LIPIDEK: JELLEMZŐK, PÉLDÁK, FUNKCIÓK, OSZTÁLYOZÁS - BIOLÓGIA - 2025

A lipidek heterogén makromolekulák csoportját tartalmazzák, beleértve a zsírokat, olajokat, szterineket, viaszokat stb., Amelyeknek jellemzője, hogy részben vízben oldhatatlanok (hidrofóbak), és nem poláros oldószerekben, mint pl. éter, benzol, aceton, kloroform, többek között.

Korábban az összes vízben oldhatatlan és szerves oldószerben oldódó vegyületet lipideknek tekintették. Ma azonban sok más olyan vegyületnek is, amelyek nem lipidek, rendelkeznek ezekkel a tulajdonságokkal, ezek némelyike ​​terpének, bizonyos vitaminok és karotinoidok.

A lipidek a sejtmembránok és ezért a plazmamembrán alapvető alkotóelemei (Forrás: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), a Wikimedia Commons segítségével)

A "lipid" szó a görög "lipos" szóból származik, ami zsírt jelent. Egyes szerzők csak azokat a molekulákat tekintik lipideknek, amelyek zsírsavak termékei vagy származékai, ideértve főleg az összes olajként és zsírként besorolt ​​vegyületet.

A lipidvegyületek a föld minden élőlényében megtalálhatók, még néhány vírus esetében is ezek a molekulák vannak kapszidjukban.

Úgy gondolják, hogy a lipidek az első szénvegyületek részét képezték, amelyek az élet kezdetekor keletkeztek, és alapvető molekulák az élet "komplexizációjához".

Jelenleg a lipidek csoportjában számos különféle vegyület ismert, amelyek mindegyike eltérő funkcióval és tulajdonságokkal rendelkezik.

Ezeket a csontváz (és maga a csontváz) alkotó szubsztituens csoporttól, valamint a funkcióitól (szerkezeti, tárolási, jelző, védő stb.) Függően osztályozzák.

A lipidek általános jellemzői

A hidrogénatomokhoz kötött szénatomok lánca

A lipidek többségének központi szerkezete a hidrogénatomokhoz kapcsolódó szénatomok lánca, amelyet "zsírsavnak" hívnak.

Ha egy zsírsav összes szénatomja hidrogénatomokkal telített, akkor azt "telített zsírsavnak" nevezik.

Ellenkezőleg, ha ugyanabban a láncban két vagy több szénatom van kettős vagy hármas kötéssel összekapcsolva, akkor a zsírsavat "telítetlennek" mondják, mivel dehidrogénezéssel 2 vagy több szénatomot veszített. hidrogén.

Magas olvadáspont

A lipidek nagy molekulatömegűek, ami magas olvadáspontot ad nekik

A lipidek olvadáspontja magasabb azokban a lipidekben, amelyek több szénatomot tartalmaznak. De ez az olvadáspont csökken, ha a lipidek zsírsavak telítetlen szénhidrogénlánccal rendelkeznek.

Ezek amfipátiás molekulák

Az összes lipidnek van poláris vagy hidrofil része és egy másik apoláris vagy hidrofób része van, amelyeket az őket alkotó zsírsavak alifás láncai képviselnek.

A legtöbb lipid molekula hidrogénkötés és a van der Waals kölcsönhatás révén kapcsolódik egymáshoz szénhidrogén láncuk között.

Jól ellenállnak a mechanikai igénybevételnek

A szén és a hidrogén atomok között képződött kötések a lipidek számára bizonyos fizikai ellenállást biztosítanak a mechanikai stressz ellen. Ezenkívül, mivel a lipidek asszociációk vízben részlegesen nem oldódnak, ezeket a vizes közegben nehéz bomlani.

A lipidek funkciói

A lipidek nagyon sokféle biológiai funkcióval bírnak, olyan változatosak, mint az ebben a csoportban található kémiai szerkezetek nagy száma.

Energikus

A legtöbb gerinces és sok gerinctelen állatban a lipidek az energiatárolás és a zsírsav-szállítás fő formái a sejtekben.

A gerinces állatokban az ételekkel felszívódott lipideket zsírsavak formájában tárolják a zsírszövetben, és ezek a szerveket és a bőr alatti szövetet hőszigetelő anyagként szolgálják.

A zsírsavak speciális lipidek az energia tárolására az élő szervezetekben, mivel oxidációjuk nagy mennyiségű energiát szabadít fel ATP formájában. Ez egy "zsírsav-β-oxidáció" elnevezésű folyamat révén zajlik, amelyet az élő szervezetek szinte minden sejtje végez.

Szerkezeti

A foszfolipidek és a szterinek a sejtek biológiai membránjainak és szerves részeiknek (eukarióta sejtekben) nélkülözhetetlen alkotóelemei.

A membránok felületén sok kis lipid molekula pigmentekként szolgál, amelyek elnyelik a fényt, míg mások horgonyként szolgálnak bizonyos membránfehérjék felületéhez való kapcsolódásához.

enzimatikus

Számos lipid kofaktor az enzimatikus katalízisben vagy elektronikus transzporterként működik az elektrokémiai gradiensekben.

Mások részt vesznek a depolarizációs hullámok gyors terjedésében az állatok egész testében, ami természetesen a speciális idegsejtekhez kapcsolódik.

A lipidek osztályozása

A lipideket négy nagy csoportba lehet sorolni: zsírok és olajok, foszfolipidek, viaszok, szterinek, valamint terpének és eikozanoidok.

Zsírok és olajok

Ebbe a csoportba tartoznak a zsírsavak, amelyek általában a leggyakoribb szerkezeti elemek bonyolultabb lipidek, például foszfolipidek és viaszok képződéséhez.

A zsírok általában olyan zsírsavakból álló vegyületek, amelyek egy glicerin-molekulához kapcsolódnak annak mindhárom szénatomján észter típusú kötések révén, ezért általában trigliceridekként ismertek.

A foszfolipidek

A foszfolipidek a sejtmembránok fő alkotóelemei. Ezek lipidek, amelyek egy glicerinből vagy szfingozin gerincből állnak, amelyekhez két zsírsavmolekula észterezhető, és egy foszfátcsoportból, amely képes reagálni és megkötni a különböző alkoholos molekulákat.

Attól függően, hogy a csontváz melyen a foszfolipidek "épülnek" - lehetnek glicerofoszfolipidek vagy foszfoszfingolipidek.

Glicerolipidek vagy foszfolipidek (Forrás: Yo / Public domain, a Wikimedia Commons-n keresztül)

Van egy másik lipidcsoport, amely hasonló a foszfolipidekhöz, és e sphingolipidek csoportjaként ismert . Ezek a szfingozin gerincére épített lipidek, amelyekhez két zsírsav és egy szénhidrát vagy más poláros vegyület kapcsolódik amidkötésekkel.

viaszok

Ctil-palmitát, egy tipikus viasz-észter

A viaszok a hosszú láncú zsírsavakká észterezett hosszú láncú alkoholokon alapuló lipidek.

A növények és az állatok testfelületének bevonásával működnek, és általában szilárd formában vannak, ezért állítják őket vízben vagy vizes oldatokban teljesen oldhatatlanná.

szterinek

A szterinek és származékaik általános szerkezete. Forrás: vakcináló

Ezek nagy lipidek, amelyek 4 ciklusos szénhidrogén egységekből állnak, és nem egyenes láncú zsírsavakból állnak. Egyesek -OH funkciós csoporttal rendelkeznek, tehát az alkoholok besorolása alá tartoznak. A koleszterin és származékai nagy jelentőséggel bírnak.

Terpének és eikozanoidok

A monoterpén mirén, kémiai szerkezete (Forrás: Jan Herold, Leyo / Nyilvános, a Wikimedia Commonson keresztül)

Két másik típusú lipid a terpének és az eikozanoidok. A terpének, a leggyakoribb lipidekkel ellentétben, nem zsírsavakból, hanem 5 szénatomos ismétlődő egységekből állnak, úgynevezett "izoprén egységek".

A lipidek csoportjába sorolása sokkal köze van annak hidrofób jellegéhez és oldhatatlanságához vízben vagy poláris oldószerekben.

Az eikozanoidok viszont lipidek, amelyek bizonyos zsírsavak metabolizmusából származnak, és fontos hormonok prekurzorai az emberekre és más emlősállatokra, mint például a prosztaglandinok.

Példák a lipidekre

Mint már említettük, a természetben a lipid tulajdonságokkal rendelkező vegyületek nagy változatosságban vannak, így az alábbiakban csak néhány, a legfontosabb példát említünk.

Palmitinsav

Ez egy hosszú láncú telített zsírsav (16 szénatom). Ez a gerinces állatok fő tartalékanyaga, endogén módon lipogenezis útján állítják elő.

Ez a zsírsav alapmolekulaként szolgál más vegyületek szintéziséhez. Ezenkívül ennek a vegyületnek mindössze 1 móla oxidációja körülbelül 2,59 mól ATP-t eredményez, ami nagy energiaellátást jelent a gerinces állatok számára, különösen ellentétben a szénhidrátok és fehérjék oxidációjával.

koleszterin

A koleszterin kémiai szerkezete (Forrás: Guillem d'Occam. Módosította: Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) a Wikimedia Commons segítségével)

Ez egy lipid, amely a szterinek csoportjába tartozik, és szinte az összes sejt sejtmembránjában megtalálható. Ezen molekulák jelenléte a plazmamembránban elengedhetetlen a merevség, görbület és rugalmasság szabályozásához.

Középpontjában 27 szénatomos csontváz van. Ez azonban egy aromás gyűrűkből álló molekula, amely sokkal nagyobb keménységet, ellenállást és merevséget biztosít neki, mint más lipidek. Ez a lipid számos állati hormon előfutára.

Az emberekben a koleszterin elengedhetetlen a tesztoszteron és más nagyon fontos nemi hormonok szintéziséhez.

Foszfatidil

A foszfolipidek csoportjába tartozik, és gyakorlatilag az összes sejt plazmamembránjában található. Általában palmitinsavlánccal rendelkezik, és elsősorban gerinces állatok májjában szintetizálódik.

Ez a vegyület elengedhetetlen a koleszterin szintéziséhez és a sejtek tipikus rugalmasságához. Számos fehérje, amely a sejtmembránhoz kötődik, specifikusan tapad e lipid poláris fejéhez.

szfingomielinből

A szingomyelin felépítése (Forrás: Jag123 az angol Wikipedia-ban, a Wikimedia Commonson keresztül)

Az összes organizmus sejtmembránjában megtalálható, és számos tanulmány a funkciójára és szerkezetére összpontosított, mivel ez szintén része a mielin hüvelynek, amely az állatok idegseinek axonjait takarja le.

A szfingomyelin a szfingolipidek csoportjába tartozik, és az embereknél ez a legszélesebb körű szfingolipid az egész testben. Jellemzője a szfingozin gerinc, amelyet egy amidkötés köti össze egy poláris csoporttal, általában foszfatidil-etanol-aminnal.

Szteroidok

A szteroid alapvető felépítése (Forrás: Hati a német Wikipedia-ban / Public domain, a Wikimedia Commons-n keresztül)

A lipidek másik példája a szteroidok. A természetes szteroidok jelen vannak a testben, és tartalmazhatnak koleszterint, amely a leggyakoribb típus, az ösztrogént, a tesztoszteront, a bélben az epeben található epe sókat és a kortizolt, a szervezet által kiválasztott vegyületet.

Az ösztrogén

Az úgynevezett női hormon egy lipid; elsősorban a petefészkek termelik, és felelős a nők másodlagos szexuális tulajdonságainak fenntartásáért.

tesztoszteron

Az úgynevezett férfi hormon egy lipid; elsősorban a herék termelik, és felelős a férfi másodlagos szexuális tulajdonságok fenntartásáért.

Vitaminok

A vízoldható vitaminok lipidek; ezek többségét a májban vagy a test más szerveiben tárolják. Például:

• A-vitamin, amely fontos az immunrendszer működésében, a látásban és a szaporodásban. Megtalálható színes gyümölcsökben és zöldségekben, teljes tejben és májban.
• D-vitamin, amelyet a kalcium, cink, foszfát, vas és magnézium felszívódásának javítására használnak a bélben. Beszerezhető bizonyos élelmiszerekből és napfénynek kitéve.
• Az E-vitamin védi a szívet és segíti a testet abban, hogy megvédje magát a szabad gyököktől; ezért elősegíti a sejtek egészségét. Megtalálható növényi olajokban, magokban és diófélékben.
• A K-vitamin lehetővé teszi a vér alvadását, és elősegítheti az idősek csonterejét. Megtalálható spenótban, kelkáposztaban, salátában, petrezselyemben, kelbimbóban, brokkoliban, káposztaban, májban, húsban, tojásban, gabonafélékben és halban.

Fontosság az élőlények számára

A lipidek az élet szempontjából nélkülözhetetlen biomolekulák részei, mivel ezek kifejlesztése nélkül az élet, mint tudjuk, nem lett volna kialakulva, mivel a lipid membránok létezése csak ezeknek az anyagoknak köszönhető.

A lipidek, amint azt korábban tárgyaltuk, szinte az összes ismert élettani folyamatban részt vesznek, a sejtek vírusfertőzés elleni védelmétől az energiatermelésig és -tárolásig.

Szigetelőként is működnek, így az elektromos ingerek hatékonyan továbbadódnak az idegsejtek között, és egyes állatok testében a lipidek felhalmozódása fontos az energiatárolás és az alacsony hőmérsékletek vagy a mechanikus stressz elleni védelem szempontjából.

Irodalom

1. Brady, S. (2011). Alapvető neurokémia: a molekuláris, celluláris és orvosi neurobiológia alapelvei. Tudományos sajtó.
2. Ha, CE és Bhagavan, NV (2011). Az orvosi biokémia alapvető elemei: klinikai esetekkel. Academic Press.
3. Litwack, G. (2017). Humán biokémia. Academic Press.
4. Nelson, D. és Cox, M. Lehninger (2000). A biokémia alapelvei, 3.
5. Sargent, JR, Tocher, DR és Bell, JG (2003). A lipidek. A hal táplálkozásában (181-257. Oldal). Academic Press.