Lipidele

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 26 noiembrie 2021; verificările necesită 3 modificări .

Lipidele (din altă greacă λίπος  - grăsime) sunt un grup divers din punct de vedere structural de substanțe bioorganice, cu o proprietate comună - solubilitatea în solvenți nepolari . După capacitatea lor de hidroliza, lipidele se împart în două mari grupe: saponificabile (esteri ai alcoolilor și acizilor grași: trigliceride, fosfolipide etc.) și lipide nesaponificabile (colesterol, vitaminele A, E, D, K). Lipidele la temperatura camerei (+20 °C) pot fi solide (grasimi) sau lichide (uleiuri). Practic, grăsimile sunt lipide de origine animală (cu sânge cald) (cu excepția, de exemplu, a trigliceridelor de cacao și nucă de cocos). Uleiurile sunt lipide ale plantelor, animalelor cu sânge rece (de exemplu, peștii). Moleculele lipide simple constau din alcool și acizi grași , lipidele complexe constau din alcool, acizi grași cu greutate moleculară mare și alte componente. Conținut în toate celulele vii [1] .

Fiind una dintre componentele principale ale membranelor biologice, lipidele afectează permeabilitatea celulelor și activitatea multor enzime , sunt implicate în transmiterea impulsurilor nervoase , în contracția musculară, în crearea contactelor intercelulare și în procesele imunochimice [2] .

Lipidele formează, de asemenea, rezerva de energie a organismului, participă la crearea de învelișuri hidrofuge și termoizolante, protejează diferite organe de influențele mecanice etc. [1] Lipidele includ unele substanțe solubile în grăsimi, ale căror molecule nu includ acizi grași, de exemplu, terpene , steroli . Multe lipide sunt produse alimentare și sunt folosite în industrie și medicină [1] .

Conform definiției libere , lipidul este o substanta organica hidrofoba solubila in solventi organici; conform definiției chimice stricte este o molecula hidrofoba sau amfifila obtinuta prin condensarea gruparilor acetil si propil (sub forma de acil-CoA) cu posibilitatea de esterificare ulterioara cu diversi alcooli.

Limitele definiției

Definiția folosită anterior a lipidelor ca grup de compuși organici foarte solubili în solvenți organici nepolari ( benzen , cloroform ) și practic insolubili în apă este prea vagă. În primul rând, o astfel de definiție, în loc de o descriere clară a clasei de compuși chimici, vorbește numai despre proprietăți fizice. În al doilea rând, se cunosc în prezent un număr suficient de compuși care sunt insolubili în solvenți nepolari sau, dimpotrivă, foarte solubili în apă, care, totuși, sunt clasificați ca lipide.

În chimia organică modernă, definiția termenului „lipide” se bazează pe relația de biosinteză a acestor compuși - lipidele includ acizii grași și derivații acestora [3] .

În același timp, în biochimie și în alte ramuri ale biologiei, lipidele sunt încă denumite substanțe hidrofobe sau amfifile de natură chimică diferită [4] . Această definiție permite includerea colesterolului , care cu greu poate fi considerat un derivat al unui acid gras.

Descriere

Lipidele sunt una dintre cele mai importante clase de molecule complexe prezente în celulele și țesuturile animale . Lipidele îndeplinesc o mare varietate de funcții: furnizează energie proceselor celulare, formează membrane celulare și participă la semnalizarea intercelulară și intracelulară. Lipidele servesc ca precursori pentru hormoni steroizi , acizi biliari , prostaglandine și fosfoinozitide . Sângele conține componente individuale de lipide ( acizi grași - saturați, mononesaturați și polinesaturați), trigliceride , colesterol , esteri de colesterol și fosfolipide . Toate aceste substanțe sunt insolubile în apă, astfel încât organismul are un sistem complex de transport al lipidelor. Acizii grași liberi (neesterificați) sunt transportați în sânge ca complexe cu albumina . Trigliceridele, colesterolul și fosfolipidele sunt transportate sub formă de lipoproteine ​​solubile în apă . Unele lipide sunt folosite pentru a crea nanoparticule , cum ar fi lipozomii . Membrana lipozomilor este formată din fosfolipide naturale, ceea ce determină numeroasele lor calități atractive. Sunt netoxice, biodegradabile, în anumite condiții pot fi absorbite de celule, ceea ce duce la livrarea intracelulară a conținutului lor. Lipozomii sunt destinați pentru livrarea țintită a medicamentelor fotodinamice sau de terapie genică , precum și componente pentru alte scopuri, de exemplu, cosmetice [5] .

Clasificarea lipidelor

Clasificarea lipidelor, ca și alți compuși de natură biologică, este un proces extrem de controversat și problematic. Clasificarea propusă mai jos, deși larg răspândită în lipidologie , este departe de a fi singura. Se bazează în principal pe caracteristicile structurale și biosintetice ale diferitelor grupe de lipide.

Lipide simple

Lipidele simple  sunt lipide care includ carbon (C), hidrogen (H) și oxigen (O) în structura lor.

Lipide complexe

Lipidele complexe  sunt lipide care includ în structura lor, pe lângă carbon (C), hidrogen (H) și oxigen (O), și alte elemente chimice. Cel mai adesea: fosfor (P), sulf (S), azot (N).

Oxilipide

Clădire

Moleculele de lipide simple constau din alcool, acizi grași, complecși - de alcool, acizi grași cu greutate moleculară mare, sunt posibile reziduuri de acid fosforic, carbohidrați, baze azotate etc.. Structura lipidelor depinde în primul rând de calea biosintezei lor. .

Funcții biologice

Funcția de energie (rezervă)

Multe grăsimi sunt folosite de organism ca sursă de energie. Odată cu oxidarea completă a 1 g de grăsime, se eliberează aproximativ 9 kcal de energie, aproximativ de două ori mai mult decât la oxidarea a 1 g de carbohidrați (4,1 kcal). Grăsimea corporală este folosită ca sursă de rezervă de nutrienți, în primul rând de animalele care sunt forțate să-și aducă rezervele asupra lor. Plantele stochează carbohidrați mai des, dar semințele multor plante sunt bogate în grăsimi (uleiuri vegetale sunt extrase din semințe de floarea soarelui, porumb, rapiță, in și alte plante oleaginoase).

Aproape toate organismele vii stochează energie sub formă de grăsimi. Există două motive principale pentru care aceste substanțe sunt cele mai potrivite pentru această funcție. În primul rând, grăsimile conțin reziduuri de acizi grași, al căror nivel de oxidare este foarte scăzut (aproape același cu cel al hidrocarburilor petroliere). Prin urmare, oxidarea completă a grăsimilor în apă și dioxid de carbon vă permite să obțineți mai mult de două ori mai multă energie decât oxidarea aceleiași mase de carbohidrați. În al doilea rând, grăsimile sunt compuși hidrofobi, astfel încât organismul, înmagazinând energie sub această formă, nu trebuie să transporte o masă suplimentară de apă necesară hidratării, așa cum este cazul polizaharidelor, din care 1 g reprezintă 2 g de apă. Cu toate acestea, trigliceridele sunt o sursă de energie „mai lentă” decât carbohidrații.

Grăsimile sunt stocate sub formă de picături în citoplasma celulei. Vertebratele au celule specializate - adipocite , aproape complet umplute cu o picătură mare de grăsime. De asemenea, bogate în trigliceride sunt semințele multor plante. Mobilizarea grăsimilor din adipocite și celulele semințelor germinate are loc datorită enzimelor lipază , care le descompun în glicerol și acizi grași.

La om, cea mai mare cantitate de țesut adipos este localizată sub piele (așa-numitul țesut subcutanat ), în special în abdomen și glandele mamare. Pentru o persoană cu obezitate ușoară (15-20 kg de trigliceride), astfel de rezerve pot fi suficiente pentru a-și asigura energie pentru o lună, în timp ce întreaga rezervă de glicogen este suficientă pentru mai mult de o zi [6] .

Funcția de izolare termică

Grăsimea este un bun izolator termic, astfel încât la multe animale cu sânge cald se depune în țesutul adipos subcutanat, reducând pierderile de căldură. Un strat de grăsime subcutanat deosebit de gros este caracteristic mamiferelor acvatice (balene, morse etc.). Dar, în același timp, la animalele care trăiesc în climat cald (cămile, jerboi), rezervele de grăsime sunt depuse în zone izolate ale corpului (în cocoașele unei cămile, în coada jerboilor cu coadă grasă) ca rezerve de apă, deoarece apa este unul dintre produsele de oxidare a grăsimilor.

Funcție structurală

Fosfolipidele formează baza stratului bilipid al membranelor celulare, în timp ce colesterolul  este un regulator al fluidității membranei. Membranele arheale conțin derivați ai hidrocarburilor izoprenoide. Ceara formează o cuticulă pe suprafața organelor supraterane (frunze și lăstari tineri) ale plantelor. Ceara este, de asemenea, produsă de multe insecte (de exemplu, albinele construiesc faguri din ea , iar viermii și insectele solzice formează învelișuri de protecție).

Toate celulele vii sunt înconjurate de membrane plasmatice, al căror element structural principal este un dublu strat lipidic ( bistrat lipidic ). 1 µm² dintr-o membrană biologică conține aproximativ un milion de molecule de lipide [7] . Toate lipidele care alcătuiesc membranele au proprietăți amfifile: sunt formate din părți hidrofile și hidrofobe. Într-un mediu apos, astfel de molecule formează în mod spontan micelii și straturi duble ca rezultat al interacțiunilor hidrofobe; în astfel de structuri, capetele polare ale moleculelor se întorc spre exterior către faza apoasă, iar cozile nepolare se întorc spre interior; același aranjament al lipidelor este tipic. a membranelor naturale. Prezența unui strat hidrofob este foarte importantă pentru ca membranele să își îndeplinească funcțiile, deoarece este impermeabil la ioni și compușii polari [6] .

Principalele lipide structurale care alcătuiesc membranele celulelor animale sunt glicerofosfolipidele, în principal fosfatidilcolina și fosfatidiletanolamina, precum și colesterolul, ceea ce crește impermeabilitatea acestora. Țesuturile individuale pot fi îmbogățite selectiv în alte clase de lipide membranare, de exemplu, țesutul nervos conține cantități mari de sfingofosfolipide, în special sfingomielină , precum și sfingoglicolipide. Colesterolul este absent în membranele celulelor vegetale, dar se găsește un alt steroid, ergosterol. Membranele tilacoide conțin o cantitate mare de galactolipide, precum și sulfolipide.

Reglementare

Unele lipide joacă un rol activ în reglarea activității vitale a celulelor individuale și a organismului în ansamblu. În special, lipidele includ hormoni steroizi secretați de gonade și cortexul suprarenal. Aceste substanțe sunt transportate de sânge în tot organismul și afectează modul în care acesta funcționează.

Printre lipide, există și mesagerii secundari - substanțe implicate în transmiterea semnalului de la hormoni sau alte substanțe biologic active din interiorul celulei. În special, fosfatidilinozitol-4,5-bifosfatul (PI (4,5) F 2 ) este implicat în semnalizare cu participarea proteinelor G , fosfatidilinozitol-3,4,5-trifosfatul inițiază formarea de complexe supramoleculare ale proteinelor semnal. ca răspuns la acțiunea anumitor factori extracelulari, sfingolipidele, cum ar fi sfingomielina și ceramida, pot regla activitatea protein kinazei și pot stimula apoptoza [8] .

Derivații acidului arahidonic - eicosanoizi - sunt un exemplu de regulatori lipidici paracrini. În funcție de caracteristicile structurale, aceste substanțe sunt împărțite în trei grupe principale: prostaglandine , tromboxani și leucotriene . Ei sunt implicați în reglarea unei game largi de funcții fiziologice, în special, eicosanoidele sunt necesare pentru funcționarea sistemului reproducător, pentru inducerea și trecerea procesului inflamator (inclusiv furnizarea unor aspecte ale acestuia, cum ar fi durerea și febra), pentru coagularea sângelui, reglarea tensiunii arteriale, pot fi implicate și în reacții alergice [6] .

Protective (depreciere)

Un strat gros de grăsime protejează organele interne ale multor animale de deteriorarea impactului (de exemplu, leii de mare cu o greutate de până la o tonă pot sări în apă din stânci de 20-25 m înălțime). ).

Creșteri ale flotabilității

Organismele, de la diatomee la rechini  , folosesc depozitele de grăsime de rezervă ca mijloc de reducere a greutății corporale medii și, astfel, de a crește flotabilitatea. Acest lucru vă permite să reduceți costurile de energie pentru reținerea în coloana de apă.

Lipidele în alimentația umană

Dintre lipidele din alimentația umană predomină trigliceridele (grăsimi neutre), acestea sunt o sursă bogată de energie și sunt, de asemenea, necesare pentru absorbția vitaminelor liposolubile. Acizii grași saturați se găsesc în alimente de origine animală, cum ar fi carnea, produsele lactate și unele plante tropicale, cum ar fi nucile de cocos. Acizii grași nesaturați pătrund în corpul uman ca urmare a consumului de nuci, semințe, măsline și alte uleiuri vegetale. Principalele surse de colesterol din alimentație sunt carnea și organele animalelor, gălbenușurile de ou, produsele lactate și peștele. Cu toate acestea, aproximativ 85% din colesterolul din sânge este sintetizat de ficat [9] .

Asociația Americană a Inimii recomandă nu mai mult de 30% lipide în dieta totală, o reducere a acizilor grași saturați din dietă la 10% din toate grăsimile și nu mai mult de 300 mg (cantitatea dintr-un gălbenuș) de colesterol pe zi. Scopul acestor recomandări este limitarea nivelului de colesterol și trigliceride din sânge la 20 mg/l [9] .

Necesarul zilnic de lipide al unui adult este de 70-145 de grame.

Acizi grași esențiali

Ficatul joacă un rol cheie în metabolismul acizilor grași, dar nu este capabil să sintetizeze unii dintre aceștia. Acești acizi grași sunt numiți acizi grași esențiali și includ în special acizii grași polinesaturați ω-3- ( linolenic ) și ω-6- ( linoleic ), ei se găsesc în principal în grăsimile vegetale. Acidul linolenic este un precursor pentru sinteza altor doi acizi ω-3: eiosapentaenoic (EPA) și docosahexaenoic (DHA) [6] . Aceste substanțe sunt necesare pentru funcționarea creierului și au un efect pozitiv asupra funcțiilor cognitive și comportamentale [10] .

Raportul dintre acizii grași ω-6\ω-3 din dietă este de asemenea important: proporțiile recomandate variază de la 1:1 la 4:1. Cu toate acestea, studiile arată că majoritatea nord-americanilor consumă de 10 până la 30 de ori mai mulți acizi grași ω-6 decât acizii grași ω-3. Aceste diete sunt asociate cu un risc de boli cardiovasculare. Dar „dieta mediteraneană” este considerată mult mai sănătoasă, este bogată în linolenic și alți acizi ω-3, a căror sursă sunt plantele verzi (de exemplu, salata verde), peștele, usturoiul, cerealele integrale, legumele proaspete și fructele. Uleiul de pește este recomandat ca supliment alimentar care conține acizi grași ω-3 [6] [10] .

Acizi grași trans-nesaturați

Majoritatea grăsimilor naturale conțin acizi grași nesaturați cu legături duble în configurația cis. Dacă alimentele bogate în astfel de grăsimi sunt în contact cu aerul pentru o perioadă lungă de timp, acestea devin amare. Acest proces este asociat cu scindarea oxidativă a dublelor legături, care are ca rezultat formarea de peroxizi de acizi grași, aldehide și acizi carboxilici cu greutate moleculară mai mică, dintre care unele sunt substanțe volatile.

Pentru a crește durata de valabilitate și rezistența la temperaturi ridicate a trigliceridelor cu acizi grași nesaturați, se utilizează o procedură de hidrogenare parțială . Consecința acestui proces este conversia legăturilor duble în legături simple, cu toate acestea, tranziția legăturilor duble de la configurația cis la configurația trans poate fi, de asemenea, un efect secundar . Utilizarea așa-numitelor „grăsimi trans” implică o creștere a conținutului de lipoproteine ​​cu densitate joasă ( colesterolul „rău” ) și o scădere a conținutului de lipoproteine ​​cu densitate mare (colesterolul „bun”) din sânge, ceea ce duce la un risc crescut de boli cardiovasculare, în special insuficiență coronariană . Mai mult, „grăsimile trans” contribuie la procesele inflamatorii.

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 3 Lipide // Marele Dicţionar Enciclopedic.
  2. ↑ Lipide / L. D. Bergelson  // Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
  3. ↑ 2ai2  (link indisponibil din 21.05.2013 [3452 zile] - istoric ,  copie )
  4. ↑ biochem/index.htm  (link inaccesibil)  (link inaccesibil din 21.05.2013 [3452 zile] - istoric ,  copie )
  5. ↑ Narodițki Boris Savelevici, Shirinsky Vladimir Pavlovici, Nesterenko Lyudmila Nikolaevna. Lipide . Rosnano . Preluat la 8 martie 2012. Arhivat din original la 23 iunie 2012.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 Nelson DL, Cox MM Lehninger Principles of Biochemistry. — al 5-lea. — W. H. Freeman, 2008. - ISBN 978-0-7167-7108-1 .
  7. ^ Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. Molecular Biology of the Cell . — al 5-lea. — Garland Science, 2007. - ISBN 978-0-8153-4105-5 .
  8. ↑ W. David Jarvis, Steven Grant, Richard N. Kolesnick. Ceramidă și inducerea apoptozei. Clinical Cancer Research, 1996, voi. 2, p. 1-6.
  9. ↑ 1 2 Marieb EN, Hoehn K. Human Anatomy & Physiology. — al 7-lea. — Benjamin Cummings, 2006. - ISBN 978-0805359091 .
  10. ↑ 1 2 Acizi grași Omega-3 . Data accesului: 25 mai 2013. Arhivat din original la 9 iulie 2008.

Literatură

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii