Lipides membranaires

LES LIPIDES MEMBRANAIRES

Rappel :

Molécules amphiphiles, hydrophobes, apolaires, insolubles dans l’eau. Solubles dans solvants organiques apolaires (benzène, éther, cyclohexane, chloroforme…).

[pic 1]

Leur structure particulière favorise une organisation en bicouche dans un environnement aqueux ils constituent des réserves énergétiques (dans tissus adipeux).

L’auto-assemblage des bicouches lipidiques

Placées dans l’eau, ces molécules amphiphiles s’assemblent spontanément en structures complexes qui minimisent les interactions des zones hydrophobes avec l’eau. Ces zones hydrophobes se rassemblent et se protègent de l’eau. Deux structures spontanées peuvent se former selon la densité des molécules et selon leur organisation géométrique :

• Les micelles : sphères regroupant en leurs centres les zones hydrophobes. 4 catégories : ionique (SDS), non ionique (Triton X-100), zwitterionique, sels biliaires.[pic 2]
• Les bicouches : forment des membranes stables, hydrophiles sur chacune de leurs faces qui prennent en sandwich un « feuillet » central hydrophobe. Lorsqu’elles se referment en une sphère, les bicouches forment une vésicule délimitant ainsi deux milieux et créent une barrière à de nombreux solutés.

Fluidité membranaire

[pic 3]

Les membranes biologiques peuvent être considérées comme un auto-assemblage de lipides dans lequel se déplacent des protéines. Cette double couche lipidique est fluide du fait de la double mobilité, latérale et de rotation, des lipides. Il y a peu d'échanges de lipides d'une couche à l'autre de la membrane (mouvements verticaux ou flip-flop), ce qui permet l'obtention de distributions asymétriques des différents lipides et confère ainsi des fonctions discriminatives aux feuillets membranaires selon qu'ils sont orientés vers l'extérieur ou vers le cytosol.

La plupart des lipides et certaines protéines peuvent effectuer des mouvements ce qui confère une structure fluide à cette membrane : on la qualifie de membrane en mosaïque fluide (ou "membrane de Singer et Nicholson") : les phospholipides peuvent tourner sur eux-mêmes, se déplacer latéralement, changer de couche...

Mais cette fluidité membranaire dépend de différents facteurs :

• Facteurs externes, la température :  une augmentation de la température entraîne la fluidification de la membrane.[pic 4]
• Facteurs internes, l’organisation moléculaire des lipides : La composition en acides-gras : plus les chaînes carbonées des acides-gras sont courtes et insaturées plus la membrane est fluide.[pic 5][pic 6]

Remarque : la présence des protéines diminuent la fluidité membranaire.

[pic 7][pic 8]

Rôle de la fluidité membranaire :

Elle intervient dans différentes fonctions cellulaires : absorption, sécrétion, protection, adhérence, communication, interaction avec la matrice, etc. Les membranes biologiques sont des structures dynamiques où les molécules sont en mouvement et renouvellement à des vitesses variables. Ces mouvements des constituants membranaires et les phénomènes de transfert transmembranaire des ions et des molécules organiques sont d'autant plus faciles que la membrane est moins rigide, plus fluide.

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