LIPIDER: EGENSKAPER, EXEMPEL, FUNKTIONER, KLASSIFICERING - BIOLOGI - 2025

De lipider är en grupp av heterogena makromolekyler inklusive fetter, oljor, steroler, växer, etc., som delar egenskapen att vara delvis vattenolöslig (hydrofob) och ganska lösligt i opolära lösningsmedel, såsom eter, bensen, aceton, kloroform, bland andra.

Tidigare ansågs alla föreningar olösliga i vatten och lösliga i organiska lösningsmedel som lipider. Men i dag har många andra föreningar som inte är lipider dessa egenskaper, några av dessa är terpener, vissa vitaminer och karotenoider.

Lipider är de grundläggande komponenterna i cellmembranen och därför också i plasmamembranet (Källa: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), via Wikimedia Commons)

Ordet "lipid" härrör från det grekiska ordet "lipos", vilket betyder fett. Vissa författare anser som lipider endast de molekyler som är produkter eller derivat av fettsyror, inklusive huvudsakligen alla föreningar klassificerade som oljor och fetter.

Lipidföreningar finns i alla levande varelser på jorden, till och med vissa virus har dessa molekyler i sin kapsel.

Det antas att lipider var en del av de första kolföreningarna som bildades under livets ursprung och är grundläggande molekyler för livets "komplexisering".

För närvarande är en stor variation av olika föreningar kända inom gruppen lipider, var och en med olika funktioner och egenskaper.

Dessa klassificeras beroende på substituentgruppen som utgör sitt skelett (och dess skelett själv) och också beroende på dess funktioner (struktur, lagring, signalering, skydd, etc.).

Allmänna egenskaper hos lipider

Kedja av kolatomer bundna till väteatomer

De flesta av lipiderna har som sin centrala struktur en kedja av kolatomer kopplade till väteatomer, som kallas "fettsyra"

Om alla kolatomer i en fettsyra är mättade med väteatomer, sägs det vara en "mättad fettsyra."

Om tvärtom två eller flera kolatomer i samma kedja förenas genom en dubbel- eller trippelbindning sägs fettsyran vara "omättad", eftersom den har förlorat 2 eller fler kolatomer genom dehydrogenering. väte.

Hög smältpunkt

Lipider har en hög molekylvikt som ger dem en hög smältpunkt

Smältpunkten för lipider är högre i lipider som innehåller mer kolatomer. Men denna smältpunkt minskar när lipiderna har fettsyror med omättade kolvätekedjor.

Det är amfipatiska molekyler

Alla lipider har en polär eller hydrofil del och en annan apolär eller hydrofob del, representerad av de alifatiska kedjorna av fettsyrorna som bildar dem.

De flesta lipidmolekyler associerar med varandra genom vätebindning och van der Waals-interaktioner mellan deras kolvätekedjor.

De har god motståndskraft mot mekanisk påfrestning

Bindningarna som bildas mellan kol- och väteatomerna ger lipider viss fysisk motstånd mot mekanisk påfrestning. Dessutom, eftersom de är delvis olösliga i vatten, är lipidassociationer svåra att sönderdelas i vattenhaltiga media.

Lipids funktioner

Lipider har en stor mångfald av biologiska funktioner, lika varierande som det stora antalet kemiska strukturer som finns inom denna grupp.

Energisk

I de flesta ryggradsdjur och många ryggradslösa djur är lipider de viktigaste formerna för energilagring och fettsyratransport inom celler.

I ryggradsdjur lagras lipider som absorberas med mat i fettvävnad i form av fettsyror och där fungerar de som ett värmeisolerande ämne för organ och subkutan vävnad.

Fettsyror är specialiserade lipider för lagring av energi i levande organismer, eftersom deras oxidation frigör stora mängder energi i form av ATP. Detta görs genom en process som kallas "ß-oxidation av fettsyror", som utförs av nästan alla celler i levande organismer.

Strukturell

Fosfolipider och steroler är viktiga komponenter i cellernas biologiska membran och deras organeller (i eukaryota celler).

Många små lipidmolekyler på membranytan fungerar som pigment för att absorbera ljus, medan andra fungerar som förankringar för vissa membranproteiner att fästa vid ytan.

enzymatisk

Många lipider är kofaktorer vid enzymatisk katalys eller fungerar som elektroniska transportörer i elektrokemiska gradienter.

Andra deltar i den snabba utbredningen av depolarisationsvågor i djurens kropp, vilket naturligtvis är relaterat till specialiserade nervceller.

Klassificering av lipider

Lipider kan klassificeras i fyra stora grupper: fetter och oljor, fosfolipider, växer, steroler och terpener och eikosanoider.

Fetter och oljor

Denna grupp inkluderar fettsyror, som vanligtvis är de vanligaste strukturella elementen för bildning av mer komplexa lipider såsom fosfolipider och vaxer, till exempel.

Fetter är i allmänhet föreningar som består av fettsyror kopplade till en glycerolmolekyl vid var och en av dess 3 kolatomer genom esterbindningar, varför de i allmänhet kallas triglycerider.

fosfolipider

Fosfolipider är huvudkomponenterna i cellmembranen. De är lipider som består av en glycerol- eller sfingosinryggrad till vilken två fettsyramolekyler är förestrade och en fosfatgrupp som kan reagera och binda till olika alkoholhaltiga molekyler.

Beroende på skelettet som fosfolipiderna är "byggda på" kan de vara glycerofosfolipider eller fosfosfingolipider.

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

Det finns en annan grupp av lipider liknande den för fosfolipider och känd som gruppen av e- sfingolipider. Dessa är lipider byggda på en sfingosinryggrad till vilken två fettsyror och ett kolhydrat eller annan polär förening är bundna med amidbindningar.

Växer

Cetylpalmitat, en typisk vaxester

Vax är lipider byggda på långkedjiga alkoholer förestrade till långkedjiga fettsyror.

De fungerar för att belägga ytan på växt- och djurkroppsstrukturer och är i allmänhet i fast form, varför de sägs vara helt olösliga i vatten eller vattenhaltiga lösningar.

steroler

Allmän struktur för steroler och deras derivat. Källa: Vaccinationist

Det är stora lipider som består av fyra cykliska kolvätenheter och inte av rakkedjiga fettsyror. Vissa har en funktionell grupp -OH, så de faller under klassificeringen av alkoholer. Kolesterol och dess derivat är av stor betydelse.

Terpener och eikosanoider

Myrcens kemiska struktur, en monoterpen (Källa: Jan Herold, Leyo / Public domain, via Wikimedia Commons

Två andra typer av lipider är terpener och eikosanoider. Terpener, till skillnad från de vanligare lipiderna, består inte av fettsyror, utan av upprepande enheter med 5 kolatomer kända som "isoprenenheter."

Dess klassificering i gruppen lipider har mycket att göra med dess hydrofoba karaktär och dess olöslighet i vatten eller polära lösningsmedel.

Eikosanoider, å andra sidan, är lipider som är resultatet av metabolismen av vissa fettsyror och är föregångarna till viktiga hormoner för människor och andra däggdjursdjur, såsom prostaglandiner.

Exempel på lipider

Som har kommenterats finns det i naturen en stor mångfald av föreningar med lipidegenskaper, så att endast några av de viktigaste exemplen kommer att nämnas nedan.

Palmitinsyra

Det är en mättad fettsyra med lång kedja (16 kolatomer). Det är det huvudsakliga reservämnet hos ryggradsdjur och produceras endogent genom lipogenes.

Denna fettsyra fungerar som en basmolekyl för syntes av andra föreningar. Vidare producerar oxidationen av bara 1 mol av denna förening cirka 2,59 mol ATP, vilket representerar en stor energiförsörjning för ryggradsdjur, särskilt i kontrast till oxidationen av kolhydrater och proteiner.

Kolesterol

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

Det är en lipid som tillhör gruppen av steroler och finns i cellmembranet i nästan alla celler. Närvaron av dessa molekyler i plasmamembranet är avgörande för att reglera dess styvhet, krökning och flexibilitet.

Det har ett centralt skelett med 27 kolatomer. Det är emellertid en molekyl som består av aromatiska ringar, vilket ger den mycket större hårdhet, resistens och styvhet jämfört med andra lipider. Denna lipid är föregångaren till många djurhormoner.

Hos människor är kolesterol viktigt för syntesen av testosteron och andra mycket relevanta könshormoner.

fosfatidylkolin

Det tillhör gruppen fosfolipider och finns i plasmamembranet för praktiskt taget alla celler. Det har vanligtvis en palmitinsyrakedja och syntetiseras främst i levern hos ryggradsdjur.

Denna förening är väsentlig för syntesen av kolesterol och för den typiska flexibiliteten hos celler. Många proteiner som binder till cellmembranet fäster specifikt vid det polära huvudet på denna lipid.

sfingomyelin

Struktur av sphingomyelin (Källa: Jag123 på engelska Wikipedia, via Wikimedia Commons)

Det finns i cellmembranet i alla organismer och många studier har fokuserat på dess funktion och struktur, eftersom det också är en del av myelinhöljet som täcker neuronerna hos djur.

Sfingomyelin tillhör gruppen av sfingolipider och hos människor är detta den vanligaste sfingolipiden i hela kroppen. Det kännetecknas av dess sfingosinryggrad, som är kopplad av en amidbindning till en polär grupp, vanligtvis fosfatidyletanolamin.

Steroider

Grundstruktur för en steroid (Källa: Hati på tyska Wikipedia / Public domain, via Wikimedia Commons)

Ett annat exempel på lipider är steroider. Naturliga steroider finns i kroppen och kan inkludera kolesterol, som är den vanligaste typen, östrogen, testosteron, gallsalter som finns i tarmgallan och kortisol, en kemikalie som utsöndras av kroppen.

Östrogen

Det så kallade kvinnliga hormonet är en lipid; den produceras främst av äggstockarna och ansvarar för att kvinnliga sekundära sexuella egenskaper upprätthålls.

testosteron

Det så kallade manliga hormonet är en lipid; det produceras främst av testiklarna och ansvarar för att bibehålla sekundära sexuella egenskaper hos män.

vitaminer

Vattenlösliga vitaminer är lipider; de flesta av dem förvaras i levern eller i andra organ i kroppen. Till exempel:

• Vitamin A, vilket är viktigt för immunfunktion, syn och reproduktion. Det finns i färgade frukter och grönsaker, helmjölk och lever.
• D-vitamin, används för att förbättra absorptionen av kalcium, zink, fosfat, järn och magnesium i tarmen. Det kan erhållas från vissa livsmedel och vid exponering för solljus.
• E-vitamin skyddar hjärtat och hjälper kroppen att skydda sig mot fria radikaler; därför hjälper det att hålla cellerna friska. Det finns i vegetabiliska oljor, frön och nötter.
• K-vitamin tillåter blodet att koagulera och kan bidra till benstyrka hos äldre. Det finns i spenat, grönkål, sallad, persilja, rosenkål, broccoli, kål, lever, kött, ägg, spannmål och fisk.

Betydelsen för levande varelser

Lipider är en del av de biomolekyler som är nödvändiga för livet, eftersom utan utvecklingen av dessa skulle livet som vi känner det inte ha utvecklats, eftersom förekomsten av lipidmembran endast är möjlig tack vare dessa ämnen.

Lipider, som tidigare diskuterats, är involverade i nästan alla kända fysiologiska processer, från att skydda en cell mot viral infektion till energiproduktion och lagring.

De fungerar också som isolatorer så att elektriska stimuli överförs effektivt mellan nervceller och ansamling av lipider i kroppen hos vissa djur är viktigt för energilagring och skydd mot låga temperaturer eller mekanisk stress.

referenser

1. Brady, S. (2011). Grundläggande neurokemi: principer för molekylär, cellulär och medicinsk neurobiologi. Akademisk press.
2. Ha, CE, & Bhagavan, NV (2011). Essenser för medicinsk biokemi: med kliniska fall. Academic Press.
3. Litwack, G. (2017). Mänsklig biokemi. Academic Press.
4. Nelson, D., & Cox, M. Lehninger. (2000). Principer för biokemi, 3.
5. Sargent, JR, Tocher, DR, & Bell, JG (2003). Lipiderna. I fiskernäring (s. 181-257) Academic Press.