Lipides amphiphiles et bicouches

Une molécule amphiphile possède une partie hydrophile et une partie hydrophobe. Dans l'eau, certaines s'organisent spontanément en agrégats qui limitent l'exposition des chaînes hydrophobes tout en gardant les têtes polaires au contact de l'eau. La forme dépend de la géométrie moléculaire et des conditions : micelles, bicouches ou autres phases ne sont pas interchangeables.

Une bicouche comprend deux feuillets de lipides orientés en sens opposés. Pour une membrane plane de surface projetée $A$ avec aire moyenne par lipide $a$, un modèle pur et homogène donne environ $2A/a$ molécules. Protéines, asymétrie, courbure et phase lipidique modifient ce compte. L'aire par lipide est une donnée expérimentale conditionnelle, pas une constante universelle.

L'étude de Kučerka et collègues rapporte pour POPC en phase fluide hydratée à $30\ ^\circ\mathrm C$ une aire d'environ $68{,}3\ \mathrm{\mathring A^2}$ par lipide, soit $0{,}683\ \mathrm{nm^2}$. Pour une bicouche plane pure de surface $1\ \mathrm{\mu m^2}=10^6\ \mathrm{nm^2}$, le modèle estime $N=2\times10^6/0{,}683\simeq2{,}93\times10^6$ lipides. Le facteur deux compte les feuillets ; il ne double pas la surface projetée de la membrane comme objet.

Le tableau affiche la conversion de surface, l'aire donnée par lipide et l'estimation pour les deux feuillets. La valeur expérimentale comporte une incertitude et des conditions ; l'estimation conserve seulement un ordre de précision cohérent, sans prétendre compter exactement chaque molécule d'une membrane biologique.