Lipidek- Kémiai szerkezetükben nagyon heterogén anyagok, amelyek szerves oldószerekben eltérő oldhatósággal rendelkeznek, és általában vízben nem oldódnak. Fontos szerepet játszanak az életfolyamatokban. A biológiai membránok egyik fő alkotóelemeként a lipidek befolyásolják azok permeabilitását, részt vesznek az idegimpulzusok továbbításában és a sejtközi kapcsolatok kialakításában.
A lipidek további funkciói az energiatartalék képzése, víztaszító és hőszigetelő védőburkolatok kialakítása állatokban és növényekben, a szervek és szövetek védelme a mechanikai hatásoktól.
A LIPIDEK OSZTÁLYOZÁSA
A kémiai összetételtől függően a lipidek több osztályba sorolhatók.
- Az egyszerű lipidek közé tartoznak azok az anyagok, amelyek molekulái csak zsírsavak (vagy aldehidek) és alkoholok maradékaiból állnak. Ezek tartalmazzák
- zsírok (trigliceridek és más semleges gliceridek)
- viaszok
- Komplex lipidek
- foszforsav származékai (foszfolipidek)
- cukormaradékot tartalmazó lipidek (glikolipidek)
- szterinek
- szteridek
Ebben a részben a lipidkémiával csak a lipidanyagcsere megértéséhez szükséges mértékben foglalkozunk.
Ha egy állati vagy növényi szövetet egy vagy több (gyakrabban egymás utáni) szerves oldószerrel, például kloroformmal, benzollal vagy petroléterrel kezelnek, az anyag egy része feloldódik. Ennek az oldható frakciónak (kivonatnak) a komponenseit lipideknek nevezzük. A lipidfrakció különféle típusú anyagokat tartalmaz, amelyek többsége az ábrán látható. Megjegyzendő, hogy a lipidfrakcióban lévő komponensek heterogenitása miatt a „lipidfrakció” kifejezés nem tekinthető szerkezeti jellemzőnek; ez csak a biológiai anyagok alacsony polaritású oldószerekkel végzett extrakciójából nyert frakció laboratóriumi elnevezése. Ennek ellenére a legtöbb lipidnek van néhány közös szerkezeti jellemzője, amelyek meghatározzák fontos biológiai tulajdonságaikat és hasonló oldhatóságukat.
Zsírsav
A szervezetben található zsírsavak – alifás karbonsavak – lehetnek szabad állapotban (nyomokban a sejtekben és szövetekben), vagy a legtöbb lipidosztály építőköveiként szolgálhatnak. Több mint 70 különböző zsírsavat izoláltak élő szervezetek sejtjéből és szöveteiből.
A természetes lipidekben található zsírsavak páros számú szénatomot tartalmaznak, és túlnyomórészt el nem ágazó szénláncúak. Az alábbiakban bemutatjuk a leggyakrabban előforduló természetes zsírsavak képleteit.
A természetes zsírsavak, bár némileg feltételesen, három csoportra oszthatók:
- telített zsírsavak [előadás]
- egyszeresen telítetlen zsírsavak [előadás]
Egyszeresen telítetlen (egy kettős kötéssel rendelkező) zsírsavak:
- többszörösen telítetlen zsírsavak [előadás]
Többszörösen telítetlen (két vagy több kettős kötéssel rendelkező) zsírsavak:
E három fő csoporton kívül létezik még az úgynevezett szokatlan természetes zsírsavak csoportja [előadás] .
Az állatok és magasabb rendű növények lipidjeit alkotó zsírsavak számos közös tulajdonsággal rendelkeznek. Mint már említettük, szinte minden természetes zsírsav páros számú szénatomot tartalmaz, leggyakrabban 16-ot vagy 18-at. Az állatok és emberek telítetlen zsírsavai, amelyek részt vesznek a lipidek felépítésében, általában kettős kötést tartalmaznak a 9. és 10. között. szén, további kettős kötések, mint általában a 10. szénatom és a lánc metilvége között fordulnak elő. A számolás a karboxilcsoportból származik: a COOH-csoporthoz legközelebb eső C-atom α, a szomszédos β, a szénhidrogén gyök terminális szénatomja pedig ω.
A természetes telítetlen zsírsavak kettős kötéseinek sajátossága abban rejlik, hogy mindig két egyszerű kötés választja el őket, vagyis mindig van köztük legalább egy metiléncsoport (-CH = CH-CH 2 -CH = CH- ). Az ilyen kettős kötéseket "izoláltnak" nevezik. A természetben előforduló telítetlen zsírsavak cisz-konfigurációjúak, és rendkívül ritkák transz-konfigurációban. Úgy gondolják, hogy a több kettős kötést tartalmazó telítetlen zsírsavakban a cisz-konfiguráció ívelt és lerövidített megjelenést kölcsönöz a szénhidrogénláncnak, aminek biológiai értelme van (különösen, ha figyelembe vesszük, hogy sok lipid a membránok része). A mikrobiális sejtekben a telítetlen zsírsavak általában egy kettős kötést tartalmaznak.
A hosszú szénláncú zsírsavak gyakorlatilag nem oldódnak vízben. Nátrium- és káliumsóik (szappanok) micellákat képeznek a vízben. Utóbbiban a zsírsavak negatív töltésű karboxilcsoportjai a vizes fázis felé néznek, a micelláris szerkezet belsejében pedig nem poláris szénhidrogénláncok rejtőznek. Az ilyen micellák teljes negatív töltéssel rendelkeznek, és a kölcsönös taszítás miatt az oldatban szuszpendálva maradnak (95. ábra).
Semleges zsírok (vagy gliceridek)
A semleges zsírok a glicerin és a zsírsavak észterei. Ha a glicerin mindhárom hidroxilcsoportja zsírsavakkal észterezett, akkor egy ilyen vegyületet trigliceridnek (triacilglicerinnek) neveznek, ha kettőt - digliceridnek (diacilglicerinnek), és végül, ha az egyik csoport észterezett - monogliceridnek (monoacilglicerin).
A semleges zsírok vagy protoplazmatikus zsír formájában, amely a sejtek szerkezeti összetevője, vagy tartalék, tartalék zsír formájában találhatók meg a szervezetben. E két zsírforma szerepe a szervezetben nem azonos. A protoplazmás zsír állandó kémiai összetételű, és bizonyos mennyiségben megtalálható a szövetekben, ami még kóros elhízás esetén sem változik, míg a tartalék zsír mennyisége nagy ingadozásoknak van kitéve.
A természetes semleges zsírok nagy része triglicerid. A trigliceridekben található zsírsavak lehetnek telítettek vagy telítetlenek. A zsírsavak közül gyakoribb a palmitinsav, a sztearinsav és az olajsav. Ha mindhárom savas gyök ugyanahhoz a zsírsavhoz tartozik, akkor az ilyen triglicerideket egyszerűnek (például tripalmitin, trisztearin, triolein stb.), ha különböző zsírsavakról van szó, akkor vegyesnek nevezzük. A vegyes triglicerideket az alkotó zsírsavakról nevezték el; az 1, 2 és 3 számok a zsírsavmaradék és a glicerinmolekula megfelelő alkoholcsoportjával (például 1-oleo-2-palmitosztearin) való kötődését jelzik.
A triglicerideket alkotó zsírsavak gyakorlatilag meghatározzák fizikai-kémiai tulajdonságaikat. Így a trigliceridek olvadáspontja növekszik a telített zsírsavmaradékok számának és hosszának növekedésével. Ezzel szemben minél magasabb a telítetlen zsírsavak vagy a rövid szénláncú savak tartalma, annál alacsonyabb az olvadáspont. Az állati zsírok (zsír) általában jelentős mennyiségű telített zsírsavat (palmitin, sztearin stb.) tartalmaznak, ennek köszönhetően szobahőmérsékleten szilárdak. A sok egyszeresen és többszörösen telítetlen savat tartalmazó zsírok normál hőmérsékleten folyékonyak, és olajoknak nevezik. Tehát a kenderolajban az összes zsírsav 95%-a olajsav, linolsav és linolénsav, és csak 5%-a sztearinsav és palmitinsav. Vegye figyelembe, hogy a 15 °C-on olvadó emberi zsír (testhőmérsékleten folyékony) 70% olajsavat tartalmaz.
A gliceridek képesek az észterekben rejlő összes kémiai reakcióba bekapcsolódni. Legnagyobb jelentőségű az elszappanosítási reakció, melynek eredményeként a trigliceridekből glicerin és zsírsavak keletkeznek. A zsír elszappanosítása történhet enzimes hidrolízissel és savak vagy lúgok hatására is.
A szappan ipari gyártása során a zsír lúgos hasítását nátronlúg vagy maró hamusav hatására végzik. Emlékezzünk vissza, hogy a szappan magasabb zsírsavak nátrium- vagy káliumsója.
A következő mutatókat gyakran használják a természetes zsírok jellemzésére:
- jódszám - a jód grammszáma, amely bizonyos feltételek mellett 100 g zsírt megköt; ez a szám a zsírokban jelenlévő zsírsavak telítetlenségi fokát, a marhazsír 32-47, a bárány 35-46, a sertéshús 46-66 jódszámát jellemzi;
- savszám - az 1 g zsír semlegesítéséhez szükséges maró kálium milligrammjainak száma. Ez a szám a zsírban jelenlévő szabad zsírsavak mennyiségét jelzi;
- elszappanosítási szám - az 1 g zsírban lévő összes zsírsav (mind a trigliceridekben, mind a szabadban) semlegesítésére elfogyasztott maró kálium milligrammjainak száma. Ez a szám a zsírt alkotó zsírsavak relatív molekulatömegétől függ. A főbb állati zsírok (marha, bárány, sertés) elszappanosítási száma gyakorlatilag megegyezik.
A viaszok magasabb szénatomszámú zsírsavak és magasabb szénatomszámú egy- vagy kétértékű alkoholok észterei, amelyek szénatomszáma 20-70. Általános képleteiket a diagram mutatja, ahol R, R „és R” lehetséges gyökök.
A viaszok részei lehetnek a bőrt, gyapjút, tollat borító zsírnak. A növényekben a levelek és a törzsek felületén filmet képező lipidek 80%-a viasz. Az is ismert, hogy a viaszok egyes mikroorganizmusok normál metabolitjai.
A természetes viaszok (például méhviasz, spermaceti, lanolin) az előbb említett észtereken kívül általában bizonyos mennyiségű szabad, magasabb szénatomszámú zsírsavakat, alkoholokat és 21-35 szénatomszámú szénhidrogéneket is tartalmaznak.
Foszfolipidek
A komplex lipidek ebbe az osztályába tartoznak a glicerofoszfolipidek és a szfingolipidek.
A glicerofoszfolipidek a foszfatidsav származékai: glicerint, zsírsavakat, foszforsavat és általában nitrogéntartalmú vegyületeket tartalmaznak. A glicerofoszfolipidek általános képlete a diagramon látható, ahol R1 és R2 jelentése magasabb zsírsavak csoportja, R3 pedig egy nitrogéntartalmú vegyület gyöke.
Minden glicerofoszfolipidre jellemző, hogy molekulájuk egyik része (R 1 és R 2 gyökök) kifejezett hidrofóbitást mutat, míg a másik része hidrofil a foszforsav-maradék negatív töltése és az R3 gyök pozitív töltése miatt.
Az összes lipid közül a glicerofoszfolipidek rendelkeznek a legkifejezettebb poláris tulajdonságokkal. Amikor a glicerofoszfolipideket vízbe helyezik, csak egy kis részük válik valódi oldattá, míg az "oldott" lipid nagy része vizes rendszerekben van micellák formájában. A glicerofoszfolipideknek több csoportja (alosztálya) van.
- [előadás]
.
- Foszfatidil-szerinek [előadás]
.
A foszfatidil-szerin molekulában a nitrogéntartalmú vegyület a szerin aminosavmaradéka.
A foszfatidil-szerinek sokkal kevésbé elterjedtek, mint a foszfatidil-kolinok és a foszfatidil-etanol-aminok, és jelentőségüket elsősorban az határozza meg, hogy részt vesznek a foszfatidil-etanol-aminok szintézisében.
- Plazmalogének (acetál-foszfatidok) [előadás]
.
Abban különböznek a fent tárgyalt glicerofoszfolipidektől, hogy egy magasabb zsírsavcsoport helyett zsírsav-aldehid-maradékot tartalmaznak, amely telítetlen észterkötéssel kapcsolódik a glicerin hidroxilcsoportjához:
Így a hidrolízis során a plazmalogén glicerinre, magasabb zsírsav-aldehidre, zsírsavra, foszforsavra, kolinra vagy etanol-aminra bomlik.
[előadás]
.
A foszfatidil-kolin molekulában lévő trigliceridektől eltérően a glicerin három hidroxilcsoportja közül az egyik nem zsírsavhoz, hanem foszforsavhoz kapcsolódik. Ezenkívül a foszforsav viszont éterkötéssel kapcsolódik egy nitrogéntartalmú bázishoz [HO-CH2-CH2-N + = (CH 3) 3] - kolin. Így a glicerin, a magasabb zsírsavak, a foszforsav és a kolin egyesül a foszfatidil-kolin molekulában.
[előadás] .
A foszfatidil-kolinok és a foszfatidil-etanol-aminok közötti fő különbség az, hogy az utóbbiak kolin helyett nitrogénbázisú etanol-amint (HO-CH 2 -CH 2 -NH 3 +) tartalmaznak.
Az állatok és magasabb rendű növények szervezetében található glicerofoszfolipidek közül a foszfatidil-kolinok és a foszfatidil-etanol-aminok találhatók a legnagyobb mennyiségben. A glicerofoszfolipidek két csoportja metabolikusan kapcsolódik egymáshoz, és a sejtmembránok fő lipidkomponensei.
A glicerofoszfolipidek ebbe a csoportjába tartozó R3 gyök egy hat szénatomos cukoralkohol - inozitol:
A foszfatidil-inozitolok meglehetősen elterjedtek a természetben. Állatokban, növényekben és mikrobákban találhatók. Az állati szervezetben az agyban, a májban és a tüdőben találhatók.
[előadás] . 
Meg kell jegyezni, hogy a szabad foszfatidsav megtalálható a természetben, bár más glicerofoszfolipidekhez képest viszonylag kis mennyiségben.
A cardiolilin a glicerofoszfolipidek, pontosabban a poliglicerin-foszfátok közé tartozik. A kardiolipin molekula gerince három glicerinmaradékot tartalmaz, amelyek az 1. és 3. pozíción keresztül két foszfodiészter hídon keresztül kapcsolódnak egymáshoz; a két külső glicerinmaradék hidroxilcsoportja zsírsavakkal észterezett. A kardiolipin a mitokondriális membránok része. asztal A 29. ábra a főbb glicerofoszfolipidek szerkezetére vonatkozó adatokat foglalja össze.
A glicerofoszfolipideket alkotó zsírsavak között telített és telítetlen zsírsavak (gyakrabban sztearinsav, palmitinsav, olajsav és linolsav) egyaránt megtalálhatók.
Azt is megállapították, hogy a legtöbb foszfatidil-kolin és foszfatidil-etanol-amin egy telített magasabb zsírsavat tartalmaz az 1-es pozícióban (a glicerin 1. szénatomján), és egy telítetlen magasabb zsírsavat a 2-es pozícióban. Az enzimek, például a kobra mérgében, amelyek az A 2 foszfolipázokhoz tartoznak, a telítetlen zsírsavak eliminációjához és erős hemolitikus hatással rendelkező lizofoszfatidilkolinok vagy lizofoszfatidil-etanol-aminok képződéséhez vezetnek.
Szfingolipidek
Glikolipidek
A molekulában szénhidrátcsoportokat tartalmazó összetett lipidek (gyakrabban D-galaktóz maradék). A glikolipidek alapvető szerepet játszanak a biológiai membránok működésében. Főleg az agyszövetben találhatók, de megtalálhatók a vérsejtekben és más szövetekben is. A glikolipideknek három fő csoportja van:
- cerebrosidok
- szulfatidok
- gangliozidok
A cerebrozidok nem tartalmaznak sem foszforsavat, sem kolint. Ide tartozik a hexóz (általában D-galaktóz), amely éterkötéssel kapcsolódik a szfingozin aminoalkohol hidroxilcsoportjához. Ezenkívül egy zsírsav a cerebrozid része. Ezen zsírsavak közül a legelterjedtebbek a lignocerin-, ideg- és cerebronsavak, azaz a 24 szénatomos zsírsavak. A cerebrosidok szerkezete a diagramon ábrázolható. A cerebrozidok a szfingolipidek közé is sorolhatók, mivel szfingozin alkoholt tartalmaznak.
A cerebrozidok leginkább tanulmányozott képviselői a neurotikus savat tartalmazó ideg, a cerebronsavat tartalmazó cerebron és a lignocirsavat tartalmazó kerazin. A cerebrozidok tartalma különösen magas az idegsejtek membránjában (a myelin hüvelyben).
A szulfatidok abban különböznek a cerebrozidoktól, hogy kénsavat tartalmaznak a molekulában. Más szavakkal, a szulfatid egy cerebrozid-szulfát, amelyben a szulfát a hexóz harmadik szénatomján észterezett. Az emlősök agyában a szulfatidok a cerebrozidokhoz hasonlóan a fehérállományban találhatók. Az agyban található tartalmuk azonban jóval alacsonyabb, mint a cerebrozidoké.
A gangliozidok hidrolízise során magasabb zsírsavak, szfingozin alkohol, D-glükóz és D-galaktóz, valamint aminocukrok származékai: N-acetil-glükózamin és N-acetil-neuraminsav találhatók. Ez utóbbi a szervezetben szintetizálódik glükózaminból.
Szerkezetileg a gangliozidok nagymértékben hasonlítanak a cerebrozidokhoz, azzal az egyetlen különbséggel, hogy egy galaktózmaradék helyett komplex oligoszacharidot tartalmaznak. Az egyik legegyszerűbb gangliozid a hematozid, amelyet az eritrociták stromájából izolálnak (séma)
A cerebrozidoktól és szulfatidoktól eltérően a gangliozidok főként az agy szürkeállományában találhatók, és az ideg- és gliasejtek plazmamembránjaiban koncentrálódnak.
Az összes fent említett lipidet általában elszappanosíthatónak nevezik, mivel hidrolízisük során szappanok keletkeznek. Vannak azonban olyan lipidek, amelyek nem hidrolizálnak zsírsavak felszabadítására. Ezek a lipidek közé tartoznak a szteroidok.
A szteroidok természetben előforduló vegyületek. Ezek a ciklopentán-perhidrofenantrén mag származékai, amelyek három kondenzált ciklohexánt és egy ciklopentángyűrűt tartalmaznak. A szteroidok számos hormonális anyagot tartalmaznak, valamint koleszterint, epesavat és más vegyületeket.
Az emberi szervezetben a szterinek az első helyet foglalják el a szteroidok között. A szterolok legfontosabb képviselője a koleszterin:
A 3 szénatomon alkoholos hidroxilcsoportot, a 17 szénatomon nyolc szénatomos elágazó alifás láncot tartalmaz. A 3 szénatomos hidroxilcsoport egy hosszabb zsírsavval észterezhető; ebben az esetben koleszterin-észterek (koleszteridek) képződnek:
A koleszterin kulcsfontosságú intermedier szerepet játszik számos más vegyület szintézisében. Számos állati sejt plazmamembránja koleszterinben gazdag; lényegesen kisebb mennyiségben a mitokondriumok membránjaiban és az endoplazmatikus retikulumban található. Vegye figyelembe, hogy a növényekben nincs koleszterin. A növények más szterineket is tartalmaznak, amelyeket fitoszteroloknak neveznek.
Lipidek (zsírok).Lipidek- szerves vegyületek (C szénnel rendelkező vegyületek) összetett keverékének nevezik, hasonló fizikai és kémiai tulajdonságokkal:
- vízben való oldhatatlanság.
- jól oldódik szerves oldószerekben (benzin, kloroform)A lipidek széles körben elterjedtek a természetben. A fehérjékkel és szénhidrátokkal együtt minden élő szervezet szerves anyagának nagy részét alkotják, és minden sejt nélkülözhetetlen alkotóelemei. A lipidek - az élelmiszer legfontosabb összetevője, nagymértékben meghatározzák annak tápértékét és ízét.
A növényekben főként magvakban és gyümölcsökben halmozódnak fel. Az állatokban és halakban a lipidek a bőr alatti zsírszövetekben, a hasüregben és számos fontos szervet (szív, vese) körülvevő szövetekben, valamint az agyban és az idegszövetekben koncentrálódnak. Különösen sok lipid található a bálnák (tömegük 25-30%-a), a fókák és más tengeri állatok bőr alatti zsírszövetében. Emberben a lipidtartalom átlagosan 10-20% között mozog.A lipidek típusai.
A zsírok osztályozásának sok típusa létezik, a legegyszerűbbet elemezzük, amely három nagy csoportra osztja őket:
- Egyszerű lipidek
- Komplex lipidek
- Lipidszármazékok.Elemezzük az egyes lipidcsoportokat külön-külön, mit tartalmaznak, és mire valók.
Egyszerű lipidek.
1) Semleges zsírok (vagy csak zsírok).
A semleges zsírok trigliceridekből állnak.
Triglicerid - lipid vagy semleges zsír, amely glicerint tartalmaz három zsírsavmolekulával kombinálva.
Glicerin- C3H5 (OH) 3 képletű kémiai vegyület (színtelen, viszkózus, szagtalan édeskés folyadék.)
Zsírsav– természetes vagy létrehozott vegyületek egy vagy több csoporttal - COOH (karboxil), amelyek nem hoznak létre ciklikus kötéseket (aromás), a szénatomok számával (C) a láncban legalább 6.A trigliceridek az étkezési zsírok lebontásából keletkeznek, és a zsírraktározás egy formáját jelentik az emberi szervezetben. Az étkezési zsírok többsége (98%) triglicerid. A zsír a szervezetben trigliceridként is raktározódik.
A zsírsavak típusai:
- Telített zsírsavak- csak egyes kötéseket tartalmaznak a szénatomok között, az összes többi kötés pedig a hidrogénatomokhoz kapcsolódik. A molekula a lehető legnagyobb számú hidrogénatommal egyesül, ezért ezt a savat telítettnek nevezzük, és abban különböznek a telítetlenektől, hogy szobahőmérsékleten szilárdak maradnak.
A legtöbb telített zsírt tartalmazó élelmiszerek a disznózsír és zsír, a csirke-, marha- és bárányzsír, a vaj és a margarin. Az ilyen zsírokban gazdag élelmiszerek közé tartozik a kolbász, a kis kolbász és más kolbász, a szalonna, a közönséges sovány marhahús; "márványnak" nevezett húsfajták; csirke bőr, szalonna; fagylalt, krémek, sajtok; a liszt és egyéb édesipari termékek nagy része.- telítetlen zsírsavak - egy vagy több kettős kötést tartalmaznak a fő szénlánc mentén. Minden kettős kötés csökkenti a zsírsavhoz kötődni képes hidrogénatomok számát. A kettős kötések a zsírsavak "hajlását" is okozzák, ami megakadályozza a köztük lévő kötést.
A telítetlen zsírsavak növényi forrásokban találhatók.Két típusra oszthatók:
1) egyszeresen telítetlen - telítetlen zsírsavak egy kettős kötéssel. (pl. olívaolaj)
2) többszörösen telítetlen - telítetlen zsírsavak két vagy több kettős kötéssel. (például - lenolaj)Az étkezési zsírokról külön nagy téma lesz, amely minden tulajdonságukat részletesen megvizsgálja.
2) Viaszok.
A viaszok állati vagy növényi eredetű zsírszerű anyagok, amelyek egyértékű alkoholok és zsírsavak észtereiből állnak.
Esters– vegyületek - COOH (karboxil), amelyekben a HO-csoport hidrogénatomját szerves csoport helyettesíti.
Alkoholok– -OH vegyületek, amelyek a szénatomhoz kötődnek.
Egyszerűen fogalmazva, a viaszok formátlanok, műanyagok, melegítéskor könnyen meglágyulnak, 40 és 90 Celsius fok közötti hőmérséklet-tartományban megolvadnak.
A méhviaszt a mézelő méhek speciális mirigyei választják ki, amelyekből a méhek lépeket építenek.Komplex lipidek.
A komplex lipid egy triglicerid, amely más vegyi anyagokkal kombinálódik.
Három típusuk van.Foszfolipidek- glicerin egy vagy két zsírsavval, valamint foszforsavval kombinálva.
A sejtmembrán foszfolipidekből áll. Az élelmiszeripari termékekben a legnépszerűbb a lecitin.glikolipidek - zsír- és szénhidrátkomponensek vegyületei. (Minden szövetben megtalálható, főleg a plazmamembránok külső lipidrétegében.)
Lipoproteinek- zsírok és fehérjék komplexei. (Vérplazma)
Lipidszármazékok.
Koleszterin viaszszerű zsíros anyag, amely a test minden sejtjében és számos élelmiszerben megtalálható. Szükség van némi vérkoleszterinre, de a magas szint szívbetegséghez vezethet.
Sok koleszterin található a tojásban, zsíros húsokban, kolbászokban, zsíros tejtermékekben.Az általános besorolás alapján milyen funkciókat látnak el a lipidek?
Funkciók.
- Szerkezeti funkció.
A foszfolipidek minden szervben és szövetben részt vesznek a sejtmembránok felépítésében. Számos biológiailag fontos vegyület képződésében vesznek részt.
- Energia funkció.
Amikor a zsír oxidálódik, nagy mennyiségű energia szabadul fel, ami az ATP képződésébe megy. A szervezet energiatartalékainak jelentős része lipidek formájában raktározódik, amelyeket tápanyaghiány esetén fogyasztanak el. A hibernált állatok és növények zsírokat és olajokat halmoznak fel, és ezeket a létfontosságú folyamatok fenntartására használják fel. A növényi magvak magas lipidtartalma biztosítja az embrió és a palánta kifejlődését az önálló táplálkozásra való átállás előtt. Számos növény (kókusz, ricinus, napraforgó, szójabab, repce stb.) magját használják alapanyagként növényi olaj előállításához ipari úton. 1 g zsír teljes lebontásával 38,9 kJ energia felszabadul, ami körülbelül 2-szer több szénhidrátot és fehérjét jelent.
- Védő és hőszigetelő
A bőr alatti szövetben és egyes szervek (vese, belek) környékén felhalmozódó zsírréteg védi az állati testet és egyes szerveit a mechanikai sérülésektől. Ráadásul alacsony hővezető képessége miatt a bőr alatti zsírréteg segít megtartani a hőt, ami lehetővé teszi például, hogy sok állat éljen hideg éghajlaton.
Kenő és vízlepergető.
A viasz beborítja a bőrt, a gyapjút, a tollakat, rugalmasabbá teszi és védi a nedvességtől. Sok növény levelei és termései viaszos bevonattal rendelkeznek.- Szabályozási.
Sok hormon a koleszterinből származik, például a nemi hormonok (tesztoszteron nál nél férfiak és progeszteron nőknél) és kortikoszteroidok. A koleszterin származékai, a D-vitamin kulcsszerepet játszanak a kalcium és a foszfor anyagcseréjében. Az epesavak részt vesznek az emésztési folyamatokban. Az idegsejtek axonjainak mielinizált (nem vezető töltésű) hüvelyében a lipidek szigetelők az idegimpulzusok vezetése során.
- Az anyagcsere-víz forrása.
100 g zsír oxidációja körülbelül 105-107 g vizet eredményez. Ez a víz nagyon fontos egyes sivatagi lakosok számára, különösen a tevék számára, amelyek 10-12 napig víz nélkül maradnak: a púpban tárolt zsírt éppen erre használják fel. A medvék, mormoták és más hibernált állatok zsíroxidáció eredményeként jutnak hozzá az élethez szükséges vízhez.
A lipidek a szervezet energiatartalékainak legfontosabb forrásai. A tény még a nómenklatúra szintjén is nyilvánvaló: a görög "lipos" szót kövérnek fordítják. Ennek megfelelően a lipidek kategóriája egyesíti a biológiai eredetű zsírszerű anyagokat. A vegyületek funkciója meglehetősen változatos, ami a bioobjektumok ezen kategóriájának összetételének heterogenitásából adódik.
Milyen funkciókat látnak el a lipidek?
Sorolja fel a lipidek fő funkcióit a szervezetben, amelyek a legfontosabbak! A bevezető szakaszban célszerű kiemelni a zsírszerű anyagok kulcsfontosságú szerepét az emberi szervezet sejtjeiben. Az alaplista a lipidek öt funkciója:
- tartalék energia;
- struktúra kialakítása;
- szállítás;
- szigetelő;
- jel.
A másodlagos feladatok, amelyeket a lipidek más vegyületekkel kombinálva látnak el, szabályozó és enzimatikus szerepet töltenek be.
A szervezet energiatartaléka
Ez nem csak az egyik fontos, hanem kiemelt szerepe a zsírszerű vegyületeknek. Valójában a lipidek egy része a teljes sejttömeg energiaforrása. Valójában a sejtek zsírja hasonló az autó tankjában lévő üzemanyaghoz. Az energiafüggvényt a lipidek az alábbiak szerint valósítják meg. A zsírok és hasonló anyagok a mitokondriumokban oxidálódnak, lebomlanak a víz és a szén-dioxid szintjére. A folyamatot jelentős mennyiségű ATP – nagy energiájú metabolit – felszabadulása kíséri. Ellátásuk lehetővé teszi a sejt számára, hogy részt vegyen energiafüggő reakciókban.
Szerkezeti blokkok
A lipidek ugyanakkor építő funkciót is ellátnak: segítségükkel kialakul a sejtmembrán. A folyamat a zsírszerű anyagok következő csoportjait foglalja magában:
- koleszterin - lipofil alkohol;
- glikolipidek - lipidek szénhidrátokkal alkotott vegyületei;
- A foszfolipidek összetett alkoholok és magasabb szénatomszámú karbonsavak észterei.
Meg kell jegyezni, hogy a kialakult membránban a zsírok közvetlenül nem találhatók. A sejt és a külső környezet között kialakult fal kétrétegűnek bizonyul. Ez a bifilitásnak köszönhető. A lipidek hasonló jellemzője azt jelzi, hogy a molekula egyik része hidrofób, azaz vízben oldhatatlan, míg a másik, éppen ellenkezőleg, hidrofil. Ennek eredményeként az egyszerű lipidek rendezett elrendezése miatt sejtfal kettős réteg képződik. A molekulák hidrofób régiókban bontakoznak ki egymás felé, míg a hidrofil farok a sejt befelé és kifelé irányul.
Ez határozza meg a membránlipidek védő funkcióit. Először is, a membrán megadja a sejt alakját, sőt megőrzi azt. Másodszor, a kettős fal egyfajta útlevél-ellenőrző pont, amely nem engedi át a nem kívánt látogatókat.
Autonóm fűtési rendszer
Természetesen ez az elnevezés meglehetősen önkényes, de teljesen alkalmazható, ha figyelembe vesszük, hogy a lipidek milyen funkciókat látnak el. A vegyületek nem annyira melegítik a testet, mint inkább bent tartják a hőt. Hasonló szerepet kapnak a különböző szervek körül és a bőr alatti szövetekben kialakuló zsírlerakódások. A lipidek ezen osztályát magas hőszigetelő tulajdonságok jellemzik, amelyek megvédik a létfontosságú szerveket a hipotermiától.
Rendeltél taxit?
A lipidek szállító szerepét másodlagos funkciónak nevezik. Valójában az anyagok (főleg a trigliceridek és a koleszterin) átvitelét külön struktúrák végzik. Ezek lipidekből és fehérjékből álló komplexek, amelyeket lipoproteineknek neveznek. Mint tudják, a zsírszerű anyagok vízben, illetve vérplazmában oldhatatlanok. Ezzel szemben a fehérjék funkciói közé tartozik a hidrofilitás. Ennek eredményeként a lipoprotein mag trigliceridek és koleszterin-észterek felhalmozódása, míg a membrán fehérje és szabad koleszterin molekulák keveréke. Mint ilyenek, a lipidek a szövetekbe vagy vissza a májba kerülnek, hogy kiürüljenek a szervezetből.
Másodlagos tényezők
A lipidek már felsorolt 5 funkciójának listája számos, ugyanolyan fontos szerepet kiegészít:
- enzimatikus;
- jel;
- szabályozó
Jelzés funkció
Egyes összetett lipidek, különösen szerkezetük, lehetővé teszik az idegimpulzusok átvitelét a sejtek között. A glikolipidek mediátorként működnek ebben a folyamatban. Nem kevésbé fontos az intracelluláris impulzusok felismerésének képessége, amit a zsírszerű struktúrák is megvalósítanak. Ez lehetővé teszi a sejt számára szükséges anyagok kiválasztását a vérből.
Enzimatikus funkció
A lipidek, függetlenül attól, hogy a membránban vagy azon kívül helyezkednek el, nem részei az enzimeknek. Bioszintézisük azonban zsírszerű vegyületek jelenlétében megy végbe. Ezenkívül a lipidek részt vesznek a bélfal védelmében a hasnyálmirigy enzimekkel szemben. Ez utóbbi feleslegét az epe semlegesíti, ahol jelentős mennyiségben tartalmaz koleszterint és foszfolipideket.
A modern emberiség egyik legnagyobb mítosza a zsírok ártalmassága. A kövér az első számú ellenség lett. Az emberek dollárt, rubelt, eurót és így tovább költenek zsírmentes sütik, zsírmentes kóla, a zsír felszívódását gátló tabletták, zsíroldó tabletták vásárlására. Az emberek mindenféle zsírmentes diétát követnek.
De ... A minden tekintetben virágzó országokban az elhízottak száma folyamatosan növekszik. Egyre többen szenvednek szív- és érrendszeri betegségekben és diabetes mellitusban, vagyis olyan betegségekben, amelyek nagyrészt túlsúllyal kapcsolatosak. A zsírok elleni háború folytatódik...
Szóval mi a baj?
1. tény: a zsírok jót tesznek neked
Az első és fő hiba az, hogy azt gondoljuk, hogy minden zsír egyforma; minden zsír elutasítása áldás. A lakosság iskolázottsága azonban meglehetősen magas, ma már sokan tudják, hogy a telítetlen zsírok (főleg növényi) hasznosak. A telített (főleg az állatok) pedig károsak.
Találjuk ki.
A telített zsírok a sejtmembránok szerkezeti összetevői, és részt vesznek a szervezet biokémiájában. Ezért ezek teljes elutasítása visszafordíthatatlan egészségügyi változásokhoz vezet. A másik dolog az, hogy fogyasztásuknak meg kell felelnie az életkori mutatóknak. Gyermekeknek és serdülőknek kellő mennyiségben van rájuk szüksége, életkor előrehaladtával fogyasztásuk csökkenthető.
Telítetlen zsírok - csökkentik a "rossz" koleszterin szintjét, szükségesek bizonyos vitaminok (zsírban oldódó) szervezet általi asszimilációjához, és részt vesznek az anyagcserében. Vagyis ezek a zsírok a szervezet számára is szükségesek.
Egy kis megfigyelés: a telített zsírok szilárdak, a telítetlenek folyékonyak.
Az átlagember élettani mutatói szerint a telített - telítetlen zsírok arányának 1/3: 2/3-nak kell lennie. Az egészséges zsírok fogyasztása elengedhetetlen!
A transzzsírok egyértelműen károsak. A természetben is megtalálhatók (például a természetes tejben), de nagyrészt más (növényi) zsírokból, hidrogénezéssel (a zsírok szilárd formát adó feldolgozási módszere) keletkeznek.
2. tény: a testzsír nem a zsírevés eredménye
Mit?! Természetesen, ha egyszerűen növeli a zsírbevitelt anélkül, hogy csökkentené más élelmiszerek fogyasztását, akkor hízni fog. Az egészséges testsúly megőrzésének alapja az egyensúly. Annyi kalóriát kell elköltenie, amennyit elfogyaszt.
De az éles kalóriakorlátozású diéták a lemondás után meredek súlynövekedéshez vezethetnek. Miért? A test megkapta az installációt: éhség. Ezért a zsírokat tartalékban kell felhalmozni. Ezért minden élelmiszert feldolgoznak, és a "raktárba" kerül - a zsírlerakódások. Ebben az esetben éhes ájulásba eshet. A feldolgozott szénhidrátokat a zsírraktárak tárolják.
Tanulmányok azt mutatják, hogy ha egy személy alacsony kalóriatartalmú, zsírmentes diétát folytat, akkor nagy nehézségek árán visszaad néhány kilót, még akkor is, ha továbbra is ezen a diétán "ülsz".
Ezenkívül azok az emberek, akik kis mennyiségű zsírt esznek, hajlamosak az elhízásra.
Az egyesült államokbeli betegek megfigyelése pedig azt a képet tárta fel, hogy a zsírmennyiség 40%-ról (amit normának tekintenek) 33%-ra csökkent az étrendben, a túlsúlyos emberek számának növekedésével jár együtt.
Ne feledje, hogy a telítetlen zsírok részt vesznek az anyagcserében. A fehérje: zsír: szénhidrát arány egy felnőtt esetében körülbelül 14%: 33%: 53%.
Következtetés: a telítetlen zsírok mennyiségének növekedése az állandó kalóriatartalmú élelmiszerekben nem vezet súlygyarapodáshoz, de az anyagcsere révén javítja az egészséget.
Mik azok a lipidek, mi a lipidek osztályozása, mi a szerkezetük és funkciójuk? Erre és sok más kérdésre a választ a biokémia adja, amely ezeket és más, az anyagcsere szempontjából nagy jelentőségű anyagokat vizsgálja.
Ami
A lipidek olyan szerves anyagok, amelyek nem oldódnak vízben. A lipidek funkciói az emberi szervezetben változatosak.
Lipidek - ez a szó "kis zsírrészecskéket" jelent.
Ez elsősorban:
- Energia. A lipidek szubsztrátként szolgálnak az energia tárolására és felhasználására. 1 gramm zsír lebontása körülbelül 2-szer több energiát szabadít fel, mint az azonos tömegű fehérje vagy szénhidrát lebontása.
- Strukturális funkció. A lipidek szerkezete meghatározza szervezetünk sejtmembránjainak szerkezetét. Úgy vannak elrendezve, hogy a molekula hidrofil része a sejt belsejében, a hidrofób része pedig annak felületén legyen. A lipidek ezen tulajdonságainak köszönhetően minden sejt egyrészt autonóm, a külvilágtól elzárt rendszer, másrészt speciális transzportrendszerek segítségével minden sejt molekulákat cserélhet másokkal és a környezettel.
- Védő. A bőrünkön lévő felszíni réteg, amely egyfajta akadályként szolgál köztünk és a külvilág között, szintén lipidekből áll. Ezenkívül a zsírszövet összetételében hőszigetelő funkciót látnak el, és védelmet nyújtanak a káros külső hatásokkal szemben.
- Szabályozó. A vitaminok, hormonok és más anyagok részét képezik, amelyek számos folyamatot szabályoznak a szervezetben.
A lipidek általános jellemzői szerkezeti sajátosságokon alapulnak. Kettős tulajdonságuk van, mivel a molekulában vannak oldható és oldhatatlan részeik.
A test felvétele
A lipidek részben táplálékkal kerülnek az emberi szervezetbe, részben endogén szintézisre képesek. Az étkezési lipidek nagy részének felhasadása a duodenumban 12 történik a hasnyálmirigy által kiválasztott hasnyálmirigynedv és az epében lévő epesavak hatására. Felosztásuk után újra szintetizálódnak a bélfalban, és már speciális szállító részecskék - lipoproteinek - összetételében készen állnak a nyirokrendszerbe és az általános véráramba való bejutásra.
A táplálékkal az embernek naponta körülbelül 50-100 gramm zsírt kell bevinnie, ami a test állapotától és a fizikai aktivitás mértékétől függ.
Osztályozás
A lipidek osztályozása, attól függően, hogy bizonyos körülmények között képesek szappant képezni, a következő lipidosztályokba osztják őket:
- Elszappanosítva. Az úgynevezett anyagok, amelyek lúgos reakciójú környezetben karbonsavak sóit képezik (szappanok). Ebbe a csoportba tartoznak az egyszerű lipidek, az összetett lipidek. Mind az egyszerű, mind az összetett lipidek fontosak a szervezet számára, eltérő szerkezettel rendelkeznek, és ennek megfelelően a lipidek különböző funkciókat látnak el.
- El nem szappanosíthatók. Lúgos közegben nem képeznek karbonsavsókat. Ez a biológiai kémia magában foglalja a zsírsavakat, a többszörösen telítetlen zsírsavak származékait - eikozanoidokat, koleszterint, mint a szterolok-lipidek fő osztályának legjelentősebb képviselőit, valamint származékait - szteroidokat és néhány más anyagot, például A-, E-vitamint. stb.
A lipidek általános osztályozása
Zsírsav
Az úgynevezett egyszerű lipidek csoportjába tartozó, a szervezet számára nagy jelentőségű anyagok a zsírsavak. Attól függően, hogy a nem poláris (vízben oldhatatlan) szén „farokban” vannak-e kettős kötések, a zsírsavakat telített (kettős kötés nincs) és telítetlen (egy vagy akár több kettős szén-szén kötést tartalmazó) zsírsavra osztják. Példák az elsőre: sztearinsav, palmitinsav. Példák a telítetlen és többszörösen telítetlen zsírsavakra: olajsav, linolsav stb.
A telítetlen zsírsavak különösen fontosak számunkra, amelyeket étellel kell bevinni.
Miért? Mert ők:
- A sejtmembránok szintézisének összetevőjeként szolgál, részt vesz számos biológiailag aktív molekula kialakításában.
- Segítenek fenntartani az endokrin és a reproduktív rendszer normál működését.
- Segítenek megelőzni vagy lelassítani az érelmeszesedés kialakulását és számos következményét.
A zsírsavakat két nagy csoportra osztják: telítetlen és telített
Gyulladásközvetítők és így tovább
Az egyszerű lipidek egy másik típusa a belső szabályozás olyan fontos közvetítői, mint az eikozanoidok. Egyedi (mint a biológiában szinte mindennek) kémiai szerkezetük és ennek megfelelően egyedi kémiai tulajdonságaik vannak. Az eikozanoidok szintézisének fő alapja az arachidonsav, amely az egyik legfontosabb telítetlen zsírsav. Az eikozanoidok felelősek a szervezetben a gyulladásos folyamatok lefolyásáért.
Gyulladásban betöltött szerepük röviden a következőképpen írható le:
- Megváltoztatják az érfal permeabilitását (nevezetesen növelik annak permeabilitását).
- Serkenti a leukociták és az immunrendszer egyéb sejtjeinek felszabadulását a szövetbe.
- Vegyszerek segítségével közvetítik az immunsejtek mozgását, az enzimek felszabadulását és a szervezettől idegen részecskék felszívódását.
De az eikozanoidok szerepe az emberi szervezetben nem ér véget, a véralvadási rendszerért is felelősek. Az eikozanoidok a kialakuló helyzettől függően tágíthatják az ereket, ellazíthatják a simaizmokat, csökkenthetik az aggregációt, vagy szükség esetén ellentétes hatásokat válthatnak ki: érszűkület, simaizomsejtek összehúzódása és trombusképződés.
Eikozanoidok - fiziológiailag és farmakológiailag aktív vegyületek nagy csoportja
Vizsgálatokat végeztek, amelyek szerint azok az emberek, akik elegendő mennyiségű (halolajban, halban, növényi olajban található) eikozanoidok szintéziséhez szükséges fő szubsztrátot – arachidonsavat – kaptak étellel, kevésbé szenvedtek szív- és érrendszeri betegségekben. Valószínűleg ez annak a ténynek köszönhető, hogy az ilyen emberekben tökéletesebb az eikozanoidok cseréje.
Összetett szerkezetű anyagok
A komplex lipidek olyan anyagok csoportja, amelyek nem kevésbé fontosak a szervezet számára, mint az egyszerű lipidek. Ennek a zsírcsoportnak a fő tulajdonságai:
- Vegyen részt a sejtmembránok kialakításában, az egyszerű lipidekkel együtt, és biztosítson intercelluláris kölcsönhatásokat is.
- Az idegrostok mielinhüvelyének részét képezik, amely szükséges az idegimpulzusok normál átviteléhez.
- Ezek a felületaktív anyagok egyik fontos alkotóelemei – egy olyan anyag, amely biztosítja a légzési folyamatokat, vagyis megakadályozza, hogy az alveolusok összeesjenek a kilégzés során.
- Sokan közülük receptorok szerepét töltik be a sejtfelszínen.
- Az agy-gerincvelői folyadékból, az idegszövetből és a szívizomból kiválasztott összetett zsírok jelentősége nem teljesen ismert.
Ennek a lipidcsoportnak a legegyszerűbb képviselői a foszfolipidek, gliko- és szfingolipidek.
Koleszterin
A koleszterin az orvostudományban a legfontosabb értékű lipid jellegű anyag, mivel anyagcseréjének megsértése negatívan befolyásolja az egész szervezet állapotát.
A koleszterin egy része étellel bekerül, egy része pedig a májban, a mellékvesékben, a nemi mirigyekben és a bőrben szintetizálódik.
Részt vesz a sejtmembránok képződésében, a hormonok és más kémiailag aktív anyagok szintézisében, valamint részt vesz az emberi szervezet lipidanyagcseréjében is. A vér koleszterinszintjének mutatóit gyakran tanulmányozzák az orvosok, mivel ezek az emberi szervezet egészében a lipidanyagcsere állapotát mutatják.
A lipideknek megvannak a saját speciális szállítási formái – lipoproteinek. Segítségükkel a vérárammal együtt szállíthatók anélkül, hogy embóliát okoznának.
A zsíranyagcsere zavarai a leggyorsabban és legvilágosabban a koleszterin-anyagcsere zavaraiban, az aterogén hordozók (ún. alacsony és nagyon alacsony sűrűségű lipoproteinek) túlsúlyában nyilvánulnak meg az antiatherogénekkel (nagy sűrűségű lipoproteinekkel) szemben.
A lipid metabolizmus patológiájának fő megnyilvánulása az ateroszklerózis kialakulása.
Ez az artériás erek lumenének szűkülésében nyilvánul meg az egész testben. A különböző lokalizációjú erek előfordulási gyakoriságától függően a koszorúerek lumenének szűkülése alakul ki (angina pectoris kíséretében), agyi erek (memória-, halláskárosodás, lehetséges fejfájás, fejzaj), veseerek, erek. az alsó végtagok, az emésztőrendszer erei a megfelelő tünetekkel ...
Így a lipidek egyben nélkülözhetetlen szubsztrátumai a szervezetben zajló számos folyamatnak, ugyanakkor a zsíranyagcsere megzavarása esetén számos betegséget és kóros állapotot okozhatnak. Ezért a zsíranyagcsere ellenőrzést és korrekciót igényel, amikor ilyen igény felmerül.
Betöltés ...