LIPIDIT: OMINAISUUDET, ESIMERKIT, TOIMINNOT, LUOKITTELU - BIOLOGIA - 2026

Lipidit ovat ryhmä heterogeeninen makromolekyylien kuten rasvat, öljyt, sterolit, vahat, jne., Jotka jakavat ominaisuus on osittain veteen liukenemattomia (hydrofobinen) ja melko liukoinen polaarisiin liuottimiin, kuten eetteri, bentseeni, asetoni, kloroformi, mm.

Aikaisemmin kaikkia veteen liukenemattomia ja orgaanisiin liuottimiin liukenevia yhdisteitä pidettiin lipideinä. Nykyään kuitenkin monilla muilla yhdisteillä, jotka eivät ole lipidejä, on nämä ominaisuudet, jotkut näistä ovat terpeenejä, tiettyjä vitamiineja ja karotenoideja.

Lipidit ovat solukalvojen ja siten myös plasmamembraanien peruskomponentit (Lähde: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), Wikimedia Commonsin kautta)

Sana "lipidi" johtuu kreikan sanasta "lipos", joka tarkoittaa rasvaa. Jotkut kirjoittajat pitävät lipideinä vain niitä molekyylejä, jotka ovat rasvahappojen tuotteita tai johdannaisia, mukaan lukien pääasiassa kaikki öljyiksi ja rasvoiksi luokitellut yhdisteet.

Lipidiyhdisteitä on läsnä kaikissa elävissä olennoissa maan päällä, jopa joillakin viruksilla on nämä molekyylit kapsiidissaan.

Uskotaan, että lipidit olivat osa ensimmäisiä hiiliyhdisteitä, jotka muodostuivat elämän alkuvaiheessa ja ovat perustavanlaatuisia molekyylejä elämän "monimutkaistumiseen".

Tällä hetkellä lipidiryhmässä tunnetaan suuri joukko erilaisia ​​yhdisteitä, joilla jokaisella on erilaiset toiminnot ja ominaisuudet.

Ne luokitellaan sen luuston muodostavan substituenttiryhmän (ja itse luurankon) mukaan ja myös sen toimintojen (rakenne, varastointi, signalointi, suojaus jne.) Mukaan.

Lipidien yleiset ominaisuudet

Vetyatomeihin sitoutuneiden hiiliatomien ketju

Suurimmalla osalla lipideistä on keskeinen rakenne hiiliatomien ketju, joka on kytketty vetyatomeihin, joka tunnetaan nimellä "rasvahappo"

Jos kaikki rasvahapon hiiliatomit ovat tyydyttyneitä vetyatomeilla, sen sanotaan olevan "tyydyttynyt rasvahappo".

Jos toisaalta kaksi tai useampia hiiliatomeja samassa ketjussa yhdistetään kaksois- tai kolmoissidoksen kautta, rasvahapon sanotaan olevan "tyydyttymättömiä", koska se on menettänyt 2 tai enemmän hiiliatomeja dehydraamalla. vety.

Korkea sulamispiste

Lipideillä on korkea molekyylipaino, mikä antaa niille korkean sulamispisteen

Lipidien sulamispiste on korkeampi lipideissä, jotka sisältävät enemmän hiiliatomeja. Mutta tämä sulamispiste laskee, kun lipideissä on rasvahappoja, joissa on tyydyttymättömiä hiilivetyketjuja.

Ne ovat amfipaattisia molekyylejä

Kaikilla lipideillä on polaarinen tai hydrofiilinen osa ja toisella apolaarisella tai hydrofobisella osalla, jota edustavat niitä muodostavien rasvahappojen alifaattiset ketjut.

Suurin osa lipidimolekyyleistä assosioituu toisiinsa vedyssidoksen ja van der Waals -vuorovaikutuksen kautta hiilivetyketjujensa välillä.

Ne kestävät hyvin mekaanista rasitusta

Hiili- ja vetyatomien väliin muodostetut sidokset antavat lipideille jonkin verran fyysistä vastustusta mekaaniselle rasitukselle. Lisäksi koska lipidiyhdisteet ovat osittain liukenemattomia veteen, niitä on vaikea hajottaa vesipitoisissa väliaineissa.

Lipidien toiminnot

Lipideillä on suuri biologisten toimintojen monimuotoisuus, joka vaihteli kuin suuri ryhmä kemiallisia rakenteita.

Energinen

Useimmissa selkärankaisissa ja monissa selkärangattomissa eläimissä lipidit ovat tärkeimmät energian varastoinnin ja rasvahappojen kuljetuksen muodot soluissa.

Selkärankaisissa ruoan kanssa imeytyneet lipidit varastoidaan rasvakudokseen rasvahappojen muodossa ja siellä ne toimivat eristävänä aineena elimissä ja ihonalaisessa kudoksessa.

Rasvahapot ovat erikoistuneita lipidejä energian varastoimiseksi elävien organismien sisällä, koska niiden hapettuminen vapauttaa suuria määriä energiaa ATP: n muodossa. Tämä tapahtuu prosessilla, jota kutsutaan "rasvahappojen β-hapetukseksi", jonka suorittavat melkein kaikki elävien organismien solut.

rakenteellinen

Fosfolipidit ja sterolit ovat välttämättömiä komponentteja solujen ja niiden organelien (eukaryoottisoluissa) biologisissa membraaneissa.

Monet kalvojen pinnalla olevat pienet lipidimolekyylit toimivat pigmentteinä valon absorboimiseksi, kun taas toiset toimivat joidenkin membraaniproteiinien ankkureina kiinnittyäkseen pintaan.

entsymaattinen

Monet lipidit ovat kofaktoreita entsymaattisessa katalyysi tai toimivat elektronisina kuljettajina sähkökemiallisissa gradienteissa.

Toiset osallistuvat depolarisaatioaaltojen nopeaan leviämiseen koko eläimen kehossa, mikä tietenkin liittyy erikoistuneisiin hermosoluihin.

Lipidien luokittelu

Lipidit voidaan luokitella neljään suureen ryhmään: rasvat ja öljyt, fosfolipidit, vahat, sterolit ja terpeenit ja eikosanoidit.

Rasvat ja öljyt

Tähän ryhmään kuuluvat rasvahapot, jotka ovat yleensä yleisimpiä rakenneosia monimutkaisempien lipidien, kuten esimerkiksi fosfolipidien ja vahojen, muodostamiseksi.

Rasvat ovat yleensä yhdisteitä, jotka koostuvat rasvahapoista, jotka ovat kiinnittyneet glyserolimolekyyliin jokaisessa sen 3 hiiliatomissa esterityyppisten sidosten kautta, minkä vuoksi niitä tunnetaan yleensä triglyserideinä.

fosfolipidit

Fosfolipidit ovat solukalvojen pääkomponentit. Ne ovat lipidejä, jotka koostuvat glyserolista tai sfingosiinirungosta, johon kaksi rasvahappomolekyyliä on esteröity, ja fosfaattiryhmästä, joka kykenee reagoimaan ja sitoutumaan erilaisiin alkoholimolekyyleihin.

Luurankojen mukaan, joihin fosfolipidit "rakennetaan", ne voivat olla glyserofosfolipidejä tai fosfoesfingolipidejä.

Glyserolipidit tai fosfolipidit (Lähde: Yo / Public domain, Wikimedia Commonsin kautta)

On toinen lipidiryhmä, joka on samanlainen kuin fosfolipidit ja tunnetaan e- shingolipidien ryhmänä . Nämä ovat sfingosiinirunkoon rakennettuja lipidejä, joihin amidisidoksilla on kiinnittynyt kaksi rasvahappoa ja hiilihydraatti tai muu polaarinen yhdiste.

vahat

Setyylipalmitaatti, tyypillinen vahaesteri

Vahat ovat lipidejä, jotka on rakennettu pitkäketjuisiin alkoholeihin, jotka on esteröity pitkäketjuisiksi rasvahapoiksi.

Ne toimivat kasvien ja eläinten kehon rakenteiden pinnoittamisessa ja ovat yleensä kiinteässä muodossa, minkä vuoksi niiden sanotaan olevan täysin liukenemattomia veteen tai vesiliuoksiin.

sterolit

Sterolien ja niiden johdannaisten yleinen rakenne. Lähde: rokottaja

Ne ovat suuria lipidejä, jotka koostuvat 4 syklisestä hiilivetyyksiköstä eikä suoraketjuisista rasvahapoista. Joillakin on funktionaalinen ryhmä -OH, joten ne kuuluvat alkoholien luokitukseen. Kolesterolilla ja sen johdannaisilla on suuri merkitys.

Terpeenit ja eikosanoidit

Myrkeenin, monoterpeenin kemiallinen rakenne (Lähde: Jan Herold, Leyo / Julkinen verkkotunnus, Wikimedia Commonsin kautta)

Kaksi muuta lipidityyppiä ovat terpeenit ja eikosanoidit. Terpeenit, toisin kuin yleisimmät lipidit, eivät koostu rasvahapoista, vaan toistuvista 5 hiiliatomin yksiköistä, joita kutsutaan "isopreeniyksiköiksi".

Sen luokittelu lipidiryhmään on paljon tekemistä sen hydrofobisen luonteen ja sen liukenemattomuuden kanssa veteen tai polaarisiin liuottimiin.

Eikosanoidit puolestaan ​​ovat lipidejä, jotka syntyvät joidenkin rasvahappojen metaboliasta, ja ovat tärkeiden hormonien edeltäjät ihmiselle ja muille nisäkkäille, kuten prostaglandiinit.

Esimerkkejä lipideistä

Kuten on kommentoitu, luonnossa on paljon erilaisia ​​yhdisteitä, joilla on lipidiominaisuuksia, joten jäljempänä mainitaan vain joitain tärkeimmistä esimerkeistä.

Palmitiinihappo

Se on pitkäketjuinen tyydyttynyt rasvahappo (16 hiiliatomia). Se on selkärankaisten eläinten tärkein vara-aine, ja se tuotetaan endogeenisesti lipogeneesillä.

Tämä rasvahappo toimii emäsmolekyylinä muiden yhdisteiden synteesille. Lisäksi vain yhden moolin hapetus tästä yhdisteestä tuottaa noin 2,59 moolia ATP: tä, mikä edustaa suurta energiansaantia selkärankaisille, etenkin hiilihydraattien ja proteiinien hapettumisen kanssa.

Kolesteroli

Kolesterolin kemiallinen rakenne (Lähde: Guillem d'Occam. Muokattu Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) Wikimedia Commonsin kautta)

Se on lipidi, joka kuuluu sterolien ryhmään ja jota esiintyy melkein kaikkien solujen solukalvossa. Näiden molekyylien läsnäolo plasmamembraanissa on välttämätöntä sen jäykkyyden, kaarevuuden ja joustavuuden säätelemiseksi.

Siinä on 27 hiiliatomin keskinen luuranko. Se on kuitenkin aromaattisista renkaista koostuva molekyyli, joka antaa sille paljon suuremman kovuuden, vastuskyvyn ja jäykkyyden verrattuna muihin lipideihin. Tämä lipidi on monien eläinhormonien edeltäjä.

Ihmisillä kolesteroli on välttämätöntä testosteronin ja muiden erittäin tärkeiden sukupuolihormonien synteesille.

fosfatidyylikoliini

Se kuuluu fosfolipidien ryhmään ja esiintyy käytännössä kaikkien solujen plasmamembraanissa. Sillä on yleensä palmitiinihappoketju ja se syntetisoidaan pääasiassa selkärankaisten eläinten maksassa.

Tämä yhdiste on välttämätön kolesterolin synteesille ja solujen tyypilliselle joustavuudelle. Monet proteiinit, jotka sitoutuvat solukalvoon, kiinnittyvät spesifisesti tämän lipidin polaariseen päähän.

sfingomyeliini

Sfingomyeliinin rakenne (Lähde: Jag123 englanniksi Wikipediassa, Wikimedia Commonsin kautta)

Sitä löytyy kaikkien organismien solukalvosta, ja monissa tutkimuksissa on keskitytty sen toimintaan ja rakenteeseen, koska se on myös osa myeliinivaippaa, joka peittää eläinten neuronien aksoneja.

Sfingomyeliini kuuluu sfingolipidien ryhmään, ja ihmisillä tämä on yleisin sfingolipidi koko kehossa. Sille on tunnusomaista sfingosiinirunko, joka on kytketty amidisidoksella polaariseen ryhmään, yleensä fosfatidyylietanoliamiiniin.

steroidit

Steroidin perusrakenne (Lähde: Hati saksalaisessa Wikipediassa / Public domain, Wikimedia Commonsin kautta)

Toinen esimerkki lipideistä on steroidit. Luonnollisia steroideja on läsnä kehossa, ja niihin voi sisältyä kolesteroli, joka on yleisin tyyppi, estrogeeni, testosteroni, suolistossa esiintyvät sappisuolat ja kortisoli, kehon erittelemä kemikaali.

estrogeeni

Ns. Naishormoni on lipidi; sitä tuottavat pääasiassa munasarjat ja se vastaa naisten toissijaisten seksuaalisten ominaisuuksien ylläpidosta.

Testosteroni

Niin kutsuttu mieshormoni on lipidi; sitä tuottavat pääasiassa kivekset ja se vastaa miesten toissijaisten seksuaalisten ominaisuuksien ylläpidosta.

vitamiinit

Vesiliukoiset vitamiinit ovat lipidejä; suurin osa niistä varastoituu maksaan tai muihin kehon elimiin. Esimerkiksi:

• A-vitamiini, joka on tärkeä immuunijärjestelmän, näkökyvyn ja lisääntymisen kannalta. Sitä löytyy värillisistä hedelmistä ja vihanneksista, täysmaitosta ja maksasta.
• D-vitamiini, jota käytetään parantamaan kalsiumin, sinkin, fosfaatin, raudan ja magnesiumin imeytymistä suolistossa. Sitä voidaan saada tietyistä elintarvikkeista ja auringonvalossa.
• E-vitamiini suojaa sydäntä ja auttaa vartaloa suojelemaan itseään radikaaleilta; siksi se auttaa pitämään solut terveinä. Sitä löytyy kasviöljyistä, siemenistä ja pähkinöistä.
• K-vitamiini sallii veren hyytymisen ja voi auttaa ikääntyneiden luiden lujuudessa. Sitä löytyy pinaatista, lehtikaalia, salaattia, persiljaa, ruusukaalia, parsakaalia, kaalia, maksaa, lihaa, munia, viljaa ja kalaa.

Tärkeys eläville olennoille

Lipidit ovat osa elämän kannalta välttämättömiä biomolekyylejä, koska ilman niiden kehitystä elämä sellaisena kuin me tiedämme, se ei olisi kehittynyt, koska lipidikalvojen olemassaolo on mahdollista vain näiden aineiden ansiosta.

Lipidit, kuten aikaisemmin keskusteltiin, ovat mukana melkein kaikissa tunnetuissa fysiologisissa prosesseissa solun suojaamisesta virusinfektiolta vastaan ​​energian tuottamiseen ja varastointiin.

Ne toimivat myös eristeinä, jotta sähköiset ärsykkeet siirtyvät tehokkaasti hermosolujen välillä ja lipidien kertyminen joidenkin eläinten kehossa on tärkeätä energian varastoinnille ja suojalle matalissa lämpötiloissa tai mekaanisissa rasituksissa.

Viitteet

1. Brady, S. (2011). Perusneurokemia: molekyyli-, solu- ja lääketieteellisen neurobiologian periaatteet. Akateeminen lehdistö.
2. Ha, CE, ja Bhagavan, NV (2011). Lääketieteellisen biokemian perusteet: kliinisissä tapauksissa. Academic Press.
3. Litwack, G. (2017). Ihmisen biokemia. Academic Press.
4. Nelson, D., & Cox, M. Lehninger (2000). Biokemian periaatteet, 3.
5. Sargent, JR, Tocher, DR, & Bell, JG (2003). Lipidit. Kalanravinteissa (s. 181-257). Academic Press.