لیپید ها

لیپیدها، دسته ای از مولکول های زیستی هستند که به شکل پلی مر نیستند. ترکیباتی با نام لیپیدها در کنار یکدیگر گروه بندی می شوند که دارای یک ویژگی مهم مشترک می باشند: آنها آب دوست نیستند و یا تمایل کمی به آب دارند. رفتار آب گریزی لیپیدها بر پایه ساختار مولکولی آنها است. اگرچه لیپیدها دارای پیوندهای قطبی در رابطه با اکسیژن هستند ولی بیشتر از هیدروکربن ها ساخته شده اند. (هیدروژن و کربن دارای پیوند غیرقطبی می باشند و پیوند های غیرقطبی آب گریز هستند و یا تمایل کمی به آب دارند.) در این مطلب بر روی انواع مهم تر لیپید های زیستی متمرکز می شویم: چربی ها، فسفولیپیدها و استروئیدها.

چربی ها

لیپید ها پلی مر نیستند، اما مولکول  های بزرگی هستند که از ترکیب مولکول های کوچک تر در واکنش آب دهی ساخته می شوند. یک چربی، از دو نوع مولکول گلیسرول و اسیدهای چرب ساخته شده است. شکل (1)

گلیسرول، الکلی با سه اتم کربن است که هرکدام از این سه اتم کربن دارای گروه هیدروکسیل (OH) هستند. یک اسید چرب دارای اسکلت کربنی بلندی با 16 تا 18 اتم کربن است. در پایان هر اسید چرب یک گروه هیدروکسیل وجود دارد. گروه کربوکسیل، بخش عملکردی اسید چرب و عامل نام گذاری این اسید ها می باشد. یک بخش هیدروکربنی بلند که به گروه کربوکسیل متصل شده است. پیوند های C-H غیرقطبی، در زنجیره های هیدروکربنی اسیدهای چرب، دلیلی بر آب گریز بودن چربی ها می باشد.

در ساخته شدن یک چربی، سه اسید چرب با پیوند استری به یک مولکول گلیسرول متصل می شوند. پیوند استری، پیوند بین گروه هیدروکسیل و گروه کربوکسیل است. چربی حاصل را یک تری اسیل گلیسرول می  نامند که از سه اسید چرب پیوند شده به یک مولکول گلیسرول ساخته شده است. (شکل1)

اسیدهای چرب از لحاظ اندازه، تعداد و محل پیوندهای دوگانه (پیوند دوگانه در شیمی، یک پیوند شیمیایی میان دو عنصر است که در آن بجای آنکه یک جفت الکترون درگیر پیوند شوند، دو جفت الکترون در پیوند شرکت می‌کنند. پیوند دوگانه در میان اتم‌های کربن به فراوانی دیده می‌شود) متفاوتند. واژه چربی های اشباع و چربی های غیر اشباع به طور رایج در علم تغذیه به کار می رود. این واژه ها به ساختار زنجیره های هیدروکربنی اسیدهای چرب اشاره دارد. اگر هیچ پیوند دوگانه ای بین اسید چرب نباشد، آنگاه حداکثر اتم های هیدروژن قادر به پیوند با اسکلت کربنی هستند. چنین ساختاری با هیدروژن اشباع می گردد، به گونه ای که اسید چرب حاصل را یک اسید چرب اشباع می نامند. یک اسید چرب غیر اشباع دارای یک یا چند پیوند دوگانه است که با حذف هیدروژن از اسکلت کربنی ایجاد می شوند. اسید چرب غیر اشباع در زنجیره کربنی خود خمیدگی خواهد داشت. (شکل2)

چربی ساخته شده از اسیدهای چرب اشباع را چربی اشباع می گویند. بیشتر چربی های جانوری از نوع اشباع شده هستند. زنجیره های هیدروکربنی اسیدهای چرب در این مولکول ها، یا همان دنباله های مولکول های چربی، بدون پیوندهای دوگانه هستند و این مولکول ها می توانند درکنار یکدیگر به صورت پهلو به پهلو قرار گیرند. چربی های جانوری اشباع همچون کره و پیه در دمای اتاق جامد هستند. برعکس آنها، چربی های گیاهان و ماهی ها عموما غیراشباع ساخته شده اند. این چربی ها معمولا در دمای اتاق روان هستند و به آنها روغن گفته می شود. مانند روغن زیتون و روغن ماهی. رژیم غذایی غنی از چربی اشباع شدع، یکی از عوامل موثر در ابتلا به بیماری های قلبی و رگ ها به نام آترواسکلروزیس (سخت شدن رگ ها) است.در چنین شرایطی، پلاک هایی بر روی دیواره های رگ ها خونی ایجاد می گردد که سبب توزدگی و برآمدگی به سوی درون این رگ ها شده و گردش خون این رگ ها را کند کرده و خاصیت ارتجاعی رگ ها را کاهش می دهد.

شاید برای شما عجیب باشد که چربی ها چه کاربردهای سودمندی دارند. عمل اصلی چربی ها مانند مولکول های بنزین هستند و غنی از انرژی می باشند. یک گرم چربی بیش از دوبرابر یک گرم پلی ساکارید (کربوهیدرات ها)، مانند نشاسته انرژی در خودش دارد. بافت چربی علاوه  بر ذخیره کردن انرژی از اندام هایی همچون کلیه محافظت می کند و یک لایه چربی در زیرپوست، بدن را عایق بندی می کند.

فسفولیپیدها

یک فسفولیپید مانند چربی است، با این تفاوت که در آن به جای سه اسیدچرب، دو اسیدچرب به یک مولکول گلیسرول پیوند شده اند. گروه هیدروکسیل سوم به فسفات (یک اتم فسفر به چهار اتم اکسیژن پیوند شده اند) پیوند شده اند که این گروه فسفات باعث ایجاد بار منفی در سطح فسفولیپید می گردد. مولکول های کوچک دیگر که بیشتر قطبی یا باردار هستند، با پیوند به گروه فسفات، انواع فسفولیپیدها را می سازند. فسفو لیپیدها رفتارهای دوگانه ای را از خود نشان می دهند. دم های هیدروکربنی(هیدروژن و کربن) آنها آب گریز هستند و از آب جدا می شوند. اما گروه فسفات و مولکول متصل به آن یک سر آب دوست را تشکیل می دهند که به آب تمایل دارند. (شکل 3 ساختار فسفولیپید ها را به صورت های ساختاری، مدل فضا پرکن و نشانه فسفولیپیدی نشان می دهد.)

در سطح یک سلول، فسفولیپیدها  ساختار دولایه ای، را می سازند. سرهای آب دوست مولکول ها در بخش بیرونی دولایه و در تماس با محلول های آبی درون و بیرون سلول قرار می گیرند. دنباله های آب گریز به سوی بخش درونی دولایه کشیده شده و دور از مولکول های آب قرار می گیرند. دو لایه فسفولیپیدی، نوعی سد بین سلول و پیرامون آن ایجاد می کند؛ در واقع، فسفولیپید ها ترکیبات سازنده غشاهای سلولی هستند.

استروئیدها

استروئیدها، لیپیدهایی که اسکلت کربنی شان از چهار حلقه متصل به هم ساخته شده است. (شکل 4 ساختار کلسترول نوعی استروئید را نشان می دهد)

یکی از استروئیدها، به نام کلسترول، ترکیب اصلی و معمول غشای سلول های جانوری است، و پیش سازی برای ساخت دیگر استروئیدها به شمار می آید. بسیاری از هورمون ها مانند هورمون های جنسی مهره داران، استروئیدهای حاصل از کلسترول هستند. بنابراین کلسترول یک مولکول حیاتی در جانوران است هر چند که سطح بالای کلسترول در خون می تواند سبب آترواسکلروزیس و سختی  سرخرگ ها گردد.

منبع :

بیولوژی کمپبل