LIPID: ĐẶC ĐIỂM, VÍ DỤ, CHỨC NĂNG, PHÂN LOẠI - SINH HỌC

Chất béo là một nhóm các đại phân tử không đồng nhất bao gồm chất béo, dầu, sterol, sáp, v.v., có chung đặc điểm là không hòa tan một phần trong nước (kỵ nước) và hòa tan khá trong các dung môi không phân cực như ete, benzen, axeton, cloroform, trong số những chất khác.

Trước đây, tất cả các hợp chất không tan trong nước và tan trong dung môi hữu cơ đều được coi là lipid. Tuy nhiên, ngày nay nhiều hợp chất khác không phải là lipid có những đặc tính này, một số trong số này là tecpen, một số vitamin và carotenoid.

Lipid là thành phần cơ bản của màng tế bào và do đó cũng là của màng sinh chất (Nguồn: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), qua Wikimedia Commons)

Từ "lipid" bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp "lipos", có nghĩa là chất béo. Một số tác giả coi lipid chỉ là những phân tử là sản phẩm hoặc dẫn xuất của axit béo, bao gồm chủ yếu là tất cả các hợp chất được phân loại là dầu và mỡ.

Các hợp chất lipid có trong tất cả các sinh vật sống trên trái đất, thậm chí một số loại virus cũng có các phân tử này trong capsid của chúng.

Người ta tin rằng lipid là một phần của các hợp chất carbon đầu tiên được hình thành trong quá trình khởi nguồn của sự sống và là phân tử cơ bản cho quá trình "phức tạp hóa" sự sống.

Hiện nay, rất nhiều hợp chất khác nhau được biết đến trong nhóm chất béo, mỗi chất có chức năng và tính chất khác nhau.

Chúng được phân loại tùy thuộc vào nhóm thế tạo nên bộ xương của nó (và chính bộ xương của nó) và cũng tùy thuộc vào chức năng của nó (cấu trúc, lưu trữ, tín hiệu, bảo vệ, v.v.).

Đặc điểm chung của lipid

Chuỗi nguyên tử cacbon liên kết với nguyên tử hydro

Hầu hết các lipid đều có cấu trúc trung tâm là một chuỗi các nguyên tử cacbon liên kết với các nguyên tử hydro, được gọi là "axit béo"

Nếu tất cả các nguyên tử cacbon của một axit béo được bão hòa bởi các nguyên tử hydro, thì nó được cho là một "axit béo bão hòa".

Mặt khác, nếu hai hoặc nhiều nguyên tử cacbon trong cùng một chuỗi liên kết với nhau thông qua liên kết đôi hoặc liên kết ba, thì axit béo được cho là "không bão hòa", vì nó đã mất 2 hoặc nhiều nguyên tử cacbon bằng cách khử hydro. hydro.

Điểm nóng chảy cao

Lipid có trọng lượng phân tử cao nên có nhiệt độ nóng chảy cao

Điểm nóng chảy của lipid cao hơn ở lipid chứa nhiều nguyên tử cacbon hơn. Nhưng nhiệt độ nóng chảy này giảm khi các lipid có axit béo với chuỗi hydrocacbon không no.

Chúng là các phân tử lưỡng tính

Tất cả các chất béo đều có một phần phân cực hoặc ưa nước và một phần khác cực hoặc kỵ nước, được đại diện bởi các chuỗi béo của các axit béo tạo nên chúng.

Hầu hết các phân tử lipid liên kết với nhau thông qua liên kết hydro và tương tác van der Waals giữa các chuỗi hydrocacbon của chúng.

Chúng có khả năng chống chịu lực cơ học tốt

Các liên kết được hình thành giữa các nguyên tử cacbon và hydro tạo cho chất béo một số khả năng chống chịu ứng suất cơ học. Hơn nữa, không hòa tan một phần trong nước, các liên kết lipid rất khó bị phân hủy trong môi trường nước.

Chức năng của lipid

Lipid có rất nhiều chức năng sinh học, đa dạng như số lượng lớn các cấu trúc hóa học được tìm thấy trong nhóm này.

Năng lượng

Ở hầu hết các động vật có xương sống và nhiều động vật không xương sống, lipid là hình thức dự trữ năng lượng chính và vận chuyển axit béo trong tế bào.

Ở động vật có xương sống, lipid hấp thụ với thức ăn được dự trữ trong mô mỡ dưới dạng axit béo và ở đó chúng đóng vai trò như một chất cách nhiệt cho các cơ quan và mô dưới da.

Axit béo là chất béo chuyên dụng để dự trữ năng lượng bên trong cơ thể sống, vì quá trình oxy hóa của chúng sẽ giải phóng một lượng lớn năng lượng dưới dạng ATP. Điều này được thực hiện thông qua một quá trình được gọi là "quá trình oxy hóa β của axit béo", được thực hiện bởi hầu hết các tế bào của sinh vật sống.

Cấu trúc

Phospholipid và sterol là những thành phần thiết yếu của màng sinh học của tế bào và các bào quan của chúng (trong tế bào nhân thực).

Nhiều phân tử lipid nhỏ trên bề mặt của màng đóng vai trò như sắc tố để hấp thụ ánh sáng, trong khi những phân tử khác đóng vai trò như neo cho một số protein màng bám vào bề mặt.

Enzym

Nhiều lipid là đồng yếu tố trong xúc tác enzym hoặc hoạt động như chất vận chuyển điện tử trong các gradient điện hóa.

Những người khác tham gia vào quá trình lan truyền nhanh chóng của sóng khử cực khắp cơ thể động vật, tất nhiên, liên quan đến các tế bào thần kinh chuyên biệt.

Phân loại lipid

Lipid có thể được phân thành bốn nhóm lớn: chất béo và dầu, phospholipid, sáp, sterol, tecpen và eicosanoid.

Chất béo và dầu

Nhóm này bao gồm các axit béo, thường là các yếu tố cấu trúc phổ biến nhất để hình thành các lipid phức tạp hơn như phospholipid và sáp chẳng hạn.

Chất béo nói chung là các hợp chất được tạo thành từ các axit béo liên kết với một phân tử glycerol ở mỗi nguyên tử 3 cacbon của nó thông qua các liên kết kiểu este, đó là lý do tại sao chúng thường được gọi là chất béo trung tính.

Phospholipid

Phospholipid là thành phần chính của màng tế bào. Chúng là chất béo được tạo thành từ xương sống glycerol hoặc sphingosine mà hai phân tử axit béo được este hóa và một nhóm phốt phát có khả năng phản ứng và liên kết với các phân tử rượu khác nhau.

Tùy thuộc vào khung mà các phospholipid được "xây dựng", chúng có thể là glycerophospholipid hoặc phosphoesphingolipid.

Glycerolipids hoặc Phospholipids (Nguồn: I / Public domain, qua Wikimedia Commons)

Có một nhóm lipid khác tương tự như phospholipid và được gọi là nhóm e sphingolipid. Đây là những chất béo được xây dựng trên xương sống sphingosine mà hai axit béo và một carbohydrate hoặc hợp chất phân cực khác được gắn vào bằng các liên kết amide.

Sáp

Cetyl palmitate, một este sáp điển hình

Sáp là chất béo được xây dựng trên các rượu mạch dài được este hóa thành các axit béo chuỗi dài.

Chúng có chức năng bao phủ bề mặt của các cấu trúc cơ thể động vật và thực vật và thường ở dạng rắn, đó là lý do tại sao chúng được cho là hoàn toàn không hòa tan trong nước hoặc dung dịch nước.

Sterol

Cấu trúc chung của sterol và các dẫn xuất của chúng. Nguồn: Chuyên gia tiêm chủng

Chúng là những lipid lớn bao gồm 4 đơn vị hydrocacbon mạch vòng và không phải từ các axit béo mạch thẳng. Một số có nhóm chức -OH, vì vậy chúng được phân loại là rượu. Cholesterol và các dẫn xuất của nó có tầm quan trọng lớn.

Terpenes và eicosanoids

Cấu trúc hóa học của myrcene, một monoterpene (Nguồn: Jan Herold, Leyo / Public domain, qua Wikimedia Commons

Hai loại lipid khác là tecpen và eicosanoid. Terpen, không giống như các lipid thông thường, không được cấu tạo từ các axit béo, mà là các đơn vị lặp lại của 5 nguyên tử cacbon được gọi là "đơn vị isoprene".

Việc phân loại nó trong nhóm lipid có liên quan nhiều đến đặc tính kỵ nước và tính không hòa tan của nó trong nước hoặc dung môi phân cực.

Mặt khác, eicosanoids là lipid sinh ra từ quá trình chuyển hóa một số axit béo và là tiền chất của các hormone quan trọng đối với con người và các động vật có vú khác, chẳng hạn như prostaglandin.

Ví dụ về lipid

Như đã đề cập, trong tự nhiên có sự đa dạng rất lớn của các hợp chất có đặc tính lipid, vì vậy dưới đây sẽ chỉ đề cập đến một số ví dụ quan trọng nhất.

Axit palmitic

Nó là một axit béo bão hòa chuỗi dài (16 nguyên tử cacbon). Nó là chất dự trữ chính của động vật có xương sống và được sản sinh nội sinh bằng quá trình sinh lipogenesis.

Axit béo này đóng vai trò như một phân tử cơ sở để tổng hợp các hợp chất khác. Hơn nữa, quá trình oxy hóa chỉ 1 mol hợp chất này tạo ra khoảng 2,59 mol ATP, thể hiện nguồn cung cấp năng lượng lớn cho động vật có xương sống, đặc biệt là trái ngược với quá trình oxy hóa carbohydrate và protein.

Cholesterol

Cấu trúc hóa học của cholesterol (Nguồn: Guillem d'Occam. Được sửa đổi bởi Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) qua Wikimedia Commons)

Nó là một loại lipid thuộc nhóm sterol và được tìm thấy trong màng tế bào của hầu hết các tế bào. Sự hiện diện của các phân tử này trong màng sinh chất là điều cần thiết để điều chỉnh độ cứng, độ cong và tính linh hoạt của nó.

Nó có một bộ xương trung tâm gồm 27 nguyên tử cacbon. Tuy nhiên, nó là một phân tử được cấu tạo bởi các vòng thơm nên nó có độ cứng, điện trở và độ cứng cao hơn nhiều so với các lipid khác. Chất béo này là tiền chất của nhiều kích thích tố động vật.

Ở người, cholesterol cần thiết cho quá trình tổng hợp testosterone và các hormone sinh dục khác có liên quan.

Phosphatidylcholine

Nó thuộc về nhóm phospholipid và có trong màng sinh chất của hầu hết các tế bào. Nó thường có một chuỗi axit palmitic và chủ yếu được tổng hợp trong gan của động vật có xương sống.

Hợp chất này cần thiết cho sự tổng hợp cholesterol và cho sự linh hoạt điển hình của tế bào. Nhiều protein liên kết với màng tế bào đặc biệt bám vào đầu phân cực của lipid này.

Sphingomyelin

Cấu trúc của sphingomyelin (Nguồn: Jag123 tại Wikipedia tiếng Anh, qua Wikimedia Commons)

Nó được tìm thấy trong màng tế bào của tất cả các sinh vật và nhiều nghiên cứu đã tập trung vào chức năng và cấu trúc của nó, vì nó cũng là một phần của vỏ myelin bao bọc các sợi trục của tế bào thần kinh ở động vật.

Sphingomyelin thuộc nhóm sphingolipid và ở người, đây là sphingolipid có nhiều nhất trong toàn bộ cơ thể. Nó được đặc trưng bởi xương sống sphingosine của nó, được liên kết bởi một liên kết amide với một nhóm phân cực, thường là phosphatidylethanolamine.

Steroid

Cấu trúc cơ bản của một steroid (Nguồn: Hati tại Wikipedia tiếng Đức / Miền công cộng, qua Wikimedia Commons)

Một ví dụ khác về lipid là steroid. Steroid tự nhiên có trong cơ thể và có thể bao gồm cholesterol, là loại phổ biến nhất, estrogen, testosterone, muối mật có trong mật ruột và cortisol, một chất hóa học được cơ thể tiết ra.

Estrogen

Cái gọi là nội tiết tố nữ là một loại lipid; nó được sản xuất chủ yếu bởi buồng trứng và chịu trách nhiệm duy trì các đặc tính sinh dục phụ nữ.

Testosterone

Cái gọi là nội tiết tố nam là một chất béo; nó được sản xuất chủ yếu bởi tinh hoàn và chịu trách nhiệm duy trì các đặc tính sinh dục phụ của nam giới.

Vitamin

Vitamin tan trong nước là lipid; hầu hết chúng được lưu trữ trong gan hoặc trong các cơ quan khác của cơ thể. Ví dụ:

Vitamin A, rất quan trọng đối với chức năng miễn dịch, thị lực và sinh sản. Nó có thể được tìm thấy trong trái cây và rau màu, sữa nguyên chất và gan.
Vitamin D, được sử dụng để cải thiện sự hấp thụ canxi, kẽm, phốt phát, sắt và magiê trong ruột. Nó có thể được lấy từ một số loại thực phẩm và tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.
Vitamin E bảo vệ tim mạch và giúp cơ thể tự bảo vệ khỏi các gốc tự do; do đó nó giúp giữ cho các tế bào khỏe mạnh. Nó có thể được tìm thấy trong dầu thực vật, hạt và quả hạch.
Vitamin K cho phép máu đông và có thể hỗ trợ sức mạnh của xương ở người cao tuổi. Nó có thể được tìm thấy trong rau bina, cải xoăn, rau diếp, rau mùi tây, cải Brussels, bông cải xanh, bắp cải, gan, thịt, trứng, ngũ cốc và cá.

Tầm quan trọng đối với chúng sinh

Lipid là một phần của các phân tử sinh học cần thiết cho sự sống, vì nếu không có sự phát triển của chúng, sự sống như chúng ta biết sẽ không thể phát triển, vì sự tồn tại của màng lipid chỉ có thể nhờ vào những chất này.

Lipid, như đã thảo luận trước đây, tham gia vào hầu hết các quá trình sinh lý đã biết, từ việc bảo vệ tế bào chống lại sự lây nhiễm của virus đến sản xuất và lưu trữ năng lượng.

Chúng cũng hoạt động như chất cách điện để các kích thích điện được truyền hiệu quả giữa các tế bào thần kinh và sự tích tụ lipid trong cơ thể của một số động vật là quan trọng để dự trữ năng lượng và bảo vệ khỏi nhiệt độ thấp hoặc căng thẳng cơ học.

Người giới thiệu

Brady, S. (2011). Hóa học thần kinh cơ bản: các nguyên tắc của sinh học thần kinh phân tử, tế bào và y tế. Báo chí học thuật.
Ha, CE, & Bhagavan, NV (2011). Yếu tố sinh hóa y học cần thiết: với các ca lâm sàng. Báo chí Học thuật.
Litwack, G. (2017). Hóa sinh của con người. Báo chí Học thuật.
Nelson, D., & Cox, M. Lehninger. (2000). Nguyên lý hóa sinh, 3.
Sargent, JR, Tocher, DR, & Bell, JG (2003). Các chất béo. Trong Dinh dưỡng cá (trang 181-257). Báo chí Học thuật.

LIPID: ĐẶC ĐIỂM, VÍ DỤ, CHỨC NĂNG, PHÂN LOẠI - SINH HỌC - 2024