Lipidi

Izvor: Wikipedia
Struktura lipida. Na vrhu su holesterol[1] i oleinska kiselina.[2] Strukture u sredini su trigliceridi koji se sastoje od oleoil, stearoil, i palmitoilnih lanaca vezanih za glicerolnu osnovu. Na dnu je fosfolipid, fosfatidilholin.[3]

Lipidi (masti) su jedinjenja različitog sastava po pravilu nerastvorna u vodi, a rastvorna u organskim rastvaračima. Biološki su veoma značajna jedinjenja. Oni su osnovna komponenta bioloških membrana i utiču na njihovu propustljivost, učestvuju u predaju nervih impulsa, stvaraju kontakte među ćelijama, čine energetske rezerve, štite organizam od mehaničkih povreda i formiraju termoizolacionu sloj.

Zbog specifične hemijske strukture, lipidi se sastoje od nepolarnog i polarnog dela.

Klasifikacija, hemijska struktura i neke osobine lipida[uredi - уреди]

Prosti lipidi su supstance čiji se molekuli sastoje samo od ostataka masnih kiselina i alkohola (najčešće glicerola). Ovde spadaju masti i ulja (trigliceridi) i voskovi.

Složeni lipidi uključuju derivate fosforne kiseline (fosfolipidi) i lipide koji sadrže ostatke ugljenih hidrata (glikolipidi). Ovde spadaju i steroidi.

Ako se životinjska ili biljna tkiva tretiraju organskim rastvaračima, deo će se rastvoriti. Komponente rastvora se nazivaju lipidi. Lipidna frakcija sadrži supstance različitih tipova.

Masne kiseline spadaju u alifatične karboksilnee kiseline. Iz lipida je izolovano više od 70 raznih masnih kiselina. Dele se na zasićene i nezasićene. Prirodne masne kiseline sadrže paran broj C atoma, a niz nije razgranat, već je normalan. Ispod su nabrojane neke od najvažnijih masnih kiselina (masne se zovu zato što se nalaze u mastima):

Najvažnije prirodne masne kiseline sadrže 16 ili 18 C atoma. Nezasićene masne kiseline obično sadrže dvostruke veze između C9 i C10. Ostale dvostruke veze nisu konjugovane i nalaze se prema CH3- kraju niza. Imaju cis- konfiguraciju, a veoma retko trans. Masne kiseline sa većim brojem C atoma su praktično nerastvorne u vodi. Njihove Na i K- soli se zovu sapuni. One obrazuju micele u vodi kod kojih he negativan COO- kraj okrenut ka vodi, a nepolaran C- niz je okrenut ka unutrašnjosti micele. U celini micele su naelektrisane negativno i u rastvoru ostaju suspendovane jer se međusobno odbijaju.

Neutralne masti (gliceridi) (acilgliceridi) su estri glicerola (glicerina) i masnih kiselina. U odnosu na broj estarskih veza u molekulu razlikuju se monogliceridi, digliceridi i trigliceridi (odnosno, monoacilglicerini, diacilglicerini i triacilglicerini).

Masti se u organizmima nalaze kao protoplazmatične masti (u određenoj količini) i kao rezervne masti (u neodređenoj količini). Osnovnu masu masti čine trigliceridi. Ako su sva tri kiselinska ostatka ista, prosti trigliceridi (na primer, tripalmatin), a ako su ostaci od od različitih kiselina, mešoviti trigliceridi. Kod davanja naziva, cifre ukazuju na kome se C atomu nalazi odgovarajući kiselinski ostatak (na primer. 1-oleo-2-pal-mitostearin).

Ukoliko su kiselinski ostaci duži, utoliko raste i tačka topljenja. Ako su kiseline nezasićene, tačka topljenja sa brojem dvostrukih veza opada. Životinjske masti sadrže znatnu količinu zasićenih masnih kiselina (naročito stearinsku i palmitinsku) pa su na sobnoj temperaturi čvrste. Ako se u molekulu nalazi dosta nezasićenih kiselina to su onda ulja, koja su na sobnoj temperaturi tečna (maslinovo ulje, sojino, suncokretovo, ulje uljane repice). Mast kod ljudi ima tačku topljenja 15 C i sadrži 70% oleinske kiseline.

Gliceridi raguju kao estri, a posebno je važna reakcija hidrolize, pri čemu se izdvaja glicerin i masne kiseline. Hidroliza se može vršiti enzimski ili dejstvom kiselina ili baza. Bazna hidroliza sa natrijum hidroksidom (NaOH) ili sa kalijum hidroksidom (KOH) se koristi za proizvodnju sapuna (reakcija saponifikacije, sapo-sapun).

Masti sadrže razne primese koje se uklanjaju, a zaostaje tzv. neutralna mast. Ona se karakteriše:

  1. jodnim brojem (broj grama joda koga vezuje 100 g masti pod određenim uslovima i koji karakteriše stepen nezasićenosti. Jodni broj svinjske masti je 46-66, a maslinovog ulja oko 85).
  2. kiselinski broj (broj mg KOH potreban za neutralizaciju 1 g masti i koji ukazuje na količinu slobodnih masnih kiselina u masti).
  3. saponifikacioni broj (broj mg KOH potreban za neutralizaciju svih kiselina – i slobodnih i vezanih u trigliceride – u 1 g masti).

Voskovi su estri viših masnih kiselina i viših alkohola sa 20 do 70 C atoma u molekulu. Oni se nalaze u sastavu masti koja pokriva kožu, vunu, perje. Kod biljaka su 80% svih lipida voskovi koji stvaraju zaštitni sloj na površini biljke i štite je od ispravanja vode.

Prirodni vosak (pčelinji, lanolin) pored pomenutih estara sadrži i malu količinu slobodnih masnih kiselina, nekih alkohola i ugljovodonika, sa 20-35 C atoma u molekulu.

Fosfolipidi ili fosfatidi se dele na glicerofosfolipide i sfingolipide.

Glicerofosfolipide su derivati fosfatidne kiseline i sadrže glicerol, masne kiseline, fosfatidnu kiselinu i azotna jedinjenja. Njihova opšta formula je:

Trigliceridi.gif

gde su R i R' ostaci viših masnih kiselina, a R" je ostatak nekog azotnog jedinjenja i fosforne kiseline.

Jedan deo molekula (R i R') je jako hidrofoban, a drugi deo je hidrofilan (negativno naelektrisanje u fosfornoj kiselini i pozitivno naelektrisanje azotnog jedinjenja – R"). Od svih lipida glicerofosfolipidi su najpolarniji, a u vodenoj sredini se nalazi u obliku micela. Ima nekoliko grupa glicerofosfolipida:

  • Fosfatidilholini, lecitini sadrže glicerol, više masne kiseline, fosfornu kiselinu i holin:
Lecitin.png
  • Fosfatidiletanolamini, kefalini umesto holina sadrže etanolamin:

Phosphatidyl-Ethanolamine.png

Gornje dve grupe su glavna lipidna komponenta membrane ćelija.

  • Fosfatidilserini kao azotna jedinjenja sadrže ostatak serina:
Phosphatidyl-Serine.png

Od masnih kiselina koje ulaze u sastav glicerofosfolipida najčešće su stearinska, palmitinska, oleinska i linolenska. Pri njihovoj hidrolizi (otrov kobre) izdavaja se ostatak nezasićene masne kiseline, a preostalo jedinjenje ima jako hemolitičko dejstvo.

Sfingolipidi ne sadrže glicerol već alkohol sfingozin:

Sphingolipid.png

Najčešće su sfingomijelini koji se nalaze u membranama ćelija i to posebno nervih. Hidrolizom daju jedan molekul masne kiseline, jedan molekul nezasićenog dvovalentnog alkohola sfingozina, jedan molekul azotnog jedinjenja (najčešće holina) i jedan molekul fosforne kiseline. Hemijska formula sfingomijelina data je ispod:

Sphingomyelin.png

Polarni deo je naelektrisan i pozitivno (holin) i negativno (ostatak fosforne kiseline), a ostali deo molekula je nepolaran.

Glikolipidi su složeni lipidi koji sadrže ostatak ugljenih hidrata (najčešće D-galaktoze). Bitni su za rad bioloških membrana. Nalaze se u mozgu i krvi. Dele se ne dve grupe:

Cerebrozidi sadrže heksozu (često D-galaktozu) vezanu etarskom vezom sa sfingozinom, a sadrže i neku masnu kiselinu sa 24 C atoma (lignocerinska, cerebronska):
Sphingolipids general structures.png

Mnogo cerebrozida se nalazi u membranama nervnih ćelija.

Gangliozidi hidrolizom daju višu masnu kiselinu, sfingozin, D-glukozu, D-galaktozu kao i derivate aminošećera: N-acetilglukozamin i N-acetilneuraminsku kiselinu. Nalaze se pretežno u sivoj kori mozga i membranama nervih ćelija.

Svi gore pomenuti lipidi spadaju u saponifikujuće lipide jer pri njihovoj baznoj hidrolizi nastaju sapuni. Postoje i lipidi koji se ne hidrolizuju uz oslobađanje masnih kiselina. U tu grupu spadaju steroidi.

Uloge lipida[uredi - уреди]

1. Energetska uloga lipida ogleda se u tome što se njihovima razlaganjem oslobađa velika količina energije. Skladište se u ćelijama masnog potkožnog tkiva (rastresito vezivno tkivo), odakle se prema potrebi organizma mogu koristiti. Pod dejstvom hormona masne ćelije vrše hidrolizu (razlaganje) masti u slobodne masne kiseline. Masne kiseline prelaze u krv, a zatim u ćelije koje ih koriste kao izvor energije. Višak šećera u krvi se privremeno skladišti u obliku glikogena, a zatim se trajno čuva u obliku masti. Kada se energetske potrebe organizma ne mogu zadovoljiti hranom, prvo dolazi do razlaganja rezervi glikogena, a zatim se razlažu masti.

2. Gradivna uloga odnosi se na to što se deo masti koristi za izgradnju i obnovu ćelija i njenih delova. Najpoznatiji strukturni lipidi su:

  • fosfolipidi koji grade ćelijske membrane;
  • holesterol koji pripada steroidima (derivati masti) i takođe gradi ćelijske membrane (osim kod bakterija);
  • voskovi koji obrazuju zaštitni sloj na koži, krznu, perju ili lišću i plodovima biljaka (najpoznatiji je pčelinji vosak od koga pčele prave saće).

3. Regulatornu ulogu imaju hormoni koji su steroidi. Steroidni hormoni čoveka su polni hormoni i hormoni kore nadbubrežne žlezde, dok su ostali hormoni uglavnom proteini ili derivati aminokiselina.

4. Zaštitnu ulogu imaju masno tkivo koje okružuje bubrege i potkožni sloj masti koji predstavlja toplotni izolator.

Izvori[uredi - уреди]

  1. Maitland, Jr Jones (1998). Organic Chemistry. W W Norton & Co Inc (Np). str. 139. ISBN 978-0-393-97378-5. 
  2. Stryer et al., p. 328.
  3. Stryer et al., p. 330.

Literatura[uredi - уреди]

  • Grupa autora (2006). Nenad Ugrešić. ur. Farmakoterapijski vodič 3. Beograd. Arhivirano iz originala 15. 7. 2011.. http://web.archive.org/web/20110715221110/www.alims.gov.rs/download/publikacije/FV4-predgovor_sadrzaj.pdf. 
  • Darinka Koraćević, Gordana Bjelaković, Vidosava Đorđević. Biohemija. Savremena administracija. ISBN 978-86-387-0622-8. 
  • Šerban, Nada M. (2010). Biologija 1. Beograd: ZUNS. str. 11. ISBN 978-86-17-17585-4. 
  • Bhagavan NV (2002). Medical Biochemistry. San Diego: Harcourt/Academic Press. ISBN 978-0-12-095440-7. http://books.google.com/?id=vT9YttFTPi0C&printsec=frontcover. 
  • Devlin TM (1997). Textbook of Biochemistry: With Clinical Correlations (4th izd.). Chichester: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-17053-2. 
  • Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2007). Biochemistry (6th izd.). San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-8724-2. 
  • van Holde KE, Mathews CK (1996). Biochemistry (2nd izd.). Menlo Park, California: Benjamin/Cummings Pub. Co. ISBN 978-0-8053-3931-4. 
  • Georg Löffler, Petro E. Petrides: Biochemie und Pathobiochemie. Springer, Berlin 2003, ISBN 3-540-42295-1
  • Florian Horn, Isabelle Moc, Nadine Schneider: Biochemie des Menschen. Thieme, Stuttgart 2005, ISBN 3-13-130883-4
  • Charles E. Mortimer, Ulrich Müller: Chemie. Thieme, Stuttgart 2003, ISBN 3-13-484308-0
  • F.D. Gunstone, J.L. Harwood, F.B. Padley: The Lipid Handbook. Chapman and Hall, London New - York 1986, ISBN 0-412-24480-2.
  • O.W. Thiele: Lipide, Isoprenoide mit Steroiden. G. Thieme Verlag, Stuttgart 1979, ISBN 3-13-576301-3.
  • Robert C. Murphy: Mass Spectrometry of Lipids, Handbook of Lipid Research Vol. 7, Plenum Press, New York and London, 1993, ISBN 0-306-44361-9
  • Julian N. Kanfer and Sen-itiroh Hakomori, Sphingolipid Biochemistry, vol. 3 of Handbook of Lipid Research (1983)
  • Dennis E. Vance and Jean E. Vance (eds.), Biochemistry of Lipids and Membranes (1985).
  • Donald M. Small, The Physical Chemistry of Lipids, vol. 4 of Handbook of Lipid Research (1986).
  • Robert B. Gennis, Biomembranes: Molecular Structure and Function (1989)
  • Charles R. Scriver, Arthur L. Beaudet, William S. Sly, and David Valle, The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease (1995).
  • Gunstone, F. D. Fatty acids and lipid chemistry. — London: Blackie Academic and Professional, 1996. 252 pp.
  • Robert M. Bell, John H. Exton, and Stephen M. Prescott (eds.), Lipid Second Messengers, vol. 8 of Handbook of Lipid Research (1996).
  • Christopher K. Mathews, K.E. van Holde, and Kevin G. Ahern, Biochemistry, 3rd ed. (2000).
  • Alberts, B., et al. (2004) «Essential Cell Biology, 2nd Edition.» Garland Science. ISBN 0-8153-3480-X
  • Solomon, Eldra P., et. al. (2005) «Biology, 7th Edition.» Thomson, Brooks/Cole.
  • «Advanced Biology — Principles and Applications.» C.J. Clegg and D.G. Mackean. ISBN 0-7195-7670-9
  • Fahy E. et al. A comprehensive classification system for lipids // J. Lipid. Res. 2005. V. 46, № 5. P. 839—861.

Vanjske veze[uredi - уреди]