La structure des globules lipidiques

3.2.2.1. La répartition des lipides au sein des globules lipidiques

Le mécanisme d’action des lipases sur les triglycérides organisés en globules lipidiques n’est pas encore bien connu. En ce qui concerne la lipase gastrique, Hamosh et collaborateurs ont suggéré que cette lipase de nature très hydrophobe puisse, grâce à cette propriété, entrer dans la monocouche ou la bicouche de phospholipides pour hydrolyser les molécules de triglycérides situées dans le cœur du globule lipidique (Hamosh, 1990). Concernant la lipase pancréatique, il a été proposé l’existence de peptides obliques, pouvant pénétrer dans la couche de phospholipides et permettre ainsi le recrutement des molécules de triglycérides à la surface (Thomas et al., 2005), et on peut supposer, qu’il puisse en être de même pour la lipase gastrique et peut-être d’autres lipases. Toutefois, sachant que ces enzymes agissent à l’interface lipides/eau, on peut en déduire, qu’elles hydrolysent leur substrat seulement lorsqu’il se trouve à la surface des globules (Brockman, 1984). Ainsi, la répartition des triglycérides entre le cœur et la surface des globules lipidiques, est également un facteur physico-chimique clé de la biodisponibilité des acides gras. L’étude de lipoprotéines riches en triglycérides (Miller et Small, 1983) et d’émulsions alimentaires (Borel et al., 1996) a montré, que les molécules de triglycérides représentent 2 à 5 moles % des lipides localisés à la surface des globules lipidiques, permettant ainsi l’action des lipases. Celle-ci serait entretenue par un renouvellement des triglycérides à l’interface lipidique, à partir du pool entrappé dans le globule.

La distribution cœur/surface à l’intérieur des globules lipidiques n’affecte pas seulement la biodisponibilité des acides gras estérifiés sur les triglycérides alimentaires. Elle exerce également une influence directe sur la biodisponibilité de molécules lipophiles, comme les vitamines (Armand, 1998). En effet, les molécules majoritairement solubilisées dans le cœur sont entrappées à l’intérieur des globules lipidiques et ne peuvent être directement absorbées par l’entérocyte; leur libération en phase aqueuse dépend obligatoirement de la lipolyse des triglycérides. Par contre, les molécules majoritairement localisées en surface, sont plus vite libérées en phase aqueuse. Une étude, portant sur les carotènes, a établi une relation

entre leur localisation au sein des globules lipidiques et leur biodisponibilité (Borel et al., 1996). Les émulsions de triglycérides et de phospholipides testées contenaient du β-carotène, molécule apolaire et donc localisée préférentiellement dans le cœur des globules, et de la zéaxanthine, plus polaire et donc distribuée majoritairement en surface. Cette distribution a effectivement eu une incidence sur la libération de ces molécules. En effet, après incubation en présence d’eau distillée ou d’un milieu renfermant des sels biliaires, la zéaxanthine commence à passer en phase aqueuse alors que le β-carotène n’est pas libéré. Puis, la libération de la zéaxanthine se poursuit rapidement après lipolyse pancréatique, tandis que le β-carotène est libéré séquentiellement au fur et à mesure de la lipolyse (Borel et al., 1996).

3.2.2.2. L’organisation de la monocouche de surface

La présence et la quantité relative de certaines molécules dans la monocouche de surface des globules lipidiques (protéines, phospholipides, acides gras libres…) sont susceptibles de créer des conditions environnementales (concentration, pression, charges électrostatiques…), pouvant fortement moduler la conformation, la fixation, et de ce fait l’activité, des lipases. Un exemple peut être donné à travers les globules de lait humain. Ces derniers possèdent une organisation très particulière, du fait de leur synthèse et de leur sécrétion par la glande mammaire (Figures 8).

Figure 8: Représentation schématique de la formation et de la sécrétion des globules lipidiques du lait (D’après Heid et Keenan, Eur J Cell Biol, 2005, 84, 245-258).

(1) Sécrétion d’un globule lipidique par enveloppement dans la membrane apicale. (2) Sécrétion du sérum (phase non lipidique) du lait par exocytose des composés. (3) Sécrétion du sérum du lait par exocytose simple. Abréviations: CM, micelle de caséine; ER, réticulum endoplasmique; GA, Appareil de Golgi; MLD, micro-gouttelette lipidique; MFG, globule lipidique du lait; N, noyau; SV, vésicule de sécrétion; TJ, jonction serrée; MY, cellule myoépithéliale; BM, membrane basale.

Leur surface est constituée d’une monocouche de phospholipides, elle-même recouverte d’une bicouche phospholipidique contenant des protéines, provenant de la membrane apicale des cellules glandulaires au cours de l’exocytose (Keenan et Patton, 1995) (Figure 9).

Figure 9: Représentation schématique d’un globule de lait humain.

Il a été montré, chez l’enfant prématuré, que la digestion intragastrique des globules de lait humain est plus efficace (25 %) que celle des globules lipidiques d’une émulsion artificielle (13 %) (pour un apport lipidique identique de 6 g/kg de poids corporel/jour et pour des compositions en acides gras proches), et qu’il s’en suit une meilleure absorption des lipides (Armand et al., 1996b). Ce résultat ne peut pas s’expliquer par une sécrétion plus élevée de lipase gastrique, ni par la composition en acides gras des triglycérides. Il ne peut pas non plus s’expliquer par la taille des globules lipidiques, puisque le diamètre des globules de lait humain (environ 4 µm) est supérieur à celui des globules de l’émulsion artificielle testée (environ 0,6 µm) (Armand et al., 1996b), ce qui, étant donné l’impact de la granulométrie sur la digestion des lipides, aurait dû produire des résultats opposés à ceux obtenus. La meilleure digestibilité du lait humain pourrait donc être liée, au moins en partie, à l’ultrastructure particulière de ses globules, dont la monocouche de surface, constituée de trois couches de phospholipides et de protéines, présenterait une quantité plus importante de triglycérides accessibles aux lipases.

L’effet de la composition de la monocouche de surface des globules lipidiques sur la lipolyse peut également être illustré par l’impact de la présence d’acides gras libres sur

Cœur du

globule Monocouchede surface la membrane plasmiqueBicouche provenant de

Phospholipide Triglycéride Cholestérol libre Cholestérol estérifié Vitamines liposolubles Protéines: butyrophiline, mucines, xanthine oxidase

l’activité de la lipase gastrique. En effet, si les acides gras libres endogènes, c’est-à-dire ceux libérés par l’action de la lipase gastrique, entraînent une inhibition physiologique de cette enzyme (Pafumi et al., 2002), il n’en va pas de même pour les acides gras libres exogènes. Il a été montré, que l’ajout d’acide oléique exogène à des émulsions préformées de trioléine et de phospholipides ne modifie pas notablement les paramètres cinétiques de leur hydrolyse in

vitro dans des conditions proches de la physiologie, mais qu’en revanche, l’addition d’acide

oléique au mélange trioléine-phospholipides à la concentration de 2 à 7 % avant l’émulsification augmente de 70 % le taux d’hydrolyse des émulsions (Pafumi et al., 2002). Cet effet activateur, comme dans le cas du lait humain, ne peut pas être attribué à des différences dans la taille des globules lipidiques des émulsions sans et avec acide oléique (2, 2,5 et 1,3 µm pour les émulsions contenant respectivement 0, 2 et 7 % d’acide oléique), mais pourrait s’expliquer par une modification de la composition de l’interface lipidique, due à l’incorporation des acides gras libres dans la monocouche de surface.