Stéroïde

Les stéroïdes forment un groupe de lipides dérivant de triterpénoïdes, surtout le squalène. Ils se définissent par un noyau cyclopentanophénanthrénique hydrophobe partiellement ou complètement hydrogéné.



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Définitions :

  • molécule lipidique caractérisée par un noyau tétracyclique de carbone nommé stérol. Différents stéroïdes se distinguent selon le ... (source : premiumorange)
  • steroides - Nom général pour des médicaments contenant de la cortisone. (source : pemphigus.viabloga)

Les stéroïdes forment un groupe de lipides dérivant de triterpénoïdes (lipides à 30 atomes de carbones), surtout le squalène. Ils se définissent par un noyau cyclopentanophénanthrénique hydrophobe (fig. 1) partiellement ou complètement hydrogéné. Généralement, les carbones C10, C13 sont liés à un groupe méthyle -CH3 et le carbone C17 à un groupe alkyle. Par extension, les stéroïdes incluent aussi les lipides dont le noyau cyclopentanophénanthrénique a été modifié par scission d'une liaison et l'ajout ou la délétion d'un carbone[1].

En médecine le terme de «stéroïde» fait référence aux hormones stéroïdiennes. Dans un contexte sportif, «stéroïde» est généralement utilisé pour désigner les stéroïdes anabolisants.

Sommaire

Nomenclature et Classification

Les différentes instances scientifiques ne s'accordent pas sur la classification. Dans la classification de l'IUPAC, les stéroïdes sont une catégorie incluant les stérols. Dans la classification classique les stérols sont une catégorie qui inclut les stéroïdes.

Selon l'IUPAC

Selon l'IUPAC, les stéroïdes incluent l'ensemble des lipides possédant un noyau cyclopentanophénanthrénique ou dérivant de ce dernier[1]. Sa définition ne catégorise pas les différents types de stéroïdes. Cependant, l'IUPAC précise que les «stérols sont des stéroïdes» se caractérisant par la présence d'un groupe hydroxyl -OH sur le carbone C3 (par exemple, le cholestérol - fig. 2).

Classification classique

En revanche, pour plusieurs biochimistes, les «stérols forment une catégorie à part entière incluant les stéroïdes» mais aussi cinq autres sous-classes[2] :

Dans ce cas, le terme de «stéroïde» fait par conséquent seulement référence aux hormones stéroïdiennes. Cet usage qui est aussi fréquemment retenu en médecine. Dans un contexte sportif, «stéroïde» est généralement utilisé pour désigner les stéroïdes anabolisants.

Quelques exemples de stéroïdes

Synthèse des stéroïdes

Fig. 5 La synthèse du cholestérol par la voie de l'hydroxymethyl-cœnzyme A réductase

Un exemple bien connu de stérol est le cholestérol, mais il en existe plus d'une centaine différents identifiés quasi-exclusivement chez les animaux, les végétaux et les champignons. La synthèse du cholestérol se fait essentiellement par la voie de l'hydroxymethyl-cœnzyme A réductase (HMG-CoA réductase). Cette voie permet la synthèse de squalène et de lanostérol desquels dérivent de nombreux autres stérols. Le squalène est un lipide isoprènoïde de la classe des prénols. Les voies de synthèse des stérols et des prénols sont par conséquent en partie communes.

En réalité, il semble que les voies métaboliques de synthèse des stérols ne soient présentes que chez les eucaryotes. Cependant, il a éte montré récemment[3] que la protéobactérie Methylococcus capsulatus et le planctomycète Gemmata obscuriglobus possédaient des enzymes homologues à la squalène monooxygenase ainsi qu'à l'oxydosqualène cyclase, deux enzymes requises originellement pour la synthèse des stérols à partir du squalène. D'autre part, la présence de lanostérol [4] a été mise en évidence chez les bactéries Methylococcus capsulatus[5] et Methylosphæra hansonii[6]. Ceci pourrait s'expliquer par un transfert latéral de gène entre un ancêtre de ces bactéries et des cellules eukaryotes ou par un phénomène d'endosymbiose[3].

Extraction des ecdystéroïdes

Les propriétés polaires spécifiques des ecdystéroïdes ont été à l'origine des difficultés rencontrées lors des premières extractions. En effet, avec une polarité intermédiaire, les ecdystéroïdes sont , fait surprenant pour des stéroïdes, assez solubles dans l'eau. Les méthodes d'extraction utilisent cette propriété. La première extraction d'un ecdystéroïde fût réalisée par Peter Karlson. En 1954, il réalisa l'extraction et l'isolement de 25 mg d'ecdysone pure et cristallisée à partir de 500 kg de chrysalides de vers à soie. La méthode était alors assez simple mais il a ensuite développé une méthode d'extraction à plus grande échelle. Cette méthode exigeait un matériel plus important mais permettait d'accroître l'efficacité. En 1960, il a pu obtenir 250 mg d'ecdysone à partir de 1000 kg de chrysalides séchées.


Extraction préliminaire

La plupart des procédés commencent par une extraction à l'alcool (méthanol ou éthanol) ou à l'acétone. Ces extractions consistent en un broyage des tissus animaux ou végétaux. On fait ensuite macérer ces tissus avec l'alcool particulièrement concentré et on les filtre ou on les décante pour récupérer un extrait brut qui sera soumis à différentes partitions.

Partitions

Des partitions permettent de séparer les composés polaires et apolaires des ecdystéroïdes. Les partitions opérées sont de deux types. Partitions eau-éther de pétrole (ou chloroforme) ou eau-hexane. On mêle l'extrait brut à un mélange eau-éther de pétrole et on récupère ensuite la fraction aqueuse qui contiendra les ecdystéroïdes libres. Cette partition permet d'éliminer les composés lipidiques. Partitions eau-butanol. Cette fois-ci, on récupère les ecdystéroïdes libres dans la fraction alcoolique. Grâce à cette partition, on élimine les sucres et les composés polaires. Cette partition n'est quelquefois pas mise en œuvre : en effet, cela provoque quelquefois la perte de certains ecdystéroïdes polaires. Les tissus végétaux sont quelquefois préférés pour l'extraction car ils sont bien plus riches en ecdystéroïdes. Mais la purification est alors plus délicate du fait de la présence de nombreux phénols et pigments.

Opérations supplémentaires

A la suite des différentes partitions, qui peuvent être répétées plusieurs fois, on a une fraction contenant les ecdystéroïdes. Cette solution doit ensuite être lavée et séchée avant de pouvoir être analysée. Les lavages peuvent se faire à l'eau glacée, à l'acide (acétique, sulfurique), et après chaque partition. Les extraits obtenus sont ensuite concentrés et séchés par évaporation. Suite à ces diverses opérations, on a un mélange d'ecdystéroïdes qu'il va falloir séparer puis analyser. N. B. On utilise énormément pour extraire les ecdystéroïdes une méthode dite D. C. C. C. (Droplet Counter-Current Chromatography) qui est une sorte de partition en continu. Cela peut fonctionner à l'échelle préparative, avec un débit lent certes, mais avec une résolution assez intéressante.

Intérêt dans la répression des fraudes

L'analyse de la partie insaponifiable d'une matière grasse sert à connaître son origine. [Insaponifiables = Pigments + Stérols + Tocophérols. ]

Si l'analyse donne les résultat suivants concernant la teneur en stérols :

Certains stérols caractérisent leur origine :

Huile d'olive : le rapport (B cytostérols/[campestérols + stigmastérol])

Huile extraite des végétaux de la famille des Brassicaceæ caractérisée par la présence de brassicastérol (exemple : huile de colza).

Références

  1. définition selon : (en) Mondial Union of Pure and Applied Chemistry, Orgnanic Division - Commission on Nomenclature of Organic Chemistry, and Commission on Physical Organic Chemistry (1994) Glossary of names of organic comounds and reactive intermediates based on structure (lire en ligne)
  2. (en) Fahy E., Subramaniam S., Brown H. A., Glass C. K., Merrill A. H. Jr., Murphy R. C., Rætz C. R., Russell D. W., Seyama Y., Shaw W., Shimizu T., Spener F., van Meer G., VanNieuwenhze M. S., White S. H., Witztum J. L., Dennis E. A. (2005) A comprehensive classification system for lipids, J Lipid Res. , vol. 46 (5)  :839-861
  3. (en) Pearson A., Brocks J. J., and Budin M. (2003) Phylogenetic and biochemical evidence for sterol biosynthesis in the bacterium Gemmata obscuriglobus, Proc. Natl. Acad. Sci. vol. 100 (26)  :15352–15357.
  4. stérol dérivé du squalène.
  5. (en) Bird C. W., Lynch J. M., Pirt F. J., and Reid W. W. (1971) Steroids and squalene in Methylococcus capsulatus grown on methane, Nature, vol. 230 (5294)  :473-474.
  6. (en) Schouten S., Bowman J. P., Rijpstra W. I., and Sinninghe Damste J. S. (2000) Sterols in a psychrophilic methanotroph Methylosphæra hansonii, FEMS Microbiol Lett. , vol. 186 (2)  :193-195.

Voir aussi


Lipides

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