Les phospholipides constituent une classe importante de biomolécules. Les phospholipides sont les éléments fondamentaux des membranes cellulaires et constituent la majeure partie du surfactant , le film qui occupe les interfaces air/liquide dans le poumon. Ces molécules sont constituées d’un groupe de tête polaire ou chargé et d’une paire de queues d’acides gras non polaires, reliées par une liaison glycérol. Cette combinaison de segments polaires et non polaires est qualifiée d’amphiphile, et le mot décrit la tendance de ces molécules à s’assembler aux interfaces entre les phases polaires et non polaires.
La structure de la classe la plus courante de phospholipides, les phosphoglycérides, est basée sur le glycérol, un alcool à trois carbones de formule CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH. Deux chaînes d’acides gras, chacune ayant typiquement un nombre pair d’atomes de carbone compris entre 14 et 20, se fixent (par une double estérification) au premier et au deuxième carbones de la molécule de glycérol, désignés respectivement par les positions sn1 et sn2. Le troisième groupe hydroxyle du glycérol, en position sn3, réagit avec l’acide phosphorique pour former du phosphatidate. Les phospholipides courants, largement répandus dans la nature, sont produits par une réaction supplémentaire du groupe phosphate du phosphatidate avec un alcool, tel que la sérine, l’éthanolamine, la choline, le glyercol ou l’inositol. Les lipides résultants peuvent être chargés, par exemple, la phosphatidyl sérine (PS), le phosphatidyl inositol (PI) et le phosphatidyl glyercol (PG), ou dipolaires (ayant des régions séparées chargées positivement et négativement), par exemple, la phosphatidyl choline (PC) et la phosphatidyl éthanolamine (PE). Le terme “lécithine” fait référence aux lipides de type PC. Un arrangement typique des phospholipides est la présence d’un acide gras saturé, tel que l’acide palmitique ou stéarique, en position sn1, et d’un acide gras insaturé ou polyinsaturé, tel que l’acide oléique ou arachodonique, en position sn2 (voir la figure 1 pour la structure d’un phosphoglycéride).
Une autre classe de phospholipides est celle des sphingolipides. Une molécule de sphingolipide possède la structure du groupe de tête à base de phosphatidyle décrite ci-dessus, mais (contrairement à une molécule de phospholipide commune) contient un seul acide gras
et d’un alcool à longue chaîne comme ses composants hydrophobes. De plus, le squelette du sphingolipide est la sphingosine, un alcool aminé (plutôt que le glyercol). La structure d’un sphingolipide représentatif, la sphingomyéline, est également présentée dans la figure 1. On pense que les sphingolipides, présents principalement dans les tissus nerveux, forment des domaines riches en cholestérol au sein des membranes bicouches lipidiques qui peuvent être importants pour les fonctions de certaines protéines membranaires.
Les phospholipides ont de nombreuses fonctions dans les systèmes biologiques : comme carburants, comme éléments structuraux des membranes, comme agents de signalisation et comme surfactants. Par exemple, le surfactant pulmonaire est un mélange de lipides (principalement de la dipalmitoyl phosphatidyl choline) et de protéines qui contrôle la tension superficielle du revêtement fluide de l’intérieur du poumon (le site des échanges gazeux), permettant une expansion et une compression rapides de ce revêtement pendant le cycle respiratoire. Les phospholipides sont le principal constituant lipidique des membranes cellulaires, assurant ainsi l’intégrité structurelle entre la cellule et son environnement et fournissant des frontières entre les compartiments de la cellule.