Fosfolipidi in trigliceridi: opredelitev, zgradba in značilnosti
Opredelitev fosfolipidov
Fosfolipidi so skupina lipidnih spojin in so del celičnih membran živih bitij skupaj z beljakovinami, glikolipidi in holesterolom. Fosfolipidi nastanejo iz glicerola z dvema alkoholnima skupinama, ki tvorita estrsko skupino z maščobnimi kislinami (različnih razredov), in eno alkoholno skupino, ki tvori estersko skupino s fosforno kislino.
Zato je fosfolipid fosfoglicerid. Spojine v skupini fosfogliceridov lahko obravnavamo kot derivate alfa fosfatidne kisline. Skupine, ki jih veže ta fosfatidna kislina, vključujejo holin, etanolamin, serin in inozitol.
Tako so spojine, vključene v ta fosfolipid, fosfatidilholin, fosfatidiletanolamin, fosfatidilserin in fosfatidilinozitol. Lipidi lahko vsebujejo fosfatno skupino. Maščobe se spremenijo, kadar fosfat nadomesti eno od verig maščobnih kislin. Uporaba fosfogliceridov je:
- Kot sestavina celičnih membran
- Kot emulgator
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Razlike v maščobah in lipidih - opredelitev, lastnosti, funkcije, voski, steroidi, skupine
Struktura fosfolipidov
Dvoplast fosfolipidov (dvojna plast) kot sestavina celičnih membran vsebuje fosfolipide iz štirih komponent:
- Maščobna kislina
- fosfatna skupina,
- Alkohol, ki vsebuje dušik, in
- Okvir.
Fosfolipidi imajo glicerolni okvir in 2 acilni skupini. Na tretjem položaju okostja glicerola zavzema fosfatna skupina, pritrjena na amino alkohol. Molekulo fosfolipida lahko gledamo kot sestavljeno iz dveh delov, in sicer iz glave in repa. Glava ima pozitivne in negativne naboje, rep pa naboj. Glava je zaradi naboja hidrofilna ali vodotopna, rep pa hidrofoben ali v vodi netopen. Fosfolipidi so razvrščeni kot amfipatični lipidi.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Fotosinteza: reakcije, primeri, funkcije in vplivni dejavniki
Značilnosti fosfolipidov
Za razliko od trigliceridov so fosfolipidi amfipatični, kar pomeni, da so polarni in nepolarni. Fosfolipidi imajo samo dve verigi maščobnih kislin in te verige so hidrofobne do molekule.
Vendar pa je tretja hidroksilna skupina na glicerolni verigi povezana s fosforilno skupino, ki nato se lahko nadalje prilagodi s protetiki, kot so molekule serina, etanolamina, inozitola ali glicerola drugič. Sekundarna modifikacija daje hidrofobičnosti molekuli, odvisno od razpoložljive količine, fosfolipidi se navadno agregirajo v micele ali dvoplaste.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Pojasnilo procesa presnove maščob v telesu
Lastnosti fosfolipidov
Na splošno so fosfolipidi v rastlinskih celicah, živalskih celicah in tudi v ljudeh. V rastlinah fosfolipidi najdemo v soji, pri ljudeh ali živalih pa v jajcih, možganih, jetrih, ledvicah, trebušni slinavki, pljučih in srcu.
Fosfatidilholin ali lecitin je bil prvotno pridobljen iz jajčnih rumenjakov (lekhytos), od tod tudi ime lecitin. Vrsta lecitina je odvisna od vrste maščobne kisline. Maščobne kisline, ki jih najdemo v lecitinu, vključujejo palmitinsko, stearinsko, oleinsko, linolno in linolensko kislino. Maščobne kisline, ki se vežejo na atom ogljika številka 1, so praviloma nasičene maščobne kisline, tiste, ki so vezane na številko 2, pa so nenasičene maščobne kisline. Ta lecitin je trdna snov, ki je prav tako mehka kot vosek, je bele barve in jo lahko spremeni v rjavo onesnažen s svetlobo in je higroskopen, v mešanju z vodo pa tvori raztopino koloidni.
Ko lecitin stresamo z žveplovo kislino, nastaneta fosfatna kislina in holin. Poleg tega pri segrevanju z bazo ali kislino proizvaja maščobne kisline, holin, glicerol in fosforno kislino.
Ta spojina lahko povzroči hemolizo, ki je proces uničevanja rdečih krvnih celic. Hemoglobin, kombinirani protein, ki ga najdemo v rdečih krvnih celicah (eritrocitih), se pretvori v bilirubin, ki se zbira v krvi in včasih povzroči koži rumeno barvo. Posledično bo ljudi prizadela anemija, to je pomanjkanje rdečih krvnih celic v telesu.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Motnje v presnovnih procesih - opredelitev, ogljikovi hidrati, acidoza, fenilketoronija, hipertiroidizem, Addison, beljakovine, maščobe
Funkcija fosfolipida
Fosfolipidi so glavna sestavina plazemske membrane, ki jo najdemo v vsaki posamezni živi celici na zemlji. Zaradi svoje amfipatične narave imajo fosfolipidi v membranah svoje hidrofobne verige maščobnih kislin obrnjeni proti membrani in skupinski poli proti njihovemu fosforilu, obrnjeni navzven proti vodnemu okolju. Membrane so zaščitna fizična ovira za celice in amfipatska narava fosfolipidov je razlog, da so dobre ovire.
Med drugim funkcija fosfolipidov kot gradnika celičnih membran. Med drugim je tudi več drugih bioloških funkcij pljučna površinsko aktivna snov, ki med izdihom preprečuje adhezijo sten pljučnih alveol.
Primer:
Holin fosfotidilholin
Fosfotidilserin serin
Metanolamin Fosfotidilmetanolamin
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Definicija maščobe in njene popolne funkcije
Biosinteza fosfogliceridov
Glavne fosfogliceridne spojine, ki so sestavni deli celičnih membran in lipoproteinov, so fosfatidiletanolamin, fosfatidilholin, fosfatidilserin, fosfatidilnocitol in kardiolipin.
Presnovne poti, ki se pojavijo v tkivih višjih živali in rastlin, se razlikujejo od tistih, ki se pojavijo v bakterijskih celicah. Vendar se v obeh primerih kot nosilna spojina uporablja nukleotid citidin. Biosintetske poti fosfatidiletanolaminov, fosfatidilholina, fosfatidilserina, fosfatidilnocitola in kardiolipina v živalskih tkivih so naslednje:
a) Biosintetska pot fosfatidiletanolamina
Začenši s fosforilacijo etanolamina z ATP, da dobimo fosfoetanolamin. To reakcijo katalizira encim etanolamin kinaza. Poleg tega fosfoetanolamin reagira s citidin trifosfatom (CTP), da tvori citidin difosfoetanolamin (cp-etanolamin), ki ga katalizira encim fosfoetanolamin citidil transferaza.
Na koncu stopnje biosinteze fosfatidiletanolaminov se sprosti del citidin monofosfata (CMP) CDP-etanolamin, del fosfoetanolamina pa se prenese v molekulo diacilglicerola. To reakcijo katalizira encim fosfoetanolamin transferaza, ki je prisoten v membrani endoplazemskega retikuluma.
b) Biosintetska pot fosfatidilholina
Tvorba fosfatidilholina v živalskih tkivih lahko poteka na dva načina:
- Postopek metilacije amino skupine fosfatidiletanolamina s S-adenozil metioninom kot dajalcem kovinske skupine, ki ga katalizira encim fosfatidiletanolamin metiltransferaza.
- Začenši s holinom kot izhodno spojino, reakcijska pot za tvorbo fosfatidilholina pa poteka kot za biosintezo fosfatidiletanolamina. V tem primeru sodelujejo trije različni encimi: holin kinaza za tvorbo fosfoholina iz holina in ATP; fosfoholin citidiltransferaza za tvorbo CDP-holina iz fosfoholina in CTP in fosfoholin transferaza za tvorbo fosfatidilholina iz CDP-holina in diacilglicerola
c) Biosintetska pot fosfatidilserina je naslednja:
- V živalskih tkivih se fosfatidilserin tvori iz reakcije med fosfatidiletanolaminom in serinom:
Fosfatidiletanolamin + izmenični serin fosfatidilserin + etanolamin - Nasprotno pa lahko fosfatidiletanolamin iz fosfatidilserina nastane s postopkom dekarboksilacije:
„Fosfatidilserinà fosfatidiletanolamin + CO2“
V bakterijskih celicah, kot je Escherichia coli, tvorba fosfatidilserina poteka po drugačni reakcijski poti v živalskih tkivih. Reakcijska pot se začne z aktivacijo fosfatidne kisline s CTP, da tvori citidin difosfat diacilglicerol, kataliziran z encimom fosfatid-citidin transferaza. V naslednjem koraku reakcije CDP-diacilglicerol reagira s serinom, ki ga katalizirajo encimi CDP-diacilglicerol serin O-fosfatidiltransferaza, proizvaja fosfatidilserin in citidin monofosfat (CMP).
d) Biosintetska pot fosfatidilnocitola je naslednja:
V živalskih tkivih CDP-diacilglicerol (ki nastane iz fosfatidne kisline) deluje kot izvorna spojina za biosintezo fosfatidilinozitola in fosfatidilglicerola. Fosfatidilinozitol nastane iz reakcije med CDP-diacilglicerolom in inozitolom, ki ga katalizira encim CDP-diacilglicerol inositol transferaza.
V možganskem tkivu lahko fosfatidilinozitol fosforilira z ATP, da nastane fosfatidilinozitol-monofosfat, -difosfat in tako naprej, da nastanejo polifosfoinozitidne spojine, ki njegova vloga v možganih ni jasna.
e) Biosintetske poti kardiolipina so naslednje:
Fosfatidilglicerol se tvori iz CDP-diacilglicerola. Reakcijska pot se začne s tvorbo 3-fosfatidil-1glicerol-3-fosfata iz CDP-diacilglicerola in glicerol-3-fosfata, ki ga katalizira encim glicerolfosfat fosfatidiltransferaza. Nastali fosfatidil glicerol je predhodnik biosinteze difosfatidilglicerola, ki ga na splošno imenujemo kardiolipin.
Dvajset odstotkov lipidov v mitohondrijski membrani živalskih celic je kardiolipinov. V bakterijskih celicah se pri tvorbi kardiolipina ne uporablja CDP-diacilglicerol, temveč neposredno iz reakcije kondenzacije dveh molekul fosfatidilglicerola.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Polimeri - opredelitev, struktura, lastnosti, razvrstitev, obrazci, uporaba, prednosti, primeri
Klasifikacija in vrste fosfolipidov
A. Glicerol fosfolipid (če je alkohol glicerol)
- Fosfatidna kislina in fosfatidilglicerol: vsebuje le glicerol, maščobne kisline in fosforno kislino. Difosfatidilglicerol je znan kot kardiolipin in ga najdemo v mitohondrijih. Pomemben kot vmesni produkt pri sintezi triacilglicerolov in fosfolipidov, ki jih v tkivih najdemo v majhnih količinah
-
Fosfatidilholin (lecitin): vsebuje fosforno kislino in holin. Lecitin je široko razširjen v telesnih celicah in ima presnovne in strukturne funkcije, na primer v membranah. Dipalmityl lecitin je zelo učinkovita snov za preprečevanje oprijema površine v pljučih zaradi površinske napetosti. Odsotnost dipalmilil lecitina v pljučih nedonošenčkov povzroča dihalno stisko.
-
Fosfatidil etanolamin: vsebuje fosfatidno kislino in etanolamin.
- Fosfatidil inozitol: vsebuje fosfatidno kislino in inozitol
- Fosfatidil serin: vsebuje fosfatidno kislino in aminokislinski serin
-
Plazmalogen: spominja na lecitin in cefalin, le da je vezava estra maščobnih kislin na položaju na glicerol-ogljiku nadomeščena z estrsko vezjo z nenasičenim alkoholom. Ta spojina predstavlja 10% možganskih in mišičnih fosfolipidov.
B. Sfingofosfolipidi (alkohol je sfingozin)
Sem spada sfingomielin: ne vsebuje glicerola. Pri hidrolizi bodo nastale maščobne kisline, fosforjeva kislina, holin in alkohol, ki vsebuje aminsko skupino, imenovano sfingozin. Funkcija
-
Kot sestavina celičnih membran. Nekatere druge biološke funkcije so med drugim tudi kot pljučna površinsko aktivna snov, ki preprečuje oprijem stene pljučnih alveol med izdihom.
-
Najpogostejši membranski lipidi so fosfolipidi, ki delujejo predvsem kot strukturni elementi membran in se nikoli ne shranjujejo v velikih količinah. Ta skupina lipidov vsebuje fosfor v obliki skupine fosforne kisline, glavni fosfolipidi, ki jih najdemo v membranah, so fosfogliceridi.
-
V jetrih in mišicah fosfolipidi skupaj z L-karnitinom igrajo vlogo pri preprečevanju procesa pitja.
-
Te fosfolipide skupaj z vitaminom E, ki je prisoten v soji, nekateri bolniki z dislipidemijo uporabljajo tudi za zniževanje ravni LDL-holesterola in trigliceridov.
-
Fosfolipidi delujejo tudi kot emulgatorji, saj drugim maščobam pomagajo doseči kri in telesne tekočine.
-
Fosfolipidi kot regulatorji bioloških procesov v telesu, kot so: povezava živčnega sistema in nekatere bolezni, povezane z delom živcev. Čeprav fosfolipidi niso bistvene spojine, njihova prisotnost v hrani pozitivno vpliva za zdravje, med drugim: preprečevanje bolezni jeter, nadzor ravni holesterola, razvoj možganskega sistema in živca.
-
Fosfolipidi predstavljajo 20-25% suhe teže odraslih človeških možganov. Fosfolipidi igrajo vlogo pri oblikovanju ogrodja membran možganskih celic, zato bo delovanje fosfolipidov močno vplivalo na raven človeške inteligence. Diete, dopolnjene s holinom, lahko povzročijo dolgoročne spremembe v možganih, ki lahko vplivajo na izboljšanje kognitivnih procesov pri odraslih ljudeh.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Molekularna biologija - opredelitev, inženirstvo, znanost, zgodovina, ukrepi, formule, geometrija
Kaj je triacilglicerol
Triacilglicerol ali splošno imenovan triglicerid je molekula, ki vsebuje 1 molekulo glicerola s 3 maščobnimi kislinami. Trigliceridi vsebujejo nasičene maščobne kisline, ki so med seboj povezane in pri sobni temperaturi tvorijo trdno snov. Večina maščob in olj v naravi vsebuje 98-99% trigliceridov.
Trigliceridi so vrsta maščobe, ki nastane iz hrane, nastane v jetrih in se shrani pod kožo in drugimi organi v telesu. Struktura trigliceridov se tvori iz estrov glicerol alkohola in maščobnih kislin, sestavljenih iz nasičenih maščobnih kislin, mononenasičenih maščob in polinenasičenih maščob (Wibawa, 2009). Struktura trigliceridov je naslednja:
Trigliceridi v telesu delujejo kot najučinkovitejša maščoba za shranjevanje toplote, kar je pomembno za energetsko potrebne procese v telesu, kot je metabolizem. Trigliceridi se nahajajo v številnih maščobnih celicah. Trigliceridi se po potrebi lahko pretvorijo v holesterol, fosfolipide in druge oblike lipidov. Trigliceridi se uporabljajo tudi kot vir energije. Kot maščobno tkivo imajo trigliceridi tudi funkcijo blazine za kosti in vitalne organe, ki te organe varujejo pred sunki ali poškodbami (Maulidina, 2014).
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Razlika med ionsko in molekularno spojino
Delovanje triacilglicerola
Ker je glavna funkcija trigliceridov dolgoročno shranjevanje energije, so te molekule zelo učinkovite za shranjevanje, ker je v vezi ogljik-ogljik v kisli verigi velika količina energije maščobe. Zaloge sladkorja v naših telesih nam bodo omogočile le preživetje kratek čas, vendar bo vsebnost maščobe običajnega človeka dopuščala en teden stradati. Človeško telo lahko hitro prehaja med sintezo trigliceridov in presnovo trigliceridov.
Trigliceridi so glavni lipidi v hrani. Njegova glavna naloga je kot energijska snov. Trigliceridi in drugi glavni lipidi (holesterol in fosfolipidi), ki nastanejo v tankem črevesu, so pakirani za aktivno absorpcijo in transport s krvjo. Trigliceridi se bodo kombinirali s posebnimi beljakovinami in tvorili sredstvo za prevoz lipidov, imenovano lipoproteini.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Solna hidroliza: opredelitev, vrste in formule, skupaj s popolnimi primeri problemov
Značilnosti trigliceridov
Trigliceridi, znani tudi kot triacilgliceroli, vsebujejo tri verige maščobnih kislin, vezane na tri hidroksilne skupine, ki so na voljo v glicerolu. vse tri verige maščobnih kislin so lahko enake kot v primeru preprostih trigliceridov.
Trigliceridi lahko vsebujejo tudi več vrst verig maščobnih kislin, znanih kot mešani trigliceridi. Trigliceridi so zelo nepolarni in ponavadi tvorijo agregate v polarnih topilih, kot je voda, medtem ko se zlahka raztopijo v nepolarnih topilih, kot je ogljikov tetraklorid.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Stopnja reakcije: opredelitev, formule, primeri problemov in vplivni dejavniki
Splošna zgradba trigliceridov
Kemijska formula trigliceridov je CH2COOR-CHCOOR'-CH2-COOR ", kjer so R, R 'in R" dolga alkilna veriga. Tri maščobne kisline RCOOH, R'COOH in R'COOH so lahko enake, vse različne ali samo dve enaki.
Dolžine verig maščobnih kislin v trigliceridih, ki se pojavljajo v naravi, so lahko različne, najpogostejše pa so 16, 18 ali 20 atomov ogljika. Naravne maščobne kisline, ki jih najdemo v rastlinah in živalih, so običajno sestavljene iz parnega števila ogljikovih atomov zaradi načina biosinteze maščobnih kislin iz acetil-CoA. Kljub temu imajo bakterije sposobnost sintetiziranja maščobnih kislin z nenavadnimi atomi ogljika ali razvejanimi verigami. Zato imajo prežvekovalci navadno maščobne kisline z neparnim ogljikom, npr. 15, zaradi delovanja bakterij v njihovem vampu.
Večina naravnih maščob vsebuje kompleksne mešanice različnih trigliceridov; zaradi tega se maščoba topi pri različnih temperaturah. Maščobe, kot je kakavovo maslo, vsebujejo le nekaj trigliceridov, od katerih eden vsebuje palmitat, oleinsko in stearat. To povzroči ostro tališče, zaradi česar se čokolada stopi v ustih, ne da bi bila mastna.
V celicah lahko trigliceridi (ali nevtralne maščobe) prosto prehajajo skozi celične membrane, za razliko od molekul drugi zaradi svojih nepolarnih značilnosti, tako da ne reagira s fosfolipidnim dvoslojjem membrano.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Definicija DNK
Klasifikacija ravni trigliceridov
Raven trigliceridov se bo povečala, če bo število zaužitih kalorij večje, kot je potrebno. Ravni trigliceridov lahko razvrstimo v več skupin, sledi klasifikacija indeksa telesne mase na podlagi NCEP ATP III.
Klasifikacija ravni trigliceridov
Raven trigliceridov (mg / dl) |
Razvrstitev |
| < 150 | Optimalno |
| 150-199 | Meja |
| 200-499 | Visoko |
| ≥500 | Zelo visoko |
Hipertrigliceridemija je opredeljena kot nenormalna raven trigliceridov v krvi. Hipertrigliceridemija se lahko pojavi primarno ali sekundarno. Primarna hipertrigliceridemija je učinek različne genetike, ki povzroča motnje presnove trigliceridov, medtem ko Sekundarna hipertrigliceridemija, ki jo povzroča prehrana z visoko vsebnostjo maščob, debelost, diabetes mellitus, hipotiroidizem in nekatera zdravila (Bahri, 2004).
Visoke ravni trigliceridov lahko povzročijo nastanek zobnih oblog na stenah krvnih žil, kar poveča raven Lipoprotein z majhno gostoto (LDL) in nižje ravni Lipoprotein visoke gostote (HDL) in s tem poveča tveganje za koronarno arterijsko bolezen (Maulidina, 2014). Nekateri dejavniki, ki vplivajo na raven trigliceridov v skladu z (Yulissa, 2013), vključujejo: genetske dejavnike, spol, starost, uživanje (hrana in pijača), debelost ali prekomerna telesna teža, kajenje in uživanje alkohola.