Фосфолипиды и триглицериды: определение, структура и характеристики
Определение фосфолипидов
Фосфолипиды представляют собой класс липидных соединений и входят в состав клеточных мембран живых существ вместе с белками, гликолипидами и холестерином. Фосфолипиды образуются из глицерина с двумя спиртовыми группами, образующими сложноэфирную группу с жирными кислотами (разных классов), и одной спиртовой группой, образующей сложноэфирную группу с фосфорной кислотой.
Следовательно, фосфолипид - это фосфоглицерид. Соединения в группе фосфоглицеридов можно рассматривать как производные альфа-фосфатидной кислоты. Группы, связанные с этой фосфатидной кислотой, включают холин, этаноламин, серин и инозит.
Таким образом, соединения, включенные в этот фосфолипид, представляют собой фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин и фосфатидилинозитол. Липиды могут содержать фосфатную группу. Жиры модифицируются, когда фосфат заменяет одну из цепей жирных кислот. Использование фосфоглицеридов:
- Как компонент клеточных мембран
- В качестве эмульгатора
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Различия в жирах и липидах - определение, свойства, функции, воски, стероиды, группы
Структура фосфолипидов
Фосфолипидный бислой (двойной слой) как составная часть клеточных мембран. Фосфолипиды состоят из четырех компонентов:
- Жирная кислота
- фосфатная группа,
- Азотсодержащий спирт и
- Каркас.
Фосфолипиды имеют глицериновую основу и 2 ацильные группы. На третьем месте глицеринового скелета находится фосфатная группа, присоединенная к аминоспирту. Молекулу фосфолипида можно рассматривать как состоящую из двух частей, а именно головы и хвоста. Голова имеет положительный и отрицательный заряды, а хвост не имеет заряда. Голова из-за заряда гидрофильна или растворима в воде, тогда как хвост гидрофобен или нерастворим в воде. Фосфолипиды классифицируются как амфипатические липиды.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Фотосинтез: реакции, примеры, функции и влияющие факторы
Характеристики фосфолипидов
В отличие от триглицеридов, фосфолипиды амфипатичны, что означает, что они одновременно полярны и неполярны. Фосфолипиды имеют только две цепи жирных кислот, и эти цепи придают молекулам гидрофобность.
Однако третья гидроксильная группа в цепи глицерина связана с фосфорильной группой, которая затем могут быть дополнительно модифицированы протезами, такими как молекулы серина, этаноламина, инозита или глицерина. второй. Вторичная модификация придает молекуле гидрофобность в зависимости от доступного количества фосфолипидов, которые имеют тенденцию к агрегированию в мицеллы или бислои.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Объяснение процесса жирового обмена в организме
Свойства фосфолипидов
Как правило, фосфолипиды обнаруживаются в клетках растений, клетках животных, а также в клетках человека. В растениях фосфолипиды содержатся в соевых бобах, а у людей и животных - в яйцах, головном мозге, печени, почках, поджелудочной железе, легких и сердце.
Фосфатидилхолин или лецитин первоначально получали из яичных желтков (лехитос), отсюда и название лецитин. Тип лецитина зависит от типа жирной кислоты. Жирные кислоты, содержащиеся в лецитине, включают пальмитиновую, стеариновую, олеиновую, линолевую и линоленовую кислоты. Жирные кислоты, которые связываются с атомом углерода номер 1, обычно являются насыщенными жирными кислотами, а те, которые связаны с атомом углерода номер 2, являются ненасыщенными жирными кислотами. Этот лецитин представляет собой твердое вещество, мягкое, как воск, белого цвета и может становиться коричневым при загрязнен светом, гигроскопичен и при смешивании с водой образует раствор коллоид.
Когда лецитин встряхивают с серной кислотой, образуются фосфатная кислота и холин. Кроме того, при нагревании с основанием или кислотой он будет производить жирные кислоты, холин, глицерин и фосфорную кислоту.
Это соединение может вызывать гемолиз, то есть процесс разрушения эритроцитов. Гемоглобин, комбинированный белок, содержащийся в красных кровяных тельцах (эритроцитах), превращается в билирубин, который накапливается в крови и иногда может вызывать желтый цвет кожи. В результате люди будут поражены анемией, то есть недостатком эритроцитов в организме.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Нарушения метаболического процесса - определение, углеводы, ацидоз, фенилкеторония, гипертиреоз, болезнь Аддисона, белок, жир
Функция фосфолипидов
Фосфолипиды являются основным компонентом плазматической мембраны каждой живой клетки на Земле. Из-за их амфипатической природы фосфолипиды в мембранах имеют свои гидрофобные цепи жирных кислот. обращены к мембране, а полюса группы к их фосфорилу обращены наружу к водной среде. Мембраны являются защитным физическим барьером для клеток, а амфипатическая природа фосфолипидов является причиной того, почему они создают хорошие барьеры.
Функция фосфолипидов, среди прочего, как строительный блок для клеточных мембран. Некоторые другие биологические функции, среди прочего, заключаются в качестве сурфактанта легких, который предотвращает слипание стенок альвеол легких во время выдоха.
Пример:
Холин фосфотидилхолин
Фосфотидилсерин серин
Метаноламин фосфотидилметаноламин
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Определение жира и его полных функций
Биосинтез фосфоглицеридов
Основными фосфоглицеридными соединениями, входящими в состав клеточных мембран и липопротеидов, являются фосфатидилэтаноламин, фосфатидилхолин, фосфатидилсерин, фосфатидилноцитол и кардиолипин.
Метаболические пути, протекающие в тканях высших животных и растений, отличаются от таковых в бактериальных клетках. Однако в обоих случаях в качестве соединения-носителя используется нуклеотид цитидин. Пути биосинтеза фосфатидилэтаноламина, фосфатидилхолина, фосфатидилсерина, фосфатидилноцитола и кардиолипина в тканях животных следующие:
а) Путь биосинтеза фосфатидилэтаноламина
Начиная с фосфорилирования этаноламина АТФ с образованием фосфоэтаноламина. Эта реакция катализируется ферментом этаноламинкиназой. Кроме того, фосфоэтаноламин реагирует с цитидинтрифосфатом (CTP) с образованием цитидиндифосфоэтаноламина (cp-этаноламина), катализируемого ферментом фосфоэтаноламинцитидилтрансферазой.
В конце стадии биосинтеза фосфатидилэтаноламина остаток цитидинмонофосфата (CMP) ЦДФ-этаноламина высвобождается, в то время как фрагмент фосфоэтаноламина переносится на молекулу диацилглицерина. Эта реакция катализируется ферментом фосфоэтаноламинтрансферазой, который присутствует в мембране эндоплазматического ретикулума.
б) Путь биосинтеза фосфатидилхолина
Образование фосфатидилхолина в тканях животных может происходить двумя путями:
- Процесс метилирования аминогруппы фосфатидилэтаноламина S-аденозилметионином в качестве донора металлической группы, катализируемый ферментом фосфатидилэтаноламинметилтрансферазой.
- Начиная с холина в качестве исходного соединения, и путь реакции образования фосфатидилхолина протекает так же, как и при биосинтезе фосфатидилэтаноламина. В этом случае задействованы три различных фермента, соответственно: холинкиназа для образования фосфохолина из холина и АТФ; фосфохолинцитидилтрансфераза для образования ЦДФ-холина из фосфохолина и ЦТФ; и фосфохолинтрансфераза для образования фосфатидилхолина из ЦДФ-холина и диацилглицерина.
в) Биосинтетический путь фосфатидилсерина следующий:
- В тканях животных фосфатидилсерин образуется в результате реакции между фосфатидилэтаноламином и серином:
Фосфатидилэтаноламин + чередующийся серин фосфатидилсерин + этаноламин - Напротив, фосфатидилэтаноламин может быть образован из фосфатидилсерина в процессе декарбоксилирования:
«Фосфатидилсерин-фосфатидилэтаноламин + CO2»
В бактериальных клетках, таких как Escherichia coli, образование фосфатидилсерина происходит по другому пути реакции в тканях животных. Путь реакции начинается с активации фосфатидной кислоты CTP с образованием цитидиндифосфатдиацилглицерина, катализируемой ферментом фосфатид-цитидинтрансферазой. На следующем этапе реакции ЦДФ-диацилглицерин реагирует с серином, катализируемая ферментами. ЦДФ-диацилглицерин-серин-O-фосфатидилтрансфераза, продуцирует фосфатидилсерин и цитидинмонофосфат (CMP).
г) Путь биосинтеза фосфатидилноцитола выглядит следующим образом:
В тканях животных ЦДФ-диацилглицерин (который образуется из фосфатидной кислоты) действует как исходное соединение для биосинтеза фосфатидилинозита и фосфатидилглицерина. Фосфатидилинозитол образуется в результате реакции между ЦДФ-диацилглицерином и инозитом, которая катализируется ферментом ЦДФ-диацилглицерин-инозитолтрансферазой.
В ткани мозга фосфатидилинозитол может фосфорилироваться АТФ с образованием фосфатидилинозитолмонофосфат, -дифосфат и т. д. для получения полифосфоинозитидных соединений, которые его роль в мозге не ясна.
д) Биосинтетические пути кардиолипина следующие:
Фосфатидилглицерин образуется из ЦДФ-диацилглицерина. Путь реакции начинается с образования 3-фосфатидил-1-глицерин-3-фосфата из CDP-диацилглицерина и глицерин-3-фосфата, катализируемого ферментом глицеринфосфатфосфатидилтрансферазой. Образовавшийся фосфатидилглицерин является предшественником биосинтеза дифосфатидилглицерина, который обычно называют кардиолипином.
Двадцать процентов липидов, присутствующих в митохондриальной мембране клеток животных, составляют кардиолипины. В бактериальных клетках образование кардиолипина не использует ЦДФ-диацилглицерин, а происходит непосредственно в результате реакции конденсации двух молекул фосфатидилглицерина.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Полимеры - определение, структура, свойства, классификация, формы, использование, преимущества, примеры
Классификация и типы фосфолипидов
А. Фосфолипид глицерина (если спирт глицерин)
- Фосфатидная кислота и фосфатидилглицерин: содержит только глицерин, жирные кислоты и фосфорную кислоту. Дифосфатидилглицерин известен как кардиолипин и содержится в митохондриях. Важен как промежуточный продукт в синтезе триацилглицеринов и фосфолипидов, в небольших количествах обнаруживается в тканях.
-
Фосфатидилхолин (лецитин): содержит фосфорную кислоту и холин. Лецитин широко распространен в клетках организма и выполняет метаболические и структурные функции, например, в мембранах. Дипальмитил лецитин - очень эффективное вещество, предотвращающее слипание поверхности в легких, вызванное поверхностным натяжением. Отсутствие дипальмитиллецитина в легких недоношенных детей вызывает респираторный дистресс.
-
Фосфатидилэтаноламин: содержит фосфатидную кислоту и этаноламин.
- Фосфатидилинозитол: содержит фосфатидную кислоту и инозитол.
- Фосфатидилсерин: содержит фосфатидную кислоту и аминокислоту серин.
-
Плазмалоген: напоминает лецитин и цефалин, за исключением того, что эфирная связь жирной кислоты в положении на углероде глицерина заменена сложноэфирной связью с ненасыщенным спиртом. Это соединение составляет 10% фосфолипидов мозга и мышц.
Б. Сфингофосфолипиды (спирт сфингозин)
Сюда входит сфингомиелин: не содержит глицерина. При гидролизе образуются жирные кислоты, фосфорная кислота, холин и спирт, содержащий аминогруппу, называемую сфингозином. Функция
-
В составе клеточных мембран. Некоторые другие биологические функции, среди прочего, заключаются в качестве сурфактанта легких, который предотвращает слипание стенок альвеол легких во время выдоха.
-
Наиболее распространенными мембранными липидами являются фосфолипиды, которые функционируют в основном как структурные элементы мембран и никогда не хранятся в больших количествах. Эта группа липидов содержит фосфор в виде группы фосфорной кислоты, основные фосфолипиды, обнаруженные в мембранах, - это фосфоглицериды.
-
В печени и мышцах фосфолипиды вместе с L-карнитином играют роль в предотвращении процесса ожирения.
-
Эти фосфолипиды вместе с витамином Е, присутствующим в соевых бобах, также используются некоторыми пациентами с дислипидемией для снижения уровня холестерина ЛПНП и триглицеридов.
-
Фосфолипиды также действуют как эмульгаторы, помогая другим жирам достигать крови и биологических жидкостей.
-
Фосфолипиды как регуляторы биологических процессов в организме, таких как: соединение нервной системы и некоторые заболевания, связанные с работой нервов. Хотя фосфолипиды не являются незаменимыми соединениями, их присутствие в пище имеет положительное влияние. для здоровья, среди прочего: предотвращение заболеваний печени, контроль уровня холестерина, развитие системы мозга и нерв.
-
Фосфолипиды составляют 20-25% сухой массы мозга взрослого человека. Фосфолипиды играют роль в формировании каркаса мембран клеток головного мозга, поэтому эффективность фосфолипидов сильно влияет на уровень интеллекта человека. Диеты с добавлением холина могут вызывать долгосрочные изменения в мозге, которые могут повлиять на улучшение когнитивных процессов у взрослых людей.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Молекулярная биология - определение, инженерия, наука, история, меры, формулы, геометрия
Что такое триацилглицерин
Триацилглицерин или обычно называемый триглицеридом - это молекула, которая содержит 1 молекулу глицерина с 3 жирными кислотами. Триглицериды содержат насыщенные жирные кислоты, которые связаны вместе и образуют твердое вещество при комнатной температуре. Большинство жиров и масел в природе на 98-99% состоят из триглицеридов.
Триглицериды - это тип жира, который образуется из пищи, образуется в печени и хранится под кожей и другими органами тела. Структура триглицеридов образована из сложных эфиров глицеринового спирта и жирных кислот, состоящих из насыщенных жирных кислот, мононенасыщенных и полиненасыщенных жиров (Wibawa, 2009). Структура триглицеридов следующая:
Триглицериды в организме действуют как наиболее эффективный жир для хранения тепла, что важно для энергозатратных процессов в организме, таких как обмен веществ. Триглицериды содержатся во многих жировых клетках. Триглицериды при необходимости могут превращаться в холестерин, фосфолипиды и другие формы липидов. Триглицериды также используются в качестве источника энергии. Как жировая ткань, триглицериды также выполняют функцию подушки для костей и жизненно важных органов, защищая эти органы от ударов или повреждений (Maulidina, 2014).
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Разница между ионным соединением и молекулярным соединением
Функция триацилглицерина
Поскольку основная функция триглицеридов - долгосрочное хранение энергии, эти молекулы очень эффективны. для хранения, потому что углерод-углеродные связи в кислотной цепи содержат большое количество энергии толстый. Запасы сахара в нашем организме позволят нам выжить только короткое время, но по жирности нормального человека хватит на неделю изголодавшийся. Человеческое тело имеет способность быстро переключаться между синтезом триглицеридов и метаболизмом триглицеридов.
Триглицериды - это основные липиды в пище. Его основная функция - это энергетическое вещество. Триглицериды и другие основные липиды (холестерин и фосфолипиды), образующиеся в тонком кишечнике, упакованы для активного всасывания и транспортировки кровью. Триглицериды соединяются со специальными белками и образуют средство транспортировки липидов, называемое липопротеинами.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Гидролиз соли: определение, типы и формулы, а также полные примеры проблем
Особенности триглицеридов
Триглицериды, также известные как триацилглицерины, содержат три цепи жирных кислот, присоединенные к трем гидроксильным группам, доступным на глицерине. все три цепи жирных кислот могут быть такими же, как и в случае простых триглицеридов.
Триглицериды также могут содержать несколько типов цепей жирных кислот, известных как смешанные триглицериды. Триглицериды очень неполярны и склонны к агрегированию в полярных растворителях, таких как вода, тогда как они легко растворяются в неполярных растворителях, таких как четыреххлористый углерод.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Скорость реакции: определение, формулы, примеры задач и влияющие факторы
Общая структура триглицеридов
Химическая формула триглицеридов - CH2COOR-CHCOOR'-CH2-COOR ", где R, R 'и R" каждый представляют собой длинную алкильную цепь. Три жирные кислоты RCOOH, R'COOH и R'COOH могут быть одинаковыми, разными или только две из них могут быть одинаковыми.
Длина цепи жирных кислот в природных триглицеридах может варьироваться, но наиболее распространенная длина составляет 16, 18 или 20 атомов углерода. Встречающиеся в природе жирные кислоты, обнаруженные в растениях и животных, обычно состоят из четного числа атомов углерода из-за способа биосинтеза жирных кислот из ацетил-КоА. Даже в этом случае бактерии обладают способностью синтезировать жирные кислоты с нечетными атомами углерода или разветвленными цепями. Следовательно, у жвачных животных обычно есть жирные кислоты с нечетным углеродом, например 15, из-за действия бактерий в их рубце.
Большинство натуральных жиров содержат сложные смеси различных триглицеридов; из-за этого жир плавится при разной температуре. Жиры, такие как масло какао, состоят только из нескольких триглицеридов, один из которых содержит пальмитат, олеиновую кислоту и стеарат соответственно. Это вызывает резкую температуру плавления, из-за которой шоколад тает во рту без ощущения жирности.
В клетках триглицериды (или нейтральные жиры) могут свободно проходить через клеточные мембраны, в отличие от молекул. другие, из-за его неполярных характеристик, так что он не реагирует с фосфолипидным бислоем мембрана.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Определение ДНК
Классификация уровней триглицеридов
Уровни триглицеридов увеличиваются, если количество потребляемых калорий превышает необходимое. Уровни триглицеридов можно разделить на несколько групп, ниже приводится классификация индекса массы тела на основе NCEP ATP III..
Классификация уровней триглицеридов
Уровень триглицеридов (мг / дл) |
Классификация |
| < 150 | Оптимально |
| 150-199 | Граница |
| 200-499 | Высокая |
| ≥500 | Очень высоко |
Гипертриглицеридемия определяется как аномальный уровень триглицеридов в крови. Гипертриглицеридемия может быть первичной или вторичной. Первичная гипертриглицеридемия - это следствие различных генетических нарушений, вызывающих нарушения метаболизма триглицеридов, при этом Вторичная гипертриглицеридемия, вызванная диетой с высоким содержанием жиров, ожирением, сахарным диабетом, гипотиреозом и некоторыми лекарствами. (Бахри, 2004).
Высокий уровень триглицеридов может вызвать образование бляшек на стенках кровеносных сосудов, повышая уровень Липопротеин низкой плотности (ЛПНП) и более низкие уровни Липопротеин высокой плотности (HDL), тем самым увеличивая риск ишемической болезни сердца (Maulidina, 2014). Несколько факторов, которые влияют на уровень триглицеридов, согласно (Юлисса, 2013), включают: генетические факторы, пол, возраст, потребление (еда и напитки), ожирение или избыточный вес, курение и употребление алкоголя.