لیپیدها

لیپیدها گروهی از ماکرومولکول‌های متنوع هستند که از اسیدهای چرب و مشتقات آنها نامحلول در آب اما در حلال‌های آلی محلول هستند.

lipids از چربی ها، روغن ها، هورمون ها و اجزای خاصی از غشاها تشکیل شده اند که به دلیل برهم کنش های آبگریزشان در کنار هم قرار می گیرند.
اینها همچنین برای ویتامین های محلول در چربی و اسیدهای چرب ضروری موجود در چربی مواد غذایی طبیعی ضروری هستند.
چربی های ترکیب شده با پروتئین ها (لیپوپروتئین ها) اجزای ضروری غشای سلولی و میتوکندری سلول هستند.
lipids به طور طبیعی در موجودات زنده مانند گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم ها وجود دارند که اجزای مختلفی مانند غشای سلولی، هورمون ها و مولکول های ذخیره انرژی را تشکیل می دهند.
lipids در دمای اتاق به صورت جامدات غیر بلوری یا مایع  وجود دارند و بی رنگ، بی بو و بی مزه هستند.
اینها از اسیدهای چرب و گلیسرول تشکیل شده اند.

الکل ها و استرها در لیپیدها

مهمترین و رایج ترین الکل موجود در لیپیدها گلیسرول است. گلیسرول یک مولکول آلی کوچک است که از سه گروه هیدروکسیل (OH-) تشکیل شده است.
گلیسرول لیپید های ساده ای را می سازد که استرهای اسیدهای چرب و گلیسرول و الکل های مشابه هستند.
الکل ممکن است گلیسرول یا سایر الکل های با زنجیره بلند باشد. الکل های با زنجیره بلند عمدتا مونو هیدروکسی با یک گروه OH هستند.
بسته به الکل مورد استفاده، لیپید های ساده از چربی، روغن یا موم تشکیل می شوند. چربی ها و روغن ها استرهای اسیدهای چرب و گلیسرول هستند، در حالی که موم ها استرهای اسیدهای چرب و الکل های با زنجیره بلند هستند.
استرهای اسیدهای چرب پس از واکنش کم آبی بین اسیدهای چرب و مولکول های الکل تشکیل می شوند.

ساختار لیپیدها

لیپیدها عمدتاً از هیدروکربن‌ها در احیا شده‌ترین شکلشان تشکیل شده‌اند، که آنها را به شکل عالی ذخیره انرژی تبدیل می‌کند، زیرا وقتی متابولیزه می‌شوند، هیدروکربن‌ها اکسید می‌شوند تا مقادیر زیادی انرژی آزاد کنند. نوع لیپید موجود در سلول های چربی برای این منظور یک تری گلیسیرید است، استری که از گلیسرول و سه اسید چرب ایجاد می شود.

تری گلیسیرید

triglycerides نوعی لیپید است که استری از سه اسید چرب همراه با گلیسرول است. تری گلیسیریدها اجزای اصلی چربی بدن انسان، سایر مهره داران و چربی های گیاهی هستند.

ساختار تری گلیسیرید

triglycerides تری استرهایی هستند که در آن سه مولکول اسید چرب توسط پیوندهای استری کووالانسی به یک مولکول گلیسرول متصل می شوند.

واکنش

HOCH2CH(OH)CH2OH + RCO2H + R′CO2H + R″CO2H → RCO2CH2CH(O2CR′)CH2CO2R″ + 3H2O

سه اسید چرب درگیر در واکنش تراکم معمولاً متفاوت هستند و طول زنجیره آنها نیز با یکدیگر متفاوت است. در تری گلیسیریدهای طبیعی، زنجیره اسیدهای چرب عمدتاً حاوی 16، 18 یا 20 اتم کربن هستند. اتم‌های کربن با شماره زوج موجود در حیوانات و گیاهان مسیر بیوسنتز آنها از استیل CoA دو کربنی را نشان می‌دهد.

تری گلیسیریدهای ساده نیز ممکن است دارای اسیدهای چرب مشابهی باشند که هموتری گلیسیریدها را تشکیل می دهند.

بارهای موجود در triglycerides به طور مساوی در اطراف مولکول ها توزیع می شوند که از تشکیل پیوند هیدروژنی با مولکول های آب جلوگیری می کند و آنها را در آب نامحلول می کند.

عملکرد تری گلیسیرید

• تری گلیسیریدها درشت مولکول های مهمی هستند زیرا بیشتر انرژی را در بدن ذخیره می کنند.
• اینها در سلول های چربی ذخیره می شوند که در صورت لزوم توسط هورمون های مختلف در جریان خون آزاد می شوند.
• چربی ذخیره شده در بدن لایه ای از عایق را در زیر پوست تشکیل می دهد که به حفظ دمای بدن کمک می کند.
• تری گلیسیرید همچنین به جذب و انتقال ویتامین های محلول در چربی در بدن کمک می کند.

لیپیدها به دلیل ارزش انرژی بالا، اجزای ضروری رژیم غذایی هستند.

اسیدهای چرب موجود در لیپیدها

اسیدهای چرب مولکول های آلی هستند که اسیدهای کربوکسیلیک با زنجیره بلند با 4 تا 36 اتم کربن هستند.

بسته به پیوند بین اتم‌های کربن، زنجیره‌های هیدروکربنی یا اشباع یا غیراشباع هستند. اگر همه پیوندهای کربن و کربن منفرد باشند، اسید اشباع شده است. اگر یک یا چند پیوند دوگانه کربن-کربن وجود داشته باشد، اسید غیراشباع است.

اسیدهای چرب طبیعی عمدتاً بدون انشعاب هستند و در سه دسته اصلی لیپیدها وجود دارند. تری گلیسیریدها، phospholipids و استرهای کلسترول.

اسیدهای چرب در حالت آزاد یافت نمی شوند، اما برای تشکیل تری گلیسیرید با الکل همراه می مانند.

fatty acids به عنوان یک ذخیره انرژی (چربی) از طریق پیوند استری به گلیسرول ذخیره می شوند تا تری گلیسیرید را تشکیل دهند.

انواع اسید چرب

1. Saturated fatty acids
2. Unsaturated fatty acids

لیپیدها ترکیبات چربی هستند که عملکردهای مختلفی را در بدن شما انجام می دهند.

اسید چرب اشباع

Saturated fatty acids ساده‌ترین شکل چربی‌ها هستند که زنجیره‌های خطی غیرشاخه‌ای از گروه‌های CH2 هستند که توسط پیوندهای منفرد کربن-کربن با اسید کربوکسیلیک انتهایی به هم مرتبط شده‌اند.

اصطلاح “اشباع” برای نشان دادن اینکه حداکثر تعداد اتم های هیدروژن به هر اتم کربن در یک مولکول چربی پیوند داده شده است، استفاده می شود.

فرمول کلی این اسیدها CnH2n+1COOH است.

اسیدهای چرب به‌دست‌آمده از منابع حیوانی، عمدتاً زنجیره‌های خطی زوج‌های اسیدهای چرب اشباع هستند.

Saturated fatty acids معمولاً نقطه ذوب بالاتری نسبت به همتایان خود دارند، به همین دلیل است که اسیدهای چرب اشباع در دمای اتاق در حالت جامد باقی می مانند.
اینها بیشتر جامد هستند و در چربی حیوانی مانند کره، گوشت و شیر کامل یافت می شوند. اما برخی از اسیدهای چرب اشباع شده نیز در منابع گیاهی مانند روغن نباتی، روغن نارگیل و روغن بادام زمینی یافت می شوند.

اسید چرب غیر اشباع

اسیدهای چرب غیراشباع اسیدهای چرب پیچیده تری با زنجیره های هیدروکربنی خمیده هستند که توسط یک یا چند پیوند دوگانه کربن-کربن با گروه اسیدهای کربوکسیلیک انتهایی به هم مرتبط شده اند.

اصطلاح «غیراشباع» نشان می‌دهد که اتم‌های کربن حداکثر اتم‌های هیدروژن ممکن متصل به اتم‌های کربن را ندارند.

به دلیل وجود پیوندهای دوگانه، ترکیب سیس و ترانس این مولکول ها مهم است. اسیدهای چرب غیراشباع موجود در بدن انسان در ترکیب سیس وجود دارند.

اسیدهای چرب غیر اشباع در مقایسه با اسیدهای چرب اشباع نقطه ذوب پایین تری دارند و بنابراین در دمای اتاق در حالت مایع وجود دارند.
بیشتر روغن های گیاهی و روغن ماهی از منابع مهم اسیدهای چرب غیراشباع هستند.

لیپیدها به دلیل غیرقطبی بودن در آب محلول نیستند، اما در حلال های غیر قطبی مانند کلروفرم محلول هستند.

گلیسرول و تشکیل پیوندهای استری

گلیسرول یک ترکیب آلی ساده در سه گروه هیدروکسیل است که مایعی بی رنگ، بی بو و چسبناک است.

ستون فقرات بسیاری از لیپیدها را تشکیل می دهد که گلیسرید نامیده می شوند. چربی بعداً به اسیدهای چرب و گلیسرول هیدرولیز می شود، جایی که اسید چرب انرژی بدن را تامین می کند، در حالی که گلیسرول به گلوکز تبدیل می شود.

واکنش درگیر در تشکیل پیوندهای استری به عنوان واکنش تراکم نامیده می شود که در آن انتهای هیدروکسیل آزاد مولکول گلیسرول به OH گروه COOH اسید چرب می پیوندد.

فرآیند تراکم به دلیل تشکیل پیوندهای استری بین دو مولکول استریفیکاسیون نامیده می شود.

مولکول های لیپیدی که از سه اسید چرب و یک مولکول گلیسرول تشکیل می شوند، تری گلیسرول یا تری گلیسیرید نامیده می شوند.

فسفو لیپیدها

phospholipid یک مولکول آلی متشکل از اسیدهای چرب، یک گروه فسفات و یک گروه گلیسرول است که جزء اصلی غشاهای سلولی مختلف را تشکیل می دهد.

دولایه فسفولیپیدی بخش مهمی از غشای سلولی را برای انتقال انتخابی مولکول ها به داخل و خارج سلول تشکیل می دهد.

گروه فسفات سر آب دوست را تشکیل می دهد، در حالی که اسیدهای چرب دم آبگریز را تشکیل می دهند. نواحی سر و دم در فسفولیپیدها توسط یک مولکول گلیسرول به هم متصل می شوند.

برهمکنش آبگریز و آبدوست بین مولکول های مختلف و دو لایه لیپیدی، عبور مولکول های زیستی را امکان پذیر می کند. این فعل و انفعالات غشای سلولی را آمفی پاتیک می کند.

1. سرهای فسفات هیدروفیل (قطبی)

سر آب دوست یا بخش آب دوست فسفولیپیدها حاوی یک گروه فسفات با بار منفی با یک گروه آلکیل ناشناس است.

منطقه آبدوست ممکن است قطبی یا باردار باشد یا نباشد.

سرهای غشای فسفولیپیدی رو به بیرون هستند که در تعامل با محلول آبی در داخل و خارج سلول باقی می مانند.

از آنجایی که آب یک مولکول قطبی است، سر آبدوست بلافاصله با مولکول آب برهمکنش الکترواستاتیکی ایجاد می کند.

2. دم اسیدهای چرب آبگریز (غیر قطبی)

بخش آبگریز دولایه فسفولیپیدی نیز بخش ترسناک آب نامیده می شود که از دنباله های بلند اسید چرب غیرقطبی تشکیل شده است.

این دم ها به راحتی با مولکول های آبگریز دیگر تعامل دارند اما با مولکول های آب تعامل ندارند.

ناحیه دم انتهایی غیر قطبی است که در آن مولکول های بدون بار وجود دارند.

بنابراین دم های آبگریز به سمت داخل غشاء جمع می شوند تا از دم ها در برابر آب اطراف محافظت کنند. این ترتیب از نظر انرژی نیز مطلوب است.

فعل و انفعالات آبگریز یک سد خوب بین داخل و خارج سلول به عنوان آب تشکیل می دهند و دیگر مولکول های باردار نمی توانند به راحتی از هسته آبگریز غشاء عبور کنند.

استرول ها (کلسترول)

استرول ها نوعی لیپید متشکل از الکل های استروئیدی هستند که به طور طبیعی در گیاهان، حیوانات، قارچ ها و چندین باکتری وجود دارند.

مهم ترین و آشناترین نوع استرول کلسترول است که نقش اساسی در ساختار و عملکرد غشای سلولی دارد.

Cholesterol به عنوان پیش ساز ویتامین های محلول در چربی مانند ویتامین D و هورمون ها عمل می کند.
کلسترول از چهار حلقه هیدروکربنی متصل تشکیل شده است که بخش عمده ای از ساختار استروئیدی را تشکیل می دهد. یک سر کلسترول از یک دم هیدروکربنی تشکیل شده است، در حالی که انتهای دیگر به یک گروه الکل مرتبط است.

گروه هیدروکسیل با سایر گروه های هیدروکسیل یا اکسیژن کربونیل فسفولیپیدها می پیوندد.
Cholesterol را می توان در بدن حیوانات مختلف بیوسنتز کرد. در انسان، کبد 100 درصد کل کلسترول مورد نیاز بدن را تشکیل می دهد.
کلسترول برای تنظیم سیالیت غشا در حیوانات ضروری است. همچنین نفوذپذیری غشای سلولی به یون های سدیم و پتاسیم را افزایش می دهد.
با این حال، اگر غلظت کلسترول بیش از حد طبیعی افزایش یابد، ممکن است با سایر اجزای خون ترکیب شود و پلاک تشکیل دهد. پلاک ممکن است به دیواره شریان ها و وریدها بچسبد و در نتیجه باعث بیماری عروق کرونر شود.

عملکرد لیپیدها

لیپیدهای بیولوژیکی گروهی از ترکیبات متنوع از نظر شیمیایی هستند و عملکردهای بیولوژیکی lipids به اندازه شیمی آنها متنوع است.

در بدن، چربی ها به عنوان یک منبع انرژی کارآمد عمل می کنند و همچنین در بافت های چربی ذخیره می شوند. اینها همچنین به عنوان یک ماده عایق در بافت های زیر جلدی و اطراف اندام های خاص عمل می کنند.

phospholipids و استرول ها عناصر ساختاری اصلی غشاهای بیولوژیکی هستند.

به طور مشابه، چربی های ترکیب شده با پروتئین ها (لیپوپروتئین ها) اجزای مهم غشای سلولی و میتوکندری سلول هستند.

lipids همچنین به عنوان جزء ساختاری سلول عمل می کنند و سد آبگریز را فراهم می کنند که امکان جداسازی محتویات آبی سلول و ساختارهای درون سلولی را فراهم می کند.

سایر لیپیدها، اگرچه در مقادیر نسبتاً کمی وجود دارند، اما نقش مهمی به عنوان کوفاکتورهای آنزیمی، حامل های الکترون، رنگدانه های جذب کننده نور و لنگرهای آبگریز برای پروتئین ها دارند.

کلسترول به عنوان پیش ساز ویتامین های محلول در چربی مانند ویتامین D و هورمون ها عمل می کند.

lipids همچنین فعال کننده آنزیم هایی مانند گلوکز-6-فسفاتاز، β-هیدروکسی بوتیریک دهیدروژناز و استئاریل کوآ دساتوراز هستند.

کاربرد lipids

در داخل بدن، لیپیدها به عنوان یک ذخیره انرژی عمل می کنند، هورمون ها را تنظیم می کنند، تکانه های عصبی را منتقل می کنند، اندام های حیاتی را محافظت می کنند و مواد مغذی محلول در چربی را انتقال می دهند.

چربی موجود در غذا به عنوان یک منبع انرژی با چگالی کالری بالا عمل می کند، بافت و طعم را اضافه می کند و به سیری کمک می کند.

“کیمیا زیست گستر نوین” در راستای ارتقاء تولیدات و سطح علمی کشور مبادرت به واردات و توزیع مواد شیمیایی و مصرفی آزمایشگاهی کرده است. هدف مجموعه ما تأمين مواد و تجهيزات مورد نياز در بخش هاى مختلف آزمايشگاهى، تحقيقاتى، بيمارستانى، صنعتى و … مي باشد.