Czym są lipidy:
Lipidy są hydrofobowe i nierozpuszczalne cząsteczki w wodzie, składający się głównie z węgla, tlenu i wodoru i ogólnie połączony z łańcuchami węglowodanów zwanych kwasami tłuszczowymi.
W ten sposób większość lipidów na poziomie biologicznym klasyfikuje się jako lipidy zmydlające się, to znaczy tworzą je kwasy tłuszczowe.
Lipidy nazywane są proste lipidy kiedy w jego składzie znajdują się tylko cząsteczki węgla, tlenu i wodoru, takie jak tłuszcze, oleje i woski.
Z drugiej strony nazywają się złożone lipidy, do tych, których struktura zawiera inne pierwiastki oprócz tych, które składają się na proste lipidy, takie jak np. fosfolipidy błony komórkowej, które również zawierają zmodyfikowaną grupę fosforanową.
Funkcja lipidów
Różne rodzaje lipidów, które występują w organizmie, mają na ogół główną funkcję przechowywania energii. W tym sensie każdy gram lipidów zawiera na przykład dwa razy więcej energii niż węglowodany.
W królestwie zwierząt lipidy pełnią również funkcję izolacji termicznej i są podstawową jednostką do tworzenia:
- witaminy i ich wchłanianie, takie jak witaminy A, D, K i E,
- hormony takie jak testosteron i estradiol
- kwasy żółciowe wspomagające trawienie,
- błony plazmatyczne złożone ze specjalistycznych lipidów zwanych fosfolipidami.
Ponadto u ludzi niektóre lipidy, takie jak niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe, regulują stan zapalny i nastrój, zmniejszają ryzyko nagłej śmierci z powodu zawału serca, obniżają poziom trójglicerydów we krwi, obniżają ciśnienie krwi i zapobiegają tworzeniu się skrzepów krwi.
Z drugiej strony lipidy w postaci wosku pomagają w hydroizolacji liści roślin i piór ptaków.
Rodzaje lipidów
Na poziomie biologicznym najważniejsze proste lipidy dzielą się na tłuszcze, oleje i woski, a wśród lipidów złożonych znajdziemy fosfolipidy i steroidy.
Tłuszcze
Tłuszcze to jeden z najlepiej poznanych rodzajów lipidów. Są uważane za proste lipidy, ponieważ składają się z węgla, tlenu i wodoru i nazywane są lipidami zmydlającymi się, ponieważ składają się z kwasów tłuszczowych.
Tłuszcze składają się ze szkieletu glicerolowego i co najmniej jednego kwasu tłuszczowego połączonego wiązaniem estrowym (C = O). W zależności od ilości ogonków kwasów tłuszczowych dzieli się je na monoacyloglicerydy (1 kwas tłuszczowy), diacyloglicerydy (2 kwasy tłuszczowe) lub triacyloglicerydy (3 kwasy tłuszczowe).
Tłuszcze charakteryzują się jednorodnymi nasyconymi kwasami tłuszczowymi, które nadają im solidność, tak jak wyspecjalizowane komórki tłuszczowe zwane adipocytami, które tworzą tkankę tłuszczową i masło.
Obrazy olejne
Oleje to proste i zmydlające się lipidy. Charakteryzują się płynnością dzięki ogonom nienasyconych kwasów tłuszczowych z podwójnymi wiązaniami o konfiguracji cis. Ich przykładem są niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe, znane również jako kwasy tłuszczowe omega.
Woski
Woski są prostymi i zmydlającymi się lipidami, których struktura na ogół składa się z długich łańcuchów kwasów tłuszczowych połączonych z alkoholami (gliceryną) wiązaniami estrowymi (C = O). Woski można znaleźć na liściach roślin i ptasich piórach, które nadają mu właściwości hydrofobowe.
Fosfolipidy
Fosfolipidy są złożonymi lipidami, ponieważ oprócz szkieletu glicerynowego i dwóch ogonów kwasów tłuszczowych mają zmodyfikowaną grupę fosforanową. Fosfolipidy są wyspecjalizowanymi lipidami i są głównymi składnikami osocza lub błony komórkowej.
Tworzą dwuwarstwę fosfolipidową błony komórkowej, w której ogony kwasów tłuszczowych tworzą hydrofobową część warstwy znajdującej się pomiędzy hydrofilowymi główkami grup fosforanowych.
Steroidy
Steroidy są złożonymi cząsteczkami lipidów, ponieważ ich struktura składa się z 4 skondensowanych pierścieni węglowych. Steroidy mają takie same właściwości hydrofobowe jak lipidy, takie jak ich nierozpuszczalność w wodzie. Przykładami sterydów są cholesterol, syntetyzowany głównie przez wątrobę, oraz surowce hormonów płciowych, takie jak testosteron.
Struktura chemiczna lipidów
Większość lipidów, niezależnie od tego, czy są to tłuszcze, oleje, woski czy fosfolipidy, składa się ze szkieletu glicerolowego (C3H8LUB3) lub znany również jako gliceryna, alkohol złożony z 3 grup hydroksylowych (OH).
Ogólnie rzecz biorąc, grupy hydroksylowe glicerolu są przyłączone do kwasów tłuszczowych poprzez wiązania estrowe (C = O) w reakcji zwanej syntezą odwodnienia. Lipidy utworzone przez kwasy tłuszczowe nazywane są lipidami zmydlającymi się.
W zależności od ilości kwasów tłuszczowych, które wiążą się z cząsteczką glicerolu, otrzymamy następujące rodzaje lipidów:
- Monoacyloglicerydy: 1 ogon kwasu tłuszczowego przyczepiony do 1 cząsteczki gliceryny,
- Diacyloglicerydy: 2 ogonki kwasów tłuszczowych przyczepione do 1 cząsteczki gliceryny,
- Triacyloglicerydy: 3 ogonki kwasów tłuszczowych przyczepione do 1 cząsteczki gliceryny
Struktura kwasów tłuszczowych
Kwasy tłuszczowe tworzą ogony zmydlających się lipidów, które stanowią większość lipidów. Kwasy tłuszczowe to długie łańcuchy węglowodanów (od 4 do 36 atomów węgla) przyłączone do grupy karboksylowej.
Kwasy tłuszczowe są klasyfikowane jako nasycone i nienasycone:
Nasycone kwasy tłuszczowe
Nasycone kwasy tłuszczowe składają się z pojedynczych wiązań między sąsiadującymi atomami węgla (C). Nazywa się go nasyconym, ponieważ jest nasycony cząsteczkami wodoru (H), co oznacza, że węgle są połączone z największą możliwą ilością wodorów.
Proste wiązania dają proste, zwarte ogony charakterystyczne dla tłuszczów stałych o wysokiej temperaturze topnienia, takich jak masło.
Nienasycone kwasy tłuszczowe
Strukturę nienasyconych kwasów tłuszczowych tworzą wiązania podwójne, co oznacza, że zawierają mniej wodorów (H). Nienasycone kwasy tłuszczowe zawierające 1 podwójne wiązanie nazywane są jednonienasyconymi, a te, które mają kilka podwójnych wiązań, są wielonienasycone.
W zależności od rodzaju konfiguracji wiązań podwójnych kwasów tłuszczowych wyróżnia się wiązania podwójne cis i wiązania podwójne trans.
wiązania podwójne cis które charakteryzują się łączeniem 2 wodorów po tej samej stronie. Tego typu wiązania są typowe dla ciekłych lipidów lub olejów, ponieważ mają niską temperaturę topnienia, tak jak oliwa z oliwek.
Innym przykładem są niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe, tak zwane, ponieważ są niezbędne w diecie organizmu człowieka, ponieważ nie syntetyzuje ich naturalnie. Niezbędne kwasy tłuszczowe są nienasycone i zawierają co najmniej 2 wiązania cis. Wśród nich znajdziemy te pochodzące z kwasu alfa-linolenowego (ALA) zwanego omega-3 oraz z kwasu linolowego (LA) zwanego omega-6.
podwójne wiązania transZ drugiej strony charakteryzują się łączeniem swoich 2 wodorów, ale znajdują się po przeciwnych stronach. Te rodzaje kwasów tłuszczowych są otrzymywane w procesach przemysłowych nazywanych częściowym uwodornianiem, które przekształcają podwójne wiązania w pojedyncze wiązania, aby nadać olejom właściwości stałe, takie jak tłuszcze nasycone, takie jak tłuszcze roślinne.
