Lipido
Lipidoj (greke λίπος, lipos, kiu signifas graso, aŭ grasoj) estas organikaj kombinaĵoj vaste disvastigitaj en naturo, kaj reprezentas unu el la kvar ĉefaj klasoj de organikaj kombinaĵoj kun biologia intereso, kune kun karbonhidratoj, proteinoj kaj nukleataj acidoj.
Lipidoj estas identigitaj surbaze de siaj komunaj solveblecaj ecoj: ili ne estas solveblaj en akvo (ili estas difinitaj kiel hidrofoba), dum ili estas solveblaj en organikaj solvantoj kiel etila acetato, duetila etero aŭ acetono, alkoholoj kaj hidrokarbonidoj. La nesolvebleco en akvo estas la analiza propraĵo uzata kiel bazo por la disiĝo de karbonhidratoj kaj proteinoj. El la struktura vidpunkto, lipidoj ĉefe konsistas je karbonaj kaj hidrogenaj atomoj kunigitaj inter ili per kovalentaj ligoj malforte polusaj (karakterizaĵo, kiu donas al ili la hidrofoban konduton) kaj simetrie aranĝitaj.
Tamen iuj lipidoj havas polusajn grupojn (ekz. La Fosfolipidoj) en limigita regiono de sia molekulo. Polusaj lipidoj havas fizik-kemiajn karakterizaĵojn apartajn al neŭtralaj (kaj do nepolusaj) lipidoj. Aparte, la polusaj lipidoj montras amfipatajn karakterizaĵojn (t. e., solvebleco kaj en akvo kaj en nepolusaj solvantoj) aŭ eĉ foje ili estas nesolveblaj en organikaj solvantoj kaj solveblaj en akvo.
Historio redakti
La lipido povas esti rigardataj kiel organikaj substancoj relative nesolveblaj en akvo, solveblaj en organikaj solvantoj (alkoholo, etero, ktp.) efektive aŭ potence rilataj al la grasaj acidoj kaj uzataj de la vivantaj ĉeloj.
En 1815, Henri Braconnot klasifikis lipidojn (graisses) en du kategoriojn, suifs (solidaj grasoj aŭ sebo) kaj huiles (fluidaj oleoj). En 1823, Michel Eugène Chevreul disvolvis pli detalan klasifikon, inkluzivante oleojn, grasojn, sebojn, vaksojn, rezinojn, balzamojn kaj volatilajn oleojn (aŭ esencajn oleojn).
La unua sinteza triglicerido estis raportita de Théophile-Jules Pelouze, en 1844, kiam li produktis la “tributirinon” traktante buteratan acidon kun glicerino en ĉeesto de koncentrita sulfata acido. Plurajn jarojn poste Marcellin Berthelot, unu el la lernantoj de Pelouze, sintezis “tristearinon” kaj “tripalmitinon” per reakcio de la analogaj grasaj acidoj kun glicerino en ĉeesto de gasa hidrogena klorido ĉe alta temperaturo.
En 1827, William Prout (1785-1850) agnoskis la grason ("oleajn nutraĵojn"), kune kun proteinojn ("albumino") kaj karbonhidratojn ("saĥarino"), kiel gravajn nutraĵojn por homoj kaj bestoj.
Dum unu jarcento, kemiistoj rigardis "grasojn" kiel nur simplajn lipidojn el grasacidoj kaj glicerino (gliceridoj), sed novaj formoj estis priskribitaj poste. En 1847, Theodore Gobley (1811-1876) malkovris la fosfolipidojn en la mamulaj cerboj kaj kokinaj ovoj, nomata de li kiel lecitinoj. Ludwig Thudichum (1829-1901) malkovris en homa cerbo iujn fosfolipidojn ("cefalinon"), glikolipidojn (cerebrosidon) kaj sfingolipidojn (sfingomielinon).
La terminoj lipoido, lipino, lipide kaj lipido estis uzataj kun diversaj signifoj de aŭtoro al aŭtoro. En 1912, Rosenbloom kaj Gies proponis anstataŭigi "lipoidon" per "lipino". En 1920, Bloor enkondukis novan klasifikon por "lipoidoj": simplaj lipoidoj (grasoj kaj vaksoj), kunmetitaj lipoidoj (fosfolipoidoj kaj glikolipoidoj), kaj la derivitaj lipoidoj (grasacidoj, alkoholoj, steroloj).
La vorto lipido, kiu devenas etimologie el la greka λίπος, lipos “graso”, estis enkondukita en 1923 de la franca farmakologo "Gabriel Bertrand" (1867-1962). Bertrand inkluzivis en la koncepto ne nur la tradiciajn grasojn (gliceridojn), sed ankaŭ la "lipoidojn", kun kompleksa konstitucio.
Kvankam la vorto lipido estis unuanime aprobita de la internacia komisiono de la “Société de Chimie Biologique” dum la plenkunsido la 3-an de julio 1923. La vorto lipide poste angliĝis kiel “lipido” pro sia elparolo (“lɪpɪd”). En la franca, la sufikso -ide, el la malnovgreka -ίδης (kun la signifo 'filo de' aŭ 'posteulo de'), estas ĉiam prononcata (ɪd).
En 1947, T. P. Hilditch dividis lipidojn en "simplajn lipidojn", kun grasoj kaj vaksoj (veraj vaksoj, steroloj, alkoholoj).
Proprecoj redakti
La lipidoj estas ĝenerale senkoloraj, oleaj al la tuŝo, ne tre konsistemaj, havas pli malaltan densecon ol akvo, en kiu ili estas nesolveblaj sed emulsieblaj. Ili estas malmulte solveblaj en etanolo kiam malvarmaj, sed solveblaj kiam varmaj.
Ili estas solveblaj en karbona dusulfido, kloroformo, duetila etero, acetono, benzeno, benzino kaj aliaj organikaj solvantoj. Ili lasas grasajn, diafanajn makulojn sur papero, kiuj ne malaperas kun varmo. Ili ne distileblas hejte aŭ per malalta premo kaj malkombiniĝas hejte.
Ĉar la grasoj estas uzataj en la fritado-procezo kaj poste preparataj en malfermaj ujoj ĉe alta temperaturo (180 - 200 °C), estas rekta kontakto kun la aero. Ĉi tiuj kondiĉoj donas fizikokemiajn ŝanĝojn en oleoj (kiel termo-oksidado kaj ranceco), iuj el kiuj rimarkiĝas per la malheliĝo de la grasoj, la pliigo de viskozeco, la formado de ŝaŭmo kaj la produktado de fumo.
Ĉi tiuj transformoj influas la guston, kiun fritado donas al frititaj produktoj, malfaciligante la akcepteblon de la produktoj, sed ili ankaŭ produktas toksajn efikojn kiel gastro-intesta irito, enzimo-inhibicio, vitamino-detruado kaj karcinomogenezo, kiam okazas la kontinua kaj longedaŭra ingestado de kemie ŝanĝitaj rancigitaj produktoj.
Trigliceridoj redakti
Trigliceridoj aŭ triacil-glicerinoj estas triesteroj de longĉenaj grasacidoj kun glicerolo (ankaŭ nomata glicerino); ili estas la plej simplaj lipidoj, sed ankaŭ la plej abundaj el natura origino, kaj konsistigas bestajn grasojn (solidajn) kaj vegetalajn oleojn (likvaĵojn). Ili ĉefe servas kiel deponejo por la energio produktita kaj stokita en bestoj en la nivelo de grasa histo (subkutana kaj viscera graso).
Triglicerido estas lipido konsistanta el glicerina molekulo al kiu estas ligitaj tri grasacidoj. Glicerino (1,2,3-propantriolo) estas alkoholo kun tri karbonatomoj, ĉiu kun hidroksila grupo, dum la grasa acido konsistas el karboksila grupo kaj hidrokarbona ĉeno. La tri grasacidoj estas kunigitaj al glicerina molekulo per esterigado, do per ligo inter la karboksila grupo de grasacidoj kaj la hidroksilaj grupoj de glicerino. Ofte la tri grasaj acidoj diferencas.
Grasaj acidoj estas la plej simplaj kaj ordinaraj lipidoj, kaj diferencas laŭ la longo de la karbona ĉeno kaj/aŭ la tipo de ligo inter la karbonaj atomoj, ligoj, kiuj ĉiuj povas esti simplaj, kaj tiam ni parolas pri saturitaj aŭ duoblaj grasaj acidoj, kaj ĉi-kaze ni parolas pri nesaturitaj grasaj acidoj (unusaturitaj se estas nur unu duobla ligo, plurinsaturitaj se alie). Pli ol 500 specoj de grasacidoj estis izolitaj de diversaj ĉeloj kaj histoj, kaj videblas, ke ili preskaŭ ĉiam havas paran nombron da karbonaj atomoj, kutime inter dudek kaj dekdu.
Esencaj grasaj acidoj estas plurinsaturitaj grasaj acidoj, kiuj ne povas sinteziĝi en la korpo. Ili apartenas al du ĉefaj kategorioj, bazitaj sur la pozicio de la unua duobla ligo: ω3 (αlinoleniko 18:3) kaj ω6 (linolejka acido 18:2). La arakidonata acido (20:4), sintezita el linolejka acido, estas la antaŭulo de "prostaglandinoj", tromboksanoj kaj leŭkotrienoj, tre gravaj kemiaj perantoj implikitaj en inflamo kaj plaka agregado. Dietoj altaj je saturitaj grasoj kondukas al aterosklerozo.
La nesaturitaj grasacidoj, kiam en la cis-konfiguracio, kreas angulon de la molekulo (flekseco). La solida aŭ likva stato de la grasoj, ĉe media temperaturo, dependas de la grado de nesaturiĝo (nombro de duoblaj ligoj) de la grasaj acidoj, kiuj konsistigas la trigliceridojn. La anguloj de la nesaturitaj grasoj malhelpas la molekulojn kompaktiĝi firme kaj solidiĝi ĉe media temperaturo. Ĉar oleoj havas pli grandan nombron da nesaturitaj grasaj acidoj, ilia fandiĝa temperaturo estas malalta kaj ili estas en likva stato.
La plejmulto el la vegetalaj grasoj konsistas je nesaturitaj oleoj, la nesaturitaj grasoj regas ĉe fiŝoj kaj la saturitaj ĉe teraj bestoj. Ĉe malvarmsangaj bestoj, kiel fiŝoj, la ĉeesto de nesaturitaj grasacidoj permesas al la grasoj konservi sian fluecon eĉ en ĉeesto de malaltaj temperaturoj.
Ĉar la temperaturo de la subhaŭta grasa histo estas pli influata de la ekstera temperaturo, eĉ mamuloj eksponitaj al aparte malvarmaj klimatoj, kiel fokoj, havas subhaŭtan grason riĉan je plurinsaturaj grasacidoj, kio permesas konservi la dikan supraĵan grasan mantelon en fluida kondiĉo, certigante ampleksan moviĝ-liberecon, kiu estus rifuzita, se la subhaŭta grasa histo estus tro rigida, pro la tropezo de saturitaj grasaj acidoj.
La duoblaj ligoj povas esti "atakataj" de la oksigeno en la aero kaj la oksidativa rompado de ĉi tiuj ligoj rezultigas la formadon de aldehidoj kaj acidoj de malalta molekula pezo, kun akra odoro, respondeca pri la ranceco de grasoj. La reakcio de duoblaj ligoj kun oksigeno kaŭzas la formadon de hidroperoksidoj, same kiel al la flanka interligo inter la ĉenoj de grasaj acidoj kaj ilia polimerigo.
La polimerigo, kaŭzata de la aero, ebligas uzi oleojn kun alta grado de nesaturiĝo (ekz. Linoleo) kiel sekigajn oleojn en la farba industrio de vestaĵoj. La duoblaj ligoj ĉeestantaj en plantaj oleoj povas esti reduktitaj al ununuraj ligoj per kataliza hidrogenado, por produkti solidajn vegetalajn grasojn, kiel margarino.
Komerca avantaĝo de hidrogenigo estas akiri pli longan storigan vivotempon (surbreta). Male, malavantaĝo de parta hidrogenado estas reprezentata de la trans izomerigo de iuj postrestantaj duoblaj ligoj, en procento de ĉirkaŭ 10-15%. Trans-ligitaj lipidoj pliigas kolesterolon kaj riskon de kardiovaskula malsano.
Biosintezo redakti
Ĉe bestoj, kiam ekzistas troa provizo de karbonhidrato en la dieto, la troo de karbohidrato transformiĝas en trigliceridojn. Ĉi tio implikas la sintezon de grasaj acidoj ekde la Acetila koenzimo A kaj la esterigo de la grasaj acidoj en la produktado de trigliceridoj, ia procezo nomita lipogenezo. Grasaj acidoj estas produktitaj per grasacidaj sintazoj, kiuj polimeriĝas kaj tiam reduktas la unuojn de Acetila koenzimo A.
La acilaj ĉenoj en la grasaj acidoj estas etenditaj per ciklo de reakcioj, kiuj aldonas la acetilan grupon, reduktas ĝin al alkoholo, senakvigas ĝin al alkena grupo kaj poste reduktas ĝin denove al alkana grupo. La enzimoj de grasacida biosintezo estas dividitaj en du grupojn, ĉe bestoj kaj fungoj, ĉiuj ĉi tiuj reakcioj de la grasaj acidaj sintazoj estas kreataj de unusola multifunkcia proteino dum en plantaj plastidoj kaj bakterioj apartaj enzimoj plenumas ĉiun paŝon en la vojo. La grasaj acidoj povas poste esti transformitaj al trigliceridoj, kiuj estas pakitaj en lipoproteinoj kaj sekreciataj de la hepato.
La sintezo de la nesaturitaj grasacidoj implikas en reakcion de malsaturigo, per kio duobla ligo estas enkondukita en la acila ĉeno de la grasacido. Ekzemple, ĉe homoj, la malsaturiĝo de steareata acido per stearoila-Koenzimo A-desaturazo-1 produktas olean acidon. La linolejka acido, kiu estas duoble nesaturita grasacido, same kiel la trioble nesaturita α-linolenika acido ne povas sinteziĝi en mamulaj histoj, kaj tial ili estas esencaj grasaj acidoj kaj devas esti akiritaj de la dieto.
La sintezo de trigliceridoj okazas en la endoplasma retikulo per metabolaj vojoj, en kiuj la acilaj grupoj de la grasaj acetila-Koenzimoj-A estas transdonitaj al la hidroksilaj grupoj de glicerino-3-fosfato kaj diacilglicerolo.
La terpenoj kaj izoprenoidoj, inkluzive de la karotenoidoj, estas faritaj per la asembleo kaj modifo de izoprenaj unuoj donacitaj de la reaktivaj antaŭuloj izopentenila pirofosfato kaj dumetil-alila pirofosfato. Ĉi tiuj antaŭuloj povas esti faritaj diversmaniere.
Ĉe bestoj kaj archaeoj, la mevalonata vojo produktas ĉi tiujn komponaĵojn ekde la acetil-Koenzimo-A, dum ĉe plantoj kaj bakterioj la ne-mevalonata vojo uzas piruvaton kaj gliceraldehidan 3-fosfaton kiel substratojn. Unu grava reakcio, kiu uzas ĉi tiujn aktivigitajn izoprenajn donantojn, estas la biosintezo de steroidojn. Ĉi tie, la izoprenaj unuoj estas kunigitaj por fari la skvalenon kaj poste kunfalditaj kaj formitaj en aron da ringoj por krei lanosterolon. Tiam a lanosterolo povas esti konvertita en aliajn steroidojn kiel la kolesterolon kaj ergosterolon.
Vidu ankaŭ redakti
