Липиди - биологија

Липиди (од грчки λίπος липос „Фет“, стрес на вториот слог: Уснајасде) е колективно име за целосно или барем во голема мера нерастворливи во вода (хидрофобни) природни супстанции, кои, од друга страна, се раствораат многу добро во хидрофобни (или липофилни) растворувачи како хексан поради нискиот поларитет. Нивната нерастворливост во вода се должи главно на долгите остатоци од јаглеводороди што ги имаат повеќето липиди. Тие се грубо поделени во сапонифицирачки и несапонифицирани липиди. [1]

Во живите организми, липидите главно се користат како структурни компоненти во клеточните мембрани, како резерви на енергија или како сигнални молекули. Повеќето биолошки липиди се амфифилни, т.е. имаат остаток од липофилен јаглеводород и поларна хидрофилна група на глави, поради што формираат мицели или мембрани во поларни растворувачи како што е водата. Терминот „маст“ често се користи како синоним за липиди, но мастите (триглицериди) се само подгрупа на липиди.

Липидите може да се поделат во седум групи: масни киселини, триацилглицериди (масти и масни масла), восоци, фосфолипиди, сфинголипиди, липополисахариди и изопреноиди (стероиди, каротеноиди, итн.)

Масни киселини, триацилглицериди (масти и масни масла) и восоци

Триацилглицеролите (триглицериди) го сочинуваат главниот дел на диеталните липиди со повеќе од 90 проценти. Тие се важен снабдувач на енергија (1 гр маснотии содржи 38,9 kJ енергија, 1 g шеќер само 17,2 kJ). Покрај тоа, триглицеридите ја формираат најважната резерва на енергија во организмот (шеќерот, т.е. глукозата, од друга страна, се чува во многу помали количини отколку гликогенот во црниот дроб и мускулите), тие се добра заштита од студ во кожата и исто така го штитат од повреди. Сите важни органи се заштитени со слој маснотии.

Масни киселини

Масните киселини се претежно неразгранети монокарбоксилни киселини кои се состојат од јаглеводороден ланец со карбокси група на едниот крај (види слика).

Се прави разлика помеѓу заситените масни киселини, во кои нема двојни врски, и незаситените масни киселини, кои имаат една или повеќе двојни врски (по природа претежно во позиција на цис, а не во спојување едни со други). Наједноставната заситена масна киселина е бутировата киселина со само четири јаглеродни атоми.

Важни претставници на незаситените масни киселини се олеинска киселина (мононезаситена) и арахидонска киселина (четирикратно незаситена). Theивотинскиот организам може да синтетизира само незаситени масни киселини со ограничувања. Затоа, сите оние масни киселини што треба да се консумираат со храна се нарекуваат есенцијални масни киселини (види подолу). Колку повеќе двојни врски содржи масна киселина, толку е помала нејзината точка на топење.

Триацилглицерин (масти и масни масла)

Погледнете ги главните написи масти и масни масла и триацилглицероли.

Како што споменавме погоре, триацилглицеролите претставуваат најголема група на диетални липиди.Тие се состојат од глицерол и три масни киселини естерифицирани со глицерол. Ако се течни на собна температура (20 ° C), тие се нарекуваат масла, ако се цврсти како масти. Како што веќе споменавме, ова се важни резерви на енергија за животни и растенија. Ако триацилглицеролите се поделат со сапонификација, се формираат глицерол и соодветните соли на масни киселини.

Восоци

Восоците се единечни естери на масни киселини и како такви се разликуваат од тројните естри на масти и масла. И киселите и алкохолните делови на восоците имаат долго заситени алкил групи. За разлика од триглицеридите, восоците се помалку „мрсни“, а исто така потешки и порозни.

Друга дефиниција (Германско друштво за наука за маснотии) ги гледа восоците како класа на супстанции што се дефинираат исклучиво со нивните механичко-физички својства. Според оваа дефиниција, восоците се месат на 20 ° C, цврсти до кршливи и цврсти, имаат груба до ситно кристална структура, во боја се проlирни до нетранспарентни (нетранспарентни), но не стаклени, над 40 ° C се топат без распаѓање, малку над На нивната точка на топење тие се малку течни (не многу слатки), имаат силно зависна од температурата конзистентност и растворливост и можат да се полираат под мал притисок.

Липиди кои формираат мембрана

Липиди кои формираат мембрана се оние кои имаат хидрофилен и хидрофобен дел - односно амфифилен. Ова им овозможува да формираат или мицели (сферични агрегати на амфифилни молекули кои спонтано се собираат во дисперзивен медиум) или двојни липидни слоеви во поларни растворувачи како што е вода - хидрофилниот дел секогаш комуницира со поларниот растворувач. Со исклучок на мембраните на архејата, сите биомембрани што ја одделуваат содржината на клетката од околината, се составени од овие двојни липидни слоеви. Липидите кои формираат мембрана се едно од основните барања за формирање на клетки, а со тоа и за цел живот.

Фосфолипиди

Сфинголипиди

Сфинголипидите се исто така дел од клеточните мембрани. Нивната основна структура се состои од масна киселина и сфингозин. Тие се поделени во групи на церамиди, сфингомиелини и гликолипиди. Сфинголипидите се наоѓаат во нервното ткиво, тие играат важна улога во преносот на сигналот и интеракцијата на одделните клетки.

Гликолипиди

Гликолипидите се лисни без фосфат, кои содржат сфингизин, со компонента на јаглени хидрати, гликозидно поврзана со 1-хидрокси групата на сфингозин. Тие често ја формираат надворешноста на биолошките мембрани, со нивната содржина на јаглени хидрати претставена на клеточната мембрана. Се верува дека овие играат улога во комуникацијата и интеракцијата помеѓу одделните клетки. Гликолипидите се поделени на цереброзиди, ганглиозиди и сулфатиди.

Изопреноиди

Изопреноидите (исто така терпеноиди) се соединенија кои се базираат на изопренски единици. Соединенија кои се вбројуваат во липидите се стероидите и каротеноидите. Стероидите кои се појавуваат природно припаѓаат на дериватите на тритерпеноидот (тритерпеноид значи дека се состои од 30 јаглеродни атоми), бидејќи сите тие се биосинтетизирани од сквален. Каротеноидите се бројат меѓу дериватите на тетратерпеноиди (40 атоми на јаглерод), тие се добиени од ликопен.

Стероиди

Сите стероиди имаат како основна структура систем од четири, обично транс-поврзани јаглеродни прстени, три хексагонални и еден пентагонален. Најпознат претставник на стероидите е холестеролот, кој е еден од стеролите. Меѓу другото, тоа е исто така суштинска компонента на сите клеточни мембрани, со исклучок на внатрешната мембрана на митохондриите, и затоа исто така може да се смета меѓу мембранските липиди во поширока смисла. Обично е во естерифицирана форма како холестеролни естери на масни киселини. Спектарот на масни киселини на холестеролните естри кај живо суштество е многу зависен од неговата исхрана.

Bолчните киселини, кои се вклучени во варењето на маснотиите, имаат хидрофобен и хидрофилен дел, така што можат да ги обложат мастите и на тој начин да ја олеснат нивната апсорпција во дигестивниот тракт.

Стероидите исто така вклучуваат полови хормони произведени во јајниците и тестисите. Тие ја контролираат репродукцијата и развојот на секундарните сексуални карактеристики. Sexенските полови хормони се прогестерон и естроген, машките андрогени (на пр. Тестостерон и андростерон).

Понатамошни примери се други зоолошки градини, мико и фитостероли и нивните естри како што се z. Ергостерол, витамин Д и срцеви гликозиди (на пр. Дигиталис и строфантин). Фитостероли како што се Б-β-ситостерол, стигмастерол и кампестерол и нивните естри се појавуваат се повеќе во човечки серум во вегетаријанска исхрана.

Каротеноиди

Каротеноидите се производи за полимеризација на изопренот, кои се произведуваат исклучиво во растенија, бактерии и габи и се одговорни за жолтата до црвеникава боја на растенијата (на пр. Кај морковите и доматите). Нивните физиолошки задачи се апсорпција на светлина и заштита од оксидативен стрес, бидејќи тие можат да функционираат како радикални чистачи. [2] Каротеноидите исто така можат да се внесат од животни преку храна и затоа се одговорни за бојата на жолчката и путерот, меѓу другото. [3] Тие претежно се состојат од незаситени јаглеводороди синџири и нивни производи за оксидација и се составени од осум единици на изопрен. Така, тоа се тетратерпени со големина на скелет од 40 атоми на јаглерод. [4] Тие се поделени на каротени и ксантофили, со ксантофили, за разлика од каротините, кои содржат кислородни групи. [5] Најпознат и најчест каротеноид е β-каротен, исто така познат како провитамин А. Тој се претвора во мрежница (витамин А) во организмот на луѓето и некои животни, што е важно почетно соединение за родопсин (визуелен пигмент) претставува, ова е потребно за визуелниот процес.

Аналитика

За квалитативна и квантитативна анализа на физичко-хемиски многу различни класи на липиди, се дава предност на користење на хроматографски методи [6] Со помош на тенок слој хроматографија и HPLC, сите липидни класи може да се одделат една од друга. [7] Сепак, употребата на гасна хроматографија бара одвојување на фосфолипидите, бидејќи тие не можат да испарат без да се распаднат. Со спојување на процесот на хроматографско одвојување со масената спектрометрија [8], можни се високо специфични и високо чувствителни квалитативни и квантитативни определувања на одделни супстанции од различните липидни класи.

Биолошки функции

Биолошките функции на липидите се исто толку разновидни како и нивната хемиска структура. Тие служат како

Гориво (β-оксидација на масни киселини)
Складирање на енергија (триацилглицероли)
Градежни блокови на мембраната (фосфолипиди)
Сигнални молекули (диацилглицерол; IP3 каскада)
Хормони (еикозаноиди; простагландини итн.)
Витамини растворливи во масти (витамини А, Д, Е, К)
Кофактори (Доликол)
Пигменти (каротеноиди)

Додека некои липиди можат да се формираат од човечкото тело во самиот метаболизам на маснотии, други треба да се земат заедно со храна. Оттука овие се нарекуваат есенцијални липиди назначен.

Есенцијални масни киселини

Таканаречените есенцијални масни киселини се полинезаситени и мора да се внесат со храна, бидејќи кај цицачите и луѓето не може да се воведат двојни врски помеѓу нивниот крај и деветтиот атом на јаглерод за време на синтезата на масни киселини. Тие вклучуваат омега-6 масни киселини и омега-3 масни киселини. Претставниците на есенцијалните омега-3 масни киселини вклучуваат линоленска киселина, еикосапентаеноична киселина и докозахексаеноична киселина; Соодветните омега-6 масни киселини вклучуваат линолеинска киселина и арахидонска киселина. Еикозаноидите се синтетизираат од арахидонска киселина; ова се важни ткивни хормони и медијатори во телото. Омега-9 масните киселини не се неопходни бидејќи можат да се синтетизираат од омега-3 и омега-6 масни киселини. Можни извори на омега-3 и омега-6 масни киселини во храната се риба, ленено семе, масло од соја, масло од коноп, семки од тиква или ореви.

Есенцијалните масни киселини играат важна улога во многу метаболички процеси. Постојат докази дека недостатоците или нерамнотежата во внесувањето на есенцијални масни киселини се причина за бројни болести.

Витамини растворливи во масти

Витамини растворливи во масти се:

Витамин А, терпен кој игра важна улога во визуелниот процес од една страна, и во растот, функцијата и структурата на кожата и мукозните мембрани од друга страна,
Витамин Д, прохормон (стероид), е одговорен за регулирање на концентрацијата на калциум и фосфор во крвта и затоа е од клучно значење за стабилноста на коските,
Витамин Е, терпеноид со антиоксидантни ефекти и
Витамин К, терпеноид кој помага во згрутчување на крвта.

Липидомика

Истражувањето за сите липиди што се наоѓаат во клетка или организам се нарекува Липидомика (липидомија). Тоа е споредливо со протеомиката, која се занимава со истражување на сите протеини што се случуваат во организмот и клетката. Целта на оваа поддисциплинарна наука е да ги евидентира сите липиди и да ја одреди нивната функција во биолошки, физиолошки или физички контекст. Во липидомијата се користат техники како што се масена спектроскопија (МС), нуклеарна магнетна резонантна спектроскопија (НМР) или флуоресцентна спектроскопија за карактеризирање на липидите. Особено соодветни се масовните спектроскопски методи кои имаат голема чувствителност и во кои јонизацијата на молекулите не предизвикува нивно големо распаѓање. Соодветен и нежен метод на јонизација за ова е спектрометрија на јонизација на нано-електроспреј. [9] Истражувањата во областа на липидомијата имаат за цел да ја утврдат улогата на липидите во многу метаболички болести како што се дебелина, атеросклероза, мозочен удар, висок крвен притисок и дијабетес. Рапидно растечкото поле на липидомика ги надополнува областите на геномика и протеомика и, со нив, ја дефинира биологијата на системите. [10]