LIPIDAI: CHARAKTERISTIKOS, PAVYZDŽIAI, FUNKCIJOS, KLASIFIKACIJA - BIOLOGIJA - 2025

Kad lipidai yra iš mišresnes makromolekulių įskaitant riebalų, aliejų, sterolių, vaškų, ir tt, kurie dalinasi charakteristiką iš dalies yra vandenyje netirpus (hidrofobinės) ir gana tirpus nepolinis tirpiklių, tokių kaip grupė eteris, benzenas, acetonas, chloroformas ir kt.

Anksčiau visi vandenyje netirpūs ir organiniuose tirpikliuose tirpūs junginiai buvo laikomi lipidais. Tačiau šiandien daug kitų junginių, kurie nėra lipidai, turi šias savybes, kai kurie iš jų yra terpenai, kai kurie vitaminai ir karotenoidai.

Lipidai yra pagrindiniai ląstelių membranų komponentai, taigi ir plazminės membranos komponentai (Šaltinis: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), per „Wikimedia Commons“).

Žodis „lipidas“ kildinamas iš graikų kalbos žodžio „lipos“, kuris reiškia riebalus. Kai kurie autoriai lipidais laiko tik tas molekules, kurios yra riebalų rūgščių produktai ar dariniai, įskaitant daugiausia visus junginius, klasifikuojamus kaip aliejus ir riebalai.

Lipidų junginių yra visose gyvose būtybėse žemėje, net kai kurių virusų kapsulėse yra šių molekulių.

Manoma, kad lipidai buvo dalis pirmųjų anglies junginių, kurie susiformavo gyvybės pradžioje ir yra pagrindinės molekulės „sudėtingesniam“ gyvenimui.

Šiuo metu lipidų grupėje yra žinoma daugybė skirtingų junginių, kurių kiekviena turi skirtingas funkcijas ir savybes.

Jie klasifikuojami atsižvelgiant į pakaitalų grupę, sudarančią jo skeletą (ir patį skeletą), taip pat priklausomai nuo jo funkcijų (konstrukcijos, laikymo, signalizacijos, apsaugos ir kt.).

Bendrosios lipidų savybės

Anglies atomų, sujungtų su vandenilio atomais, grandinė

Daugumos lipidų centrinė struktūra yra anglies atomų, sujungtų su vandenilio atomais, grandinė, vadinama „riebalų rūgštimi“.

Jei visi riebiosios rūgšties anglies atomai yra prisotinti vandenilio atomais, tai sakoma, kad tai yra „sočiosios riebalų rūgštys“.

Jei, priešingai, du ar daugiau anglies atomų toje pačioje grandinėje yra sujungti per dvigubą ar trigubą ryšį, riebalų rūgštis yra „nesočioji“, nes dehidrogenavimo metu ji prarado 2 ar daugiau anglies atomų. vandenilis.

Aukšta lydymosi temperatūra

Lipidai turi didelę molekulinę masę, kuri suteikia jiems aukštą lydymosi temperatūrą

Lipidų lydymosi temperatūra aukštesnė lipiduose, kuriuose yra daugiau anglies atomų. Bet šis lydymosi taškas mažėja, kai lipidai turi riebalų rūgščių su nesočiosiomis angliavandenilių grandinėmis.

Jie yra amfipatinės molekulės

Visi lipidai turi polinę arba hidrofilinę dalį, o kita apoliarinė ar hidrofobinė dalis, kurią apibūdina juos sudarančių riebalų rūgščių alifatinės grandinės.

Dauguma lipidų molekulių asocijuojasi tarpusavyje per vandenilio ryšį ir van der Waals sąveiką tarp jų angliavandenilių grandinių.

Jie turi gerą atsparumą mechaniniam poveikiui

Tarp anglies ir vandenilio atomų susidariusios jungtys suteikia lipidams tam tikrą fizinį atsparumą mechaniniam poveikiui. Be to, lipidų asociacijos, iš dalies netirpios vandenyje, sunkiai suyra vandeninėse terpėse.

Lipidų funkcijos

Lipidai pasižymi didele biologinių funkcijų įvairove, tokia pat skirtinga kaip ir daugybė šioje grupėje esančių cheminių struktūrų.

Energingas

Daugumoje stuburinių gyvūnų ir daugelio bestuburių gyvūnų lipidai yra pagrindinės energijos kaupimo ir riebalų rūgščių pernešimo ląstelėse formos.

Stuburiniuose gyvūnuose lipidai, pasisavinami su maistu, kaupiami riebaliniame audinyje riebalų rūgščių pavidalu ir yra organų bei poodinio audinio šilumą izoliuojanti medžiaga.

Riebalų rūgštys yra specializuoti lipidai, skirti kaupti energiją gyvuose organizmuose, nes jų oksidacija išskiria didelius energijos kiekius ATP pavidalu. Tai atliekama per procesą, vadinamą „riebalų rūgščių β oksidacija“, kurį vykdo beveik visos gyvų organizmų ląstelės.

Struktūriniai

Fosfolipidai ir steroliai yra svarbūs ląstelių ir jų organelių (eukariotų ląstelėse) biologinių membranų komponentai.

Daugybė mažų lipidų molekulių, esančių membranų paviršiuje, yra pigmentai, sugeriantys šviesą, o kiti - kai kurių membranų baltymų, tvirtinamų prie paviršiaus, inkarais.

Fermentinis

Daugelis lipidų yra fermentinės katalizės kofaktoriai arba veikia kaip elektroniniai pernešėjai elektrocheminiuose gradientuose.

Kiti dalyvauja sparčiame depoliarizacijos bangų plitime visame gyvūnų kūne, o tai, be abejo, yra susiję su specializuotomis nervų ląstelėmis.

Lipidų klasifikacija

Lipidus galima suskirstyti į keturias dideles grupes: riebalai ir aliejai, fosfolipidai, vaškai, steroliai ir terpenai bei eikozanoidai.

Riebalai ir aliejai

Šiai grupei priklauso riebiosios rūgštys, kurios paprastai yra labiausiai paplitę struktūriniai elementai, pavyzdžiui, fosfolipidams ir vaškams formuoti sudėtingesniems lipidams.

Riebalai dažniausiai yra junginiai, sudaryti iš riebalų rūgščių, esterių tipo jungčių pagalba prijungtų prie glicerolio molekulės kiekviename iš jo 3 anglies atomų, todėl jie paprastai yra žinomi kaip trigliceridai.

Fosfolipidai

Fosfolipidai yra pagrindiniai ląstelių membranų komponentai. Tai yra lipidai, sudaryti iš glicerolio arba sfingozino stuburo, prie kurio esterinamos dvi riebiųjų rūgščių molekulės, ir fosfato grupės, galinčios reaguoti ir prisijungti prie skirtingų alkoholio molekulių.

Priklausomai nuo skeleto, ant kurio „pastatyti“ fosfolipidai, jie gali būti glicerofosfolipidai arba fosfoesfingolipidai.

Glicerolipidai arba fosfolipidai (Šaltinis: „Yo“ / Viešoji nuosavybė, per „Wikimedia Commons“)

Yra dar viena lipidų grupė, panaši į fosfolipidų grupę, žinoma kaip e shingolipidų grupė . Tai yra lipidai, sudaryti iš sfingozino stuburo, prie kurio amidiniais ryšiais yra prijungtos dvi riebiosios rūgštys ir angliavandenis ar kitas polinis junginys.

Vaškai

Cetilpalmitatas, tipiškas vaško esteris

Vaškai yra lipidai, sukurti ant ilgų grandinių alkoholių, esterintų iki ilgų grandinių riebalų rūgščių.

Jie veikia dengdami augalų ir gyvūnų kūno struktūras ir paprastai būna kieti, todėl sakoma, kad jie visiškai netirpsta vandenyje ar vandeniniuose tirpaluose.

Steroliai

Bendroji sterolių ir jų darinių struktūra. Šaltinis: vakcinacija

Tai yra dideli lipidai, sudaryti iš 4 ciklinių angliavandenilių vienetų, o ne iš tiesiosios grandinės riebalų rūgščių. Kai kurie turi funkcinę grupę -OH, todėl jie patenka į alkoholių klasifikaciją. Cholesterolis ir jo dariniai turi didelę reikšmę.

Terpenai ir eikozanoidai

Mikrceno, monoterpeno, cheminė struktūra (Šaltinis: Janas Heroldas, Leyo, viešoji nuosavybė, per „Wikimedia Commons“

Dar dvi lipidų rūšys yra terpenai ir eikozanoidai. Terpenai, skirtingai nei labiau paplitę lipidai, nėra sudaryti iš riebalų rūgščių, bet iš besikartojančių 5 anglies atomų vienetų, vadinamų „izopreno vienetais“.

Jos klasifikacija lipidų grupėje turi daug įtakos jos hidrofobiniam pobūdžiui ir netirpumui vandenyje ar poliniuose tirpikliuose.

Kita vertus, eikozanoidai yra lipidai, susidarantys dėl kai kurių riebalų rūgščių metabolizmo, ir yra svarbių žmogaus ir kitų žinduolių hormonų, tokių kaip prostaglandinai, pirmtakai.

Lipidų pavyzdžiai

Kaip buvo komentuojama, gamtoje yra didelė junginių, turinčių lipidų savybes, įvairovė, todėl toliau bus paminėti tik keli svarbiausi pavyzdžiai.

Palmitino rūgštis

Tai ilgos grandinės sočiųjų riebalų rūgštis (16 anglies atomų). Tai pagrindinė stuburinių gyvūnų atsarginė medžiaga ir endogeniniu būdu gaminama lipogenezės būdu.

Ši riebalų rūgštis tarnauja kaip bazinė molekulė kitų junginių sintezei. Be to, oksidavus tik 1 molį šio junginio, gaunasi apie 2,59 mol ATP, o tai yra puikus energijos tiekimas stuburiniams gyvūnams, ypač priešingai nei angliavandenių ir baltymų oksidacija.

Cholesterolis

Cheminė cholesterolio struktūra (Šaltinis: Guillem d'Occam. Modifikuotas Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) per „Wikimedia Commons“).

Tai lipidas, priklausantis sterolių grupei ir aptinkamas beveik visų ląstelių ląstelių membranoje. Šių molekulių buvimas plazmos membranoje yra būtinas norint reguliuoti jos standumą, kreivumą ir lankstumą.

Jame yra centrinis 27 anglies atomų skeletas. Tačiau tai yra molekulė, sudaryta iš aromatinių žiedų, todėl jai, palyginti su kitais lipidais, yra daug didesnis kietumas, atsparumas ir tvirtumas. Šis lipidas yra daugelio gyvūninių hormonų pirmtakas.

Žmonėms cholesterolis yra būtinas testosterono ir kitų labai svarbių lytinių hormonų sintezei.

Fosfatidilcholinas

Jis priklauso fosfolipidų grupei ir yra praktiškai visų ląstelių plazmos membranoje. Paprastai jis turi palmitino rūgšties grandinę ir daugiausia sintetinamas stuburinių gyvūnų kepenyse.

Šis junginys yra būtinas cholesterolio sintezei ir tipiškam ląstelių lankstumui. Daugelis baltymų, kurie jungiasi prie ląstelės membranos, specialiai prilimpa prie šio lipido polinės galvos.

Sfingomielinas

Sfingomielino struktūra (Šaltinis: Jag123 angliškoje Vikipedijoje, per „Wikimedia Commons“)

Jis randamas visų organizmų ląstelių membranoje ir daugelyje tyrimų buvo atkreiptas dėmesys į jo funkciją ir struktūrą, nes jis taip pat yra mielino apvalkalo dalis, dengianti gyvūnų neuronų aksonus.

Sfingomielinas priklauso sfingolipidų grupei, o žmonėms tai yra gausiausias shingolipidas visame kūne. Jam būdingas sfingozino stuburas, sujungtas amido ryšiu su poline grupe, paprastai fosfatidiletanolaminu.

Steroidai

Pagrindinė steroido struktūra (Šaltinis: Hati vokiečių Vikipedijoje / viešoji nuosavybė, per „Wikimedia Commons“)

Kitas lipidų pavyzdys yra steroidai. Natūralūs steroidai yra organizme ir gali apimti cholesterolį, kuris yra labiausiai paplitęs tipas, estrogeną, testosteroną, tulžies druskas, esančius žarnyno tulžyje, ir kortizolį, organizmo išskiriamą cheminę medžiagą.

Estrogenas

Vadinamasis moteriškas hormonas yra lipidas; jį daugiausia gamina kiaušidės ir jis yra atsakingas už antrinių moterų lytinių savybių palaikymą.

Testosteronas

Vadinamasis vyriškas hormonas yra lipidas; ją daugiausia gamina sėklidės ir ji yra atsakinga už vyrų antrinių lytinių savybių palaikymą.

Vitaminai

Vandenyje tirpūs vitaminai yra lipidai; dauguma jų laikomos kepenyse ar kituose kūno organuose. Pavyzdžiui:

• Vitaminas A, svarbus imuninei funkcijai, regėjimui ir reprodukcijai. Jo galima rasti spalvotuose vaisiuose ir daržovėse, nenugriebtame piene ir kepenyse.
• Vitaminas D, naudojamas pagerinti kalcio, cinko, fosfato, geležies ir magnio absorbciją žarnyne. Jo galima gauti iš tam tikrų maisto produktų ir veikiant saulės spinduliams.
• Vitaminas E saugo širdį ir padeda kūnui apsisaugoti nuo laisvųjų radikalų; todėl tai padeda išlaikyti ląsteles sveikas. Jo galima rasti augaliniuose aliejuose, sėklose ir riešutuose.
• Vitaminas K leidžia kraujui krešėti ir gali padėti vyresnio amžiaus žmonėms stiprinti kaulus. Jo galima rasti špinatuose, kopūstuose, salotose, petražolėse, Briuselio kopūstuose, brokoliuose, kopūstuose, kepenyse, mėsoje, kiaušiniuose, grūduose ir žuvyje.

Svarba gyvoms būtybėms

Lipidai yra gyvybiškai svarbių biomolekulių dalis, nes be jų vystymosi gyvenimas, kaip mes žinome, nebūtų susikūręs, nes lipidų membranų egzistavimas įmanomas tik šių medžiagų dėka.

Lipidai, kaip aptarta anksčiau, dalyvauja beveik visuose žinomuose fiziologiniuose procesuose - nuo ląstelės apsaugos nuo virusinės infekcijos iki energijos gamybos ir kaupimo.

Jie taip pat veikia kaip izoliatoriai, kad elektriniai dirgikliai būtų efektyviai perduodami tarp nervų ląstelių, o kai kurių gyvūnų kūne lipidų kaupimasis yra svarbus energijos kaupimui ir apsaugai nuo žemos temperatūros ar mechaninio streso.

Nuorodos

1. Brady, S. (2011). Pagrindinė neurochemija: molekulinės, ląstelinės ir medicininės neurobiologijos principai. Akademinė spauda.
2. Ha, CE ir Bhagavan, NV (2011). Medicininės biochemijos pagrindai: klinikiniais atvejais. Akademinė spauda.
3. Litwack, G. (2017). Žmogaus biochemija. Akademinė spauda.
4. Nelsonas, D., ir Coxas, M. Lehningeris (2000). Biochemijos principai, 3.
5. Sargent, JR, Tocher, DR ir Bell, JG (2003). Lipidai. Žuvų mityboje (181–257 psl.). Akademinė spauda.