LIPIDI: KARAKTERISTIKE, PRIMJERI, FUNKCIJE, KLASIFIKACIJA - BIOLOGIJA - 2025

Su lipidi su skupina heterogene makromolekula uključujući masti, ulja, steroli, voskovi i slično, koji dijele karakteristiku da su djelomično netopljivi u vodi (hidrofobnih) i prilično topljiv u nepolarnim otapalima kao što je između ostalih, eter, benzen, aceton, kloroform.

Ranije su se svi spojevi netopljivi u vodi i topivi u organskim otapalima smatrali lipidima. Međutim, danas mnogi drugi spojevi koji nisu lipidi imaju ta svojstva, neki od njih su terpeni, određeni vitamini i karotenoidi.

Lipidi su temeljne komponente staničnih membrana, a samim tim i plazma membrane (Izvor: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), putem Wikimedia Commons)

Riječ "lipid" potječe od grčke riječi "lipos", što znači masti. Neki autori smatraju lipidima samo one molekule koje su proizvodi ili derivati ​​masnih kiselina, uključujući uglavnom sve spojeve klasificirane kao ulja i masti.

Lipidni spojevi prisutni su u svim živim bićima na zemlji, čak i neki virusi imaju ove molekule u svojoj kapsidi.

Vjeruje se da su lipidi bili dio prvih ugljikovih spojeva koji su nastali tijekom nastanka života i osnovni su molekuli za "kompleksizaciju" života.

Trenutno je poznata velika raznolikost različitih spojeva unutar skupine lipida, od kojih svaki ima različite funkcije i svojstva.

Razvrstavaju se ovisno o skupini supstituenata koja čine njegov kostur (i sam kostur), a također i ovisno o njegovim funkcijama (konstrukcija, skladištenje, signalizacija, zaštita itd.).

Opće karakteristike lipida

Lanac atoma ugljika vezan za atome vodika

Većina lipida ima kao središnju strukturu lanac ugljikovih atoma povezanih sa atomima vodika, koji je poznat kao "masna kiselina"

Ako su svi ugljikovi atomi masne kiseline zasićeni vodikovim atomima, kaže se da je to "zasićena masna kiselina".

Ako se, s druge strane, dva ili više atoma ugljika u istom lancu spoje dvostrukom ili trostrukom vezom, za masnu kiselinu se kaže da je "nezasićena", jer je dehidrogenacijom izgubila 2 ili više ugljikovih atoma. vodik.

Visoka talište

Lipidi imaju visoku molekulsku masu što im daje visoku talište

Talište lipida je veće u lipidima koji sadrže više ugljikovih atoma. Ali ta talište opada kada u lipidima postoje masne kiseline s nezasićenim lancima ugljikovodika.

Oni su amfipatski molekuli

Svi lipidi imaju polarni ili hidrofilni dio i drugi apolarni ili hidrofobni dio, koji su predstavljeni alifatskim lancima masnih kiselina koje ih čine.

Većina molekula lipida povezuje se međusobno vezanjem vodika i van der Waalsovim interakcijama između njihovih ugljikovodičnih lanaca.

Imaju dobru otpornost na mehanički stres

Veze formirane između atoma ugljika i vodika daju lipidima određenu fizičku otpornost na mehanički stres. Nadalje, budući da su djelomično netopljive u vodi, lipidne je udruge teško razgraditi u vodenom mediju.

Funkcije lipida

Lipidi imaju veliku raznolikost bioloških funkcija, jednako raznolike kao i veliki broj kemijskih struktura koje se nalaze u ovoj skupini.

energičan

Kod većine kralježnjaka i mnogih beskralježnjaka lipidi su glavni oblici skladištenja energije i transporta masnih kiselina unutar stanica.

Kod kralješnjaka, lipidi apsorbirani hranom pohranjuju se u masno tkivo u obliku masnih kiselina i tamo služe kao toplotna izolacijska tvar za organe i potkožno tkivo.

Masne kiseline su specijalizirani lipidi za skladištenje energije unutar živih organizama, jer njihova oksidacija oslobađa velike količine energije u obliku ATP-a. To se događa postupkom koji se naziva "β-oksidacija masnih kiselina", a koji provode gotovo sve stanice živih organizama.

strukturalan

Fosfolipidi i steroli su bitne komponente bioloških membrana stanica i njihovih organela (u eukariotskim stanicama).

Mnoge male molekule lipida na površini membrane služe kao pigmenti za apsorpciju svjetlosti, dok druge služe kao sidrište za neke membranske proteine ​​koji se pričvršćuju na površinu.

enzimski

Mnogi su lipidi kofaktori u enzimskoj katalizi ili djeluju kao prijenosnici u elektrokemijskim gradijentima.

Drugi sudjeluju u brzom širenju depolarizacijskih valova po tijelu životinja, što se, naravno, odnosi na specijalizirane živčane stanice.

Razvrstavanje lipida

Lipide možemo razvrstati u četiri velike skupine: masti i ulja, fosfolipidi, voskovi, steroli te terpeni i eikosanoidi.

Masti i ulja

Ova skupina uključuje masne kiseline, koje su najčešće najčešći strukturni elementi za stvaranje složenijih lipida, na primjer, fosfolipida i voska.

Masti su općenito spojevi sastavljeni od masnih kiselina vezanih na molekulu glicerola na svakom od njena 3 atoma ugljika putem esterskih veza, zbog čega su općenito poznati kao trigliceridi.

fosfolipidi

Fosfolipidi su glavne komponente staničnih membrana. Oni su lipidi sastavljeni od okosnice glicerola ili sfingozina na koje se esterificiraju dvije molekule masnih kiselina i fosfatna skupina koja je sposobna reagirati i vezati se na različite alkoholne molekule.

Prema kosturu na kojem su "izgrađeni" fosfolipidi to mogu biti glicerofosfolipidi ili fosfoesfingolipidi.

Glicerolipidi ili fosfolipidi (Izvor: Yo / Javna domena, putem Wikimedia Commons)

Postoji još jedna skupina lipida slična onoj fosfolipida i poznata kao skupina e sfingolipida. Riječ je o lipidima izgrađenim na sfingozinskoj kralježnici na koje su dvije masne kiseline i ugljikohidrat ili drugi polarni spoj spojeni amidnim vezama.

voskovi

Cetil palmitat, tipični ester voska

Voskovi su lipidi izgrađeni na dugolančanim alkoholima esterificiranim u masnim kiselinama dugog lanca.

Djeluju u prevlačenju površine biljnih i životinjskih tijela i obično su u čvrstom obliku, zbog čega su, kako kažu, potpuno netopljivi u vodi ili vodenim otopinama.

steroli

Opća struktura sterola i njihovih derivata. Izvor: Cijepljenje

Veliki su lipidi sastavljeni od 4 cikličke ugljikovodične jedinice i nisu od ravnolančanih masnih kiselina. Neki imaju funkcionalnu skupinu -OH, pa potpadaju pod klasifikaciju alkohola. Od velikog su značaja kolesterol i njegovi derivati.

Terpeni i eikosanoidi

Kemijska struktura mircena, monoterpena (Izvor: Jan Herold, Leyo / Public domain, via Wikimedia Commons

Dvije druge vrste lipida su terpeni i eikosanoidi. Terpeni, za razliku od uobičajenih lipida, nisu sastavljeni od masnih kiselina, već od ponavljajućih jedinica od 5 atoma ugljika poznatih kao "izoprenske jedinice".

Njegova klasifikacija u skupinu lipida ima mnogo veze s njegovim hidrofobnim karakterom i netopljivošću u vodi ili polarnim otapalima.

Eicosanoidi su s druge strane lipidi koji nastaju metabolizmom nekih masnih kiselina i prekursori su važnih hormona za čovjeka i druge sisavce, poput prostaglandina.

Primjeri lipida

Kao što je komentirano, u prirodi postoji velika raznolikost spojeva s lipidnim karakteristikama, tako da ćemo u nastavku spomenuti samo neke od najvažnijih primjera.

Palmitinska kiselina

To je dugolančana zasićena masna kiselina (16 atoma ugljika). To je glavna rezervna tvar kralježnjaka i endogene se stvara lipogenezom.

Ova masna kiselina služi kao bazna molekula za sintezu drugih spojeva. Nadalje, oksidacijom samo 1 mola ovog spoja nastaje oko 2,59 molova ATP-a, što predstavlja veliko snabdijevanje kralježnjaka, posebno za razliku od oksidacije ugljikohidrata i proteina.

Kolesterol

Kemijska struktura kolesterola (Izvor: Guillem d'Occam. Izmijenio Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) putem Wikimedia Commonsa)

To je lipid koji spada u skupinu sterola i nalazi se u staničnoj membrani gotovo svih stanica. Prisutnost ovih molekula u plazma membrani je neophodna za regulaciju njegove krutosti, zakrivljenosti i fleksibilnosti.

Ima središnji kostur od 27 atoma ugljika. Međutim, to je molekula sastavljena od aromatičnih prstenova, što joj daje mnogo veću tvrdoću, otpornost i krutost u usporedbi s drugim lipidima. Ovaj je lipid prethodnik mnogih životinjskih hormona.

U ljudi je kolesterol neophodan za sintezu testosterona i drugih vrlo relevantnih spolnih hormona.

fosfatidilkolin

Pripada skupini fosfolipida i prisutan je u plazma membrani praktički svih stanica. Obično ima lanac palmitinske kiseline i primarno se sintetizira u jetri kralježnjaka.

Ovaj spoj je neophodan za sintezu kolesterola i za tipičnu fleksibilnost stanica. Mnogi proteini koji se vežu na staničnu membranu specifično se pridržavaju polarne glave ovog lipida.

sfmgomijelma

Struktura sfingomijelina (Izvor: Jag123 na engleskoj Wikipediji, putem Wikimedia Commonsa)

Nalazi se u staničnoj membrani svih organizama i mnoga su se istraživanja usredotočila na njegovu funkciju i strukturu, budući da je također dio mijelinskog omotača koji prekriva aksone neurona u životinja.

Sfingomijelin pripada skupini sfingolipida i kod ljudi je to najbrojniji sfingolipid u cijelom tijelu. Karakterizira ga kralježnica sfingozina koja je amidnom vezom povezana s polarnom skupinom, obično fosfatidiletanolaminom.

Steroidi

Osnovna struktura steroida (Izvor: Hati na njemačkoj Wikipediji / Javna domena, putem Wikimedia Commonsa)

Drugi primjer lipida su steroidi. Prirodni steroidi su prisutni u tijelu i mogu uključivati ​​kolesterol koji je najčešći tip, estrogen, testosteron, žučne soli koje se nalaze u crijevnoj žuči i kortizol, kemikaliju koju izlučuje tijelo.

estrogen

Takozvani ženski hormon je lipid; proizvode ga prvenstveno jajnici i odgovoran je za održavanje ženskih sekundarnih spolnih karakteristika.

Testosteron

Takozvani muški hormon je lipid; proizvode ga prvenstveno testisi i odgovoran je za održavanje muških sekundarnih seksualnih karakteristika.

vitamini

Voda topljivi u vodi su lipidi; većina ih je pohranjena u jetri ili u drugim organima tijela. Na primjer:

• Vitamin A koji je važan za imunološku funkciju, vid i reprodukciju. Može se naći u obojenom voću i povrću, punomasnom mlijeku i jetri.
• Vitamin D, koji se koristi za poboljšanje apsorpcije kalcija, cinka, fosfata, željeza i magnezija u crijevima. Može se dobiti od određene hrane i u izlaganju suncu.
• Vitamin E štiti srce i pomaže tijelu da se zaštiti od slobodnih radikala; stoga pomaže u održavanju zdravih stanica. Može se naći u biljnim uljima, sjemenkama i orasima.
• Vitamin K omogućava zgrušavanje krvi i može pomoći u jačanju kostiju u starijih osoba. Može se naći u špinatu, kelju, salati, peršinu, briselskoj klice, brokoliju, kupusu, jetri, mesu, jajima, žitaricama i ribi.

Važnost za živa bića

Lipidi su dio biomolekula neophodnih za život jer se bez njihovog razvoja ne bi razvio život kakav znamo, jer je postojanje lipidnih membrana moguće samo zahvaljujući tim tvarima.

Lipidi su, kao što je prethodno raspravljano, uključeni u gotovo sve poznate fiziološke procese, od zaštite stanice od virusne infekcije, do proizvodnje i skladištenja energije.

Oni također djeluju kao izolatori, tako da se električni podražaji učinkovito prenose između živčanih stanica, a nakupljanje lipida u tijelu nekih životinja važno je za skladištenje energije i zaštitu od niskih temperatura ili mehaničkog stresa.

Reference

1. Brady, S. (2011). Osnovna neurokemija: principi molekularne, stanične i medicinske neurobiologije. Akademska štampa.
2. Ha, CE, & Bhagavan, NV (2011). Osnove medicinske biokemije: s kliničkim slučajevima. Akademska štampa.
3. Litwack, G. (2017). Ljudska biokemija. Akademska štampa.
4. Nelson, D., & Cox, M. Lehninger. (2000). Načela biokemije, 3.
5. Sargent, JR, Tocher, DR, & Bell, JG (2003). Lipidi. U prehrani ribama (str. 181-257). Akademska štampa.