27.4: Les Phospholipides et les Sphingolipides sont des Composants des Membranes

Les phospholipides sont les principaux constituants des membranes cellulaires. Ils ressemblent aux triglycérides en étant des dérivés ester ou amides du glycérol ou de la sphingosine avec des acides gras et de l’acide phosphorique. La fraction phosphate de l’acide phosphatidique résultant est en outre estérifiée avec de l’éthanolamine, de la choline ou de la sérine dans le phospholipide lui-même. Le diagramme suivant montre les structures de certains de ces composants. Cliquer sur le diagramme le changera pour afficher les structures de deux phospholipides représentatifs. On notera que les composants en acides gras (R & R’) peuvent être saturés ou insaturés.

En tant qu’amphiphiles ioniques, les phospholipides s’agrégent ou s’auto-assemblent lorsqu’ils sont mélangés à de l’eau, mais d’une manière différente de celle des savons et des détergents. En raison des deux chaînes alkyles pendantes présentes dans les phospholipides et des charges mixtes inhabituelles dans leurs groupes de tête, la formation de micelles est défavorable par rapport à une structure bicouche. Si un phospholipide est enduit sur un petit trou dans un mince morceau de plastique immergé dans l’eau, une bicouche plane stable de molécules de phospholipides est créée au niveau du trou. Comme le montre le diagramme suivant, les groupes de tête polaires sur les faces de la bicouche entrent en contact avec l’eau et les chaînes alkyles hydrophobes forment un intérieur apolaire. Les molécules de phospholipides peuvent se déplacer dans leur moitié de la bicouche, mais il existe une barrière énergétique importante empêchant la migration de l’autre côté de la bicouche.

Cette structure membranaire bicouche se retrouve également dans des structures agrégées appelées liposomes. Les liposomes sont des vésicules microscopiques constituées d’un noyau aqueux enfermé dans une ou plusieurs couches de phospholipides. Ils se forment lorsque les phospholipides sont vigoureusement mélangés à de l’eau. Contrairement aux micelles, les liposomes ont des intérieurs et des extérieurs aqueux.

Une cellule peut être considérée comme un liposome très complexe. La membrane bicouche qui sépare l’intérieur d’une cellule des fluides environnants est en grande partie composée de phospholipides, mais elle incorpore de nombreux autres composants, tels que le cholestérol, qui contribuent à son intégrité structurelle. Les canaux protéiques qui permettent le transport de divers types d’espèces chimiques dans et hors de la cellule sont également des composants importants des membranes cellulaires.

L’intérieur d’une cellule contient une variété de structures (organites) qui effectuent des opérations chimiques vitales à l’existence des cellules. Les molécules liées aux surfaces des cellules servent à identifier des cellules spécifiques et à faciliter l’interaction avec des entités chimiques externes. Les sphingomyélines sont également des lipides membranaires. Ils sont le composant majeur de la gaine de myéline entourant les fibres nerveuses. La sclérose en plaques est une maladie dévastatrice dans laquelle la gaine de myéline est perdue, provoquant une paralysie éventuelle.