Основно съдържание
Липиди
Преговор на липиди, обхващащ мазнини и масла, наситени и ненаситени мазнини, триглицериди (триацилглицероли), фосфолипиди и стероиди.
Въведение
Понякога говорим за мазнините, сякаш са супертоксични вещества, желаещи хранителното ни унищожение. Всъщност мазнините са елегантни малки молекули, всяка една изградена от три дълги въглеводородни опашки, прикрепени към малка, подобна на закачалка, молекула, наречена глицерол. Както другите големи биологични молекули, те играят жизненоважни роли в биологичните процеси в организмите на хората и други организми. (Освен това много скорошни хранителни проучвания отбелязват, че захарта причинява много повече здравословни проблеми от мазнините!)
Мазнините са просто един вид липиди, категория молекули, обединени от неспособността си да се смесват добре с вода. Липидите по принцип са хидрофобни, неполярни и изградени предимно от въглеводородни вериги, въпреки че има някои различия, както ще проучим по-долу. Различните разновидности на липидите имат различни структури и съответно различни роли в организмите. Например липидите съхраняват енергия, предоставят изолация, изграждат клетъчните мембрани, образуват отблъскващите вода слоеве на листата и представляват градивни единици за хормони като тестостерон.
Тук ще разгледаме по-подробно някои от най-важните видове липиди, включително мазнини и масла, восъци, фосфолипиди и стероиди.
Мазнини и масла
Една молекула мазнина се състои от два вида части: гръбнак от глицерол и три опашки от мастни киселини. Глицеролът е малка органична молекула с три хидроксилни (ОН) групи, докато една мастна киселина се състои от дълга въглеводородна верига, свързана с една карбоксилна група. Една типична мастна киселина се състои от 12-18 въглеродни атоми, въпреки че някои може да имат само 4 или цели 36.
За да изградят една молекула мазнина, хидроксилните групи на гръбнака глицерол реагират с карбоксилните групи на мастните киселини в реакция на дехидратационен синтез. Така се получава една молекула мазнина с три опашки от мастни киселини, свързани с гръбнака глицерол чрез естерни връзки (връзки, съдържащи един кислороден атом до една карбонилна група, или С=О група). Триглицеридите може да съдържат три опашки от еднакви мастни киселини или три опашки от различни мастни киселини (с различни дължини или модели от двойни връзки).
Мастните молекули се наричат още триацилглицероли, или в кръвните изследвания, направени от твоя лекар, триглицериди. В човешкото тяло триглицеридите се съхраняват предимно в специализирани мастни клетки, наречени адипоцити, които изграждат тъкан, известна като мастна тъкан
Наситени и ненаситени мастни киселини
Както е показано в примера по-горе, трите опашки мастни киселини на триглицерида не е задължително да са еднакви. Веригите мастни киселини може да се различават по дължина, както и по степента си на ненаситеност.
- Ако има само единични връзки между съседни въглеродни атоми в една въглеводородна верига, мастната киселина се нарича наситена. (Това, с което мастните киселини са наситени, е водород; в една наситена мазнина възможно най-много водородни атоми са свързани с гръбнака от въглерод.)
- Когато във въглеводородната верига има двойна връзка, мастната киселина се нарича ненаситена, тъй като сега има по-малко водородни атоми. Ако има само една двойна връзка в една мастна киселина, тя е мононенаситена, докато ако има множество двойни връзки, тя е полиненаситена.
Двойните връзки в ненаситените мастни киселини, както и други видове двойни връзки, могат да съществуват в цис или в транс конфигурация. В цис конфигурацията двата водородни атома, свързани с връзката, са от една и съща страна, докато в транс конфигурацията те са от противоположни страни (виж по-долу). Една цис двойна връзка генерира извивка или огъната част в мастната киселина, характеристика, която има важни последици за поведението на мазнините.
Опашките на наситените мастни киселини са прави, така че мастните молекули с напълно наситени опашки могат да се скупчат близо една до друга. Това силно скупчване е причина тези мазнини да са твърди на стайна температура (имат сравнително висока точка на топене). Например по-голямата част от мазнините в кравето масло са наситени мазнини
За разлика от това, опашките на цис-ненаситените мастни киселини са извити поради наличието на двойната цис връзка. Това затруднява мастните молекули с една или повече опашки от цис-ненаситени мастни киселини да се скупчат близо една до друга. Затова мазнините с ненаситени опашки по принцип са течни на стайна температура (имат сравнително ниска точка на топене) – те са това, което често наричаме масла. Например зехтинът съдържа предимно ненаситени мазнини
Транс мазнини
Може би ти прави впечатление, че изпуснах нещо: не казах нищо за ненаситените мазнини с транс двойни връзки в опашките им от мастни киселини, или т.нар. транс мазнини. Транс мазнините се срещат рядко в природата, но се получават лесно в индустриалния процес, наречен частична хидрогенация.
В този процес през маслата (изградени предимно от цис-ненаситени мазнини) се пропуска газообразен водород, при което част, но не всички двойни връзки се превръщат в единични връзки. Целта на частичната хидрогенация е да се дадат на маслата някои от желаните свойства на наситените мазнини като твърдо състояние при стайна температура. Но непредвидено последствие е, че някои от цис двойните връзки променят конфигурацията си и стават транс двойни връзки
Частичната хидрогенация и транс мазнините може да изглеждат добър начин да получим подобни на масло продукти на цени, близки до тези на олиото. За нещастие се оказва, че транс мазнините имат много отрицателни ефекти върху човешкото здраве. Поради силната връзка между транс мазнините и сърдечно-съдовите заболявания, Агенцията за храните и лекарствата на САЩ (FDA) забрани транс мазнините и даде тригодишен срок на компаниите да премахнат транс мазнините от продуктите си
Омега мастни киселини
Друг клас мастни киселини, които заслужават да бъдат споменати, включват омега-3 и омега-6 мастни киселини. Има различни видове омега-3 и омега-6 мастни киселини, но всички те са изградени от две основни прекурсорни форми: алфа-линоленова киселина (ALA) за омега-3 и линолова киселина (LA) за омега-6 мазнините.
Човешкото тяло има нужда от тези молекули (и техните производни), но не може да синтезира ALA или LA самостоятелно
Омега-3 и омега-6 мастните киселини имат поне две цис-ненаситени връзки, което им дава извита форма. ALA, показана по-долу, е доста извита, но не е най-екстремният пример – DHA, една омега-3 мастна киселина, изградена от ALA чрез образуването на допълнителни двойни връзки, има шест цис-ненаситени връзки и е извита почти в кръг!
Омега-3 и омега-6 мастните киселини имат редица различни функции в организма. Те са предшественици (изходни материали) за синтеза на редица важни сигнални молекули, включително такива, които регулират възпалението и настроението. В частност омега-3 мастните киселини могат да намалят риска от внезапна смърт, дължаща се на сърдечен удар, да намалят триглицеридите в кръвта, да понижат кръвното налягане и да предотвратят образуването на кръвни съсиреци.
Роля на мазнините
Мазнините са получили много лоша слава и е вярно, че яденето на големи количества пържени храни и други "мазни" храни може да доведе до натрупване на тегло и да причини здравословни проблеми. Но мазнините са жизненоважни за тялото и имат много важни функции.
Например много витамини са мастноразтворими, което означава, че трябва да бъдат свързани с мастни молекули, за да бъдат ефективно абсорбирани от тялото. Мазнините също предоставят ефикасен начин за съхраняване на енергия през дълги периоди, понеже съдържат два пъти повече енергия на грам от въглехидратите и, в допълнение, предоставят изолация на тялото.
Както всички други биологични молекули, в правилни количества мазнините са необходими за поддържане на правилната функция на тялото ти (и телата на други организми).
Восъци
Восъците са друга биологично важна категория липиди. Восък покрива крилата на някои водни птици и повърхността на листата на някои растения, където неговите хидрофобни (отблъскващи водата) свойства не позволяват на водата да се задържи за повърхността или да се просмуче през нея. Затова водата се стича от листата на много растения и затова птиците не биват напълно измокрени, когато вали.
Восъците обикновено съдържат дълги вериги мастни киселини, свързани с алкохоли чрез естерни връзки, въпреки че восъците, произведени от растенията, често съдържат и обикновени въглеводороди
Фосфолипиди
Какво не позволява на воднистата течност (цитозол) в клетките ти да се разлее навън? Клетките са оградени от структура, наречена плазмена мембрана, която служи като бариера между вътрешността на клетката и средата около нея.
Специална група липиди, наречени фосфолипиди, са главните компоненти на плазмената мембрана. Подобно на мазнините, те обикновено са съставени от вериги мастни киселини, свързани с гръбнак от глицерол. Вместо да имат три опашки мастни киселини, фосфолипидите по принцип имат само две, а третия въглерод на гръбнака от глицерол е свързан с модифицирана фосфатна група. Различните фосфолипиди имат различни модификации на фосфатната група, като често срещани примери са холин (съединение, съдържащо азот) и серин (аминокиселина). Различните модификации дават на фосфолипидите различни свойства и роли в една клетка.
Един фосфолипид е амфипатична молекула, което означава, че има хидрофобна част и хидрофилна част. Веригите мастни киселини са хидрофобни и не взаимодействат с вода, докато групата, съдържаща фосфат, е хидрофилна (заради заряда си) и взаимодейства лесно с вода. В една мембрана фосфолипидите са подредени в структура, наречена двуслойна, с техните фосфатни глави изправени пред водата и техните опашки насочени към вътрешността (по-горе). Тази организация не позволява на хидрофобните опашки да влязат в контакт с водата, което я прави ниско енергийна, стабилна подредба.
Ако една капка фосфолипиди бъде поставена във вода, тя може спонтанно да образува сферична структура, позната като мицел, в която хидрофилната фосфатна глава е насочена към външната част, а мастните киселини са насочени към вътрешната част на структурата. Образуването на мицел е енергийно благоприятно, понеже отделя хидрофобните опашки мастни киселини, позволявайки вместо това на хидрофилната глава на фосфатната група да взаимодейства с околната вода
Стероиди
Стероидите са друг клас липидни молекули, които могат да бъдат идентифицирани по структурата си от четири слети пръстена. Въпреки че не приличат структурно на другите молекули, стероидите са включени в категорията на липидите, понеже също са хидрофобни и неразтворими във вода. Всички стероиди имат четири свързани въглеродни пръстена и някои от тях, като холестерола, също имат къса опашка. Много стероиди също така имат -ОН функционална група, свързана на определено място, както е показано за холестерола по-долу; такива стероиди са класифицирани и като алкохоли и, следователно, са наречени стероли.
Холестеролът, най-често срещаният стероид, основно се синтезира в черния дроб и е прекурсор на много стероидни хормони. Те включват половите хормони тестостерон и естрадиол, които се секретират от половите жлези (тестиси и яйчници). Холестеролът също служи като начален материал за други важни молекули в тялото, включително витамин Д и жлъчни киселини, които подпомагат смилането и абсорбцията на мазнини от хранителни източници. Той също е ключов компонент на клетъчните мембрани, променяйки тяхната течливост и динамиката им.
Разбира се, холестеролът също се намира в кръвообращението и нивата на холестерол в кръвта са това, за което често чуваме в лекарския кабинет или в новините. Холестеролът в кръвта може да има и защитни ефекти (в своята форма с висока плътност HDL) и отрицателни ефекти (в своята форма с ниска плътност LDL) върху здравето на сърцето и съдовете.
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.