Липиди

Из пројекта Википедија

Структура липида. Многи липиди се састоје од поларне (глава P) и неполарне групе (реп U). На слици је приказан фосфолипид са два репа.

Липиди (масти) су једињења различитог састава по правилу нерастворна у води, а растворна у органским растварачима. Биолошки су веома знaчајна једињења. Они су основна компонента биолошких мембрана и утичу на њихову пропустљивост, учествују у предају нервих импулса, стварају контакте међу ћелијама, чине енергетске резерве, штите организам од механичких повреда и формирају термоизолациони слој.

Због специфичне хемијске структуре, липиди се састоје од неполарног и поларног дела.

[уреди] Класификација, хемијска структура и неке особине липида

Прости липиди су супстанце чији се молекули састоје само од остатака масних киселина и алкохола (најчешће глицерола). Овде спадају масти и уља (триглицериди) и воскови.

Сложени липиди укључују деривате фосфорне киселине (фосфолипиди) и липиде који садрже остатке угљених хидрата (гликолипиди). Овде спадају и стероиди.

Ако се животињска или биљна ткива третирају органским растварачима, део ће се растворити. Компоненте раствора се називају липиди. Липидна фракција садржи супстанце различитих типова.

Масне киселине спадају у алифатичне карбонске киселине. Из липида је изоловано више од 70 разних масних киселина. Деле се на засићене и незасићене. Природне масне киселине садрже паран број C атома, а низ није разгранат, већ је нормалан. Испод су набројане неке од најважнијих масних киселина (масне се зову зато што се налазе у мастима):

Најважније природне масне киселине садрже 16 или 18 C атома. Незасићене масне киселине обично садрже двоструке везе између C9 и C10. Остале двоструке везе нису коњуговане и налазе се према CH3- крају низа. Имају цис- конфигурацију, а веома ретко транс. Масне киселине са већим бројем C атома су практично нерастворне у води. Њихове Na и K- соли се зову сапуни. Оне образују мицеле у води код којих хе негативан COO- крај окренут ка води, а неполаран C- низ је окренут ка унутрашњости мицеле. У целини мицеле су наелектрисане негативно и у раствору остају суспендоване јер се међусобно одбијају.

Неутралне масти (глицериди) (ацилглицериди) су естри глицерола (глицерина) и масних киселина. У односу на број естарских веза у молекулу разликују се моноглицериди, диглицериди и триглицериди (односно, моноацилглицерини, диацилглицерини и триацилглицерини).

Масти се у организмима налазе као протоплазматичне масти (у одређеној количини) и као резервне масти (у неодређеној количини). Основну масу масти чине триглицериди. Ако су сва три киселинска остатка иста, прости триглицериди (на пример, трипалматин), а ако су остаци од од различитих киселина, мешовити триглицериди. Код давања назива, цифре указују на коме се C атому налази одговарајући киселински остатак (на пример. 1-олео-2-пал-митостеарин).

Уколико су киселински остаци дужи, утолико расте и тачка топљења. Ако су киселине незасићене, тачка топљења са бројем двоструких веза опада. Животињске масти садрже знатну количину засићених масних киселина (нарочито стеаринску и палмитинску) па су на собној температури чврсте. Ако се у молекулу налази доста незасићених киселина то су онда уља, која су на собној температури течна (маслиново уље, сојино, сунцокретово, уље уљане репице). Маст код људи има тачку топљења 15 C и садржи 70% олеинске киселине.

Глицериди рагују као естри, а посебно је важна реакција хидролизе, при чему се издваја глицерин и масне киселине. Хидролиза се може вршити ензимски или дејством киселина или база. Базна хидролиза са натријум хидроксидом (NaOH) или са калијум хидроксидом (KOH) се користи за производњу сапуна (реакција сапонификације, сапо-сапун).

Масти садрже разне примесе које се уклањају, а заостаје тзв. неутрална маст. Она се карактерише:

1. јодним бројем (број грама јода кога везује 100 g масти под одређеним условима и који карактерише степен незасићености. Јодни број свињске масти је 46-66, а маслиновог уља око 85).
2. киселински број (број mg KOH потребан за неутрализацију 1 g масти и који указује на количину слободних масних киселина у масти).
3. сапонификациони број (број mg KOH потребан за неутрализацију свих киселина – и слободних и везаних у триглицериде – у 1 g масти).

Воскови су естри виших масних киселина и виших алкохола са 20 до 70 C атома у молекулу. Они се налазе у саставу масти која покрива кожу, вуну, перје. Код биљака су 80% свих липида воскови који стварају заштитни слој на површини биљке и штите је од исправања воде.

Природни восак (пчелињи, ланолин) поред поменутих естара садржи и малу количину слободних масних киселина, неких алкохола и угљоводиника, са 20-35 C атома у молекулу. Општа формула воскова је:

Фосфолипиди или фосфатиди се деле на глицерофосфолипиде и сфинголипиде.

Глицерофосфолипиде су деривати фосфатидне киселине и садрже глицерол, масне киселине, фосфатидну киселину и азотна једињења. Њихова општа формула је:

где су R и R' остаци виших масних киселина, а R" је остатак неког азотног једињења и фосфорне киселине.

Један део молекула (R и R') је јако хидрофобан, а други део је хидрофилан (негативно наелектрисање у фосфорној киселини и позитивно наелектрисање азотног једињења – R"). Од свих липида глицерофосфолипиди су најполарнији, а у воденој средини се налази у облику мицела. Има неколико група глицерофосфолипида:

1. Фосфатидилхолини, лецитини садрже глицерол, више масне киселине, фосфорну киселину и холин:

2. Фосфатидилетаноламини, кефалини уместо холина садрже етаноламин:

Горње две групе су главна липидна компонента мембране ћелија.

3. Фосфатидилсерини као азотна једињења садрже остатак серина:

Од масних киселина које улазе у састав глицерофосфолипида најчешће су стеаринска, палмитинска, олеинска и линоленска. При њиховој хидролизи (отров кобре) издаваја се остатак незасићене масне киселине, а преостало једињење има јако хемолитичко дејство.

Сфинголипиди не садрже глицерол већ алкохол сфингозин:

Најчешће су сфингомијелини који се налазе у мембранама ћелија и то посебно нервих. Хидролизом дају један молекул масне киселине, један молекул незасићеног двовалентног алкохола сфингозина, један молекул азотног једињења (најчешће холина) и један молекул фосфорне киселине. Хемијска формула сфингомијелина дата је испод:

Поларни део је наелектрисан и позитивно (холин) и негативно (остатак фосфорне киселине), а остали део молекула је неполаран.

Гликолипиди су сложени липиди који садрже остатак угљених хидрата (најчешће Д-галактозе). Битни су за рад биолошких мембрана. Налазе се у мозгу и крви. Деле се не две групе:

Цереброзиди садрже хексозу (често Д-галактозу) везану етарском везом са сфингозином, а садрже и неку масну киселину са 24 C атома (лигноцеринска, церебронска):

Много цереброзида се налази у мембранама нервних ћелија.

Ганглиозиди хидролизом дају вишу масну киселину, сфингозин, Д-глукозу, Д-галактозу као и деривате аминошећера: Н-ацетилглукозамин и Н-ацетилнеураминску киселину. Налазе се претежно у сивој кори мозга и мембранама нервих ћелија.

Сви горе поменути липиди спадају у сапонификујуће липиде јер при њиховој базној хидролизи настају сапуни. Постоје и липиди који се не хидролизују уз ослобађање масних киселина. У ту групу спадају стероиди.

[уреди] Улоге липида

1. Енергетска улога липида огледа се у томе што се њиховима разлагањем ослобађа велика количина енергије. Складиште се у ћелијама масног поткожног ткива (растресито везивно ткиво), одакле се према потреби организма могу користити. Под дејством хормона масне ћелије врше хидролизу (разлагање) масти у слободне масне киселине. Масне киселине прелазе у крв, а затим у ћелије које их користе као извор енергије. Вишак шећера у крви се привремено складишти у облику гликогена, а затим се трајно чува у облику масти. Када се енергетске потребе организма не могу задовољити храном, прво долази до разлагања резерви гликогена, а затим се разлажу масти.

2. Градивна улога односи се на то што се део масти користи за изградњу и обнову ћелија и њених делова. Најпознатији структурни липиди су:

• фосфолипиди који граде ћелијске мембране;
• холестерол који припада стероидима (деривати масти) и такође гради ћелијске мембране (осим код бактерија);
• воскови који образују заштитни слој на кожи, крзну, перју или лишћу и плодовима биљака (најпознатији је пчелињи восак од кога пчеле праве саће).

3. Регулаторну улогу имају хормони који су стероиди. Стероидни хормони човека су полни хормони и хормони коре надбубрежне жлезде, док су остали хормони углавном протеини или деривати аминокиселина.

4. Заштитну улогу имају масно ткиво које окружује бубреге и поткожни слој масти који представља топлотни изолатор.