ما يسمى محلول الدهون. الدهون: تركيبها وتكوينها ودورها في جسم الإنسان. الوظيفة الهيكلية للدهون

الدهون (الدهون).

الدهون- يسمى خليط معقد من المركبات العضوية (مركبات مع الكربون C)، مع خصائص فيزيائية وكيميائية مماثلة:

- غير قابل للذوبان في الماء.
- ذوبان جيد في المذيبات العضوية (البنزين، الكلوروفورم)

يتم توزيع الدهون على نطاق واسع في الطبيعة. وهي تشكل، جنبًا إلى جنب مع البروتينات والكربوهيدرات، الجزء الأكبر من المواد العضوية لجميع الكائنات الحية، كونها مكونًا أساسيًا في كل خلية. تعتبر الدهون العنصر الأكثر أهمية في الغذاء وتحدده إلى حد كبير القيمة الغذائيةوقيمة الذوق.
في النباتات تتراكم بشكل رئيسي في البذور والفواكه. في الحيوانات والأسماك، تتركز الدهون في الأنسجة الدهنية تحت الجلد، في تجويف البطنوالأنسجة المحيطة بالكثير أجهزة مهمة(القلب والكلى) وكذلك في أنسجة المخ والجهاز العصبي. يوجد بشكل خاص العديد من الدهون في الأنسجة الدهنية تحت الجلد للحيتان (25-30٪ من كتلتها) والفقمات والحيوانات البحرية الأخرى. في البشر، يتراوح محتوى الدهون من 10-20٪ في المتوسط.

أنواع الدهون.

هناك أنواع عديدة لتصنيفات الدهون، وسنقوم بتحليل أبسطها، وهو تقسيمها إلى ثلاث مجموعات كبيرة:

- الدهون البسيطة
- الدهون المعقدة
- مشتقات الدهون.

دعونا نلقي نظرة على كل مجموعة من الدهون على حدة، وما تحتويه، وما هي الحاجة إليها.

الدهون البسيطة.

1) الدهون المحايدة (أو الدهون فقط).

تتكون الدهون المحايدة من الدهون الثلاثية.

الدهون الثلاثية - الدهون الدهنية أو المحايدة، والتي تحتوي على الجلسرين مع ثلاثة جزيئات الأحماض الدهنية.

الجلسرين- مركب كيميائي صيغته الكيميائية C3H5(OH)3 (عديم اللون، لزج، عديم الرائحة، سائل حلو المذاق).

حمض دهني– مركبات طبيعية أو مخلوقة ذات مجموعة واحدة أو أكثر - COOH (كربوكسيل) لا تشكل روابط دورية (عطرية)، مع عدد ذرات الكربون (C) في السلسلة لا يقل عن 6.

يتم إنتاج الدهون الثلاثية من تحلل الدهون الغذائية وهي شكل من أشكال تخزين الدهون في جسم الإنسان. الجزء الأكبر من الدهون الغذائية (98٪) عبارة عن دهون ثلاثية. ويتم تخزين الدهون أيضًا في الجسم على شكل دهون ثلاثية.

أنواع الأحماض الدهنية:

- الأحماض الدهنية المشبعة- تحتوي على روابط أحادية فقط بين ذرات الكربون مع جميع الروابط الأخرى المرتبطة بذرات الهيدروجين. يتحد الجزيء مع أكبر عدد ممكن من ذرات الهيدروجين فيسمى هذا الحمض مشبعا، ويختلف عن غير المشبع في أنه يظل صلبا عندما درجة حرارة الغرفة.

الأطعمة التي تحتوي على أكبر نسبة من الدهون المشبعة هي شحم الخنزيروالدهون والدجاج ولحم البقر ولحم الضأن، سمنةوالسمن. تشمل الأطعمة الغنية بهذه الدهون النقانق والنقانق والنقانق الأخرى ولحم الخنزير المقدد ولحم البقر الخالي من الدهون العادي. أصناف من اللحوم تسمى “الرخامية”؛ جلد الدجاج ولحم الخنزير المقدد. الآيس كريم والكريمات والجبن. معظمالدقيق ومنتجات الحلويات الأخرى.

- الأحماض الدهنية غير المشبعة -تحتوي على رابطة مزدوجة واحدة أو أكثر على طول سلسلة الكربون الرئيسية. تقلل كل رابطة مزدوجة عدد ذرات الهيدروجين التي يمكن أن ترتبط بالحمض الدهني. تؤدي الروابط المزدوجة أيضًا إلى "انحناء" الأحماض الدهنية، مما يمنع الترابط بينها.

توجد الأحماض الدهنية غير المشبعة في المصادر النباتية.

ويمكن تقسيمها إلى نوعين:
1)أحماض دهنية أحادية غير مشبعة ذات رابطة مزدوجة واحدة. (على سبيل المثال - زيت الزيتون)
2) غير مشبعة - أحماض دهنية غير مشبعة تحتوي على رابطتين مزدوجتين أو أكثر. (على سبيل المثال - زيت بذر الكتان)

عن الدهون الغذائيةسيكون هناك موضوع كبير منفصل يفحص بالتفصيل جميع خصائصها.

2) الشموع.

الشموع هي مواد تشبه الدهون من الحيوانات أو أصل نباتي، تتكون من استرات كحولات أحادية الهيدريك وأحماض دهنية.

استرات– المركبات - COOH (الكربوكسيل) حيث يتم استبدال ذرة الهيدروجين في مجموعة H O بمجموعة عضوية.

الكحوليات– -مركبات OH المرتبطة بذرة الكربون.

بكلمات بسيطة، الشمع عبارة عن مواد بلاستيكية عديمة الشكل، تلين بسهولة عند تسخينها، وتذوب في درجة حرارة تتراوح من 40 إلى 90 درجة مئوية.

يفرز شمع العسل غدد خاصة لنحل العسل، والتي يصنع منها النحل أقراص العسل.

الدهون المعقدة.

الدهون المعقدة هي مزيج من الدهون الثلاثية مع مواد كيميائية أخرى.
هناك ثلاثة أنواع في المجموع.

الفوسفوليبيدات– الجلسرين متحدًا مع واحد أو اثنين من الأحماض الدهنية بالإضافة إلى حمض الفوسفوريك.

يتكون غشاء الخلية من الدهون الفوسفاتية. الأكثر شعبية في المنتجات الغذائية هو الليسيثين.

الجليكوليبيدات –مركبات المكونات الدهنية والكربوهيدرات. (موجود في جميع الأنسجة، وخاصة في الطبقة الدهنية الخارجية لأغشية البلازما.)

البروتينات الدهنية– مجمعات الدهون والبروتينات. (بلازما الدم)

مشتقات الدهون.

الكولسترول- مادة دهنية شبيهة بالشمع توجد في كل خلية من خلايا الجسم وفي العديد من الأطعمة. بعض الكولسترول في الدم ضروري، ولكن المستويات العالية يمكن أن تؤدي إلى أمراض القلب.

يحتوي البيض على الكثير من الكوليسترول الأصناف الدهنيةاللحوم والنقانق ومنتجات الألبان الدهنية.

مع التصنيف العامهل اكتشفت ما هي الوظائف التي تؤديها الدهون؟

المهام.

- الوظيفة الهيكلية.

تشارك الفوسفوليبيدات في بناء أغشية الخلايا لجميع الأعضاء والأنسجة. يشاركون في تكوين العديد من المركبات المهمة بيولوجيًا.

- وظيفة الطاقة.

عندما تتأكسد الدهون، يتم إطلاقها عدد كبير منالطاقة التي تدخل في تكوين ATP. يتم تخزين جزء كبير منه على شكل دهون احتياطيات الطاقةالكائن الحي الذي يتم استهلاكه بسبب نقصه العناصر الغذائية. تتراكم الدهون والزيوت في الحيوانات والنباتات في حالة السبات وتستخدمها في الحفاظ على العمليات الحيوية. محتوى عاليتضمن الدهون الموجودة في بذور النباتات نمو الجنين والشتلات قبل أن تنتقل إلى التغذية المستقلة. تعمل بذور العديد من النباتات (نخيل جوز الهند، وفول الخروع، وعباد الشمس، وفول الصويا، وبذور اللفت، وما إلى ذلك) كمواد خام للحصول على زيت نباتيصناعياً.. مع التحلل الكامل لـ 1 جرام من الدهون، يتم إطلاق 38.9 كيلوجول من الطاقة، وهو ما يقرب من ضعفي مقارنة بالكربوهيدرات والبروتينات.

- العزل الواقي والحراري

تتراكم في الأنسجة تحت الجلدوحول بعض الأعضاء (الكلى والأمعاء) تحمي الطبقة الدهنية جسم الحيوان وجسمه الأجهزة الفرديةمن ضرر ميكانيكي. بالإضافة إلى ذلك، بسبب الموصلية الحرارية المنخفضة، تساعد طبقة الدهون تحت الجلد على الاحتفاظ بالحرارة، مما يسمح، على سبيل المثال، للعديد من الحيوانات بالعيش في المناخات الباردة.
التشحيم وطارد المياه.
يغطي الشمع الجلد والصوف والريش ويجعلها أكثر مرونة ويحميها من الرطوبة. أوراق وثمار العديد من النباتات لها طبقة شمعية.

- تنظيمية.

العديد من الهرمونات هي مشتقات من الكولسترول، على سبيل المثال الهرمونات الجنسية (التستوستيرون فيالرجال والبروجستيرون عند النساء) والكورتيكوستيرويدات. تلعب مشتقات الكوليسترول وفيتامين د دورًا رئيسيًا في استقلاب الكالسيوم والفوسفور. وتشارك الأحماض الصفراوية في عمليات الهضم. في أغلفة المايلين (الشحنة غير الموصلة) للمحاور الخلايا العصبيةالدهون هي عوازل أثناء توصيل النبضات العصبية.

- مصدر للمياه الأيضية.

أكسدة 100 جرام من الدهون تنتج حوالي 105-107 جرام من الماء. تعتبر هذه المياه مهمة جدًا لبعض سكان الصحراء، وخاصة الجمال، التي يمكنها الاستغناء عن الماء لمدة 10-12 يومًا: يتم استخدام الدهون المخزنة في السنام على وجه التحديد لهذه الأغراض. تحصل الدببة والمرموط وغيرها من الحيوانات السباتية على الماء الذي تحتاجه للحياة نتيجة أكسدة الدهون.

الدهون - هذه مجموعة غير متجانسة من المركبات الطبيعية، غير قابلة للذوبان كليًا أو شبه كامل في الماء، ولكنها قابلة للذوبان في المذيبات العضوية وفي بعضها البعض، مما ينتج عنه أحماض دهنية ذات وزن جزيئي مرتفع عند التحلل المائي.

في الكائن الحي، تؤدي الدهون وظائف مختلفة.

الوظائف البيولوجية للدهون:

1) الهيكلية

تشكل الدهون الهيكلية مجمعات معقدة تحتوي على البروتينات والكربوهيدرات، والتي تُبنى منها أغشية الخلايا والهياكل الخلوية، وتشارك في مجموعة متنوعة من العمليات التي تحدث في الخلية.

2) قطع الغيار (الطاقة)

الدهون الاحتياطية (الدهون بشكل رئيسي) هي احتياطي الطاقة في الجسم وتشارك في عمليات التمثيل الغذائي. تتراكم في النباتات بشكل رئيسي في الفواكه والبذور، وفي الحيوانات والأسماك - في الأنسجة الدهنية تحت الجلد والأنسجة المحيطة بالأعضاء الداخلية، وكذلك أنسجة الكبد والدماغ والجهاز العصبي. يعتمد محتواها على العديد من العوامل (النوع، والعمر، والتغذية، وما إلى ذلك) وفي بعض الحالات يمثل 95-97٪ من جميع الدهون المفرزة.

محتوى السعرات الحرارية من الكربوهيدرات والبروتينات: ~ 4 سعرة حرارية/جرام.

محتوى السعرات الحرارية من الدهون: ~ 9 سعرة حرارية/جرام.

ميزة الدهون كاحتياطي للطاقة، على عكس الكربوهيدرات، هي كارهة الماء - فهي لا ترتبط بالماء. وهذا يضمن ضغط احتياطيات الدهون - حيث يتم تخزينها في شكل لا مائي، وتحتل حجمًا صغيرًا. يبلغ متوسط ​​مخزون الشخص من ثلاثي الجلسرين النقي حوالي 13 كجم. يمكن أن تكون هذه الاحتياطيات كافية لمدة 40 يومًا من الصيام في ظروف معتدلة. النشاط البدني. للمقارنة: إجمالي الاحتياطياتالجليكوجين في الجسم - حوالي 400 غرام؛ وعند الصيام فإن هذه الكمية لا تكفي ولو ليوم واحد.

3) واقية

تحمي الأنسجة الدهنية تحت الجلد الحيوانات من التبريد والأعضاء الداخلية من التلف الميكانيكي.

يعتبر تكوين احتياطيات الدهون في جسم الإنسان وبعض الحيوانات تكيفًا مع التغذية غير المنتظمة والعيش في بيئة باردة. الحيوانات التي تدخل في سبات طويل (الدببة، الغرير) والتي تتكيف مع العيش في الظروف الباردة (الفظ، الفقمة) لديها احتياطي كبير بشكل خاص من الدهون. لا يحتوي الجنين فعليًا على أي دهون ولا يظهر إلا قبل الولادة.

مجموعة خاصة من حيث وظائفها في الكائن الحي هي الدهون الواقية للنباتات - الشموع ومشتقاتها التي تغطي سطح الأوراق والبذور والفواكه.

4) عنصر هام من المواد الخام الغذائية

الدهون هي عنصرا هاماالطعام، ويحدد إلى حد كبير قيمته الغذائية وطعمه. إن دور الدهون في عمليات تكنولوجيا الأغذية المختلفة مهم للغاية. يرتبط تلف الحبوب ومنتجاتها المصنعة أثناء التخزين (النتانة) في المقام الأول بالتغيرات في مركب الدهون فيها. تعتبر الدهون المعزولة من عدد من النباتات والحيوانات هي المواد الخام الرئيسية للحصول على أهم المنتجات الغذائية والتقنية (الزيوت النباتية والدهون الحيوانية بما في ذلك الزبدة والسمن والجلسرين والأحماض الدهنية وغيرها).

2 تصنيف الدهون

لا يوجد تصنيف مقبول عموما للدهون.

من الأنسب تصنيف الدهون حسب طبيعتها الكيميائية، الوظائف البيولوجيةوكذلك فيما يتعلق ببعض الكواشف مثل القلويات.

بناءً على تركيبها الكيميائي، تنقسم الدهون عادة إلى مجموعتين: بسيطة ومعقدة.

الدهون البسيطة – استرات الأحماض الدهنية والكحوليات. وتشمل هذه الدهون , الشموع و منشطات .

الدهون – استرات الجلسرين والأحماض الدهنية العالية.

الشموع – استرات كحولات أعلى من السلسلة الأليفاتية (مع سلسلة كربوهيدرات طويلة من 16-30 ذرة مئوية) وأحماض دهنية أعلى.

منشطات – استرات الكحولات متعددة الحلقات والأحماض الدهنية العالية.

الدهون المعقدة – بالإضافة إلى الأحماض الدهنية والكحول، فهي تحتوي على مكونات أخرى ذات طبيعة كيميائية مختلفة. وتشمل هذه الفوسفوليبيدات والجليكوليبيدات .

الفوسفوليبيدات - هذا الدهون المعقدة، حيث لا ترتبط إحدى مجموعات الكحول بـ FA، بل بحمض الفوسفوريك (يمكن توصيل حمض الفوسفوريك بمركب إضافي). اعتمادًا على الكحول الموجود في الدهون الفوسفورية، يتم تقسيمها إلى جليسيروفوسفوليبيد (تحتوي على كحول الجلسرين) وسفينغوفوسفوليبيد (تحتوي على كحول سفنجوزين).

الجليكوليبيدات - هذه هي الدهون المعقدة التي لا ترتبط فيها إحدى مجموعات الكحول بـ FA، ولكن بمكون الكربوهيدرات. اعتمادًا على مكون الكربوهيدرات الذي يعد جزءًا من الجليكوليبيدات، يتم تقسيمها إلى سيبروزيدات (تحتوي على سكريات أحادية أو ديسكاريد أو سكر متجانس صغير محايد كمكون للكربوهيدرات) وغانغليوزيدات (تحتوي على سكريات أوليجوساكريد غير متجانسة حمضية كعنصر كربوهيدرات).

في بعض الأحيان إلى مجموعة مستقلة من الدهون ( الدهون البسيطة ) تفرز الصبغات القابلة للذوبان في الدهون والستيرول والفيتامينات التي تذوب في الدهون. يمكن تصنيف بعض هذه المركبات على أنها دهون بسيطة (محايدة)، والبعض الآخر على أنها دهون معقدة.

ووفقا لتصنيف آخر، تنقسم الدهون، اعتمادا على علاقتها بالقلويات، إلى مجموعتين كبيرتين: قابلة للتصبن وغير قابلة للتصبن.. تشتمل مجموعة الدهون المتصبنة على دهون بسيطة ومعقدة، والتي، عند تفاعلها مع القلويات، تتحلل لتكوين أملاح من الأحماض ذات الوزن الجزيئي العالي، تسمى "الصابون". تشتمل مجموعة الدهون غير القابلة للتصبن على مركبات لا تخضع للتحلل المائي القلوي (الستيرول، والفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون، والإيثرات، وما إلى ذلك).

وفقًا لوظائفها في الكائن الحي، تنقسم الدهون إلى هيكلية وتخزينية ووقائية.

الدهون الهيكلية هي في المقام الأول الدهون الفوسفاتية.

الدهون المخزنة هي في الأساس دهون.

الدهون الواقية للنباتات - الشموع ومشتقاتها، التي تغطي سطح الأوراق والبذور والفواكه والحيوانات - الدهون.

الدهون

الاسم الكيميائي للدهون هو acylglycerols. هذه هي استرات الجلسرين والأحماض الدهنية العالية. "أسيل" يعني "بقايا الأحماض الدهنية".

اعتمادًا على عدد جذور الأسيل، تنقسم الدهون إلى أحادية وثنائية وثلاثية الجليسريد. إذا كان الجزيء يحتوي على جذر حمض دهني واحد، فإن الدهن يسمى MONOACYLGLYCEROL. إذا كان الجزيء يحتوي على جذرين من الأحماض الدهنية، فإن الدهون تسمى DIACYLGLYCEROL. في جسم الإنسان والحيوان، تسود مادة ثلاثي الجلسرين (تحتوي على ثلاثة جذور من الأحماض الدهنية).

يمكن أسترة هيدروكسيلات الجلسرين الثلاثة إما بحمض واحد فقط، مثل البالمتيك أو الأوليك، أو بحمضين أو ثلاثة أحماض مختلفة:

تحتوي الدهون الطبيعية بشكل رئيسي على الدهون الثلاثية المختلطة، بما في ذلك بقايا الأحماض المختلفة.

وبما أن الكحول في جميع الدهون الطبيعية هو نفسه - الجلسرين، فإن الاختلافات الملحوظة بين الدهون ترجع فقط إلى تكوين الأحماض الدهنية.

تم العثور على أكثر من أربعمائة من الأحماض الكربوكسيلية ذات الهياكل المختلفة في الدهون. ومع ذلك، فإن معظمها موجود فقط بكميات صغيرة.

الأحماض الموجودة في الدهون الطبيعية هي أحماض أحادية الكربوكسيل، مبنية من سلاسل الكربون غير المتفرعة التي تحتوي على عدد زوجي من ذرات الكربون. توجد الأحماض التي تحتوي على عدد فردي من ذرات الكربون، أو التي تحتوي على سلسلة كربون متفرعة، أو التي تحتوي على أجزاء حلقية بكميات صغيرة. الاستثناءات هي حمض الإيزوفاليريك وعدد من الأحماض الحلقية الموجودة في بعض الدهون النادرة جدًا.

تحتوي الأحماض الأكثر شيوعًا في الدهون على 12 إلى 18 ذرة كربون، وغالبًا ما تسمى بالأحماض الدهنية. تحتوي العديد من الدهون على كميات صغيرة من الأحماض ذات الوزن الجزيئي المنخفض (C2 -C10). توجد الأحماض التي تحتوي على أكثر من 24 ذرة كربون في الشمع.

تحتوي الجلسريدات من الدهون الأكثر شيوعًا على كميات كبيرة من الأحماض غير المشبعة التي تحتوي على 1-3 روابط مزدوجة: الأوليك واللينوليك واللينولينيك. يوجد حمض الأراكيدونيك الذي يحتوي على أربع روابط مزدوجة في الدهون الحيوانية، بينما توجد الأحماض التي تحتوي على خمسة أو ستة روابط مزدوجة أو أكثر في دهون الأسماك والحيوانات البحرية. غالبية الأحماض غير المشبعةالدهون لها تكوين رابطة الدول المستقلة، وروابطها المزدوجة معزولة أو مفصولة بمجموعة الميثيلين (-CH 2 -).

من بين جميع الأحماض غير المشبعة الموجودة في الدهون الطبيعية، يعد حمض الأوليك هو الأكثر شيوعًا. في العديد من الدهون، يشكل حمض الأوليك أكثر من نصف إجمالي كتلة الأحماض، ويحتوي عدد قليل فقط من الدهون على أقل من 10٪. هناك أيضًا حمضان آخران غير مشبعان - حمض اللينوليك وحمض اللينولينيك - منتشران على نطاق واسع أيضًا، على الرغم من وجودهما بكميات أقل بكثير من حمض الأوليك. توجد أحماض اللينوليك واللينولينيك بكميات ملحوظة في الزيوت النباتية؛ بالنسبة للكائنات الحيوانية فهي أحماض أساسية.

من بين الأحماض المشبعة، حمض البالمتيك واسع الانتشار تقريبًا مثل حمض الأوليك. وهو موجود في جميع الدهون، حيث يحتوي بعضها على 15-50% من إجمالي المحتوى الحمضي. وتستخدم على نطاق واسع الأحماض الدهنية والميريستيك. يوجد حمض الستريك بكميات كبيرة (25% أو أكثر) فقط في الدهون المخزنة لدى بعض الثدييات (على سبيل المثال، في دهون الأغنام) وفي دهون بعض النباتات الاستوائية، مثل زبدة الكاكاو.

وينصح بتقسيم الأحماض الموجودة في الدهون إلى فئتين: الأحماض الكبرى والصغرى. الأحماض الرئيسية للدهون هي الأحماض التي يزيد محتواها من الدهون عن 10٪.

الخصائص الفيزيائية للدهون

كقاعدة عامة، الدهون لا تتحمل التقطير وتتحلل حتى لو تم تقطيرها تحت ضغط منخفض.

تعتمد نقطة الانصهار، وبالتالي اتساق الدهون، على بنية الأحماض التي تتكون منها. الدهون الصلبة، أي الدهون التي تذوب عند درجة حرارة عالية نسبيًا، تتكون في الغالب من جلسريدات الأحماض المشبعة (دهني، البالمتيك)، والزيوت التي تذوب عند درجة حرارة أقل وتكون سوائل سميكة تحتوي على كميات كبيرة من جلسريدات الأحماض غير المشبعة (الأوليك، اللينوليك). ، لينولينيك).

وبما أن الدهون الطبيعية عبارة عن خليط معقد من الجلسريدات المختلطة، فإنها لا تذوب عند درجة حرارة معينة، بل في نطاق درجة حرارة معينة، ويتم تليينها أولاً. عادة ما يتم استخدامه لتوصيف الدهون درجة حرارة التصلب،والتي لا تتزامن مع نقطة الانصهار - فهي أقل قليلاً. بعض الدهون الطبيعية عبارة عن مواد صلبة؛ والبعض الآخر سوائل (زيوت). تختلف درجة حرارة التصلب بشكل كبير: -27 درجة مئوية لزيت بذر الكتان، -18 درجة مئوية لزيت عباد الشمس، 19-24 درجة مئوية لشحم البقر، و30-38 درجة مئوية للحم البقر.

يتم تحديد درجة حرارة تصلب الدهون حسب طبيعة الأحماض المكونة لها: كلما زاد محتوى الأحماض المشبعة، زاد ارتفاعها.

الدهون قابلة للذوبان في الأثير ومشتقات البوليهالوجين وثاني كبريتيد الكربون والهيدروكربونات العطرية (البنزين والتولوين) والبنزين. الدهون الصلبة قابلة للذوبان بشكل سيئ في الأثير البترولي. غير قابلة للذوبان في الكحول البارد. الدهون غير قابلة للذوبان في الماء، لكنها يمكن أن تشكل مستحلبات تستقر في وجود المواد الخافضة للتوتر السطحي (المستحلبات) مثل البروتينات والصابون وبعض أحماض السلفونيك، خاصة في بيئة قلوية قليلاً. الحليب هو مستحلب دهني طبيعي مثبت بالبروتينات.

الخصائص الكيميائية للدهون

الدهون تدخل في كل شيء التفاعلات الكيميائية، وهي سمة من سمات الاسترات، ومع ذلك، فإن سلوكها الكيميائي له عدد من الميزات المرتبطة ببنية الأحماض الدهنية والجلسرين.

من بين التفاعلات الكيميائية التي تنطوي على الدهون، هناك عدة أنواع من التحولات.

الدهون- متنوعون جدًا بطريقتهم الخاصة التركيب الكيميائيمواد تتميز بقابلية ذوبان متفاوتة في المذيبات العضوية، وعادة ما تكون غير قابلة للذوبان في الماء. يلعبون دورًا مهمًا في عمليات الحياة. كونها أحد المكونات الرئيسية للأغشية البيولوجية، تؤثر الدهون على نفاذيتها، وتشارك في نقل النبضات العصبية، وإنشاء اتصالات بين الخلايا.

الوظائف الأخرى للدهون هي تكوين احتياطي الطاقة، وإنشاء أغطية واقية طاردة للماء وعازلة للحرارة في الحيوانات والنباتات، وحماية الأعضاء والأنسجة من الإجهاد الميكانيكي.

تصنيف الدهون

اعتمادا على تركيبها الكيميائي، وتنقسم الدهون إلى عدة فئات.

1. تشمل الدهون البسيطة المواد التي تتكون جزيئاتها فقط من بقايا الأحماض الدهنية (أو الألدهيدات) والكحوليات. وتشمل هذه
   • الدهون (الدهون الثلاثية وغيرها من الجلسريدات المحايدة)
   • الشموع
2. الدهون المعقدة
   • مشتقات حمض الأرثوفوسفوريك (الفوسفوليبيدات)
   • الدهون التي تحتوي على بقايا السكر (الجليكوليبيدات)
   • الجامدة
   • منشطات

في هذا القسمسيتم مناقشة كيمياء الدهون فقط بالقدر اللازم لفهم استقلاب الدهون.

إذا كان حيوانًا أو الأنسجة النباتيةيتم معالجتها بواحد أو أكثر (عادة بالتتابع) من المذيبات العضوية، على سبيل المثال الكلوروفورم أو البنزين أو الأثير البترولي، ثم تدخل بعض المادة في المحلول. تسمى مكونات هذا الجزء القابل للذوبان (المستخلص) بالدهون. يحتوي جزء الدهون على مواد أنواع مختلفة، ومعظمها معروض في الرسم التخطيطي. لاحظ أنه بسبب عدم تجانس المكونات الموجودة في جزء الدهون، لا يمكن اعتبار مصطلح "جزء الدهون" خاصية هيكلية؛ إنه مجرد اسم مختبري عملي للجزء الذي تم الحصول عليه أثناء استخلاص المواد البيولوجية بمذيبات منخفضة القطبية. ومع ذلك، فإن معظم الدهون لديها بعض القواسم المشتركة السمات الهيكلية، وتحديد أهميتها الخصائص البيولوجيةوذوبانية مماثلة.

حمض دهني

الأحماض الدهنية - الأليفاتية الأحماض الكربوكسيلية- يمكن أن تكون في الجسم في حالة حرة (كميات ضئيلة في الخلايا والأنسجة) أو تعمل كوحدات بناء لمعظم فئات الدهون. تم عزل أكثر من 70 حمضًا دهنيًا مختلفًا من خلايا وأنسجة الكائنات الحية.

تحتوي الأحماض الدهنية الموجودة في الدهون الطبيعية على عدد زوجي من ذرات الكربون ولها في الغالب سلاسل كربون مستقيمة. فيما يلي الصيغ الخاصة بالأحماض الدهنية الأكثر شيوعًا الموجودة بشكل طبيعي.

يمكن تقسيم الأحماض الدهنية الطبيعية، ولو بشكل تعسفي إلى حد ما، إلى ثلاث مجموعات:

• الأحماض الدهنية المشبعة [يعرض]
• الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة [يعرض]

  الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة (ذات رابطة مزدوجة واحدة):

• الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة [يعرض]

  الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (ذات رابطتين مزدوجتين أو أكثر):

وبالإضافة إلى هذه المجموعات الثلاث الرئيسية، هناك أيضًا مجموعة مما يسمى بالأحماض الدهنية الطبيعية غير العادية [يعرض] .

هناك الكثير من الأحماض الدهنية التي تشكل جزءًا من دهون الحيوانات والنباتات العليا الخصائص العامة. كما ذكرنا سابقًا، تحتوي جميع الأحماض الدهنية الطبيعية تقريبًا على عدد زوجي من ذرات الكربون، غالبًا 16 أو 18. عادةً ما تحتوي الأحماض الدهنية غير المشبعة في الحيوانات والبشر المشاركة في بناء الدهون على رابطة مزدوجة بين ذرتي الكربون التاسعة والعاشرة؛ الروابط، مثل تلك التي تحدث عادة في المنطقة الواقعة بين الكربون العاشر ونهاية الميثيل من السلسلة. يبدأ العد من مجموعة الكربوكسيل: ذرة C الأقرب إلى مجموعة COOH يتم تحديدها بـ α، والذرة المجاورة لها يتم تحديدها بـ β، ويتم تعيين ذرة الكربون الطرفية في جذري الهيدروكربون بـ ω.

خصوصية الروابط المزدوجة للأحماض الدهنية الطبيعية غير المشبعة هي أنها مفصولة دائمًا برابطتين بسيطتين، أي أن هناك دائمًا مجموعة ميثيلين واحدة على الأقل بينهما (-CH=CH-CH 2 -CH=CH-). ويشار إلى هذه الروابط المزدوجة على أنها "معزولة". الأحماض الدهنية الطبيعية غير المشبعة لها تكوين رابطة الدول المستقلة والتكوينات العابرة نادرة للغاية. من المعتقد أنه في الأحماض الدهنية غير المشبعة ذات الروابط المزدوجة المتعددة، يمنح تكوين cis السلسلة الهيدروكربونية مظهرًا منحنيًا ومختصرًا، مما أدى إلى ظهور المعنى البيولوجي(خاصة وأن العديد من الدهون هي جزء من الأغشية). في الخلايا الميكروبية، تحتوي الأحماض الدهنية غير المشبعة عادة على رابطة مزدوجة واحدة.

الأحماض الدهنية طويلة السلسلة غير قابلة للذوبان عمليا في الماء. تشكل أملاح الصوديوم والبوتاسيوم (الصابون) مذيلات في الماء. في الأخير، تواجه مجموعات الكربوكسيل المشحونة سالبًا من الأحماض الدهنية الطور المائي، ويتم إخفاء السلاسل الهيدروكربونية غير القطبية داخل بنية الميسلار. تحتوي هذه المذيلات على شحنة سالبة تمامًا وتظل معلقة في المحلول بسبب التنافر المتبادل (الشكل 95).

الدهون المحايدة (أو الجلسريدات)

الدهون المحايدة هي استرات الجلسرين والأحماض الدهنية. إذا تم أسترة مجموعات الهيدروكسيل الثلاث من الجلسرين باستخدام الأحماض الدهنية، فإن هذا المركب يسمى ثلاثي الجليسريد (ثلاثي الجلسرين)، وإذا تم استرة اثنتين، يسمى ثنائي الجلسريد (ثنائي الجلسرين)، وأخيرًا، إذا تم استرة مجموعة واحدة، يسمى أحادي الجلسريد (أحادي الجلسرين). .

وتوجد الدهون المحايدة في الجسم إما على شكل دهون بروتوبلازمية، وهي المكون الهيكليالخلايا، أو على شكل قطع احتياطية، تحفظ الدهون. دور هذين الشكلين من الدهون في الجسم ليس هو نفسه. الدهون البروتوبلازمية ثابتة التركيب الكيميائيويوجد في الأنسجة بكمية معينة لا تتغير حتى مع السمنة المرضية، في حين أن كمية الدهون الاحتياطية تخضع لتقلبات كبيرة.

الجزء الأكبر من الدهون المحايدة الطبيعية هي الدهون الثلاثية. يمكن أن تكون الأحماض الدهنية الموجودة في الدهون الثلاثية مشبعة أو غير مشبعة. الأحماض الدهنية الأكثر شيوعا هي البالمتيك، دهني و حمض الأوليك. إذا كانت جميع الجذور الحمضية الثلاثة تنتمي إلى نفس الحمض الدهني، فإن هذه الدهون الثلاثية تسمى بسيطة (على سبيل المثال، تريبالميتين، تريستيرين، تريولين، وما إلى ذلك)، ولكن إذا كانت تنتمي إلى أحماض دهنية مختلفة، فهي مختلطة. تُشتق أسماء الدهون الثلاثية المختلطة من الأحماض الدهنية التي تحتوي عليها؛ في هذه الحالة، تشير الأرقام 1 و 2 و 3 إلى ارتباط بقايا الأحماض الدهنية بما يقابلها مجموعة الكحولفي جزيء الجلسرين (على سبيل المثال، 1-أوليو-2-بالميتوستايرين).

الأحماض الدهنية التي تشكل الدهون الثلاثية تحددها عمليا الخصائص الفيزيائية والكيميائية. وبالتالي، فإن نقطة انصهار الدهون الثلاثية تزداد مع زيادة عدد وطول بقايا الأحماض الدهنية المشبعة. وفي المقابل، كلما زاد محتوى الأحماض الدهنية غير المشبعة أو قصيرة السلسلة، انخفضت نقطة الانصهار. تحتوي الدهون الحيوانية (شحم الخنزير) عادة على كمية كبيرة من الأحماض الدهنية المشبعة (البالمتيك، دهني، وما إلى ذلك)، والتي تكون صلبة في درجة حرارة الغرفة. الدهون، التي تحتوي على العديد من الأحماض الأحادية والمتعددة غير المشبعة، تكون سائلة في درجات الحرارة العادية وتسمى الزيوت. وهكذا، في زيت القنب، 95٪ من جميع الأحماض الدهنية هي أحماض الأوليك واللينوليك واللينولينيك، و5٪ فقط هي دهنية و حمض البالمتيك. لاحظ أن الدهون البشرية التي تذوب عند 15 درجة مئوية (وهي سائلة في درجة حرارة الجسم) تحتوي على 70% من حمض الأوليك.

الجلسريدات قادرة على المشاركة في جميع التفاعلات الكيميائية المميزة للإسترات. التفاعل الأكثر أهمية هو تفاعل التصبن، والذي ينتج عنه تكوين الجلسرين والأحماض الدهنية من الدهون الثلاثية. يمكن أن يحدث تصبن الدهون إما من خلال التحلل المائي الأنزيمي أو من خلال عمل الأحماض أو القلويات.

يتم تكسير الدهون القلوية تحت تأثير الصودا الكاوية أو البوتاسيوم الكاوية أثناء الإنتاج الصناعي للصابون. ولنتذكر أن الصابون عبارة عن أملاح صوديوم أو بوتاسيوم ذات أحماض دهنية أعلى.

غالبًا ما تستخدم المؤشرات التالية لوصف الدهون الطبيعية:

1. رقم اليود - عدد جرامات اليود الموجودة شروط معينةيربط 100 غرام من الدهون. رقم معينيميز درجة عدم تشبع الأحماض الدهنية الموجودة في الدهون، وعدد اليود في دهون اللحم البقري هو 32-47، ودهن الضأن 35-46، ودهن لحم الخنزير 46-66؛
2. الرقم الحمضي - عدد الملليجرامات من هيدروكسيد البوتاسيوم اللازمة لتحييد 1 جرام من الدهون. يشير هذا الرقم إلى كمية الأحماض الدهنية الحرة الموجودة في الدهون؛
3. رقم التصبن - عدد ملليغرامات هيدروكسيد البوتاسيوم المستخدمة لتحييد جميع الأحماض الدهنية (سواء تلك الموجودة في الدهون الثلاثية أو الحرة) الموجودة في 1 جرام من الدهون. هذا الرقم يعتمد على النسبي الوزن الجزيئي الغراميالأحماض الدهنية التي تشكل الدهون. رقم التصبن للدهون الحيوانية الرئيسية (لحم البقر، لحم الضأن، لحم الخنزير) هو نفسه تقريبا.

الشموع هي استرات للأحماض الدهنية الأعلى وكحولات أحادية أو ثنائية الهيدريك أعلى مع عدد ذرات الكربون من 20 إلى 70. يتم عرض صيغها العامة في الرسم البياني، حيث R، R" و R" هي جذور محتملة.

يمكن أن يكون الشمع جزءًا من الدهون التي تغطي الجلد والصوف والريش. في النباتات، 80٪ من جميع الدهون التي تشكل طبقة على سطح الأوراق والجذوع هي شموع. ومن المعروف أيضًا أن الشموع عبارة عن مستقلبات طبيعية لبعض الكائنات الحية الدقيقة.

الشموع الطبيعية (على سبيل المثال. شمع العسل، سبيرماسيتي، اللانولين) تحتوي عادة، بالإضافة إلى الاسترات المذكورة، على كمية معينة من الأحماض الدهنية العليا الحرة والكحولات والهيدروكربونات مع عدد ذرات الكربون 21-35.

الفوسفوليبيدات

تشمل هذه الفئة من الدهون المعقدة الجليسروفوسفوليبيدات والشحميات السفينجولية.

الجليسروفوسفوليبيدات هي مشتقات من حمض الفوسفاتيديك: فهي تحتوي على الجلسرين والأحماض الدهنية وحمض الفوسفوريك وعادةً مركبات تحتوي على النيتروجين. صيغة عامةيتم عرض الجليسيروفوسفوليبيدات في الرسم البياني، حيث R 1 و R 2 هما جذريان للأحماض الدهنية الأعلى، و R 3 هو جذري لمركب نيتروجيني.

السمة المميزة لجميع الجليسيروفوسفوليبيدات هي أن جزءًا واحدًا من جزيئها (الجذور R 1 و R 2) يُظهر كارهة للماء بشكل واضح، في حين أن الجزء الآخر محب للماء بسبب الشحنة السالبة لبقايا حمض الفوسفوريك والشحنة الموجبة لجذر R 3. .

من بين جميع الدهون، تتمتع الجلسرين الفوسفوليبيدات بالخصائص القطبية الأكثر وضوحًا. عندما يتم وضع الجليسروفوسفوليبيدات في الماء، يمر جزء صغير منها فقط إلى المحلول الحقيقي، بينما يوجد الجزء الأكبر من الدهون "المذابة" في الأنظمة المائية على شكل مذيلات. هناك عدة مجموعات (فئات فرعية) من الجلسرين الفوسفوليبيد.

[يعرض] .



على عكس الدهون الثلاثية، في جزيء الفوسفاتيديل كولين، لا ترتبط إحدى مجموعات الهيدروكسيل الثلاث من الجلسرين بالحمض الدهني، بل بحمض الفوسفوريك. بالإضافة إلى ذلك، يرتبط حمض الفوسفوريك بدوره بواسطة رابطة إستر بالقاعدة النيتروجينية [HO-CH 2 -CH 2 -N+=(CH 3) 3 ] - الكولين. وبالتالي، يحتوي جزيء الفوسفاتيديل كولين على الجلسرين وأحماض دهنية أعلى وحمض الفوسفوريك والكولين.

[يعرض] .



الفرق الرئيسي بين فسفاتيديل كولين و فسفاتيديل إيثانولامين هو أن الأخير يحتوي على إيثانولامين القاعدة النيتروجينية (HO-CH 2 -CH 2 -NH 3 +) بدلاً من الكولين.

من الجليسروفوسفوليبيدات الموجودة في جسم الحيوانات والنباتات العليا، توجد الفوسفاتيديل كولين والفوسفاتيديل إيثانولامين بكميات كبيرة. ترتبط هاتان المجموعتان من الجلسرين الفوسفوليبيدات بعملية التمثيل الغذائي مع بعضها البعض وهي المكونات الدهنية الرئيسية لأغشية الخلايا.

• فوسفاتيديل سيرينات [يعرض] .

  

  في جزيء الفوسفاتيديل سيرين، المركب النيتروجيني هو بقايا الحمض الأميني سيرين.

  تعد الفوسفاتيديل سيرينات أقل انتشارًا بكثير من الفوسفاتيديل كولين والفوسفاتيديل إيثانول أمين، وتتحدد أهميتها بشكل أساسي من خلال حقيقة أنها تشارك في تخليق الفوسفاتيديل إيثانول أمين.

• البلازمالوجينات (فوسفاتيدات الأسيتال) [يعرض] .

  

  وهي تختلف عن الجلسرين الفوسفوليبيدات التي تمت مناقشتها أعلاه في أنه بدلاً من وجود بقايا حمض دهني أعلى، فإنها تحتوي على بقايا ألدهيد الأحماض الدهنية، والتي ترتبط بمجموعة الهيدروكسيل من الجلسرين بواسطة رابطة إستر غير مشبعة:

  وبالتالي، ينقسم البلازمالوجين، عند التحلل المائي، إلى جلسرين، أو ألدهيد الأحماض الدهنية الأعلى، أو الأحماض الدهنية، أو حمض الفوسفوريك، أو الكولين، أو الإيثانولامين.

[يعرض] .



إن جذر R3 في هذه المجموعة من الجليسروفوسفوليبيد هو كحول السكر سداسي الكربون - الإينوزيتول:

الفوسفاتيديلينوسيتول منتشر على نطاق واسع في الطبيعة. وهي موجودة في الحيوانات والنباتات والميكروبات. وفي الحيوانات توجد في الدماغ والكبد والرئتين.

[يعرض] .



تجدر الإشارة إلى أن حمض الفوسفاتيديك الحر يتواجد في الطبيعة، على الرغم من أنه بكميات صغيرة نسبيًا مقارنة بالجليسيروفوسفوليبيدات الأخرى.

ينتمي الكارديوليلين إلى الجليسروفوسفوليبيدات، وبالتحديد إلى فوسفات متعدد الجلسرين. يشتمل العمود الفقري لجزيء الكارديوليبين على ثلاث بقايا من الجلسرين متصلة ببعضها البعض بواسطة جسرين من ثنائي إستر الفوسفود عبر الموضعين 1 و3؛ يتم تقدير مجموعات الهيدروكسيل من بقايا الجلسرين الخارجيين باستخدام الأحماض الدهنية. الكارديوليبين هو جزء من أغشية الميتوكوندريا. في الجدول 29 يلخص البيانات المتعلقة بهيكل الجلسرين الفوسفوليبيدات الرئيسية.

من بين الأحماض الدهنية التي تشكل الجليسروفوسفوليبيدات، توجد أحماض دهنية مشبعة وغير مشبعة (عادة دهني، بالميتيك، أوليك، ولينوليك).

لقد ثبت أيضًا أن معظم فسفاتيديل كولين وفوسفاتيديل إيثانول أمين تحتوي على حمض دهني أعلى مشبع، يتم تقديره في الموضع 1 (عند ذرة الكربون الأولى من الجلسرين)، وحمض دهني أعلى غير مشبع، يتم تقديره في الموضع 2. التحلل المائي للفوسفاتيديل كولين وفوسفاتيديل إيثانول أمين مع تؤدي مشاركة الإنزيمات الخاصة الموجودة، على سبيل المثال، في سم الكوبرا، والتي تنتمي إلى فسفوليباز A2، إلى انقسام الأحماض الدهنية غير المشبعة وتكوين ليسوفوسفاتيديل كولين أو ليسوفوسفاتيديل إيثانولامين، والتي لها تأثير انحلالي قوي.

السفينجوليبيدس

الجليكوليبيدات

الدهون المعقدة التي تحتوي على مجموعات الكربوهيدرات في الجزيء (عادةً بقايا D-galactose). تلعب الجليكوليبيدات دورًا أساسيًا في عمل الأغشية البيولوجية. وهي توجد في المقام الأول في أنسجة المخ، ولكنها توجد أيضًا في خلايا الدم والأنسجة الأخرى. هناك ثلاث مجموعات رئيسية من الجليكوليبيدات:

• cerebrosides
• الكبريتيدات
• جانجليوسيدات

Cerebrosides لا تحتوي على حمض الفوسفوريك ولا الكولين. أنها تحتوي على هيكسوز (عادة D-جالاكتوز)، والذي يرتبط بواسطة رابطة استر لمجموعة الهيدروكسيل من الكحول الأميني سفينجوزين. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي سيريبروزيد على حمض دهني. ومن بين هذه الأحماض الدهنية، الأكثر شيوعًا هي الأحماض الليجنوسيريكية والعصبية والدماغية، أي الأحماض الدهنية التي تحتوي على 24 ذرة كربون. يمكن تمثيل بنية cerebrosides من خلال رسم تخطيطي. يمكن أيضًا تصنيف السيريبروزيدات على أنها شحميات سفنجولية، لأنها تحتوي على كحول السفينجوزين.

أكثر الممثلين الذين تمت دراستهم عن cerebrosides هم nervon، الذي يحتوي على حمض nervonic، cerebron، الذي يتضمن حمض cerebronic، و kerazin، الذي يحتوي على حمض lignocyric. محتوى cerebrosides مرتفع بشكل خاص في أغشية الخلايا العصبية (في غمد المايلين).

تختلف الكبريتيدات عن السيريبروسيدات من حيث أنها تحتوي على بقايا حمض الكبريتيك في الجزيء. وبعبارة أخرى، الكبريتيد هو كبريتات cerebroside حيث يتم استرة الكبريتات في ذرة الكربون الثالثة من السداسي. في دماغ الثدييات، توجد الكبريتيدات، مثل n cerebrosides، في المادة البيضاء. ومع ذلك، فإن محتواها في الدماغ أقل بكثير من محتوى السيريبروسيدات.

عند التحلل المائي للجانجليوسيدات، يمكن اكتشاف ارتفاع الأحماض الدهنية وكحول السفينجوزين وD-الجلوكوز وD-جالاكتوز، بالإضافة إلى مشتقات السكر الأميني: N-acetylglucosamine وN-acetylneuraminic acid. يتم تصنيع هذا الأخير في الجسم من الجلوكوزامين.

من الناحية الهيكلية، تتشابه الغانغليوزيدات إلى حد كبير مع السيريبروسيدات، والفرق الوحيد هو أنه بدلاً من بقايا غالاكتوز واحدة، فإنها تحتوي على قليل السكاريد المعقد. أحد أبسط الغانغليوزيدات هو الهيماتوسيد، المعزول من سدى كريات الدم الحمراء (مخطط)

على عكس السيريبروسيدات والكبريتات، توجد الغانغليوزيدات في الغالب في مسالة رمادية او غير واضحةالدماغ وتتركز في الأغشية البلازمية للخلايا العصبية والدبقية.

عادة ما تسمى جميع الدهون التي تمت مناقشتها أعلاه بالتصبن، حيث أن تحللها المائي ينتج الصابون. ومع ذلك، هناك دهون لا تتحلل لتحرر الأحماض الدهنية. وتشمل هذه الدهون المنشطات.

الستيرويدات هي مركبات منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة. وهي مشتقات من قلب سيكلوبنتان بيرهيدروفينانثرين يحتوي على ثلاث حلقات سيكلوهكسان مندمجة وحلقة سيكلوبنتان واحدة. تشتمل الستيرويدات على مواد عديدة ذات طبيعة هرمونية، بالإضافة إلى الكولسترول، الأحماض الصفراويةوغيرها من الاتصالات.

في جسم الإنسان، يحتل الستيرول المركز الأول بين المنشطات. أهم ممثل للستيرول هو الكوليسترول:

يحتوي على مجموعة كحول هيدروكسيل عند C3 وسلسلة أليفاتية متفرعة من ثماني ذرات كربون عند C17. يمكن تقدير مجموعة الهيدروكسيل عند C 3 باستخدام حمض دهني أعلى؛ في هذه الحالة تتشكل استرات الكوليسترول (الكوليسترول):

يلعب الكوليسترول دورًا كوسيط رئيسي في تخليق العديد من المركبات الأخرى. إن الأغشية البلازمية للعديد من الخلايا الحيوانية غنية بالكوليسترول. تم العثور عليه بكمية أقل بكثير في أغشية الميتوكوندريا وفي الشبكة الإندوبلازمية. لاحظ أنه لا يوجد كوليسترول في النباتات. تحتوي النباتات على ستيرول آخر، يُعرف مجتمعًا باسم فيتوستيرول.

الدهون (من اليونانية ليبوس– الدهون) وتشمل الدهون والمواد الشبيهة بالدهون. يوجد في جميع الخلايا تقريبًا - من 3 إلى 15٪، وفي خلايا الأنسجة الدهنية تحت الجلد حتى 50٪.

يوجد بشكل خاص الكثير من الدهون في الكبد والكلى والأنسجة العصبية (حتى 25٪) والدم والبذور وثمار بعض النباتات (29-57٪). الدهون لها هياكل مختلفة، ولكن بعض الخصائص شائعة. هؤلاء المواد العضويةلا تذوب في الماء، ولكنها تذوب جيدًا في المذيبات العضوية: الأثير، والبنزين، والبنزين، والكلوروفورم، وما إلى ذلك. وترجع هذه الخاصية إلى حقيقة أن الهياكل غير القطبية والكارهة للماء هي السائدة في جزيئات الدهون. يمكن تقسيم جميع الدهون إلى دهون وشحميات.

الدهون

الأكثر شيوعا هي الدهون(الدهون المحايدة، الدهون الثلاثية), وهي مركبات معقدة من الجلسرين الكحول ثلاثي الهيدريك والأحماض الدهنية ذات الوزن الجزيئي العالي. بقايا الجلسرين هي مادة شديدة الذوبان في الماء. بقايا الأحماض الدهنية هي سلاسل هيدروكربونية غير قابلة للذوبان تقريبًا في الماء. عندما تدخل قطرة من الدهون إلى الماء، يتعرض لها جزء الجلسرين من الجزيئات، وتبرز سلاسل الأحماض الدهنية من الماء. تحتوي الأحماض الدهنية على مجموعة الكربوكسيل (-COOH). يتأين بسهولة. وبمساعدتها، تتواصل جزيئات الأحماض الدهنية مع جزيئات أخرى.

وتنقسم جميع الأحماض الدهنية إلى مجموعتين - ثري و غير مشبعة . لا تحتوي الأحماض الدهنية غير المشبعة على روابط مزدوجة (غير مشبعة)، بل المشبعة. تشمل الأحماض الدهنية المشبعة البالمتيك، والزبدي، واللوريك، والدهني، وما إلى ذلك. وتشمل الأحماض الدهنية غير المشبعة الأوليك، والإيروسيك، واللينوليك، واللينولينيك، وما إلى ذلك. ويتم تحديد خصائص الدهون من خلال التركيب النوعي للأحماض الدهنية ونسبتها الكمية.

تحتوي على الدهون التي تحتوي على أحماض دهنية مشبعة درجة حرارة عاليةذوبان. عادة ما تكون صعبة في الاتساق. هذه دهون من العديد من الحيوانات وزيت جوز الهند. تحتوي على الدهون التي تحتوي على أحماض دهنية غير مشبعة درجة حرارة منخفضةذوبان. هذه الدهون سائلة في الغالب. الدهون النباتيةتصل إلى اتساق السائل زيوت . وتشمل هذه الدهون دهون السمك، عباد الشمس، بذور القطن، بذور الكتان، زيت القنب، الخ.

الدهون

يمكن أن تشكل الدهون الدهنية مجمعات معقدة تحتوي على البروتينات والكربوهيدرات والمواد الأخرى. يمكن تمييز الاتصالات التالية:

1. الفوسفوليبيدات. وهي مركبات معقدة من الجلسرين والأحماض الدهنية وتحتوي على بقايا حمض الفوسفوريك. جميع جزيئات الفسفوليبيد لها رأس قطبي وذيل غير قطبي يتكون من جزيئين من الأحماض الدهنية. المكونات الرئيسية لأغشية الخلايا.
2. الشموع. وهي دهون معقدة تتكون من كحولات أكثر تعقيدًا من الجلسرين والأحماض الدهنية. ينفذ وظيفة وقائية. وتستخدمها الحيوانات والنباتات كمواد طاردة للماء تحمي من الجفاف. يغطي الشمع سطح أوراق النبات وسطح جسم المفصليات التي تعيش على الأرض. يتم الافراج عن الشموع الغدد الدهنيةالثدييات، الغدة العصعصية من الطيور. يستخدم النحل الشمع لبناء أقراص العسل.
3. منشطات (من أجهزة الاستريو اليونانية - الصلبة). تتميز هذه الدهون بوجود هياكل أكثر تعقيدًا بدلاً من الكربوهيدرات. وتشمل الستيرويدات مواد مهمة للجسم: فيتامين د، وهرمونات قشرة الغدة الكظرية، والغدد التناسلية، والأحماض الصفراوية، والكوليسترول.
4. البروتينات الدهنية و جليكوليبيدات. تتكون البروتينات الدهنية من البروتينات والدهون والبروتينات السكرية - من الدهون والكربوهيدرات. هناك العديد من الجليكوليبيدات في تكوين أنسجة المخ والألياف العصبية. البروتينات الدهنية هي جزء من العديد من الهياكل الخلوية وتضمن قوتها واستقرارها.

وظائف الدهون

الدهون هي النوع الرئيسي تخزين مواد. يتم تخزينها في البذور، والأنسجة الدهنية تحت الجلد، والأنسجة الدهنية، جسم سمينالحشرات احتياطيات الدهون تتجاوز بشكل كبير احتياطيات الكربوهيدرات.

الهيكلي. الدهون هي جزء من أغشية الخلايا لجميع الخلايا. الترتيب المرتب للأطراف المحبة للماء والكارهة للماء للجزيئات له أهمية عظيمةلنفاذية الغشاء الانتقائية.

طاقة. توفير 25-30٪ من إجمالي الطاقة، ضروري للجسم. عندما يتحلل 1 جرام من الدهون، يتم إطلاق 38.9 كيلوجول من الطاقة. هذا هو ما يقرب من ضعف كمية الكربوهيدرات والبروتينات. في الطيور المهاجرة والحيوانات السباتية، الدهون - المصدر الوحيد لطاقة.

محمي. تحمي طبقة من الدهون الأعضاء الداخلية الحساسة من الصدمات والصدمات والأضرار.

العزل الحراري. الدهون لا توصل الحرارة بشكل جيد. تحت جلد بعض الحيوانات (وخاصة الحيوانات البحرية) تترسب وتشكل طبقات. على سبيل المثال، يمتلك الحوت طبقة من الدهون تحت الجلد تبلغ حوالي 1 متر، مما يسمح له بالعيش في الماء البارد.

العديد من الثدييات لديها خاص الأنسجة الدهنيةوالتي تسمى الدهون البنية. ويمتاز بهذا اللون لأنه غني بالميتوكوندريا ذات اللون البني المحمر، حيث أنها تحتوي على بروتينات تحتوي على الحديد. ينتج هذا النسيج طاقة حراريةضروري للحيوانات في الظروف المنخفضة

درجات الحرارة تحيط الدهون البنية بالأعضاء الحيوية (القلب، الدماغ، وغيرها) أو تكمن في مجرى الدم الذي يتدفق إليها، وبالتالي توجه الحرارة إليها.

موردي المياه الداخلية

عند أكسدة 100 جرام من الدهون، يتم تحرير 107 مل من الماء. وبفضل هذه المياه، توجد العديد من الحيوانات الصحراوية: الجمال، والجربوع، وغيرها. وأثناء السبات، تنتج الحيوانات أيضًا المياه الداخليةمن الدهون.

مادة دهنية تغطي سطح الأوراق وتمنعها من التبلل أثناء هطول الأمطار.

تتمتع بعض الدهون بنشاط بيولوجي مرتفع: عدد من الفيتامينات (أ، د، وما إلى ذلك)، وبعض الهرمونات (استراديول، التستوستيرون)، والبروستاجلاندين.

المواد الشبيهة بالدهون الدهون هي مكونات تشارك في العمليات الحيوية في جسم الإنسان. هناك عدة مجموعات تقوم بالوظائف الرئيسية للجسم مثل التشكيل المستويات الهرمونيةأو التمثيل الغذائي. وفي هذا المقال سنشرح بالتفصيل ماهيته وما هو دوره في عمليات الحياة.

الدهون هي مركب عضويوالتي تشمل الدهون والمواد الأخرى الشبيهة بالدهون. يشاركون بنشاط في عملية بناء الخلية ويشكلون جزءًا من الأغشية. يؤثر الإنتاجيةأغشية الخلايا، بالإضافة إلى نشاط الإنزيمات. أنها تؤثر على إنشاء اتصالات بين الخلايا ومجموعة متنوعة من العمليات الكيميائيةفي الكائن الحي. غير قابلة للذوبان في الماء، ولكنها تذوب في المذيبات أصل عضوي(مثل البنزين أو الكلوروفورم). بالإضافة إلى ذلك، هناك أنواع قابلة للذوبان في الدهون.

يمكن أن تكون هذه المادة من أصل نباتي أو حيواني. إذا كنا نتحدث عن النباتات، فإن معظمها في المكسرات والبذور. من أصل حيواني وتقع بشكل رئيسي في الأنسجة تحت الجلدوالعصبية والدماغية.

تصنيف الدهون

توجد الدهون في جميع أنسجة الجسم تقريبًا وفي الدم. هناك عدة تصنيفات، وفيما يلي نقدم التصنيف الأكثر شيوعًا، استنادًا إلى خصائص البنية والتكوين. وفقا لبنيتها، يتم تقسيمها إلى 3 مجموعات كبيرة، والتي تنقسم إلى مجموعات أصغر.

المجموعة الأولى بسيطة. وتشمل الأكسجين والهيدروجين والكربون. وهي مقسمة إلى الأنواع التالية:

1. الكحوليات الدهنية. المواد التي تحتوي على من 1 إلى 3 مجموعات هيدروكسيل.
2. حمض دهني. توجد في الزيوت والدهون المختلفة.
3. الألدهيدات الدهنية. يحتوي الجزيء على 12 ذرة كربون.
4. الدهون الثلاثية. هذه هي بالضبط الدهون التي تترسب في الأنسجة تحت الجلد.
5. قواعد السفينجوزين. وهي موجودة في البلازما والرئتين والكبد والكلى، وتوجد في الأنسجة العصبية.
6. الشموع. هذه هي استرات الأحماض الدهنية والكحوليات ذات الوزن الجزيئي العالي.
7. الهيدروكربونات المشبعة. لديهم روابط فردية حصرية، مع ذرات الكربون في حالة التهجين.

المجموعة الثانية معقدة. وهي، مثل تلك البسيطة، تشمل الأكسجين والهيدروجين والكربون. ولكن، بالإضافة إلى ذلك، فهي تحتوي أيضًا على أشياء مختلفة مكونات إضافية. وهم بدورهم مقسمون إلى مجموعتين فرعيتين: قطبية ومحايدة.

القطبية منها تشمل:

1. الجليكوليبيدات. تظهر بعد الجمع بين الكربوهيدرات والدهون.
2. الفوسفوليبيدات. هذه هي استرات الأحماض الدهنية، وكذلك الكحوليات متعددة الهيدرات.
3. السفينجوليبيدس. وهي مشتقات من الكحولات الأمينية الأليفاتية.

تشمل المحايدة ما يلي:

1. أسيلجليسريد. يشمل أحادي الجليسريد وثنائي الجليسريد.
2. N-أسيتيل إيثانولاميدات. هم إيثانولاميدات الأحماض الدهنية.
3. سيراميد. أنها تحتوي على الأحماض الدهنية جنبا إلى جنب مع السفينجوزين.
4. استرات الستيرول. وهي تمثل كحولات دورية معقدة ذات وزن جزيئي مرتفع. أنها تحتوي على الأحماض الدهنية.

المجموعة الثالثة هي أوكسيليبيدز. تظهر المواد نتيجة أكسجة الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة. وهم بدورهم مقسمون إلى نوعين:

1. مسار انزيمات الأكسدة الحلقية.
2. مسار ليبوكسيجيناز.

أهمية للخلايا الغشائية

يزيد

غشاء الخلية هو ما يفصل الخلية عن البيئة المحيطة بها. بالإضافة إلى الحماية، فإنه ينفذ عددا كبيرا جدا من الضروري حياة طبيعيةالمهام. لا يمكن المبالغة في تقدير أهمية الدهون في الغشاء.

في جدار الخلية، تشكل المادة طبقة مزدوجة. وهذا يساعد الخلايا على التفاعل بشكل طبيعي مع بيئة. ولذلك، لا توجد مشاكل في السيطرة على عملية التمثيل الغذائي وتنظيمها. تحافظ الدهون الغشائية على شكل الخلية.

جزء من الخلية البكتيرية

جزء لا يتجزأ من بنية الخلية هو الدهون البكتيرية. وكقاعدة عامة، فإنها تحتوي على الشمع أو الدهون الفوسفاتية. لكن كمية المادة تتراوح بشكل مباشر بين 5-40%. يعتمد المحتوى على نوع البكتيريا، على سبيل المثال، تحتوي عصية الدفتيريا على حوالي 5٪، ولكن مسبب مرض السل يحتوي بالفعل على أكثر من 30٪.

تختلف الخلية البكتيرية من حيث أن المواد الموجودة فيها ترتبط بمكونات أخرى، مثل البروتينات أو السكريات. في البكتيريا لديها العديد من الأصناف وتؤدي العديد من المهام:

• تخزين الطاقة؛
• المشاركة في عمليات التمثيل الغذائي.
• هي أحد مكونات الأغشية.
• تعتمد مقاومة الخلايا للأحماض عليها؛
• مكونات المستضدات.

ما هي الوظائف التي يؤدونها في الجسم؟

الدهون عنصرجميع الأقمشة تقريبًا جسم الإنسان. هناك أنواع فرعية مختلفة، كل منها مسؤول عن وظيفة محددة. بعد ذلك، سنتناول بمزيد من التفصيل أهمية المادة للحياة:

1. وظيفة الطاقة. إنها تميل إلى التفكك وفي هذه العملية يظهر الكثير من الطاقة. تحتاجها خلايا الجسم لدعم عمليات مثل تدفق الهواء وتكوين المواد والنمو والتنفس.
2. وظيفة النسخ الاحتياطي. يتم تخزين الدهون في الجسم بشكل احتياطي، وهي التي تشكل الطبقة الدهنية من الجلد. إذا بدأ الجوع، يستخدم الجسم هذه الاحتياطيات.
3. وظيفة العزل الحراري. تقوم الطبقة الدهنية بتوصيل الحرارة بشكل سيئ، وبالتالي يسهل على الجسم الحفاظ على درجة حرارته.
4. الوظيفة الهيكلية. وهذا ينطبق على أغشية الخلايا لأن المادة مكون دائم فيها.
5. الوظيفة الأنزيمية. إحدى الوظائف الثانوية. فهي تساعد الخلايا على تكوين الإنزيمات وتساعد في امتصاص بعض العناصر الدقيقة القادمة من الخارج.
6. وظيفة النقل. ويكمن الأثر الجانبي في قدرة بعض أنواع الدهون على نقل المواد.
7. وظيفة الإشارة. كما أنه ثانوي ويدعم ببساطة بعض عمليات الجسم.
8. الوظيفة التنظيمية. هذه آلية أخرى لها معنى ثانوي. في حد ذاتها، لا يشاركون تقريبا في تنظيم العمليات المختلفة، ولكنهم مكون من المواد التي تؤثر عليهم بشكل مباشر.

وبالتالي، يمكننا أن نقول بثقة أن الأهمية الوظيفية للدهون للجسم يصعب المبالغة في تقديرها. ولذلك، من المهم أن يكون مستواهم طبيعيا دائما. ترتبط بها العديد من العمليات البيولوجية والكيميائية الحيوية في الجسم.

ما هو استقلاب الدهون

استقلاب الدهون هو عملية ذات طبيعة فسيولوجية أو كيميائية حيوية تحدث في الخلايا. دعونا ننظر إليهم بمزيد من التفصيل:

1. استقلاب ثلاثي الجلسرين.
2. استقلاب الفوسفوليبيد. يتم توزيعها بشكل غير متساو. يوجد الكثير منهم في الكبد والبلازما (يصل إلى 50٪). عمر النصف هو 1-200 يوم، حسب النوع.
3. تبادل الكولسترول. يتكون في الكبد ويأتي مع الطعام. يتم التخلص من الفائض بشكل طبيعي.
4. تقويض الأحماض الدهنية. يحدث أثناء أكسدة β، وتكون أكسدة α أو ω أقل شيوعًا.
5. يدخل في عمليات التمثيل الغذائي في الجهاز الهضمي. وهي تحلل وهضم وامتصاص هذه المواد القادمة من الطعام. تبدأ عملية الهضم في المعدة بمساعدة إنزيم يسمى الليباز. بعد ذلك، يبدأ عمل عصير البنكرياس والصفراء في الأمعاء. قد يكون سبب الأعطال انتهاكًا للإفراز المرارةأو البنكرياس.
6. تكوين الدهون. ببساطة - تركيب الأحماض الدهنية. يحدث في الكبد أو الأنسجة الدهنية.
7. وهذا يشمل نقل الدهون المختلفة من الأمعاء.
8. تحلل الدهون. الهدم الذي يحدث بمشاركة الليباز ويثير تكسير الدهون.
9. توليف أجسام خلونية. Acetoacetyl-CoA يؤدي إلى تكوينها.
10. التحويل البيني للأحماض الدهنية. ومن الأحماض الدهنية الموجودة في الكبد تتشكل الأحماض المميزة للجسم.

الدهون هي مادة مهمة، مما يؤثر على جميع مجالات الحياة تقريبًا. الدهون الثلاثية والكوليسترول الأكثر شيوعًا في النظام الغذائي للإنسان. تعتبر الدهون الثلاثية مصدرًا ممتازًا للطاقة، وهذا النوع هو الذي يتشكل طبقة الدهونجثث. يؤثر الكوليسترول على عمليات التمثيل الغذائي في الجسم، وكذلك على تكوين المستويات الهرمونية. ومن المهم أن يكون المحتوى دائمًا ضمن النطاق الطبيعي، لا تجاوزه ولا التقليل منه. يحتاج الشخص البالغ إلى استهلاك 70-140 جرامًا من الدهون.