LIPIDE: CARACTERISTICI, EXEMPLE, FUNCȚII, CLASIFICARE - BIOLOGIE

Cele Lipidele sunt un grup de macromolecule heterogene , inclusiv grăsimi, uleiuri, ceruri, steroli, etc., care împărtășesc caracteristica de a fi parțial insolubil în apă (hidrofob) și destul de solubili în solvenți nepolari , cum ar fi eter, benzen, acetonă, cloroform, printre altele.

În trecut, toți compușii insolubili în apă și solubili în solvenți organici au fost considerați lipide. Cu toate acestea, astăzi mulți alți compuși care nu sunt lipide au aceste proprietăți, unele dintre acestea sunt terpenele, anumite vitamine și carotenoizi.

Lipidele sunt componentele fundamentale ale membranelor celulare și, prin urmare, și ale membranei plasmatice (Sursa: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), prin Wikimedia Commons)

Cuvântul "lipid" derivă din cuvântul grecesc "lipos", care înseamnă grăsime. Unii autori consideră ca lipide doar acele molecule care sunt produse sau derivați ai acizilor grași, incluzând în principal toți compușii clasificați ca uleiuri și grăsimi.

Compușii lipidici sunt prezenți la toate ființele vii de pe pământ, chiar și unii viruși au aceste molecule în capsidă.

Se crede că lipidele au făcut parte din primii compuși de carbon care s-au format în timpul originii vieții și sunt molecule fundamentale pentru „complexizarea” vieții.

În prezent, o mare varietate de compuși diferiți sunt cunoscuți în cadrul grupului de lipide, fiecare cu funcții și proprietăți diferite.

Acestea sunt clasificate în funcție de grupul substituent care formează scheletul său (și scheletul propriu-zis) și, de asemenea, în funcție de funcțiile sale (structurale, de stocare, semnalizare, protecție etc.).

Caracteristici generale ale lipidelor

Lanțul atomilor de carbon legați de atomii de hidrogen

Majoritatea lipidelor au ca structură centrală un lanț de atomi de carbon legați de atomii de hidrogen, care este cunoscut sub numele de "acid gras"

Dacă toți atomii de carbon ai unui acid gras sunt saturați de atomi de hidrogen, se spune că este un „acid gras saturat”.

Dacă, dimpotrivă, doi sau mai mulți atomi de carbon din aceeași lanț sunt uniți printr-o legătură dublă sau triplă, se spune că acidul gras este "nesaturat", deoarece a pierdut 2 sau mai mulți atomi de carbon prin deshidrogenare. hidrogen.

Punct de topire ridicat

Lipidele au o greutate moleculară ridicată care le conferă un punct de topire ridicat

Punctul de topire al lipidelor este mai mare în lipidele care conțin mai mulți atomi de carbon. Dar acest punct de topire scade atunci când lipidele au acizi grași cu lanțuri de hidrocarburi nesaturate.

Sunt molecule amfipatice

Toate lipidele au o porțiune polară sau hidrofilă și o altă porțiune apolară sau hidrofobă, reprezentată de lanțurile alifatice ale acizilor grași care le compun.

Majoritatea moleculelor lipidice se asociază între ele prin legarea hidrogenului și interacțiunile van der Waals între lanțurile lor de hidrocarburi.

Au o rezistență bună la stres mecanic

Legăturile formate între atomii de carbon și hidrogen conferă lipidelor o anumită rezistență fizică la stresul mecanic. În plus, fiind parțial insolubile în apă, asociațiile lipidice sunt greu de dezintegrat în mediile apoase.

Funcțiile lipidelor

Lipidele au o mare diversitate de funcții biologice, la fel de variate ca și numărul mare de structuri chimice găsite în cadrul acestui grup.

energic

La majoritatea vertebratelor și a multor animale nevertebrate, lipidele sunt principalele forme de stocare și transport a acizilor grași în celule.

La vertebrate, lipidele absorbite cu alimente sunt depozitate în țesutul adipos sub formă de acizi grași și acolo servesc drept substanță termoizolantă pentru organe și țesut subcutanat.

Acizii grași sunt lipide specializate pentru stocarea energiei în organismele vii, deoarece oxidarea lor eliberează cantități mari de energie sub formă de ATP. Acest lucru se realizează printr-un proces numit „β-oxidarea acizilor grași”, care este realizat de aproape toate celulele organismelor vii.

Structural

Fosfolipidele și sterolii sunt componente esențiale ale membranelor biologice ale celulelor și organelelor lor (în celulele eucariote).

Multe molecule de lipide mici de pe suprafața membranelor servesc ca pigmenți pentru a absorbi lumina, în timp ce altele servesc ca ancore pentru ca unele proteine de membrană să se atașeze la suprafață.

enzimatica

Multe lipide sunt cofactori în cataliza enzimatică sau acționează ca transportori electronici în gradienți electrochimici.

Alții participă la propagarea rapidă a undelor de depolarizare în întregul corp de animale, care este, desigur, legată de celulele nervoase specializate.

Clasificarea lipidelor

Lipidele pot fi clasificate în patru grupe mari: grăsimi și uleiuri, fosfolipide, ceară, steroli și terpeni și eicosanoizi.

Grăsimi și uleiuri

Acest grup include acizii grași, care sunt de obicei elementele structurale cele mai comune pentru formarea lipidelor mai complexe, cum ar fi fosfolipidele și cerurile, de exemplu.

Grasimile sunt in general compusi formati din acizi grasi legati de o molecula de glicerol la fiecare din cei 3 atomi de carbon prin legaturi de tip ester, motiv pentru care sunt in general cunoscuti sub numele de trigliceride.

fosfolipidele

Fosfolipidele sunt principalele componente ale membranelor celulare. Sunt lipide compuse dintr-o coloană vertebrală glicerolă sau sfingosină la care sunt esterificate două molecule de acizi grași și o grupare fosfat capabilă să reacționeze și să se lege de molecule alcoolice diferite.

În funcție de scheletul pe care sunt construiți fosfolipidele, acestea pot fi glicerofosfolipide sau fosfosolingide.

Glicerolipide sau fosfolipide (Sursa: Yo / Domeniu public, prin Wikimedia Commons)

Există un alt grup de lipide similar cu cel al fosfolipide și cunoscut sub numele grupului e sfingolipidelor. Acestea sunt lipide construite pe un schelet de sfingosină la care sunt atașați doi acizi grași și un carbohidrat sau alt compus polar prin legături amidice.

ceruri

Palmitat de cetil, un ester tipic de ceară

Ceara este lipidă construită pe alcooli cu catenă lungă esterificată a acizilor grași cu lanț lung.

Acestea funcționează în acoperirea suprafeței structurilor corpului vegetal și animal și sunt în general în formă solidă, motiv pentru care se spune că sunt complet insolubile în apă sau soluții apoase.

Sterolii

Structura generală a sterolilor și a derivaților acestora. Sursa: Vaccinator

Sunt lipide mari compuse din 4 unități de hidrocarburi ciclice și nu din acizi grași cu lanț drept. Unele au o grupare funcțională -OH, astfel încât acestea se încadrează în clasificarea alcoolilor. Colesterolul și derivații săi au o importanță deosebită.

Terpenele și eicosanoizii

Structura chimică a mirinei, un monoterpene (Sursa: Jan Herold, Leyo / Domeniu public, prin Wikimedia Commons

Alte două tipuri de lipide sunt terpenele și eicosanoidele. Terpenele, spre deosebire de lipidele mai frecvente, nu sunt compuse din acizi grași, ci din unități repetate de 5 atomi de carbon cunoscuți ca „unități de izopren”.

Clasificarea sa în grupul de lipide are o mare legătură cu caracterul său hidrofob și insolubilitatea sa în apă sau solvenți polari.

Eicosanoizii, pe de altă parte, sunt lipide care rezultă din metabolismul unor acizi grași și sunt precursorii hormonilor importanți pentru om și alte animale mamifere, cum ar fi prostaglandinele.

Exemple de lipide

Așa cum am menționat, în natură există o mare diversitate de compuși cu caracteristici lipidice, astfel încât doar unele dintre cele mai importante exemple vor fi menționate mai jos.

Acid palmitic

Este un acid gras saturat cu lanț lung (16 atomi de carbon). Este principala substanță de rezervă a animalelor vertebrate și este produsă endogen prin lipogeneză.

Acest acid gras servește ca o moleculă de bază pentru sinteza altor compuși. Mai mult, oxidarea a doar 1 mol din acest compus produce aproximativ 2,59 moli de ATP, ceea ce reprezintă un aport energetic excelent pentru vertebrate, în special în contrast cu oxidarea carbohidraților și proteinelor.

Colesterol

Structura chimică a colesterolului (Sursa: Guillem d'Occam. Modificată de Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) prin Wikimedia Commons)

Este o lipidă care aparține grupului de steroli și se găsește în membrana celulară a aproape toate celulele. Prezența acestor molecule în membrana plasmatică este esențială pentru a regla rigiditatea, curbura și flexibilitatea acesteia.

Are un schelet central de 27 de atomi de carbon. Cu toate acestea, este o moleculă compusă din inele aromatice, ceea ce îi conferă o duritate, rezistență și rigiditate mult mai mari în comparație cu alte lipide. Această lipidă este precursorul multor hormoni animale.

La om, colesterolul este esențial pentru sinteza testosteronului și a altor hormoni sexuali foarte relevanți.

fosfatidilcolină

Aparține grupului de fosfolipide și este prezent în membrana plasmatică a practic tuturor celulelor. Are în mod obișnuit un lanț de acid palmitic și este sintetizat în primul rând în ficatul animalelor vertebrate.

Acest compus este esențial pentru sinteza colesterolului și pentru flexibilitatea tipică a celulelor. Multe proteine care se leagă de membrana celulară aderă în mod specific la capul polar al acestei lipide.

sphingomyelin

Structura sfingomielinei (Sursa: Jag123 la Wikipedia în engleză, prin Wikimedia Commons)

Se găsește în membrana celulară a tuturor organismelor și multe studii s-au concentrat asupra funcției și structurii sale, deoarece este și o parte a tecii de mielină care acoperă axonii neuronilor la animale.

Singingomielina aparține grupului de sfingolipide și, la om, aceasta este cea mai abundentă sfingolipidă din întregul corp. Se caracterizează prin coloana sa vertebrală sfingosină, care este legată printr-o legătură amidă la o grupare polară, de obicei fosfatidiletanolamina.

Steroizi

Structura de bază a unui steroid (Sursa: Hati la Wikipedia / Domeniul public german, prin Wikimedia Commons)

Un alt exemplu de lipide sunt steroizii. Steroizii naturali sunt prezenți în organism și pot include colesterolul, care este cel mai frecvent tip, estrogenul, testosteronul, sărurile biliare găsite în bila biliară intestinală și cortizolul, un produs chimic secretat de organism.

Estrogenul

Așa-numitul hormon feminin este un lipid; este produs în principal de ovare și este responsabil de menținerea caracteristicilor sexuale secundare feminine.

Testosteronul

Așa-numitul hormon masculin este un lipid; este produs în principal de testicele și este responsabil de menținerea caracteristicilor sexuale secundare masculine.

Vitamine

Vitaminele solubile în apă sunt lipide; majoritatea sunt depozitate în ficat sau în alte organe ale corpului. De exemplu:

Vitamina A, care este importantă pentru funcția imună, vederea și reproducerea. Poate fi găsit în fructe și legume colorate, lapte integral și ficat.
Vitamina D, utilizată pentru îmbunătățirea absorbției calciului, zincului, fosfatului, fierului și magneziului în intestine. Poate fi obținut din anumite alimente și în expunerea la soare.
Vitamina E protejează inima și ajută organismul să se protejeze de radicalii liberi; prin urmare, ajută la menținerea sănătății celulelor. Poate fi găsit în uleiuri vegetale, semințe și nuci.
Vitamina K permite coagularea sângelui și poate ajuta la rezistența oaselor la vârstnici. Poate fi găsit în spanac, kale, salată, pătrunjel, varză de Bruxelles, broccoli, varză, ficat, carne, ouă, cereale și pește.

Importanța pentru ființele vii

Lipidele fac parte din biomoleculele esențiale pentru viață, deoarece fără dezvoltarea acestora, viața așa cum știm că nu s-ar fi dezvoltat, deoarece existența membranelor lipidice este posibilă numai datorită acestor substanțe.

Lipidele, așa cum s-a discutat anterior, sunt implicate în aproape toate procesele fiziologice cunoscute, de la protejarea unei celule împotriva infecției virale până la producerea și stocarea de energie.

De asemenea, acționează ca izolatori, astfel încât stimulii electrici sunt transmisiți eficient între celulele nervoase, iar acumularea de lipide în corpul unor animale este importantă pentru stocarea de energie și pentru protecția împotriva temperaturilor scăzute sau a stresului mecanic.

Referințe

Brady, S. (2011). Neurochimie de bază: principii de neurobiologie moleculară, celulară și medicală. Presă academică.
Ha, CE, & Bhagavan, NV (2011). Elementele esențiale ale biochimiei medicale: cu cazuri clinice. Presă academică.
Litwack, G. (2017). Biochimie umană. Presă academică.
Nelson, D., & Cox, M. Lehninger. (2000). Principiile biochimiei, 3.
Sargent, JR, Tocher, DR, & Bell, JG (2003). Lipidele. În nutriția peștilor (pp. 181-257). Presă academică.

LIPIDE: CARACTERISTICI, EXEMPLE, FUNCȚII, CLASIFICARE - BIOLOGIE - 2025