ce veți învăța să faceți: ilustrați diferite tipuri de lipide și legați structura lor de rolul lor în sistemele biologice

grăsimile și uleiurile sunt probabil tipul de lipide cu care sunteți cel mai familiarizat în viața de zi cu zi. Cuvântul grăsime aduce de obicei o imagine negativă în mintea noastră. În diete, suntem sfătuiți să stăm departe de alimentele grase. Cu toate acestea, corpurile noastre au nevoie de unele grăsimi pentru a supraviețui. Există, de asemenea, alte lipide esențiale pentru viața umană, inclusiv fosfolipide, steroizi și ceruri.în timp ce un exces de orice substanță poate fi o problemă, toate aceste lipide joacă roluri esențiale în lucrurile vii.

în acest rezultat, vom discuta despre lipide și rolul pe care îl planifică în corpul nostru.

Figura 1. Lipidele hidrofobe din blana mamiferelor acvatice, cum ar fi această vidră de râu, le protejează de elemente. (credit: Ken Bosma)

lipidele includ un grup divers de compuși care sunt în mare parte nepolari în natură. Acest lucru se datorează faptului că sunt hidrocarburi care includ în mare parte legături carbon–carbon nepolare sau carbon–hidrogen. Moleculele nepolare sunt hidrofobe („temându-se de apă”) sau insolubile în apă. Lipidele îndeplinesc multe funcții diferite într-o celulă. Celulele stochează energie pentru utilizare pe termen lung sub formă de grăsimi. Lipidele oferă, de asemenea, izolație din mediu pentru plante și animale (Figura 1). De exemplu, ele ajută la menținerea uscată a păsărilor acvatice și a mamiferelor atunci când formează un strat protector peste blană sau pene din cauza naturii lor hidrofobe hidrofobe. Lipidele sunt, de asemenea, blocurile multor hormoni și sunt un constituent important al tuturor membranelor celulare. Lipidele includ grăsimi, uleiuri, ceruri, fosfolipide și steroizi.

grăsimi și uleiuri

o moleculă de grăsime, cum ar fi o trigliceridă, constă din două componente principale—glicerol și acizi grași. Glicerolul este un compus organic cu trei atomi de carbon, cinci atomi de hidrogen și trei grupări hidroxil (–OH). Acizii grași au un lanț lung de hidrocarburi la care este atașată o grupare carboxil acidă, de unde și denumirea de „acid gras.”Numărul de atomi de carbon din acidul gras poate varia de la 4 la 36; cele mai frecvente sunt cele care conțin 12-18 atomi de carbon. Într –o moleculă de grăsime, un acid gras este atașat la fiecare dintre cei trei atomi de oxigen din grupările-OH ale moleculei de glicerol cu o legătură covalentă (Figura 2).

Figura 2. Lipidele includ grăsimi, cum ar fi trigliceridele, care sunt alcătuite din acizi grași și glicerol, fosfolipide și steroizi.

în timpul acestei formări de legături covalente, trei molecule de apă sunt eliberate. Cei trei acizi grași din grăsime pot fi similari sau diferiți. Aceste grăsimi sunt numite și trigliceride, deoarece au trei acizi grași. Unii acizi grași au nume comune care specifică originea lor. De exemplu, acidul palmitic, un acid gras saturat, este derivat din palmier. Acidul arahidic este derivat din Arachis hypogaea, denumirea științifică pentru arahide.

acizii grași pot fi saturați sau nesaturați. Într-un lanț de acizi grași, dacă există doar legături unice între carbonii vecini din lanțul de hidrocarburi, acidul gras este saturat. Acizii grași saturați sunt saturați cu hidrogen; cu alte cuvinte, numărul de atomi de hidrogen atașați la scheletul de carbon este maximizat.

când lanțul de hidrocarburi conține o dublă legătură, acidul gras este un acid gras nesaturat.

majoritatea grăsimilor nesaturate sunt lichide la temperatura camerei și se numesc uleiuri. Dacă există o legătură dublă în moleculă, atunci este cunoscută sub numele de grăsime mononesaturată (de exemplu, ulei de măsline), iar dacă există mai multe legături duble, atunci este cunoscută sub numele de grăsime polinesaturată (de exemplu, ulei de canola).

grasimile saturate tind sa se impacheteze bine si sunt solide la temperatura camerei. Grăsimile animale cu acid stearic și acid palmitic conținute în carne și grăsimea cu acid butiric conținută în unt sunt exemple de grăsimi saturate. Mamiferele stochează grăsimi în celule specializate numite adipocite, unde globulele de grăsime ocupă cea mai mare parte a celulei. În plante, grăsimea sau uleiul sunt stocate în semințe și sunt utilizate ca sursă de energie în timpul dezvoltării embrionare.

grăsimile sau uleiurile nesaturate sunt de obicei de origine vegetală și conțin acizi grași nesaturați. Legătura dublă provoacă o îndoire sau o” îndoire ” care împiedică ambalarea strânsă a acizilor grași, menținându-i lichizi la temperatura camerei. Uleiul de măsline, uleiul de porumb, uleiul de canola și uleiul de ficat de cod sunt exemple de grăsimi nesaturate. Grăsimile nesaturate ajută la îmbunătățirea nivelului de colesterol din sânge, în timp ce grăsimile saturate contribuie la formarea plăcii în artere, ceea ce crește riscul unui atac de cord.

margarina, unele tipuri de unt de arahide și scurtarea sunt exemple de trans-grăsimi hidrogenate artificial. Studii recente au arătat că o creștere a grăsimilor trans în dieta umană poate duce la o creștere a nivelului de lipoproteine cu densitate scăzută (LDL) sau colesterol „rău”, care, la rândul său, poate duce la depunerea plăcii în artere, ducând la boli de inimă. Multe restaurante fast-food au eliminat recent utilizarea grăsimilor trans, iar etichetele alimentare din SUA sunt acum obligate să enumere conținutul lor de grăsimi trans.În industria alimentară, uleiurile sunt hidrogenate artificial pentru a le face semi-solide, ceea ce duce la o deteriorare mai mică și la o durată de valabilitate crescută. Pur și simplu vorbind, hidrogenul gazos este barbotat prin uleiuri pentru a le solidifica. În timpul acestui proces de hidrogenare, legăturile duble ale conformației cis în lanțul de hidrocarburi pot fi convertite în legături duble în trans-Conformație. Aceasta formează o grăsime trans dintr-o grăsime cis. Orientarea legăturilor duble afectează proprietățile chimice ale grăsimii (Figura 3).

Figura 3. În timpul procesului de hidrogenare, orientarea în jurul legăturilor duble este schimbată, făcând o grăsime trans dintr-o grăsime cis. Aceasta modifică proprietățile chimice ale moleculei.

acizii grași esențiali sunt acizi grași care sunt necesari, dar care nu sunt sintetizați de corpul uman. În consecință, acestea trebuie completate prin dietă. Acizii grași Omega-3 se încadrează în această categorie și sunt unul dintre cei doi acizi grași esențiali cunoscuți pentru oameni (celălalt fiind acizii grași omega-6). Sunt un tip de grăsimi polinesaturate și se numesc acizi grași omega-3, deoarece al treilea carbon de la capătul acidului gras participă la o dublă legătură.somonul, păstrăvul și tonul sunt surse bune de acizi grași omega-3. Acizii grași Omega-3 sunt importanți în funcționarea creierului și în creșterea și dezvoltarea normală. De asemenea, pot preveni bolile de inimă și pot reduce riscul de cancer.

ca și carbohidrații, grăsimile au primit multă publicitate proastă. Este adevărat că consumul unui exces de alimente prăjite și alte alimente „grase” duce la creșterea în greutate. Cu toate acestea, grăsimile au funcții importante. Grăsimile servesc ca stocare de energie pe termen lung. Ele oferă, de asemenea, izolație pentru corp. Prin urmare, grăsimile nesaturate” sănătoase ” în cantități moderate trebuie consumate în mod regulat.

fosfolipidele

fosfolipidele sunt constituentul major al membranei plasmatice. Ca și grăsimile, ele sunt compuse din lanțuri de acizi grași atașate la un glicerol sau o coloană vertebrală similară. În loc de trei acizi grași atașați, totuși, există doi acizi grași, iar al treilea carbon al coloanei vertebrale a glicerolului este legat de o grupare fosfat. Grupul fosfat este modificat prin adăugarea unui alcool.

un fosfolipid are atât regiuni hidrofobe, cât și hidrofile. Lanțurile de acizi grași sunt hidrofobe și se exclud din apă, în timp ce fosfatul este hidrofil și interacționează cu apa.

celulele sunt înconjurate de o membrană, care are un strat dublu de fosfolipide. Acizii grași ai fosfolipidelor se confruntă în interior, departe de apă, în timp ce gruparea fosfat se poate confrunta fie cu mediul exterior, fie cu interiorul celulei, care sunt ambele apoase.

Figura 4. (a) un fosfolipid este o moleculă cu doi acizi grași și o grupare fosfat modificat atașat la o coloană vertebrală glicerol. Fosfatul poate fi modificat prin adăugarea de grupări chimice încărcate sau polare. Două grupe chimice care pot modifica fosfatul, colina și Serina, sunt prezentate aici. Atât Colina, cât și Serina se atașează la gruparea fosfat în poziția marcată R. (b) bistratul fosfolipidic este componenta majoră a tuturor membranelor celulare. Grupurile de cap hidrofile ale fosfolipidelor se confruntă cu soluția apoasă. Cozile hidrofobe sunt sechestrate în mijlocul bistratului.

steroizi și ceruri

spre deosebire de fosfolipidele și grăsimile discutate mai devreme, steroizii au o structură inelară. Deși nu seamănă cu alte lipide, ele sunt grupate cu ele, deoarece sunt și hidrofobe. Toate steroizi au patru, inele de carbon legate și mai multe dintre ele, cum ar fi colesterolul, au o coadă scurtă.

colesterolul este un steroid. Colesterolul este sintetizat în principal în ficat și este precursorul multor hormoni steroizi, cum ar fi testosteronul și estradiolul. Este, de asemenea, precursorul vitaminelor E și K. colesterolul este precursorul sărurilor biliare, care ajută la descompunerea grăsimilor și absorbția lor ulterioară de către celule. Deși colesterolul este adesea vorbit în termeni negativi, este necesar pentru buna funcționare a organismului. Este o componentă cheie a membranelor plasmatice ale celulelor animale.

cerurile sunt alcătuite dintr–un lanț de hidrocarburi cu o grupare alcoolică (- OH) și un acid gras. Exemple de ceară de animale includ ceara de albine și lanolina. Plantele au, de asemenea, ceruri, cum ar fi acoperirea frunzelor, care ajută la prevenirea uscării acestora.

Figura 5. Steroizii, cum ar fi colesterolul și cortizolul, sunt compuși din patru inele de hidrocarburi fuzionate

verificați-vă înțelegerea

răspundeți la întrebarea(întrebările) de mai jos pentru a vedea cât de bine înțelegeți subiectele abordate în secțiunea anterioară. Acest test scurt nu contează pentru nota dvs. în clasă și îl puteți relua de un număr nelimitat de ori.

utilizați acest test pentru a verifica înțelegerea dvs. și pentru a decide dacă (1) studiați secțiunea anterioară în continuare sau (2) Treceți la secțiunea următoare.