لیپید چیست؟

علاوه بر اهميت فيزيولوژيک , شناخت بيوشيميايی ليپيدها برای درک بسياری از مسائل رايج پزشکی نظير: تاثير داروها, چاقی و آترواسکلروزيس مهم می باشد.چاقی بيش ازحد نوعی بيماری است که خود زمينه ساز اختلالات ديگری نظير ديابت و آترواسکلروزيس بعنوان معمول ترين علت مرگ و مير درجوامع مختلف بشری می باشد.اختلالات متابوليسم ليپيدها, بخصوص کلسترول و ليپوپروتئينها, بعنوان عامل اصلی در ايجاد آترواسکلروز و بيماری های قلبی-عروقی مطرح هستند.

انواع لپیدها

لپید ها را میتوان به دو دسته ساده و مرکب تقسیم بندی کرد .

لیپیدهای ساده : این لیپید ها از یک الکی معمولا گلیسرول و آسیل گیلیسرول ها ساخته می شوند . لازم به ذکر است که اسیل گلیسرول و گلیسیرید هم معنی هستند .

چربی ها (simple esters) شامل چربی ها هستند (تری گلیسیرید : شامل یک گلیسرول + 3 اسید چرب ) .

موم ها (waxes) (یک الکل چرب + یک اسید چرب ) . در این حالت الکل منوهیدریک با وزن مولکولی بالا است .

استر ها (sterol esters) (یک استرول + یک اسید چرب ) .

لیپید های مرکب

فسفولیپیدها

فسفولیپدها مهم ترین ترکیبات لیپیدی در غشا سلول ها هستند . این لیپیدها دارای گستردگی زیادی هستند و در بسیاری از بافت ها مورد استفاده قرار می گیرند . برای نمونه : مشتقات لیسیتین در سورفاکتانت کیسه های هوا ، فسفاتیدیل اتانیل امین (سفالین) و فسفاتیدیل کولین (لیسیتین ) در غشای سلولها و...

اسفنگولیپید

در اسفنگولیپید گلیسرول و اسید چرب جای خود را به اسفنگوزین میدهد . گلیکولیپیدها (یک اسفنگوزین + یک اسید چرب + قند) جز مهمی از این دسته هستند . گانگیلوزید ها (یک اسفنگوزین + یک اسید چرب + قندهای گوناگون چندتایی + نورامینیک اسید ) هم جز این دسته هستند . نحوه اتصال لیپیدهای هیدرولیز کننده با پیوند استری است .

لیپیدهای غیر هیدرولیز کننده

الکل های لیپیدی ( آلکانها بلند زنجیر + حلقه استرولی مانند کلسترول + استروئید مانند استرادیول و تستسترون) و هیدروکربنها (آلکان ها و کاروتنوئید ) جز این دسته هستند . مهمترین اسیدها در بین لیپیدها اسید های چرب هستند . ایکوزونائیدها هم جز این دسته محسوب میشوند .

در بالای خلاصه ای از انواع لیپیدها را برسی کردیم هر چند که برسی بیشتر و دسته بندی بهتر آنها به وقت زیادی لازم دارد . در ادامه تیتر وار نقشهای بیولوژیکی لیپیدها را برسی میکنیم .

نقش لیپیدها :

تامین انرژی مواد مغذی و صرفی سلولها عایق اعمال ویژه ( عکس پایین ) شرکت در ساختمان غشايی: فسفوليپيدها, گليکوليپيدها و کلسترول پاسخ های بيولوژيکی: هورمونهاي استروئيدي و لكوترينها و لیپوکسین ها تنفس : فسفاتيديل كولين (تنفس ريوی) و يوبي كينون (تنفس سلولی) ويتامين ها: ويتامين هاي D, E, A, K پيامبر دوم: اينوزيتول تری فسفات (PIP2) هضم و جذب ليپيدها: اسِيدهای صفراوی

به علت مهم بودن استروئیدها در این قسمت در مورد این لیپیدها صحبت خواهیم کرد . سه دسته مهم استروئیدها استرول ، اسید صفرا و هورمونهای استروئیدی هستند .

استرول

استرولها ، الکلهای استروئیدی هستند که در رینگ B (بین کربن ۵ و ۶)دارای پیوند دوگانه مانند شاخه های جانبی هستند . همچنین در کربن شماره 3 (C-3) دارای یک مولکول هیدروکسیل در حالت بتا هستند . مهمترین استرول در جانوران ، کلسترول است . مولکول های شبه استرولی در ساختمان گیاهان و میکروارگانیسم ها هم وجود دارد اما از نظر ساختمانی بسیار متغیر از کلسترول هستند . مانند : ارگسترول (ergosterol) ، بتا سیتسترول (b-sitosterol) و استیگماسترول (stigmasterol) و یا فیتواسترول

در ساختمان تمام بافتهای انسان ، به ویژه اعصاب کلسترول وجود دارد . کلسترول یکی از مهمترین واحدهای سازنده غشای سلولی است و تنظیم کننده میزان سیال بودن غشا است . حالت ذخیره و انتقالی کلسترول همراه استر و اسیدهای چرب است . در لیپو پروتئین ها ، کلسترول و اسید های چرب استری با سایر لیپیدها شرکت میکنند . کلسترول مهمترین ماده سازنده صفرا است و بنابراین در بسیاری از سنگ های صفراوی میتواند حضور داشته باشد . لیپوپروئین با کلسترول زیاد یا همان LDL ، در بیماری تصلب شرایین (arteriosclerosis) بسیار مهم هستند چون زمانی که غلظت پلاسمایی کلسترول بالا باشد ، دیواره رگ ها تغیر میکنند . این نکته در رژیم های غذایی مهم است چون مواد گیاهی دارای سطح پاینی از کلسترول هستند در حالی که مواد غیر گیاهی غنی از کلسترول هستند به ویژه : گوشت ، زرده تخم مرغ ، کره ، مغز و کبد گوسفند ..

هضم و انتقال لیپیدها

اکسیداسیون زنجیره بلند اسید های چرب به استیل کوآ یک مسیر تامین انرژی در بسیاری از بافتها و میکروارگانیسم ها به شمار می آید .برای نمونه قلب و کبد در پستانداران . طوری که 80 درصد انرژی را برای بافت تامین میکند . موقع عبور اسید های چرب از زنجیره تنفسی ، الکترونها از اسید های چرب (توسط اکسیداسیون ) جدا میشوند . استیل کوآ تولید شده ممکن است به طور کامل به Co2 در چرخه اسید سیتریک اکسیده شود . و باعث تولید انرژی در ادامه مسیر شود . در بعضی از گونه ها و بعضی از بافت ها ، استیل کوآ یک محصول فرعی متابولیسم است . در کبد استیل کوآ به کتون بادی ها تبدیل میشود و این مواد محلول در آب به ویژه زمانی که گلوکوز کم باشد و یا به علت دیابت بدن نمی تواند از گلوکز استفاده کند به سوی مغز و یا سایر ارگانها به عنوان ماده تغذیه کننده فرستاده میشود . تبدیل اسیدهای چرب به استیل کوآ را بتا اکسیداسیون می گویند .

زنجیره طویل اسید های چرب از هیدرو کربنها ساخته شده است . با کاهش چربی ها 38 kJ/g انرژی تولید میود که دو برابر انرژی حاصل از اکسیداسیون کربوهیدراتها و یا پروتئین ها است .این انرژی بیشتر به علت غیر محلول بودن اسید های چرب در آب است . تری گلیسیرید ها ( سه اسید چرب + یک الکل گلیسرول ) مانند یک قطره چربی در کنار هم قرار میگیرند و باعث میشوند که اسمولالیته سیتوپلاسم افزایش نیابد و غیر قابل حل باشند . (همانطور که میدانید اسمولالیته به تعداد ذرات سازنده در محلول بستگی دارد ). از انجا که بین مولکولهای تری گلیسیرید ها پیوندهای سستی بر قرار است ، تری گلیسیرید ها به راحتی در درون سلول در مقادیر بسیار زیاد کنار هم جمع میشوند بدون آنکه با دیگر واحد های سلولی تداخل شیمیایی داشته باشد . این ویژگی ها تری گلیسیرید را کاندیدای مناسبی برای ترکیب ذخیره ای در داخل سلول می کند. اما مشکل تری گلیسیریدها در حالت تغذیه ای انها بروز میکند . یعنی همانطور که گفتیم آنها غیر محلول در اب هستند . از انجا که انزیم های روده ای بر روی موادی اثر میکنند که در اب حل شده باشند بنابراین باید این تری گلیسیرید ها به حالت امولیسیون در ایند و سپس در روده ها جذب خون شده و برای ذخیره و یا استفاده در بدن به پروتئین ها متصل شود تا بتواند در آب حل شود . برای غلبه بر پیوندهای کربن – کربن در یک اسید های چرب ، کربن شماره یک با اتصال به کوآنزیم A فعال میشود . در هر مرحله 2 کربن از مولکول اسید چرب جدا میشود و این روند از انتهای کربوکسیل مولکول اغاز می گردد . محل برش زنجیره بین اتم های کربن آلفا 2 و بتا 3 است به همین دلیل این روند بتا اکسیداسیون نام دارد .

مراحل شیمیایی اکسایش اسید های چرب در میتو کندری

اکسیداسیون اسید های چرب در سه مرحله کلی انجام می شود که باعث تولید CO2 و H2O میشود

1 ) اکسیده شدن زنجیره بلند اسید چرب به دو قسمت کربن دار – در شکل استیل کوآ (بتا اکسیداسیون )

2 ) اکسیداسیون استیل کوآ به CO2 در چرخه اسید سیتریک

3) انتقال الکترونها به زنجیره تنفسی

سلولها اسید های چرب مورد نیاز خود را از سه منبع میتوانند تامین کنند :

1) چربی های موجود در مواد غذایی

2) قطرات ذخیره شده چربی در سلولها

3) چربی های تولید شده در یک ارگان خاص برای انتقال به سایر بافت ها

بعضی از گونه ها از هر سه روش با شیوه های مختلف استفاده میکنند ولی بعضی از یک یا دو نوع منبع استفاده می کنند . در حدود 40 درصد انرژی روزانه مورد نیاز افراد در کشور های صنعتی از تری گلیسیرید ها تامین می شود . تری گلیسیرد ها حدود نصف انرژی بعضی از ارگان ها را تامین میکند مانند : کبد ، قلب و ماهیچه های اسکلتی

چربی های در روده باریک جذب خون می شوند

در مهره گان ، قبل از جذب تری گلیسیریدها باید این مولکولها به حالت امولیسیون در ایند تا قابلیت محلول در آب باشند . این کار توسط نمک های صفراوی انجام میشود مانند :اسید تائوروکولیک که همانطور که در قسمت های قبلی هم اشاره شد از کلسترول ساخته می شود و در کیسه صفرا ذخیره می شود و بعد از ورود اسید های چرب به روده کوچک ، آزاد می شوند . نمک های صفراوی ترکیبات آمفی پاتیک هستند و دترجنت بیولوژیکی . بعد از عمل نمک های صفراوی آنزیم لیپاز ( هیدرولاز ها )تری گلیسیرید ها را به مونو گلیسیرید و دی گلیسیرید و اسید های چرب آزاد و گلیسرول تبدیل می کند و این مولکولها به سلول های اپی تلیال روده کوچک نشت می کنند و دوباره به تری گلیسیرید ها تبدیل می شوند و با کلسترول و یک نوع از لیپوپروتئین به نام شیلو میکرون (chylomicrons) تبدیل ساختار کروی را می دهند . آپولیپوپروتئین(Apolipoproteins) ، لیپیدهای متصل به پروتئینها در خون هستند . وظیفه انها انتقال تری گلیسیرید ، فسفولیپید ، کلسترول و استرهای کلسترولی در بین بافت ها است . آپولیپوپروتئین با لیپید های گوناگونی ترکیب می شوند و لیپوپروتئین های گوناگون و ویژه ای را ایجاد می کنند که به صورت ساختمان کروی هستند و لیپیدهای آب گریز (drophobic) در هسته و پروتئین ها که زنجیره های جانبی هستند در سطح کره قرار می گیرند . ترکیب متفاوت لیپید و پروتئین باعث تولید ترکیبات خاص با غلظت های گوناگون می کند . شیلو میکرون ، very low density lipoproteins (VLDL) و very-high-densit ipoproteins (VHDL) از این مولوکول ها هستند که در اولتراسانتریفیوژ از هم جدا میشوند . در برابر ساختمان و عمل این مولکولهادر ادامه پست ها بحث خواهیم کرد . لیپوپروتئین ها با رسپتور های سطحی خود شناخته میشوند . لیپید ها در روده به شیلومیکرون ها متصل می شوند که دارای آپولیپوپروتئین C-II (apoC-II), است . بعد شیلومیکرونها از موکوس روده به طرف لنف زه کشی می شوند و از آنجا وارد خون می شوند . خون شیلومیکرون ها را به بافتهای ذخیره ای و ماهیچه ها انتقال میدهد . در داخل مویرگ های بافت های یاد شده ، آنزیم خارج سلولی لیپوپروتئین لیپاز ، با apoC-II سطح شیلومیکرون فعال شده و تری گلیسیرد ها را به اسید های چرب و گلیسرول هیدرولیز میکند . در ماهیچه ها اسید های چرب برای تولید انرژی اکسید می شوند . در بافتهای ذخیره ای ،اسید های چرب و گلیسرول دوباره استرفیه شده و به صورت تری گلیسیرید ذخیره می شود . در باقی مانده شیلومیکرون ها (در اصطلاح ریمنت - remnants) ، تری گلیسیرد ها وجود ندارند ولی هنوز کلسترول و آپولیپوپروتئین در ساختما آن شرکت دارد . این رمنت ها از طریق خون وارد کبد می شوند . با اندوسیتوز جذب می شوند.

در کبد رمنت ها در دو مسیر قرار می گیرند :

1) باعث تولید کتون بادی می شوند که در بالا هم به آنها اشاره شد .

2)با اکسید شدن ، تولید انرژی میکنند

زمانی که وعده غذایی دارای مقدار اسید های چرب زیادی است ،کبد آنها را به تری گلیسیردها تبدیل میکند برای این کار تری گلیسیردهابا لیپوپروتئینهایی به نام VLDLs بسته بندی میشوند . VLDLs به طرف بافتهای ذخیره ای حرکت میکند و تری گلییسریدها وارد سلولهای بافت ذخیره ای میشود و به صورت قطرات چربی ذخیره میشوند .

لیپید چیست؟

مطالب مشابه :

دترجنت ها یا مواد شوینده

لاندری 1

لیپید چیست؟

دترژنت ها

شامپو چیست ؟

رزین­های XAD

استريليزاسيون چيست؟

برخی از نکات و دستور العمل هایی که در اتاق عمل و بیمارستان باید بدانید

الکتروفورز دو بعدی چیست ؟

رزینهای XAD