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Les lipides sont de grosses macromolécules organiques qui s’étendent bien au-delà de la notion courante de graisse alimentaire. Ils stockent l'énergie, constituent les membranes cellulaires, protègent les tissus et transmettent des signaux biochimiques. Contrairement à la plupart des biomolécules, les lipides sont hydrophobes, ce qui explique pourquoi les huiles de cuisine se séparent du vinaigre à base d'eau.
Toutes les molécules organiques partagent un squelette carboné. Dans les lipides, ce squelette se lie à des groupes fonctionnels tels que le glycérol (un alcool à trois carbones) et les acides gras. La combinaison d'un squelette de glycérol avec un, deux ou trois acides gras crée la famille diversifiée des lipides.
Les graisses (solides à température ambiante) et les huiles (liquides à température ambiante) diffèrent par la saturation de leurs chaînes d'acides gras. Les graisses saturées ont des liaisons simples entre les atomes de carbone, permettant des chaînes droites bien serrées, d’où leur solidité. Les graisses insaturées contiennent une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone qui tordent les chaînes, empêchant ainsi leur compactage et les gardant liquides.
Les cires sont des lipides à base d'alcool exceptionnellement insolubles dans l'eau. Leur résistance à l’eau les rend idéales pour former des revêtements protecteurs sur les cuticules des plantes, les exosquelettes d’insectes et autres surfaces externes. L'exemple classique est la barrière formant des perles qui empêche les liquides de pénétrer dans le papier ciré.
Les phospholipides sont les principaux constituants des membranes biologiques. Leur nature amphipathique (têtes hydrophiles et queues hydrophobes) entraîne l'assemblage spontané de bicouches, créant une barrière sélective qui protège l'intérieur cellulaire tout en permettant la communication avec l'environnement.
Bien que parfois négligés, les stéroïdes constituent une classe de lipides caractérisés par un squelette carboné rigide à quatre anneaux. Le cholestérol, le stéroïde le plus connu, est essentiel à la fluidité des membranes et sert de précurseur à la synthèse des hormones (par exemple, la testostérone, les œstrogènes). Les hormones stéroïdes agissent comme des molécules de signalisation qui régulent la croissance, le métabolisme et la reproduction.