Fosfolipidit ja triglyseridit: määritelmä, rakenne ja ominaisuudet
Määritelmä fosfolipidejä
Fosfolipidit ovat ryhmä lipidiyhdisteitä ja ovat osa elollisten solukalvoja yhdessä proteiinien, glykolipidien ja kolesterolin kanssa. Fosfolipidit muodostetaan glyserolista, jossa kaksi alkoholiryhmää muodostaa esteriryhmän rasvahappojen kanssa (eri luokkiin) ja yksi alkoholiryhmä muodostaa esteriryhmän fosforihapon kanssa.
Siksi fosfolipidi on fosfoglyseridi. Fosfoglyseridiryhmän yhdisteitä voidaan pitää alfa-fosfatidihappojohdannaisina. Tämän fosfatidihapon sitomiin ryhmiin kuuluvat koliini, etanoliamiini, seriini ja inositoli.
Siten tähän fosfolipidiin sisältyvät yhdisteet ovat fosfatidyylikoliini, fosfatidyylietanoliamiini, fosfatidyyliseriini ja fosfatidyylinositoli. Lipidit voivat sisältää fosfaattiryhmän. Rasvat muuttuvat, kun fosfaatti korvaa yhden rasvahappoketjuista. Fosfoglyseridien käyttötarkoitukset ovat:
- Solukalvojen komponenttina
- Emulgointiaineena
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Rasvojen ja lipidien erot - määritelmä, ominaisuudet, toiminnot, vahat, steroidit, ryhmät
Fosfolipidirakenne
Fosfolipidikaksoiskerros (kaksikerros) solukalvojen ainesosana, fosfolipidit koostuvat neljästä komponentista:
- Rasvahappo
- fosfaattiryhmä,
- Typpeä sisältävä alkoholi ja
- Kehys.
Fosfolipideillä on glyserolirunko ja 2 asyyliryhmää. Glyserolirungon kolmannessa asemassa on aminoalkoholiin kiinnittynyt fosfaattiryhmä. Fosfolipidimolekyylin voidaan katsoa koostuvan kahdesta osasta, nimittäin päästä ja hännästä. Päässä on positiivisia ja negatiivisia varauksia ja hännässä ei ole varausta. Pää panoksen takia on hydrofiilinen tai vesiliukoinen, kun taas häntä on hydrofobinen tai veteen liukenematon. Fosfolipidit luokitellaan amfipaattisiksi lipideiksi.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Fotosynteesi: Reaktiot, esimerkit, toiminnot ja vaikuttavat tekijät
Fosfolipidien ominaisuudet
Toisin kuin triglyseridit, fosfolipidit ovat amfipaattisia, mikä tarkoittaa, että ne ovat sekä polaarisia että ei-polaarisia. Fosfolipideillä on vain kaksi rasvahappoketjua ja nämä ketjut ovat hydrofobisia molekyylille.
Glyseroliketjun kolmas hydroksyyliryhmä on kuitenkin kytketty fosforyyliryhmään, joka sitten voidaan modifioida edelleen proteeseilla, kuten seriini-, etanoliamiini-, inositoli- tai glyserolimolekyyleillä toinen. Toissijainen modifikaatio antaa molekyylille hydrofobisuuden, riippuen käytettävissä olevasta määrästä, fosfolipidit pyrkivät aggregoitumaan miselleiksi tai kaksikerroksisiksi.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Selitys kehon rasva-aineenvaihdunnan prosessista
Fosfolipidien ominaisuudet
Yleensä fosfolipidejä löytyy kasvisoluista, eläinsoluista ja myös ihmisistä. Kasveissa fosfolipidejä löytyy soijasta, kun taas ihmisillä tai eläimillä niitä esiintyy munissa, aivoissa, maksassa, munuaisissa, haimassa, keuhkoissa ja sydämessä.
Fosfatidyylikoliini tai lesitiini saatiin alun perin munankeltuaisesta (lekhytos), tästä syystä nimi lesitiini. Lesitiinin tyyppi riippuu rasvahapon tyypistä. Lesitiinissä esiintyviin rasvahappoihin kuuluvat palmitiini-, steariini-, öljyhappo-, linolihappo- ja linoleenihapot. Rasvahapot, jotka sitoutuvat numeroon 1 hiiliatomiin, ovat yleensä tyydyttyneitä rasvahappoja, ja ne, jotka ovat sitoutuneet numeroon 2, ovat tyydyttymättömiä rasvahappoja. Tämä lesitiini on kiinteä aine, joka on myös pehmeää kuin vaha, sen väri on valkoinen ja se voidaan vaihtaa ruskeaksi valon saastuttama ja hygroskooppinen ja veden kanssa sekoitettuna muodostaa liuoksen kolloidi.
Kun lesitiiniä ravistetaan rikkihapon kanssa, muodostuu fosfaattihappoa ja koliinia. Emäksellä tai hapolla kuumennettaessa se tuottaa lisäksi rasvahappoja, koliinia, glyserolia ja fosforihappoa.
Tämä yhdiste voi aiheuttaa hemolyysiä, joka on punasolujen tuhoamisprosessi. Hemoglobiini, punasoluista (punasoluista) löydetty yhdistetty proteiini, muuttuu bilirubiiniksi, joka kerääntyy vereen ja voi joskus aiheuttaa iholle keltaisen värin. Seurauksena on, että anemia vaikuttaa ihmisiin, mikä on punasolujen puute elimistössä.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Aineenvaihdunnan häiriöt - määritelmä, hiilihydraatit, asidoosi, fenyyliketoronia, kilpirauhasen liikatoiminta, Addisonin proteiini, rasva
Fosfolipidifunktio
Fosfolipidit ovat tärkeä osa plasmakalvoa, joka löytyy jokaisesta maapallon elävästä solusta. Amfipaattisen luonteensa vuoksi kalvoissa olevilla fosfolipideillä on hydrofobiset rasvahappoketjut kohti kalvoa ja ryhmän napoja fosforyylinsä kohti ulospäin vesipitoiseen ympäristöön. Kalvot ovat suojaava fysikaalinen este soluille, ja fosfolipidien amfipaattinen luonne on syy siihen, miksi ne muodostavat hyvät esteet.
Fosfolipidien tehtävä muun muassa solukalvojen rakennusmateriaalina. Jotkut muut biologiset toiminnot ovat muun muassa keuhkojen pinta-aktiivisena aineena, joka estää keuhkojen alveolien seinämien tarttumisen uloshengityksen aikana.
Esimerkki:
Koliini fosfotidyylikoliini
Fosfotidyyliseriiniseriini
Metanoliamiini Fosfotidyylimetanoliamiini
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Rasvan ja sen täydellisten toimintojen määritelmä
Fosfoglyseridien biosynteesi
Tärkeimmät fosfoglyseridiyhdisteet, jotka ovat solukalvojen ja lipoproteiinien komponentteja, ovat fosfatidyylietanoliamiini, fosfatidyylikoliini, fosfatidyyliseriini, fosfatidyylyylisytoli ja kardiolipiini.
Ylempien eläinten ja kasvien kudoksissa esiintyvät aineenvaihduntareitit ovat erilaiset kuin bakteerisoluissa. Kummassakin tapauksessa nukleotidisytidiiniä käytetään kuitenkin kantajayhdisteenä. Fosfatidyylietanoliamiinin, fosfatidyylikoliinin, fosfatidyyliseriinin, fosfatidyylisyntytolin ja kardiolipiinin biosynteesireitit eläinkudoksissa ovat seuraavat:
a) Fosfatidyylietanoliamiinin biosynteesireitti
Aloitetaan etanoliamiinin fosforyloinnista ATP: llä fosfoetanoliamiinin tuottamiseksi. Tätä reaktiota katalysoi etanoliamiinikinaasientsyymi. Lisäksi fosfoetanoliamiini reagoi sytidiinitrifosfaatin (CTP) kanssa tuottaen sytidiinidifosfoetanoliamiinia (cp-etanoliamiini), jota katalysoi fosfoetanoliamiinisytidyylitransferaasi-entsyymi.
Fosfatidyylietanoliamiinin biosynteesivaiheen lopussa CDP-etanoliamiinin sytidiinimonofosfaatti (CMP) -osa vapautuu, kun taas fosfoetanoliamiiniosa siirretään diasyyliglyserolimolekyyliin. Tätä reaktiota katalysoi fosfoetanoliamiinitransferaasientsyymi, jota on läsnä endoplasman verkkokalvossa.
b) Fosfatidyylikoliinin biosynteesireitti
Fosfatidyylikoliinin muodostuminen eläinkudoksissa voi tapahtua kahdella tavalla:
- Fosfatidyylietanoliamiinin aminoryhmän metylointiprosessi S-adenosyylimetioniinilla metalliryhmän luovuttajana, jota katalysoi fosfatidyylietanoliamiinimetyylitransferaasi-entsyymi.
- Aloitus koliinista lähtöyhdisteenä ja reaktiotie fosfatidyylikoliinin muodostamiseksi etenee kuten fosfatidyylietanoliamiinin biosynteesissä. Tässä tapauksessa kyseessä on kolme erilaista entsyymiä, vastaavasti: koliinikinaasi fosfokoliinin muodostamiseksi koliinista ja ATP: stä; fosfokoliinisytidyylitransferaasi, CDP-koliinin muodostamiseksi fosfokoliinista ja CTP: stä, ja fosfokoliinitransferaasi, fosfatidyylikoliinin muodostamiseksi CDP-koliinista ja diasyyliglyserolista
c) Fosfatidyyliseriinin biosynteesireitti on seuraava:
- Eläinkudoksissa fosfatidyyliseriini muodostuu fosfatidyylietanoliamiinin ja seriinin välisestä reaktiosta:
Fosfatidyylietanoliamiini + vuorotellen seriinifosfatidyyliseriini + etanoliamiini - Sitä vastoin fosfatidyylietanoliamiinia voidaan muodostaa fosfatidyyliseriinistä dekarboksylointiprosessilla:
"Fosfatidyyliseriinifosfatidyylietanoliamiini + CO2"
Bakteerisoluissa, kuten Escherichia coli, fosfatidyyliseriinin muodostuminen tapahtuu eri reaktioreitillä eläinkudoksissa. Reaktioreitti alkaa fosfatidihapon aktivaatiolla CTP: llä sytidiinidifosfaattidiasyyliglyserolin tuottamiseksi, jota katalysoi fosfatidisitidiinitransferaasientsyymi. Seuraavassa reaktiovaiheessa CDP-diasyyliglyseroli reagoi seriinin kanssa entsyymien katalysoimana CDP-diasyyliglyseroliseriini-O-fosfatidyylitransferaasi tuottaa fosfatidyyliseriiniä ja sytidiinimonofosfaattia (CMP).
d) Fosfatidyylyylisytolin biosynteesireitti on seuraava:
Eläinkudoksissa CDP-diasyyliglyseroli (joka muodostuu fosfatidihaposta) toimii lähdeyhdisteenä fosfatidyylinositolin ja fosfatidyyliglyserolin biosynteesissä. Fosfatidyyli-inositoli muodostuu CDP-diasyyliglyserolin ja inositolin välisestä reaktiosta, jota katalysoi CDP-diasyyliglyseroli-inositolitransferaasi-entsyymi.
Aivokudoksessa fosforyloida fosfatidyyli-inositolia ATP tuottaa fosfatidyyli-inositolimonofosfaatti, -difosfaatti ja niin edelleen polyfosfoinositidiyhdisteiden tuottamiseksi, jotka sen rooli aivoissa ei ole selvä.
e) Kardiolipiinin biosynteesireitit ovat seuraavat:
Fosfatidyyliglyseroli muodostuu CDP-diasyyliglyserolista. Reaktiotie alkaa 3-fosfatidyyli-1-glyseroli-3-fosfaatin muodostumisella CDP-diasyyliglyserolista ja glyseroli-3-fosfaatista, jota katalysoi glyserolifosfaattifosfatidyylitransferaasi-entsyymi. Muodostunut fosfatidyyliglyseroli on edeltäjä difosfatidyyliglyserolin biosynteesille, jota yleensä kutsutaan kardiolipiiniksi.
Kaksikymmentä prosenttia eläinsolujen mitokondrioiden kalvossa olevista lipideistä on kardiolipiinejä. Bakteerisoluissa kardiolipiinin muodostuminen ei käytä CDP-diasyyliglyserolia, vaan se tapahtuu suoraan kahden fosfatidyyliglyserolimolekyylin kondensaatioreaktiosta.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Polymeerit - määritelmä, rakenne, ominaisuudet, luokittelu, lomakkeet, käyttötarkoitukset, edut, esimerkit
Fosfolipidien luokitus ja tyypit
A. Glyserolifosfolipidi (jos alkoholi on glyserolia)
- Fosfatidihappo ja fosfatidyyliglyseroli: sisältää vain glyserolia, rasvahappoja ja fosforihappoa. Difosfatidyyliglyseroli tunnetaan kardiolipiininä ja sitä löytyy mitokondrioista. Tärkeä välituote triasyyliglyserolien ja fosfolipidien synteesissä, joita esiintyy pieninä määrinä kudoksissa
-
Fosfatidyylikoliini (lesitiini): sisältää fosforihappoa ja koliinia. Lesitiini on levinnyt laajalti kehon soluihin ja sillä on aineenvaihdunta- ja rakenteellisia toimintoja, esimerkiksi kalvoissa. Dipalmityyl lesitiini on erittäin tehokas aine estämään pintajännityksen aiheuttama keuhkojen sisäpinnan tarttuminen. Dipalmityyl lesitiinin puuttuminen keskosien imeväisistä aiheuttaa hengitysvaikeuksia.
-
Fosfatidyylietanoliamiini: sisältää fosfatidihappoa ja etanoliamiinia.
- Fosfatidyyli-inositoli: sisältää fosfatidihappoa ja inositolia
- Fosfatidyyliseriini: sisältää fosfatidihappoa ja aminohappoa seriiniä
-
Plasmalogeeni: muistuttaa lesitiiniä ja kefaliinia, paitsi että rasvahappoesterisidos glyserolihiilen asemassa korvataan esterisidoksella tyydyttymättömällä alkoholilla. Tämä yhdiste muodostaa 10% aivojen ja lihasten fosfolipideistä.
B. Sfingofosfolipidit (alkoholi on sfingosiini)
Tähän sisältyy sfingomyeliini: ei sisällä glyserolia. Hydrolyysissä syntyy rasvahappoja, fosforihappoa, koliinia ja alkoholia, joka sisältää sfingosiiniksi kutsuttuja amiiniryhmiä. Toiminto
-
Solukalvojen ainesosana. Jotkut muut biologiset toiminnot ovat muun muassa keuhkojen pinta-aktiivisena aineena, joka estää keuhkojen alveolien seinämien tarttumisen uloshengityksen aikana.
-
Yleisimmin löydetyt kalvolipidit ovat fosfolipidejä, jotka toimivat pääasiassa kalvojen rakenneosina ja joita ei koskaan varastoida suurina määrinä. Tämä lipidiryhmä sisältää fosforia fosforihapporyhmän muodossa, tärkeimmät kalvoissa esiintyvät fosfolipidit ovat fosfoglyseridejä.
-
Maksassa ja lihaksissa fosfolipideillä yhdessä L-karnitiinin kanssa on merkitys lihotusprosessin estämisessä.
-
Jotkut dyslipideemiset potilaat käyttävät näitä fosfolipidejä yhdessä soijapapuissa olevan E-vitamiinin kanssa alentamaan LDL-kolesteroli- ja triglyseriditasoja.
-
Fosfolipidit toimivat myös emulgointiaineina auttamalla muita rasvoja pääsemään vereen ja kehon nesteisiin.
-
Fosfolipidit kehon biologisten prosessien säätelijöinä, kuten: hermoston yhteys ja eräät hermojen työhön liittyvät sairaudet. Vaikka fosfolipidit eivät ole välttämättömiä yhdisteitä, niiden läsnäololla elintarvikkeissa on positiivinen vaikutus terveyden hyväksi muun muassa: maksasairauksien ehkäisy, kolesterolitasojen hallinta, aivojärjestelmän kehittäminen ja hermo.
-
Fosfolipidit muodostavat 20-25% aikuisen ihmisen aivojen kuivapainosta. Fosfolipideillä on rooli aivosolukalvojen rungon muodostamisessa, joten fosfolipidien suorituskyky vaikuttaa suuresti ihmisen älykkyyteen. Koliinilla täydennetyt ruokavaliot voivat aiheuttaa pitkäaikaisia muutoksia aivoissa, joilla voi olla vaikutusta aikuisten ihmisten kognitiivisten prosessien parantamiseen.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Molekyylibiologia - määritelmä, tekniikka, tiede, historia, mitat, kaavat, geometria
Mikä on triasyyliglyseroli
Triasyyliglyseroli tai yleisesti kutsuttu triglyseridi on molekyyli, joka sisältää yhden glyserolimolekyylin ja 3 rasvahappoa. Triglyseridit sisältävät tyydyttyneitä rasvahappoja, jotka ovat yhteydessä toisiinsa ja muodostavat kiinteän aineen huoneenlämpötilassa. Suurin osa luonnossa olevista rasvoista ja öljyistä koostuu 98-99% triglyserideistä.
Triglyseridit ovat eräänlainen rasva, joka muodostuu ruoasta, muodostuu maksassa ja varastoituu ihon ja muiden elinten alle. Triglyseridien rakenne muodostuu glyserolialkoholiesteristä ja rasvahapoista, jotka koostuvat tyydyttyneistä rasvahapoista, kertatyydyttymättömistä rasvoista ja monityydyttymättömistä rasvoista (Wibawa, 2009). Triglyseridien rakenne on seuraava:
Kehon triglyseridit toimivat tehokkaimpana rasvana lämmön varastointiin, mikä on tärkeää kehossa energiaa vaativissa prosesseissa, kuten aineenvaihdunnassa. Triglyseridejä löytyy monista rasvasoluista. Triglyseridejä voidaan tarvittaessa muuttaa kolesteroliksi, fosfolipideiksi ja muiksi lipideiksi. Triglyseridejä käytetään myös energialähteenä. Rasvakudoksena triglyseridit toimivat myös tyynynä luille ja elintärkeille elimille, jotka suojaavat näitä elimiä iskuilta tai vaurioilta (Maulidina, 2014).
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Ero ionisen yhdisteen ja molekyyliyhdisteen välillä
Triasyyliglyserolin toiminta
Triglyseridien päätehtävä on pitkäaikainen energian varastointi, nämä molekyylit ovat erittäin tehokkaita varastointitarkoituksiin, koska happoketjun hiili-hiilisidoksissa on suuri määrä energiaa rasvaa. Sokerivarastot kehossamme antavat meille vain mahdollisuuden selviytyä lyhyt aika, mutta normaalin ihmisen rasvapitoisuus sallii viikon nälkää. Ihmiskeholla on kyky vaihtaa nopeasti triglyseridisynteesin ja triglyseridimetabolian välillä.
Triglyseridit ovat elintarvikkeiden tärkeimmät lipidit. Sen päätehtävä on energia-aine. Triglyseridit ja muut ohutsuolessa muodostuneet tärkeimmät lipidit (kolesteroli ja fosfolipidit) pakataan veren aktiiviseen imeytymiseen ja kuljettamiseen. Triglyseridit yhdistyvät erityisproteiinien kanssa ja muodostavat lipoproteiineiksi kutsuttujen lipidien kuljetusvälineet.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Suolan hydrolyysi: Määritelmä, tyypit ja kaavat sekä täydelliset esimerkit ongelmista
Triglyseridien ominaisuudet
Triglyseridit, jotka tunnetaan myös nimellä triasyyliglyserolit, sisältävät kolme rasvahappoketjua kiinnittyneinä glyserolin käytettävissä oleviin kolmeen hydroksyyliryhmään. kaikki kolme rasvahappoketjua voivat kaikki olla samat kuin yksinkertaisten triglyseridien tapauksessa.
Triglyseridit voivat sisältää myös monenlaisia rasvahappoketjuja, jotka tunnetaan triglyseridiseoksina. Triglyseridit ovat erittäin polaarittomia ja pyrkivät aggregoitumaan polaarisissa liuottimissa, kuten vedessä, kun taas ne liukenevat helposti ei-polaarisiin liuottimiin, kuten hiilitetrakloridiin.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Reaktionopeus: Määritelmä, kaavat, esimerkkiongelmat ja vaikuttavat tekijät
Triglyseridien yleinen rakenne
Triglyseridien kemiallinen kaava on CH2COOR-CHCOOR'-CH2-COOR ", jossa R, R 'ja R" ovat kumpikin pitkä alkyyliketju. Kolme rasvahappoa RCOOH, R'COOH ja R'COOH voivat olla kaikki samanlaisia, kaikki erilaiset tai vain kaksi niistä samanlaisia.
Rasvahappoketjun pituudet luonnossa esiintyvissä triglyserideissä voivat vaihdella, mutta yleisimmät pituudet ovat 16, 18 tai 20 hiiliatomia. Kasveissa ja eläimissä esiintyvät luonnossa esiintyvät rasvahapot koostuvat yleensä parillisesta määrästä hiiliatomeja johtuen tavasta, jolla rasvahapot biosyntetoidaan asetyyli-CoA: sta. Silti bakteereilla on kyky syntetisoida rasvahappoja, joissa on parittomia hiiliatomeja tai haarautuneita ketjuja. Siksi märehtijöillä on yleensä parittomia hiiltä sisältäviä rasvahappoja, esimerkiksi 15, bakteerien vaikutuksesta niiden pötsissä.
Suurimmalla osalla luonnonrasvoista on monimutkaisia seoksia erilaisista triglyserideistä; tämän vuoksi rasva sulaa eri lämpötiloissa. Rasvat, kuten kaakaovoi, koostuvat vain muutamasta triglyseridistä, joista yksi sisältää vastaavasti palmitaattia, oleiinihappoa ja stearaattia. Tämä aiheuttaa terävän sulamispisteen, joka saa suklaan sulamaan suussa tuntematta rasvaista.
Soluissa triglyseridit (tai neutraalit rasvat) voivat kulkeutua vapaasti solukalvojen läpi, toisin kuin molekyylit toiset, ei-polaaristen ominaisuuksiensa vuoksi, jotta se ei reagoi fosfolipidisen kaksoiskerroksen kanssa kalvo.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Määritelmä DNA
Triglyseriditasojen luokitus
Triglyseriditasot nousevat, jos kulutettuja kaloreita on enemmän kuin tarvitaan. Triglyseriditasot voidaan luokitella useisiin ryhmiin, seuraava on kehon massaindeksin luokittelu NCEP ATP III: n perusteella.
Triglyseriditasojen luokitus
Triglyseriditaso (mg / dl) |
Luokitus |
| < 150 | Optimaalinen |
| 150-199 | Rajaviiva |
| 200-499 | Korkea |
| ≥500 | Erittäin korkea |
Hypertriglyseridemia määritellään veren triglyseridien epänormaaliksi tasoksi. Hypertriglyseridemia voi esiintyä joko primaarisena tai toissijaisena. Primaarinen hypertriglyseridemia on erilaisten geneettisten häiriöiden vaikutus, jotka aiheuttavat triglyseridien aineenvaihdunnan häiriöitä, kun taas Toissijainen hypertriglyseridemia, joka johtuu rasvaisen ruokavalion, liikalihavuuden, diabetes mellituksen, kilpirauhasen vajaatoiminnan ja joidenkin lääkkeiden (Bahri, 2004).
Korkea triglyseridipitoisuus voi aiheuttaa plakin muodostumista verisuonten seinämiin, mikä lisää Pienitiheyksinen lipoproteiini (LDL) ja alhaisemmat Korkean tiheyden lipoproteiini (HDL) lisää siten sepelvaltimotaudin riskiä (Maulidina, 2014). Useita triglyseriditasoihin vaikuttavia tekijöitä (Yulissa, 2013) mukaan ovat: geneettiset tekijät, sukupuoli, ikä, kulutus (ruoka ja juoma), liikalihavuus tai ylipaino, tupakointi ja alkoholin käyttö.