Lipides/Membranes biologiques
Les membranes biologiques constituent la frontière entre l'espace intracellulaire et l'extérieur. C'est par elles que les mécanismes de maintien des conditions nécessaires à la vie, qu’elles soient extérieures ou internes à la cellule, passent. Par exemple, la membrane permet de maintenir la différence de concentration pour la plupart des ions de chacun de ses côtés.
Les membranes biologiques sont organisées en une bicouche lipidique, faite principalement de phospholipides (au caractère très amphiphile donc). Il y a donc deux feuillets de lipides (interne/externe). Cette bicouche fait en général entre 5 et 6 nm, son intérieur étant hydrophobe, les deux zones extérieures polaires. Cependant, la répartition des charges portées directement par les lipides est inégale. En effet, les charges négatives sont quantitativement supérieures dans le feuillet interne (dans sa région polaire, bien évidemment); mais les sphingolipides et glycolipides sont du côté externe (extra-cytosolique). Des molécules de cholestérol sont présentes aussi, et elles jouent un rôle important qui sera vu plus tard.
Ce système est compact mais pas figé, c’est pourquoi on parle de fluidité membranaire. Tout d’abord, les lipides ont un mouvement de rotation sur eux-même. Deuxièmement, les lipides peuvent passer d'un feuillet à l'autre de la bicouche par un mouvement de bascule (diffusion transversale), mais c’est plutôt rare. Ensuite, il existe un mouvement de balancier des différentes chaînes carbonées (augmenté par un température élevée), et le plus important, les lipides se déplacent dans le feuillet lui-même (diffusion latérale). La fluidité est contrôlée par les interactions entre chaînes carbonées : l'insaturation diminue la rigidité alors que la longueur de la chaîne l'augmente. La teneur en cholestérol a un double effet, car la rigidité du noyau stérol diminue la fluidité, alors qu’il atténue les interactions entre chaînes carbonées longues (et donc la rigidité).
Le cœur de cette bicouche hydrophobe empêche les grosses molécules polaires (voire chargées) de passer, et permet donc de maintenir une différence de concentration ionique entre le milieu intra- et extracytosolique. C'est pourtant par elle que passent la plupart des messages biologiques, et cela par l'intermédiaire de protéines qui sont insérées dans la membranes (en masse, le rapport protéine/lipides est très grand) et forment des canaux ioniques, des récepteurs aux messagers, des pompes...
