Jedan od najvećih mitova savremenog čovečanstva je štetnost masti. Debeli su postali neprijatelj broj jedan. Ljudi troše dolare, rublje, eure i tako dalje da kupuju kolačiće bez masti, kola bez masti, tablete koje mogu inhibirati apsorpciju masti, tablete koje rastvaraju masnoće. Ljudi su na svim vrstama dijeta bez masti.
Ali... U zemljama koje su prosperitetne u svakom pogledu, broj gojaznih ljudi stalno raste. Sve je veći broj ljudi koji boluju od kardiovaskularnih bolesti i dijabetes melitusa, odnosno bolesti koje su u velikoj mjeri povezane s prekomjernom težinom. Rat sa mastima se nastavlja...
Šta nije u redu?
Činjenica 1: masti su dobre za vas
Prva i glavna greška je mišljenje da su sve masti iste; odbacivanje svih masti je blagoslov. Međutim, obrazovanje stanovništva je prilično visoko, sada mnogi ljudi znaju da su nezasićene masti (uglavnom biljne) korisne. A zasićene (uglavnom životinje) su štetne.
Hajde da to shvatimo.
Zasićene masti su strukturne komponente ćelijskih membrana i uključene su u biohemiju organizma. Stoga će njihovo potpuno odbacivanje dovesti do nepovratnih promjena u zdravlju. Druga stvar je da njihova potrošnja treba da odgovara pokazateljima starosti. Djeci i adolescentima su potrebni u dovoljnim količinama, s godinama se njihova potrošnja može smanjiti.
Nezasićene masti - smanjuju nivo "lošeg" holesterola, neophodne su za asimilaciju određenih vitamina (topivih u mastima) u organizmu i učestvuju u metabolizmu. Odnosno, ove masti su takođe neophodne organizmu.
Malo zapažanje: zasićene masti su čvrste, nezasićene su tekuće.
Prema fiziološkim pokazateljima za prosječnu osobu, odnos zasićenih i nezasićenih masti trebao bi biti 1/3: 2/3. Jedenje zdravih masti je neophodno!
Trans masti su definitivno štetne. Ima ih i u prirodi (na primjer, u prirodnom mlijeku), ali najvećim dijelom nastaju od drugih (biljnih) masti, hidrogenacijom (metoda prerade masti da se dobije čvrsti oblik).
Činjenica 2: tjelesna mast nije rezultat konzumiranja masti
Šta?! Naravno, ako jednostavno povećate unos masti bez smanjenja druge hrane, dobićete na težini. Osnova za održavanje zdrave težine je ravnoteža. Trebali biste potrošiti onoliko kalorija koliko unosite.
Ali dijete s oštrim ograničenjem kalorija može dovesti do naglog povećanja težine nakon otkazivanja. Zašto? Tijelo je dobilo instalaciju: glad. Dakle, potrebno je akumulirati masti u rezervi. Dakle, sva hrana se prerađuje i odlazi u "depo" - masne naslage. U tom slučaju možete pasti u nesvjesticu od gladi. Prerađeni ugljeni hidrati se skladište u zalihama masti.
Istraživanja pokazuju da ako je osoba na niskokaloričnoj dijeti bez masti, onda će se s velikom mukom vratiti nekoliko kilograma, čak i ako nastavite da "sjedite" na ovoj dijeti.
Osim toga, ljudi koji jedu malu količinu masti skloni su gojaznosti.
A promatranje pacijenata u Sjedinjenim Državama otkrilo je sliku da smanjenje količine masti sa 40% (što se smatra normom) na 33% u prehrani prati povećanje broja ljudi s prekomjernom težinom.
Zapamtite da su nezasićene masti uključene u metabolizam. Odnos proteina:masti:ugljikohidrati za odraslu osobu trebao bi biti otprilike 14%:33%:53%.
Izlaz: povećanje nezasićenih masti u hrani sa stalnim sadržajem kalorija neće dovesti do debljanja, ali će pomoći poboljšanju zdravlja putem metabolizma.
Šta su lipidi, koja je klasifikacija lipida, koja je njihova struktura i funkcija? Odgovor na ovo i mnoga druga pitanja daje biohemija koja proučava ove i druge supstance koje su od velikog značaja za metabolizam.
Šta je to
Lipidi su organske tvari koje se ne otapaju u vodi. Funkcije lipida u ljudskom tijelu su različite.
Lipidi - ova riječ znači "male čestice masti"
Ovo je prvenstveno:
- Energija. Lipidi služe kao supstrat za skladištenje i korišćenje energije. Razgradnjom 1 grama masti oslobađa se oko 2 puta više energije od razgradnje proteina ili ugljikohidrata iste težine.
- Strukturna funkcija. Struktura lipida određuje strukturu ćelijskih membrana u našem tijelu. Oni su raspoređeni na način da je hidrofilni dio molekule unutar ćelije, a hidrofobni dio na njenoj površini. Zbog ovih svojstava lipida, svaka ćelija je, s jedne strane, autonoman sistem, ograđen od vanjskog svijeta, as druge strane, svaka ćelija može razmjenjivati molekule sa drugima i sa okolinom koristeći posebne transportne sisteme.
- Zaštitni. Površinski sloj koji imamo na koži i koji služi kao svojevrsna barijera između nas i vanjskog svijeta također se sastoji od lipida. Osim toga, oni u sastavu masnog tkiva pružaju funkciju toplinske izolacije i zaštite od štetnih vanjskih utjecaja.
- Regulatorno. Oni su dio vitamina, hormona i drugih supstanci koje regulišu mnoge procese u tijelu.
Opšte karakteristike lipida zasnivaju se na strukturnim karakteristikama. Imaju dvostruka svojstva, jer imaju rastvorljive i nerastvorljive delove u molekulu.
Unošenje u organizam
Lipidi dijelom ulaze u ljudski organizam hranom, dijelom su u stanju da se sintetiziraju endogeno. Cepanje glavnog dela lipida u ishrani dešava se u dvanaestopalačnom crevu 12 pod uticajem soka pankreasa koji luči pankreas i žučnih kiselina u žuči. Nakon što se razdvoje, ponovo se sintetiziraju u crijevnom zidu i već u sastavu posebnih transportnih čestica ─ lipoproteina ─ spremne su za ulazak u limfni sistem i opći krvotok.
Uz hranu, čovjek treba da unese oko 50-100 grama masti dnevno, što zavisi od stanja organizma i nivoa fizičke aktivnosti.
Klasifikacija
Klasifikacija lipida, ovisno o njihovoj sposobnosti da tvore sapune pod određenim uvjetima, dijeli ih na sljedeće klase lipida:
- Saponificiran. Takozvane supstance koje u okruženju sa alkalnom reakcijom stvaraju soli karboksilnih kiselina (sapuni). Ova grupa uključuje jednostavne lipide, složene lipide. I jednostavni i složeni lipidi važni su za tijelo, imaju različitu strukturu i, shodno tome, lipidi obavljaju različite funkcije.
- Nesaponifiables. Ne stvaraju soli karboksilne kiseline u alkalnom mediju. Ova biološka hemija uključuje masne kiseline, derivate polinezasićenih masnih kiselina ─ eikozanoide, holesterol, kao najistaknutijeg predstavnika glavne klase sterola-lipida, kao i njegove derivate ─ steroide i neke druge supstance, na primer, vitamine A, E , itd.
Opća klasifikacija lipida
Masna kiselina
Supstance koje spadaju u grupu takozvanih jednostavnih lipida i od velikog su značaja za organizam su masne kiseline. Ovisno o prisutnosti dvostrukih veza u nepolarnom (u vodi netopivom) ugljičnom "repu", masne kiseline se dijele na zasićene (nemaju dvostruke veze) i nezasićene (imaju jednu ili čak više dvostrukih veza ugljik-ugljik). Primjeri prvog: stearinska, palmitinska. Primjeri nezasićenih i polinezasićenih masnih kiselina: oleinska, linolna itd.
Za nas su posebno važne nezasićene masne kiseline koje moramo unositi hranom.
Zašto? jer oni:
- Služe kao komponenta za sintezu ćelijskih membrana, učestvuju u formiranju mnogih biološki aktivnih molekula.
- Pomažu u održavanju normalnog funkcionisanja endokrinog i reproduktivnog sistema.
- Pomažu u sprječavanju ili usporavanju razvoja ateroskleroze i mnogih njenih posljedica.
Masne kiseline se dijele u dvije velike grupe: nezasićene i zasićene
Inflamatorni medijatori i još mnogo toga
Druga vrsta jednostavnih lipida su tako važni posrednici unutrašnje regulacije kao što su eikozanoidi. Imaju jedinstvenu (kao gotovo sve u biologiji) hemijsku strukturu i, shodno tome, jedinstvena hemijska svojstva. Glavna osnova za sintezu eikozanoida je arahidonska kiselina, koja je jedna od najvažnijih nezasićenih masnih kiselina. Upravo su eikozanoidi odgovorni u tijelu za tok upalnih procesa.
Njihova uloga u upali može se ukratko opisati na sljedeći način:
- Oni mijenjaju propusnost vaskularnog zida (naime, povećavaju njegovu propusnost).
- Stimuliše oslobađanje leukocita i drugih ćelija imunog sistema u tkivo.
- Uz pomoć hemikalija posreduju u kretanju imunih ćelija, oslobađanju enzima i apsorpciji stranih čestica telu.
Ali uloga eikozanoida u ljudskom tijelu se tu ne završava, oni su također odgovorni za sistem zgrušavanja krvi. Ovisno o situaciji u razvoju, eikozanoidi mogu proširiti krvne žile, opustiti glatke mišiće, smanjiti agregaciju ili, ako je potrebno, izazvati suprotne efekte: vazokonstrikciju, kontrakciju glatkih mišićnih stanica i stvaranje tromba.
Eikozanoidi - velika grupa fiziološki i farmakološki aktivnih spojeva
Provedene su studije prema kojima su ljudi koji su hranom (koje se nalaze u ribljem ulju, ribljim, biljnim uljima) primali dovoljne količine glavnog supstrata za sintezu eikosanoida ─ arahidonske kiseline ─ manje oboljeli od bolesti kardiovaskularnog sistema. Najvjerovatnije je to zbog činjenice da takvi ljudi imaju savršeniju razmjenu eikosanoida.
Supstance složene strukture
Složeni lipidi su grupa supstanci koje nisu ništa manje važne za organizam od jednostavnih lipida. Glavna svojstva ove grupe masti:
- Učestvuju u formiranju ćelijskih membrana, zajedno sa jednostavnim lipidima, a takođe obezbeđuju međućelijske interakcije.
- Oni su dio mijelinske ovojnice nervnih vlakana koja je neophodna za normalan prijenos nervnih impulsa.
- One su jedna od važnih komponenti surfaktanta ─ tvari koja osigurava procese disanja, odnosno sprječava kolaps alveola tijekom izdisaja.
- Mnogi od njih igraju ulogu receptora na površini ćelije.
- Značaj nekih složenih masti izlučenih iz cerebrospinalne tečnosti, nervnog tkiva i srčanog mišića nije u potpunosti shvaćen.
Najjednostavniji predstavnici ove grupe lipida su fosfolipidi, gliko- i sfingolipidi.
Holesterol
Holesterol je supstanca lipidne prirode koja ima najvažniju vrijednost u medicini, jer poremećaj njegovog metabolizma negativno utječe na stanje cijelog organizma.
Dio kolesterola se unosi hranom, a dio se sintetizira u jetri, nadbubrežnim žlijezdama, gonadama i koži.
Učestvuje i u formiranju ćelijskih membrana, sintezi hormona i drugih hemijski aktivnih supstanci, a učestvuje i u metabolizmu lipida u ljudskom organizmu. Liječnici često proučavaju pokazatelje kolesterola u krvi, jer pokazuju stanje metabolizma lipida u ljudskom tijelu u cjelini.
Lipidi imaju svoje posebne transportne oblike ─ lipoproteine. Uz njihovu pomoć, mogu se prenositi krvotokom bez izazivanja embolije.
Poremećaji metabolizma masti se najbrže i najjasnije manifestuju poremećajima metabolizma holesterola, prevagom aterogenih nosilaca (tzv. lipoproteina niske i veoma niske gustine) nad antiaterogenim (lipoproteini visoke gustine).
Glavna manifestacija patologije metabolizma lipida je razvoj ateroskleroze.
Manifestira se kao sužavanje lumena arterijskih žila u cijelom tijelu. Ovisno o prevalenci u žilama različitih lokalizacija, razvija se suženje lumena koronarnih žila (popraćeno anginom pektoris), cerebralnih žila (s oštećenjem pamćenja, sluha, moguće glavobolje, buke u glavi), bubrežnih žila, krvnih žila donjih ekstremiteta, sudova probavnog sistema sa odgovarajućim simptomima...
Dakle, lipidi su istovremeno i nezamjenjiv supstrat za mnoge procese u tijelu, a istovremeno, kada je poremećen metabolizam masti, mogu uzrokovati mnoga oboljenja i patološka stanja. Stoga metabolizam masti zahtijeva kontrolu i korekciju kada se takva potreba pojavi.
Glavno pravilo za održavanje zdravlja je ravnomjerna distribucija udjela masti prilikom posluživanja. U stvari, čoveku je potrebna mast, ali mora da kontroliše količinu masti koju konzumira. Osoba mora sama odrediti količinu masti koja će biti korisna, a ne štetiti zdravlju. Masnoća mora krenuti na pravi put kako bi se izbjegle neugodne posljedice povezane s debljanjem, koje dovode do srčanih problema, hipertenzije, moždanog udara ili čak smrti. Stoga je vrijedno obratiti pažnju na hranu koja pomaže sagorijevanju masti. Danas ćemo razmotriti 10 nepoznatih činjenica o mastima.
U prosjeku, prosječna osoba dobije 1 g viška masti svaki dan.... U stvarnosti, ljudi dobijaju više telesne masti. Više pažnje treba posvetiti prehrani i vježbanju. Izvucite zaključke: što više masti unosite, prije počnu vaši zdravstveni problemi.
Masne ćelije žive još deset godina nakon smrti osobe. Međutim, oni umiru od fizičkog napora. Problem je što moždane ćelije neprestano umiru i obnavljaju se, ali ako masne ćelije zauzmu njihovo mjesto, javljaju se problemi s pamćenjem, posebno kod starijih osoba.
8. Izvor kalorija
Zapravo, mast je nezamjenjiv izvor kalorija za tijelo. Od vitalnog je značaja za održavanje svih vitalnih procesa u organizmu. Vrijedi zapamtiti da prekomjerna težina dovodi do zdravstvenih problema.... Glavno pravilo je odabrati pravu hranu s dovoljno kalorija za funkcioniranje tijela.
7. Masti poboljšavaju ukus
Većina konzervansa i pojačivača okusa je na bazi masti... Kada ih pomešate sa hranom, imaju ugodan i primamljiv miris i ukus. Ako volite da kuvate, pokušajte da u jelo dodate meso ili životinjsku mast, miris i ukus jela će se odmah promeniti.
Masnoća je vrsta apsorbera vitamina. Ljudi koji stalno uzimaju vitamine primjećuju da je djelovanje vitamina slabije nakon jela. Pogotovo ako su vitamini u rastvorljivom obliku.
5. Ženama je potrebno više masti nego muškarcima
Prije svega, velika potreba za mastima kod žena povezana je s prirodom.Žena je majka, da bi zatrudnjelo dijete, tijelu je potrebna snaga da nosi dijete i odgaja ga u utrobi, tijelo sagorijeva kalorije i masti, i konačno, nakon rođenja djeteta, žena doji, a osnova mleka su laktoza i mast. Rezerve masti u tijelu žene objašnjavaju se činjenicom da tijelo skladišti energiju za buduću majku. Stoga mnoge žene gube na težini nakon dojenja.
Postoje dvije vrste masti. Slikovito se nazivaju dobrim i lošim. Dobra mast se naziva nezasićenim mastima, takve masti su neophodne ljudskom tijelu. Nalaze se u nemasnom bijelom mesu i hrani kuhanoj na pari kao što je riba. Loše masti su masno meso, pileća koža ili mliječni proizvodi. Konzumacija ove hrane dovodi do visokog holesterola i srčanih problema.
Pošto masti sadrže visok nivo kalorija, one se skladište za energiju.... Konzumacija 1 grama masti je 9 kalorija.
2. Skladištenje masti
Masnoće, koje su neophodne za zdravlje, skladište se u mišićima, koštanoj srži i organima nervnog sistema. Neophodan je za proizvodnju hormona i jačanje imuniteta. Potkožna masnoća je pokazatelj da je vrijeme za mršavljenje. Masti se nalaze u hrani koja povećava mišićnu masu.
Žene bi trebalo da održavaju 13 do 17% telesne masti koji se obično pohranjuju u butinama, grudima, butinama i stomaku. Kod muškaraca, salo se skladišti u stomaku. Moraju održavati postotak tjelesne masti od 3 do 5%, što je znatno manje nego kod žena.
Lipidi su najvažniji izvor tjelesnih energetskih rezervi. Činjenica je očigledna čak i na nivou nomenklature: grčko "lipos" se prevodi kao mast. U skladu s tim, kategorija lipida objedinjuje tvari slične mastima biološkog porijekla. Funkcija spojeva je prilično raznolika, što je posljedica heterogenosti sastava ove kategorije bio-objekata.
Koje funkcije obavljaju lipidi?
Navedite glavne funkcije lipida u tijelu, koje su glavne. U uvodnoj fazi preporučljivo je istaknuti ključne uloge supstanci sličnih mastima u ćelijama ljudskog tijela. Osnovna lista je pet funkcija lipida:
- rezervna energija;
- formiranje strukture;
- transport;
- izolacijski;
- signal.
Sekundarni zadaci koje lipidi obavljaju u kombinaciji s drugim spojevima uključuju regulatornu i enzimsku ulogu.
Energetska rezerva organizma
Ovo nije samo jedna od važnih, već i prioritetna uloga jedinjenja sličnih mastima. U stvari, dio lipida je izvor energije cijele ćelijske mase. Zaista, mast za ćelije je analogna gorivu u rezervoaru automobila. Energetsku funkciju lipidi ostvaruju na sljedeći način. Masti i slične tvari oksidiraju se u mitohondrijima, razlažući se do nivoa vode i ugljičnog dioksida. Proces je praćen oslobađanjem značajne količine ATP-a - visokoenergetskih metabolita. Njihova opskrba omogućava ćeliji da učestvuje u energetski zavisnim reakcijama.
Strukturni blokovi
Istovremeno, lipidi obavljaju funkciju izgradnje: uz njihovu pomoć formira se ćelijska membrana. Proces uključuje sljedeće grupe supstanci sličnih masti:
- holesterol - lipofilni alkohol;
- glikolipidi - spojevi lipida sa ugljikohidratima;
- fosfolipidi su estri složenih alkohola i viših karboksilnih kiselina.
Treba napomenuti da u formiranoj membrani masti nisu direktno sadržane. Formirani zid između ćelije i spoljašnje sredine ispada da je dvoslojan. To se postiže zahvaljujući bifilnosti. Slična karakteristika lipida ukazuje da je jedan dio molekule hidrofoban, odnosno nerastvorljiv u vodi, dok je drugi, naprotiv, hidrofilan. Kao rezultat, formira se dvosloj ćelijskog zida zbog uređenog rasporeda jednostavnih lipida. Molekule se razvijaju u hidrofobnim regijama jedna prema drugoj, dok su hidrofilni repovi usmjereni prema unutra i prema van ćelije.
Ovo određuje zaštitne funkcije membranskih lipida. Prvo, membrana daje ćeliji njen oblik i čak je čuva. Drugo, dupli zid je svojevrsna pasoška kontrolna tačka koja ne dozvoljava prolaz neželjenim posetiocima.
Autonomni sistem grijanja
Naravno, ovaj naziv je prilično proizvoljan, ali je prilično primjenjiv ako uzmemo u obzir koje funkcije obavljaju lipidi. Jedinjenja ne zagrijavaju toliko tijelo koliko zadržavaju toplinu unutra. Sličnu ulogu imaju i masne naslage koje se formiraju oko različitih organa i u potkožnom tkivu. Ovu klasu lipida karakteriziraju visoka svojstva toplinske izolacije, što štiti vitalne organe od hipotermije.
Jeste li naručili taksi?
Transportna uloga lipida se naziva sekundarnom funkcijom. Zaista, prijenos supstanci (uglavnom triglicerida i kolesterola) se obavlja odvojenim strukturama. To su vezani kompleksi lipida i proteina koji se nazivaju lipoproteini. Kao što znate, tvari slične mastima su netopive u vodi, odnosno u krvnoj plazmi. Nasuprot tome, funkcije proteina uključuju hidrofilnost. Kao rezultat toga, lipoproteinsko jezgro je akumulacija triglicerida i estera holesterola, dok je membrana mješavina proteina i slobodnih molekula kolesterola. Kao takvi, lipidi se isporučuju u tkiva ili natrag u jetru radi eliminacije iz tijela.
Sekundarni faktori
Lista već navedenih 5 funkcija lipida nadopunjuje niz jednako važnih uloga:
- enzimski;
- signal;
- regulatorni
Funkcija signala
Neki složeni lipidi, posebno njihova struktura, omogućavaju prijenos nervnih impulsa između stanica. Glikolipidi djeluju kao posrednici u ovom procesu. Ništa manje važna je sposobnost prepoznavanja intracelularnih impulsa, koju također ostvaruju strukture slične masnoći. To vam omogućava da iz krvi odaberete tvari potrebne za ćeliju.
Enzimska funkcija
Lipidi, bez obzira na njihovu lokaciju u membrani ili izvan nje, nisu dio enzima. Međutim, njihova biosinteza se odvija uz prisustvo spojeva sličnih mastima. Osim toga, lipidi su uključeni u zaštitu crijevnog zida od enzima pankreasa. Višak potonjeg neutralizira se žuči, gdje su kolesterol i fosfolipidi uključeni u značajnim količinama.
Lipidi čine veliku i prilično heterogenu po hemijskom sastavu grupu organskih supstanci koje čine žive ćelije, rastvorljive u niskopolarnim organskim rastvaračima (eter, benzen, hloroform itd.) i nerastvorljive u vodi. Općenito se smatraju derivatima masnih kiselina.
Posebnost strukture lipida je prisustvo u njihovim molekulima istovremeno polarnih (hidrofilnih) i nepolarnih (hidrofobnih) strukturnih fragmenata, što lipidima daje afinitet i za vodu i za nevodenu fazu. Lipidi su bifilne supstance, što im omogućava da obavljaju svoje funkcije na sučelju.
10.1. Klasifikacija
Lipidi se dijele na jednostavno(dvokomponentni), ako su produkti njihove hidrolize alkoholi i karboksilne kiseline, i kompleks(višekomponentni), kada se kao rezultat njihove hidrolize stvaraju i druge tvari, na primjer, fosforna kiselina i ugljikohidrati. U jednostavne lipide spadaju voskovi, masti i ulja, kao i ceramidi, u složene - fosfolipidi, sfingolipidi i glikolipidi (Shema 10.1).
Šema 10.1.Opća klasifikacija lipida
10.2. Strukturne komponente lipida
Sve lipidne grupe imaju dvije bitne strukturne komponente - više karboksilne kiseline i alkohole.
Više masne kiseline (HFA). Mnoge više karboksilne kiseline su prvo izolovane iz masti, otuda i ime masno. Biološki važne masne kiseline mogu biti zasićen(Tabela 10.1) i nezasićeni(Tabela 10.2). Njihove zajedničke strukturne karakteristike su:
su monokarboksilne;
Uključuje paran broj atoma ugljika u lancu;
Imati cis-konfiguraciju dvostrukih veza (ako postoje).
Tabela 10.1.Esencijalne zasićene masne kiseline Lipidi
U prirodnim kiselinama, broj atoma ugljika kreće se od 4 do 22, ali češće su kiseline sa 16 ili 18 atoma ugljika. Nezasićene kiseline sadrže jednu ili više dvostrukih veza sa cis konfiguracijom. Dvostruka veza najbliža karboksilnoj grupi obično se nalazi između C-9 i C-10 atoma. Ako postoji nekoliko dvostrukih veza, onda su one odvojene jedna od druge metilenskom grupom CH 2.
IUPAC pravila za DRC dozvoljavaju upotrebu njihovih trivijalnih naziva (vidi tabele 10.1 i 10.2).
Trenutno se također koristi vlastita nomenklatura nezasićenih HFA. U njemu je krajnji atom ugljika, bez obzira na dužinu lanca, označen posljednjim slovom grčke abecede ω (omega). Položaj dvostrukih veza se ne računa kao obično od karboksilne grupe, već od metilne grupe. Dakle, linolenska kiselina je označena kao 18:3 ω-3 (omega-3).
Sama linolna kiselina i nezasićene kiseline sa različitim brojem atoma ugljika, ali sa rasporedom dvostrukih veza i na trećem atomu ugljika, računajući od metilne grupe, čine familiju omega-3 HFA. Druge vrste kiselina formiraju slične porodice linolne (omega-6) i oleinske (omega-9) kiselina. Za normalan ljudski život od velike je važnosti pravilna ravnoteža lipida tri vrste kiselina: omega-3 (laneno ulje, riblje ulje), omega-6 (suncokretovo, kukuruzno ulje) i omega-9 (maslinovo ulje) u dijeta.
Od zasićenih kiselina u lipidima ljudskog organizma najvažnije su palmitinska C 16 i stearinska C 18 (vidi tabelu 10.1), a od nezasićenih oleinska C18: 1, linolna C18: 2, linolenska i arahidonska C 20:4 (vidi tabelu 10.2).
Treba istaći ulogu višestruko nezasićenih linolne i linolenske kiseline kao jedinjenja, nezamjenjiv za ljude ("vitamin F"). Ne sintetišu se u organizmu i moraju se unositi hranom u količini od oko 5 g dnevno. U prirodi se ove kiseline nalaze uglavnom u biljnim uljima. Oni promovišu
Tabela 10 .2. Esencijalne nezasićene masne kiseline lipida
* Uključeno radi poređenja. ** Za cis izomere.
normalizacija lipidnog profila krvne plazme. Linetol, koji je mješavina etil estera viših masnih nezasićenih kiselina, koristi se kao hipolipidemijski biljni lijek. Alkoholi. Lipidi mogu uključivati:
Viši monohidratni alkoholi;
Polihidrični alkoholi;
Amino alkoholi.
U prirodnim lipidima najčešće se nalaze zasićeni i rjeđe nezasićeni dugolančani alkoholi (C 16 i više) s parnim brojem atoma ugljika. Kao primjer viših alkohola, cetil CH 3 (CH 2 ) 15 OH i melisilni CH 3 (CH 2) 29 OH alkoholi koji su dio voskova.
Polihidrični alkoholi u većini prirodnih lipida predstavljeni su trihidričnim alkoholom glicerolom. Postoje i drugi polihidrični alkoholi, kao što su dihidrični alkoholi etilen glikol i propandiol-1,2, kao i mio-inozitol (videti 7.2.2).
Najvažniji amino alkoholi koji su dio prirodnih lipida su 2-aminoetanol (kolamin), holin, također srodan α-amino kiselinama serin i sfingozin.
Sfingozin je nezasićeni dugolančani dihidrični amino alkohol. Dvostruka veza u sfingozinu ima trans-konfiguracija, i asimetrični atomi C-2 i C-3 - D-konfiguracija.
Alkoholi u lipidima su acilirani višim karboksilnim kiselinama na odgovarajućim hidroksilnim ili amino grupama. U glicerolu i sfingozinu, jedan od alkoholnih hidroksila može biti esterifikovan sa supstituisanom fosfornom kiselinom.
10.3. Jednostavni lipidi
10.3.1. Voskovi
Voskovi su estri viših masnih kiselina i viših monohidričnih alkohola.
Voskovi čine zaštitni lubrikant na ljudskoj i životinjskoj koži i sprečavaju isušivanje biljaka. Koriste se u farmaceutskoj i parfimerijskoj industriji u proizvodnji krema i masti. Primjer je ester cetil palmitinske kiseline(cetin) - glavna komponenta spermacet. Spermaceti se luče iz masti sadržane u lobanjskim šupljinama kitova spermatozoida. Drugi primjer je melisil ester palmitinske kiseline- komponenta pčelinjeg voska.
10.3.2. Masti i ulja
Masti i ulja su najzastupljenija grupa lipida. Većina ih pripada triacilglicerolima - kompletnim esterima glicerola i HFA, iako se nalaze i mono- i diacilgliceroli koji su uključeni u metabolizam.
Masti i ulja (triacilgliceroli) su estri glicerola i viših masnih kiselina.
U ljudskom tijelu, triacilgliceroli igraju ulogu strukturne komponente ćelija ili supstancije za skladištenje („depo masti“). Njihova energetska vrijednost je otprilike dvostruko veća od proteina.
ili ugljenih hidrata. Međutim, povećan nivo triacilglicerola u krvi je jedan od dodatnih faktora rizika za razvoj koronarne bolesti srca.
Čvrsti triacilgliceroli se zovu masti, tečni se zovu ulja. Jednostavni triacilgliceroli sadrže ostatke istih kiselina, miješani - različite.
U sastavu triacilglicerola životinjskog porijekla obično prevladavaju ostaci zasićenih kiselina. Takvi triacilgliceroli su općenito čvrste tvari. Nasuprot tome, biljna ulja sadrže uglavnom ostatke nezasićenih kiselina i imaju tekuću konzistenciju.
U nastavku su navedeni primjeri neutralnih triacilglicerola i naznačeni su njihovi sistematski i (u zagradama) najčešće korišteni trivijalni nazivi zasnovani na nazivima njihovih sastavnih masnih kiselina.
10.3.3. Ceramidi
Ceramidi su N-acilirani derivati sfingozin alkohola.
Ceramidi su prisutni u malim količinama u tkivima biljaka i životinja. Mnogo češće su dio složenih lipida - sfingomijelina, cerebrozida, gangliozida itd.
(vidi 10.4).
10.4. Kompleksni lipidi
Neke složene lipide je teško nedvosmisleno klasifikovati, jer sadrže grupe koje im omogućavaju da se istovremeno dodeljuju različitim grupama. Prema opštoj klasifikaciji lipida (vidi sliku 10.1), složeni lipidi se obično dijele u tri velike grupe: fosfolipidi, sfingolipidi i glikolipidi.
10.4.1. Fosfolipidi
Fosfolipidna grupa uključuje tvari koje cijepaju fosfornu kiselinu tokom hidrolize, na primjer, glicerofosfolipide i neke sfingolipide (Shema 10.2). Općenito, fosfolipide karakterizira prilično visok sadržaj nezasićenih kiselina.
Šema 10.2.Klasifikacija fosfolipida
Glicerofosfolipidi. Ova jedinjenja su glavne lipidne komponente ćelijskih membrana.
Po hemijskoj strukturi glicerofosfolipidi su derivati l -glicero-3-fosfat.
l-glicero-3-fosfat sadrži asimetrični atom ugljika i stoga može postojati kao dva stereoizomera.
Istu konfiguraciju imaju i prirodni glicerofosfolipidi koji su derivati l-glicero-3-fosfata, koji se formira tokom metabolizma iz dihidroksiaceton fosfata.
Fosfatidi. Među glicerofosfolipidima najčešći su fosfatidi - estarski derivati l-fosfatidne kiseline.
Fosfatidne kiseline su derivati l -glicero-3-fosfat esterifikovan sa masnim kiselinama na alkoholnim hidroksilnim grupama.
Po pravilu, u prirodnim fosfatidima na poziciji 1 lanca glicerola nalazi se zasićeni ostatak, na poziciji 2 - nezasićena kiselina, a jedan od hidroksila fosforne kiseline je esterifikovan sa polihidričnim alkoholom ili amino alkoholom (X je ostatak ovog alkohola). U tijelu (pH ~ 7,4) preostali slobodni hidroksil fosforne kiseline i druge ionogene grupe u fosfatidima se joniziraju.
Primjeri fosfatida su spojevi u kojima su fosfatidne kiseline esterifikovan za fosfat hidroksil sa odgovarajućim alkoholima:
Fosfatidilserini, sredstvo za esterizaciju je serin;
Fosfatidiletanolamini, agens za esterizaciju je 2-aminoetanol (u biohemijskoj literaturi se često, ali ne sasvim ispravno, naziva etanolamin);
Fosfatidilkolini, sredstvo za esterizaciju - holin.
Ovi agensi za esterizaciju su međusobno povezani jer se fragmenti etanolamina i holina mogu metabolizirati iz serinskog fragmenta dekarboksilacijom i naknadnom metilacijom sa S-adenozilmetioninom (SAM) (vidjeti 9.2.1).
Jedan broj fosfatida, umjesto esterifikatora koji sadrži amin, sadrži ostatke polihidričnih alkohola - glicerol, mioinozitol, itd. Fosfatidilgliceroli i fosfatidilinozitoli navedeni u nastavku kao primjer se odnose na kisele glicerofosfolipide koji nemaju neutralnu strukturu aminofosfolipida. rodiletanolamine u fosfatidiletanolamine.
Plazmalogeni. Manje uobičajeni u poređenju sa esterskim glicerofosfolipidima su lipidi sa eterskom vezom, posebno plazmalogeni. Sadrže ostatak nezasićenih
* Radi praktičnosti, način pisanja konfiguracijske formule ostatka mio-inozitola u fosfatidilinozitolima je promijenjen u poređenju sa gore navedenim (vidjeti 7.2.2).
alkohol vezan eterskom vezom za C-1 atom glicero-3-fosfata, kao što su, na primjer, plazmalogeni sa etanolaminskim dijelom - L-fosfatidni etanolamini. Plazmalogeni čine 10% svih lipida u centralnom nervnom sistemu.
10.4.2. Sfingolipidi
Sfingolipidi su strukturni analozi glicerofosfolipida u kojima se umjesto glicerola koristi sfingozin. Ceramidi o kojima smo gore govorili (vidjeti 10.3.3) su još jedan primjer sfingolipida.
Važna grupa sfingolipida su sfingomijelini, prvi put otkriven u nervnom tkivu. U sfingomijelinima je hidroksilna grupa na C-1 ceramida esterificirana, u pravilu, s holin fosfatom (rjeđe s kolamin fosfatom), stoga se mogu pripisati i fosfolipidima.
10.4.3. Glikolipidi
Kao što samo ime govori, spojevi ove grupe uključuju ostatke ugljikohidrata (češće D-galaktozu, rjeđe D-glukozu) i ne sadrže ostatke fosforne kiseline. Tipični predstavnici glikolipida - cerebrozidi i gangliozidi - su lipidi koji sadrže sfingozin (dakle, mogu se smatrati i sfingolipidima).
V cerebrozidi ceramidni ostatak je vezan za D-galaktozu ili D-glukozu β-glikozidnom vezom. Cerebrozidi (galaktocerebrozidi, glukocerebrozidi) su dio membrana nervnih ćelija.
Gangliosides- kompleksni lipidi bogati ugljikohidratima - prvi put su izolirani iz sive tvari mozga. Strukturno, gangliozidi su slični cerebrozidima, a razlikuju se po tome što umjesto monosaharida sadrže kompleksni oligosaharid koji sadrži najmanje jedan ostatak. V-acetilneuraminsku kiselinu (vidi Dodatak 11-2).
10.5. Lipidna svojstva
i njihove strukturne komponente
Karakteristika složenih lipida je njihova bifilnost, zbog nepolarnih hidrofobnih i visoko polarnih ioniziranih hidrofilnih grupa. U fosfatidilkolinima, na primjer, ugljikovodični radikali masnih kiselina formiraju dva nepolarna "repa", a karboksilne, fosfatne i holinske grupe čine polarni dio.
Na interfejsu, ova jedinjenja deluju kao odlični emulgatori. U sastavu ćelijskih membrana, lipidne komponente obezbeđuju visoku električnu otpornost membrane, njenu nepropusnost za jone i polarne molekule i propusnost za nepolarne supstance. Konkretno, većina anestetika dobro se otapa u lipidima, što im omogućava da prodru kroz membrane nervnih ćelija.
Masne kiseline su slabi elektroliti( str K a~ 4.8). Oni su u maloj mjeri disocirani u vodenim otopinama. Na pH< p K a prevladava nejonizirani oblik, pri pH>p K a, odnosno u fiziološkim uslovima preovlađuje jonizovani oblik RCOO -. Rastvorljive soli viših masnih kiselina nazivaju se sapuni. Natrijumove soli viših masnih kiselina su čvrste, kalijeve soli su tečne. Kako se soli slabih kiselina i jakih baza sapuna djelimično hidroliziraju u vodi, njihovi rastvori su alkalni.
Prirodne nezasićene masne kiseline koje imaju cis-konfiguracija dvostruke veze, imaju veliku zalihu unutrašnje energije i, prema tome, u poređenju sa trans-izomeri su termodinamički manje stabilni. Njihova cis-trans -izomerizacija se lako odvija zagrevanjem, posebno u prisustvu radikalnih inicijatora. U laboratorijskim uslovima ova transformacija se može izvršiti djelovanjem dušikovih oksida nastalih pri razgradnji dušične kiseline zagrijavanjem.
Više masne kiseline pokazuju opšta hemijska svojstva karboksilnih kiselina. Konkretno, oni lako formiraju odgovarajuće funkcionalne derivate. Masne kiseline s dvostrukim vezama pokazuju svojstva nezasićenih spojeva - dodaju vodonik, halogenide vodika i druge reagense u dvostruku vezu.
10.5.1. Hidroliza
Pomoću reakcije hidrolize uspostavlja se struktura lipida, a također se dobivaju vrijedni proizvodi (sapuni). Hidroliza je prva faza u korištenju i metabolizmu masti iz ishrane u tijelu.
Hidroliza triacilglicerola se izvodi ili izlaganjem pregrijanoj pari (u industriji), ili zagrijavanjem s vodom u prisustvu mineralnih kiselina ili alkalija (saponifikacija). U tijelu se hidroliza lipida odvija pod djelovanjem enzima lipaze. Neki primjeri reakcija hidrolize prikazani su u nastavku.
U plazmalogenima, kao iu običnim vinil eterima, eterska veza se cijepa u kiseloj, ali ne i u alkalnoj sredini.
10.5.2. Reakcije sabiranja
Lipidi koji sadrže ostatke nezasićenih kiselina u strukturi vezani su dvostrukim vezama sa vodonikom, halogenima, vodikovim halogenidima i vodom u kiseloj sredini. Jodni broj je mjera nezasićenosti triacilglicerola. Odgovara broju grama joda koji se može dodati na 100 g supstance. Sastav prirodnih masti i ulja i njihov jodni broj variraju u prilično širokom rasponu. Kao primjer navodimo interakciju 1-oleoil-distearoilglicerola sa jodom (jodni broj ovog triacilglicerola je 30).
Katalitička hidrogenacija (hidrogenacija) nezasićenih biljnih ulja je važan industrijski proces. U ovom slučaju, vodonik zasićuje dvostruke veze i tečna ulja se pretvaraju u čvrste masti.
10.5.3. Reakcije oksidacije
Oksidativni procesi koji uključuju lipide i njihove strukturne komponente su prilično raznoliki. Konkretno, oksidacija nezasićenih triacilglicerola kiseonikom u vazduhu tokom skladištenja (autooksidacija, videti 3.2.1), praćena hidrolizom, deo je procesa poznatog kao užeglost ulja.
Primarni produkti interakcije lipida sa molekularnim kiseonikom su hidroperoksidi, koji nastaju kao rezultat lančanog procesa slobodnih radikala (videti 3.2.1).
Lipidna peroksidacija - jedan od najvažnijih oksidativnih procesa u organizmu. To je glavni uzrok oštećenja staničnih membrana (na primjer, kod radijacijske bolesti).
Strukturni fragmenti nezasićenih viših masnih kiselina u fosfolipidima služe kao meta napada aktivni oblici kiseonika(ROS, vidi Dodatak 03-1).
Kada je napadnut, posebno, hidroksilnim radikalom HO", najaktivnijim od ROS, molekule LH lipida, dolazi do homolitičkog cijepanja CH veze u alilnom položaju, kao što je prikazano na primjeru modela peroksidacije lipida. (Shema 10.3). Rezultirajući radikal alilnog tipa L" trenutno reaguje sa molekularnim kiseonikom u oksidacionom mediju i formira lipidno-peroksilni radikal LOO". Od ovog trenutka počinje lančana kaskada reakcija peroksidacije lipida, jer postoji konstantno formiranje alil lipidnih radikala L", koji nastavljaju ovaj proces.
Lipidni peroksidi LOOH su nestabilna jedinjenja i mogu se razgraditi spontano ili uz učešće promenljivih valentnih metalnih jona (videti 3.2.1) sa formiranjem lipidoksil radikala LO "sposobnih da iniciraju dalju oksidaciju lipidnog supstrata. Takav lavinski proces lipidna peroksidacija predstavlja rizik od uništavanja membranskih struktura ćelija.
Intermedijer formiran radikal alilnog tipa ima mezomernu strukturu i može se dalje transformisati u dva smjera (vidi shemu 10.3, putevi a i b),što dovodi do intermedijarnih hidroperoksida. Hidroperoksidi su nestabilni i raspadaju se čak i na uobičajenim temperaturama uz stvaranje aldehida, koji se dalje oksidiraju u kiseline – krajnje produkte reakcije. Rezultat su općenito dvije monokarboksilne i dvije dikarboksilne kiseline s kraćim ugljičnim lancima.
Nezasićene kiseline i lipidi sa ostacima nezasićenih kiselina u blagim uslovima oksidiraju se vodenim rastvorom kalijum permanganata, formirajući glikole, a u težim uslovima (sa kidanjem veze ugljenik-ugljik) odgovarajuće kiseline.
Učitavanje ...