LIPIDER: KARAKTERISTIKA, EKSEMPLER, FUNKTIONER, KLASSIFICERING - BIOLOGI - 2025

De lipider er en gruppe af heterogene makromolekyler herunder fedtstoffer, olier, steroler, vokser, etc., som deler egenskab at være delvis vanduopløseligt (hydrofob) og temmelig opløselige i upolære opløsningsmidler, såsom ether, benzen, acetone, chloroform, blandt andre.

Tidligere blev alle forbindelser uopløselige i vand og opløselige i organiske opløsningsmidler betragtet som lipider. Imidlertid har mange andre forbindelser, der ikke er lipider, disse egenskaber, nogle af disse er terpener, visse vitaminer og carotenoider.

Lipider er de grundlæggende komponenter i cellemembraner og derfor også i plasmamembranen (Kilde: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), via Wikimedia Commons)

Ordet "lipid" stammer fra det græske ord "lipos", som betyder fedt. Nogle forfattere betragter som lipider kun de molekyler, der er produkter eller derivater af fedtsyrer, herunder hovedsageligt alle forbindelser klassificeret som olier og fedtstoffer.

Lipidforbindelser er til stede i alle levende væsener på jorden, selv nogle vira har disse molekyler i deres kapsid.

Det antages, at lipider var en del af de første carbonforbindelser, der blev dannet under livets oprindelse og er grundlæggende molekyler til "kompleksisering" af livet.

På nuværende tidspunkt er der kendt en lang række forskellige forbindelser inden for gruppen af ​​lipider, hver med forskellige funktioner og egenskaber.

Disse klassificeres afhængigt af substituentgruppen, der udgør sit skelet (og selve skelettet), og også afhængigt af dets funktioner (struktur, opbevaring, signalering, beskyttelse osv.).

Generelle egenskaber ved lipider

Kæde af carbonatomer bundet til hydrogenatomer

De fleste af lipiderne har som deres centrale struktur en kæde af carbonatomer, der er knyttet til hydrogenatomer, som er kendt som "fedtsyre"

Hvis alle carbonatomer i en fedtsyre er mættet med hydrogenatomer, siges det at være en "mættet fedtsyre."

Hvis der tværtimod to eller flere carbonatomer i den samme kæde er forbundet sammen gennem en dobbelt- eller tredobbelt binding, siges fedtsyren at være "umættet", da den har mistet 2 eller flere carbonatomer ved dehydrogenering. hydrogen.

Højt smeltepunkt

Lipider har en høj molekylvægt, der giver dem et højt smeltepunkt

Smeltepunktet for lipider er højere i lipider, der indeholder flere carbonatomer. Men dette smeltepunkt falder, når lipiderne har fedtsyrer med umættede carbonhydridkæder.

Det er amfipatiske molekyler

Alle lipider har en polær eller hydrofil del og en anden apolær eller hydrofob del, repræsenteret ved de alifatiske kæder af fedtsyrerne, der sammensætter dem.

De fleste lipidmolekyler er forbundet med hinanden gennem hydrogenbinding og van der Waals-interaktioner mellem deres carbonhydridkæder.

De har god modstand mod mekanisk belastning

Bindingerne dannet mellem kulstof- og brintatomer giver lipider en vis fysisk modstand mod mekanisk belastning. Ved at være delvis uopløselig i vand er lipidforeninger vanskelige at opløses i vandige medier.

Funktioner af lipider

Lipider har en stor mangfoldighed af biologiske funktioner, lige så forskellige som det store antal kemiske strukturer, der findes inden for denne gruppe.

energisk

I de fleste hvirveldyr og mange hvirvelløse dyr er lipider de vigtigste former for energilagring og transport af fedtsyrer i celler.

I hvirveldyr opbevares lipider absorberet med mad i fedtvæv i form af fedtsyrer, og der tjener de som et termisk isolerende stof til organer og subkutant væv.

Fedtsyrer er specialiserede lipider til opbevaring af energi i levende organismer, da deres oxidation frigiver store mængder energi i form af ATP. Dette gøres gennem en proces kaldet "ß-oxidation af fedtsyrer", der udføres af næsten alle celler i levende organismer.

Strukturel

Phospholipider og steroler er essentielle komponenter i de biologiske membraner i celler og deres organeller (i eukaryote celler).

Mange små lipidmolekyler på overfladen af ​​membraner tjener som pigmenter til at absorbere lys, mens andre tjener som ankre for nogle membranproteiner til at fastgøre til overfladen.

enzymatisk

Mange lipider er cofaktorer i enzymatisk katalyse eller fungerer som elektroniske transportører i elektrokemiske gradienter.

Andre deltager i den hurtige udbredelse af depolarisationsbølger i hele kroppen af ​​dyr, hvilket naturligvis er relateret til specialiserede nerveceller.

Klassificering af lipider

Lipider kan klassificeres i fire store grupper: fedt og olier, phospholipider, voks, steroler og terpener og eicosanoider.

Fedt og olier

Denne gruppe inkluderer fedtsyrer, som normalt er de mest almindelige strukturelle elementer til dannelse af mere komplekse lipider, såsom fosfolipider og voksarter, for eksempel.

Fedtstoffer er generelt forbindelser, der består af fedtsyrer, der er bundet til et glycerolmolekyle ved hvert af dets 3 carbonatomer gennem bindinger af estertypen, hvorfor de generelt kaldes triglycerider.

fosfolipider

Phosfolipider er de vigtigste komponenter i cellemembraner. De er lipider, der består af en glycerol- eller sfingosin-rygrad, hvortil to fedtsyremolekyler er forestret, og en phosphatgruppe, der er i stand til at reagere og binde til forskellige alkoholiske molekyler.

I henhold til det skelet, hvorpå phospholipiderne er "bygget", kan de være glycerophospholipider eller phosphoesphingolipider.

Glycerolipider eller fosfolipider (kilde: Yo / Public domain, via Wikimedia Commons)

Der er en anden gruppe af lipider, der ligner den for phospholipider og kendt som gruppen af e- sfingolipider. Dette er lipider, der er bygget på en sfingosin-rygrad, hvortil to fedtsyrer og et kulhydrat eller anden polær forbindelse er bundet ved amidbindinger.

Voks

Cetylpalmitat, en typisk voksester

Voks er lipider bygget på langkædede alkoholer esterificeret til langkædede fedtsyrer.

De fungerer i overtrækning af overfladen af ​​planter og dyrs kropsstrukturer og er generelt i fast form, hvorfor det siges, at de er helt uopløselige i vand eller vandige opløsninger.

steroler

Generel struktur af steroler og deres derivater. Kilde: Vaccinationist

De er store lipider sammensat af 4 cykliske carbonhydrid-enheder og ikke af ligekædede fedtsyrer. Nogle har en funktionel gruppe -OH, så de falder ind under klassificeringen af ​​alkoholer. Kolesterol og dets derivater er af stor betydning.

Terpener og eikosanoider

Kemisk struktur af myrzen, en monoterpen (Kilde: Jan Herold, Leyo / Public domain, via Wikimedia Commons

To andre typer lipider er terpener og eicosanoider. Terpener er, i modsætning til de mere almindelige lipider, ikke sammensat af fedtsyrer, men af ​​gentagne enheder med 5 carbonatomer kendt som "isoprenenheder."

Dens klassificering i gruppen af ​​lipider har meget at gøre med dens hydrofobe karakter og dens uopløselighed i vand eller polære opløsningsmidler.

Eikosanoider er på den anden side lipider, der er resultatet af metabolismen af ​​nogle fedtsyrer og er forløbere for vigtige hormoner for mennesker og andre pattedyr, såsom prostaglandiner.

Eksempler på lipider

Som nævnt er der i naturen en stor mangfoldighed af forbindelser med lipidkarakteristika, så kun nogle af de vigtigste eksempler vil blive nævnt nedenfor.

Palmitinsyre

Det er en langkædet mættet fedtsyre (16 carbonatomer). Det er det vigtigste reservestof hos hvirveldyr og produceres endogent ved lipogenese.

Denne fedtsyre tjener som et basemolekyle til syntese af andre forbindelser. Endvidere producerer oxidation af kun 1 mol af denne forbindelse ca. 2,59 mol ATP, hvilket repræsenterer en stor energiforsyning til hvirveldyr, især i modsætning til oxidation af kulhydrater og proteiner.

Kolesterol

Kemisk struktur af kolesterol (Kilde: Guillem d'Occam. Ændret af Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

Det er et lipid, der hører til gruppen af ​​steroler og findes i cellemembranen i næsten alle celler. Tilstedeværelsen af ​​disse molekyler i plasmamembranen er vigtig for at regulere dens stivhed, krumning og fleksibilitet.

Det har et centralt skelet af 27 carbonatomer. Imidlertid er det et molekyle sammensat af aromatiske ringe, hvilket giver det en meget højere hårdhed, modstand og stivhed sammenlignet med andre lipider. Denne lipid er forløber for mange dyrehormoner.

Hos mennesker er kolesterol vigtigt for syntesen af ​​testosteron og andre meget relevante kønshormoner.

Phosphatidylcholin

Det hører til gruppen af ​​phospholipider og findes i plasmamembranen af ​​praktisk talt alle celler. Det har ofte en palmitinsyrekæde og syntetiseres primært i leveren hos hvirveldyr.

Denne forbindelse er essentiel til syntese af kolesterol og for den typiske fleksibilitet af celler. Mange proteiner, der binder til cellemembranen, klæber specifikt til det polære hoved på dette lipid.

sphingomyelin

Struktur af sphingomyelin (Kilde: Jag123 på engelsk Wikipedia, via Wikimedia Commons)

Det findes i cellemembranen i alle organismer, og mange undersøgelser har fokuseret på dens funktion og struktur, da det også er en del af myelinskeden, der dækker neuronernes aksoner i dyr.

Sphingomyelin hører til gruppen af ​​sfingolipider, og hos mennesker er dette det mest rigelige sfingolipid i hele kroppen. Det er kendetegnet ved dets sphingosin-rygrad, som er forbundet med en amidbinding til en polær gruppe, normalt phosphatidylethanolamin.

Steroider

Grundlæggende struktur for en steroid (Kilde: Hati på tysk Wikipedia / Public domain, via Wikimedia Commons)

Et andet eksempel på lipider er steroider. Naturlige steroider er til stede i kroppen og kan omfatte kolesterol, som er den mest almindelige type, østrogen, testosteron, galdesalte, der findes i tarmgalden, og cortisol, et kemikalie, der udskilles af kroppen.

Østrogen

Det såkaldte kvindelige hormon er en lipid; det produceres primært af æggestokkene og er ansvarlig for at opretholde kvindelige sekundære seksuelle egenskaber.

Testosteron

Det såkaldte mandlige hormon er en lipid; det produceres primært af testiklerne og er ansvarlig for at opretholde mandlige sekundære seksuelle egenskaber.

Vitaminer

Vandopløselige vitaminer er lipider; de fleste af dem opbevares i leveren eller i andre organer i kroppen. For eksempel:

• A-vitamin, som er vigtigt for immunfunktion, syn og reproduktion. Det findes i farvede frugter og grøntsager, sødmælk og lever.
• D-vitamin, der bruges til at forbedre absorptionen af ​​calcium, zink, fosfat, jern og magnesium i tarmen. Det kan fås fra visse fødevarer og ved udsættelse for sollys.
• E-vitamin beskytter hjertet og hjælper kroppen med at beskytte sig mod frie radikaler; derfor hjælper det med at holde celler sunde. Det findes i vegetabilske olier, frø og nødder.
• K-vitamin tillader blodet at koagulere og kan hjælpe med knoglestyrke hos ældre. Det findes i spinat, grønnkål, salat, persille, rosenkål, broccoli, kål, lever, kød, æg, korn og fisk.

Betydningen for levende væsener

Lipider er en del af de biomolekyler, der er essentielle for livet, da uden udvikling af disse ville liv som vi kender det ikke have udviklet sig, da eksistensen af ​​lipidmembraner kun er mulig takket være disse stoffer.

Lipider er som tidligere omtalt involveret i næsten alle kendte fysiologiske processer, fra at beskytte en celle mod virusinfektion til energiproduktion og opbevaring.

De fungerer også som isolatorer, så elektriske stimuli overføres effektivt mellem nerveceller, og akkumulering af lipider i kroppen af ​​nogle dyr er vigtig for energilagring og beskyttelse mod lave temperaturer eller mekanisk belastning.

Referencer

1. Brady, S. (2011). Grundlæggende neurokemi: principper for molekylær, cellulær og medicinsk neurobiologi. Akademisk presse.
2. Ha, CE, & Bhagavan, NV (2011). Essenser i medicinsk biokemi: med kliniske tilfælde. Academic Press.
3. Litwack, G. (2017). Human biokemi. Academic Press.
4. Nelson, D., & Cox, M. Lehninger. (2000). Principper for biokemi, 3.
5. Sargent, JR, Tocher, DR, & Bell, JG (2003). Lipiderne. I fiskeernæring (s. 181-257). Academic Press.