

Ils contiennent huit unités d'isoprène. Dans ceux-ci, nous avons les caroténoïdes, les pigments organiques présents dans les plantes et d'autres organismes effectuant la photosynthèse, tels que les algues, les protistes et les bactéries.

Politerpènes

Composé de plus de huit unités d'isoprène, telles que le caoutchouc naturel et le guata percha. Les polyprénols constituent un groupe important de polyterpènes qui, en plus de posséder de nombreuses unités isoprène liées linéairement, possèdent un alcool primaire terminal.

Des exemples de polyterpènes sont le bactoprenol, ou alcool undécaprénylique, présent dans les bactéries, et le dolichol, présent chez les animaux. Ceux-ci, sous leur forme ester phosphorique, ont des fonctions pseudo-coenzymes.

-Stéroïdes

Ce sont des composés organiques qui proviennent d'un triterpène linéaire appelé squalène. Ce squalène a la capacité de faire du vélo très facilement. Il existe de nombreux stéroïdes dans la nature, chacun ayant des fonctions ou des activités spécifiques.

Les stéroïdes diffèrent les uns des autres par la quantité de doubles liaisons, par leur emplacement dans la molécule et par le type, la quantité et la position de leurs groupes substituants.

Ils diffèrent également par la configuration des liaisons entre ces groupes fonctionnels substituants (configuration alpha ou bêta) et le noyau; et la configuration que les anneaux présentent entre eux.

Lanostérol

Stéroïde isolé pour la première fois du revêtement en cire de laine. C'est le premier produit issu de la cyclisation du squalène. Dans les tissus animaux, c'est un précurseur du cholestérol, mais on le trouve également dans les membranes des plantes.

Il s'agit d'un alcool stéroïdien caractérisé par le fait qu'il comporte une chaîne ramifiée d'au moins 8 atomes de carbone dans le carbone 17 (c17), ainsi que d'un groupe hydroxyle dans le carbone 3 du cycle A.

Le cholestérol

Un autre alcool stéroïdien, dérivé du lanostérol, est présent dans les membranes plasmiques d’un grand nombre de cellules animales, ainsi que dans les lipoprotéines plasmatiques sanguines. Le cholestérol est le précurseur de nombreux autres stéroïdes, tels que les acides biliriques, les œstrogènes, les androgènes, la progestérone et les hormones corticosurrénales.

Autres stéroïdes

Les phytostérols sont un groupe de stéroïdes présents dans les plantes supérieures, parmi lesquels le stigmastérol et le sitostérol. Les champignons et les levures, par contre, présentent des mycostérols, tels que l'ergostérol, précurseur de la vitamine D.

-Eicosanoïdes

Des molécules de 20 atomes de carbone dérivées d'acides gras essentiels de 20 atomes de carbone, tels que les acides linoléique, linolénique et arachidonique. Ils sont des composants fondamentaux du système immunitaire et remplissent également des fonctions importantes dans le système nerveux central.

Prostaglandines

Famille de dérivés d’acides gras à forte activité hormonale ou régulatrice. Ils ont été isolés pour la première fois du plasma séminal, de la prostate et de la vésicule séminale. Il existe de nombreux types de prostaglandines ayant des fonctions différentes, mais toutes abaissent la pression artérielle; ils provoquent également une contraction des muscles lisses.

Thromboxanes

Ce sont des composés dérivés de l'acide arachidonique, à la fois autocrine (affecte la cellule émettrice) et paracrine (affecte les cellules voisines). Sa fonction principale est liée à la coagulation et à l'accumulation de plaquettes.

Leucotriènes

Autres dérivés de l'acide arachidonique, isolés pour la première fois des leucocytes et caractérisés par quatre doubles liaisons conjuguées dans leur structure. Ils ont une activité de constriction des muscles lisses et participent aux processus inflammatoires.