Co to są lipidy:
Lipidy są hydrofobowymi, nierozpuszczalnymi w wodzie cząsteczkami , składającymi się głównie z węgla, tlenu i wodoru i zwykle połączonymi z łańcuchami węglowodanów zwanymi kwasami tłuszczowymi.
Tak więc większość lipidów na poziomie biologicznym zalicza się do lipidów zmydlalnych, tzn. są one tworzone przez kwasy tłuszczowe.
Lipidy nazywane są lipidami prostymi , gdy w ich składzie występują tylko cząsteczki węgla, tlenu i wodoru, np. tłuszcze, oleje i woski.
Powiązane znaczenia:
Złożone lipidy nazywamy , gdy ich struktura zawiera oprócz prostych lipidów inne elementy, jak np. fosfolipidy błony plazmatycznej, które zawierają również zmodyfikowaną grupę fosforanową.
Funkcja lipidów
Ogólnie rzecz biorąc, główną funkcją różnych rodzajów lipidów w organizmie jest magazynowanie energii. W tym sensie każdy gram lipidów zawiera dwa razy więcej energii niż np. węglowodany.
W królestwie zwierząt lipidy pełnią również funkcję termoizolacyjną i są podstawową jednostką do tworzenia:
- witaminy i przyswajanie witamin takich jak witaminy A, D, K i E,
- hormony takie jak testosteron i estradiol,
- błony plazmatyczne, składające się z wyspecjalizowanych lipidów zwanych fosfolipidami.
kwasy żółciowe, które wspomagają trawienie,
Ponadto u ludzi niektóre lipidy, jak np. niezbędne kwasy tłuszczowe, regulują stany zapalne 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 funkcji wodoodpornej liści u roślin i piór u ptaków.
Rodzaje lipidów
Na poziomie biologicznym najważniejsze proste lipidy dzielą się na tłuszcze, oleje i woski, a w obrębie lipidów złożonych znajdziemy fosfolipidy i steroidy.
Tłuszcze
Tłuszcze są jednym z najbardziej znanych rodzajów lipidów. Są one uważane za proste lipidy, ponieważ składają się z węgla, tlenu i wodoru i są nazywane lipidami zmydlającymi się, ponieważ składają się z kwasów tłuszczowych.
Tłuszcze składają się z kręgosłupa glicerolu i co najmniej jednego kwasu tłuszczowego połączonego wiązaniem estrowym (C=O). W zależności od ilości ogonów kwasów tłuszczowych są one klasyfikowane jako monoacyloglicerydy (1 kwas tłuszczowy), diacyloglicerydy (2 kwasy tłuszczowe) lub triacyloglicerydy (3 kwasy tłuszczowe).
Tłuszcze charakteryzują się pojedynczymi wiązaniami nasyconych kwasów tłuszczowych, które nadają im stałą konsystencję, jak np. wyspecjalizowane komórki tłuszczowe zwane adipocytami, z których zbudowana jest tkanka tłuszczowa i masło.
Oleje
Oleje są prostymi, zmydlającymi się lipidami. Charakteryzują się tym, że są płynne dzięki nienasyconym ogonom kwasów tłuszczowych z podwójnymi wiązaniami w konfiguracji cis. Przykładem tego są niezbędne kwasy tłuszczowe, znane również jako kwasy tłuszczowe omega.
Woski
Woski są prostymi, zmydlającymi się lipidami, których struktura składa się generalnie z długich łańcuchów kwasów tłuszczowych połączonych z alkoholami (glicerol) za pomocą wiązań estrowych (C=O). Woski można znaleźć w liściach roślin i piórach ptaków, które nadają im właściwości hydrofobowe.
Fosfolipidy
Fosfolipidy są lipidami złożonymi, ponieważ oprócz szkieletu glicerolowego i 2 ogonów kwasów tłuszczowych posiadają modyfikację w postaci grupy fosforanowej. Fosfolipidy są wyspecjalizowanymi lipidami i są głównymi składnikami plazmy lub błony komórkowej.
Tworzą one dwuwarstwę fosfolipidową błony komórkowej, gdzie ogony kwasów tłuszczowych tworzą hydrofobową część warstwy pomiędzy hydrofilowymi głowami grup fosforanowych.
Sterydy
Steroidy są złożonymi cząsteczkami lipidowymi, ponieważ ich struktura składa się z 4 połączonych pierścieni węglowych. Steroidy posiadają hydrofobowe cechy lipidów, takie jak nierozpuszczalność w wodzie. Przykładem steroidów jest cholesterol, syntetyzowany głównie przez wątrobę, oraz surowce hormonów płciowych, jak np. testosteron.
Budowa chemiczna lipidów
Większość lipidów, czy to tłuszcze, oleje, woski czy fosfolipidy, składa się z szkieletu glicerolu (C3H8O3) lub znanego również jako glicerol, alkoholu składającego się z 3 grup hydroksylowych (OH).
Ogólnie rzecz biorąc, grupy hydroksylowe glicerolu są przyłączane do kwasów tłuszczowych przez wiązania estrowe (C=O) w reakcji zwanej syntezą dehydratacji. Lipidy powstałe z kwasów tłuszczowych nazywane są lipidami zmydlającymi się.
W zależności od ilości kwasów tłuszczowych, które wiążą się z cząsteczką glicerolu, powstają następujące rodzaje lipidów:
- Monoacyloglicerydy : 1 ogon kwasu tłuszczowego przyłączony do 1 cząsteczki glicerolu,
- Diacyloglicerole : 2 ogony kwasu tłuszczowego połączone z 1 cząsteczką glicerolu,
Triacyloglicerole : 3 ogony kwasów tłuszczowych połączone z 1 cząsteczką glicerolu
Struktura kwasów tłuszczowych
Kwasy tłuszczowe tworzą ogony zmydlających się lipidów, które stanowią większość lipidów. Kwasy tłuszczowe to długie łańcuchy węglowodanowe (od 4 do 36 karbonów) połączone z grupą karboksylową.
Kwasy tłuszczowe są sklasyfikowane jako nasycone i nienasycone:
Nasycone kwasy tłuszczowe
Nasycone kwasy tłuszczowe składają się z pojedynczych wiązań pomiędzy sąsiednimi węglami (C). Nazywany jest nasyconym, ponieważ jest nasycony cząsteczkami wodoru (H), to znaczy, że węgle są połączone z jak największą ilością hydrogenów.
Z pojedynczych wiązań powstają proste, zwarte ogony charakterystyczne dla tłuszczów stałych o wysokich temperaturach topnienia, jak np. masło.
Nienasycone kwasy tłuszczowe
Struktura nienasyconych kwasów tłuszczowych jest utworzona przez podwójne wiązania, co oznacza, że mają one mniejszą ilość hydrogenów (H). Nienasycone kwasy tłuszczowe zawierające 1 wiązanie podwójne nazywane są jednonienasyconymi, a te z kilkoma wiązaniami podwójnymi – wielonienasyconymi.
W zależności od rodzaju konfiguracji wiązań podwójnych w kwasach tłuszczowych istnieją wiązania podwójne cis i wiązania podwójne trans.
Wiązania podwójne cis charakteryzują się 2 hydrogenami po tej samej stronie. Ten rodzaj wiązania jest typowy dla płynnych lipidów lub olejów, ponieważ mają one niską temperaturę topnienia, jak np. oliwa z oliwek.
Innym przykładem są niezbędne kwasy tłuszczowe , nazwane tak dlatego, że są niezbędne w diecie ludzkiego organizmu, ponieważ nie syntetyzuje on ich w sposób naturalny. Niezbędne kwasy tłuszczowe są nienasycone i zawierają co najmniej 2 wiązania cis. Wśród nich znajdziemy te, które pochodzą z kwasu alfa-linolenowego (ALA), znanego jako omega-3, i kwasu linolowego (LA), znanego jako omega-6.
Patrz również Food Pyramid.
Z kolei wiązania podwójne trans charakteryzują się tym, że łączą ich 2 hydrogeny, ale znajdują się po przeciwnych stronach. Ten rodzaj kwasu tłuszczowego jest uzyskiwany w procesach przemysłowych zwanych częściowym uwodornieniem, które przekształca wiązania podwójne w wiązania pojedyncze, aby nadać olejom właściwości stałe, takie jak w przypadku tłuszczów nasyconych, takich jak np. roślinne skwarki.
Patrz również Biomolekuły.
