Lipidy

Lipidy, nazywane tłuszczowcami to zróżnicowana grupa związków organicznych nierozpuszczalnych w wodzie, a rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych (np. w alkoholach, eterze i chloroformie).

Podział lipidów ze względu na budowę

Wyróżniamy trzy główne grupy lipidów: lipidy proste, lipidy złożone oraz związki lipidopodobne (tłuszczopodobne). Klasyfikację tę ilustruje poniższa mapa pojęć.

Istnieją także inne klasyfikacje lipidów, np. ze względu na pochodzenie możemy wyróżnić lipidy roślinne i zwierzęce, a stosując kryterium konsystencji w temperaturze pokojowej – lipidy stałe i ciekłe.

Lipidy proste

Lipidy proste zbudowane są z alkoholu i kwasów tłuszczowych połączonych wiązaniami estrowymiwiązanie estrowewiązaniami estrowymi. Ze względu na rodzaj alkoholu wyróżnia się tłuszcze właściwe zawierające glicerolglicerol (gliceryna)glicerol oraz woski zbudowane z długołańcuchowych alkoholi jednowodorotlenowych.

Tłuszcze właściwe

Tłuszcze właściwe, zwane triglicerydami (trójglicerydami, triacyloglicerole) to estry glicerolu i połączonych z nim wiązaniem estrowym cząsteczek wyższych kwasów tłuszczowychkwasy tłuszczowekwasów tłuszczowych. Tłuszcze właściwe w organizmach zwierząt magazynowane są w postaci tkanki tłuszczowej żółtejtkanka tłuszczowa żółtatkanki tłuszczowej żółtej i tkanki tłuszczowej brunatnejtkanka tłuszczowa brunatnatkanki tłuszczowej brunatnej, zlokalizowanych głównie pod skórą oraz wokół narządów wewnętrznych.

R1551NG8A8FCP

Zdjęcie przedstawia tkankę tłuszczową człowieka w powiększeniu mikroskopowym. Składa się ona z dużej ilości wielościennych, półprzezroczystych komórek tłuszczowych.

Wśród tłuszczów właściwych wyróżnia się:
- monoglicerydy – zawierające dwie wolne grupy hydroksylowe;
- diglicerydy – zawierające jedną wolną grupę hydroksylową;
- triglicerydy – niemające wolnych grup hydroksylowych.

R1OYlOXKmjV1W

Na grafice przedstawiono schemat budowy tłuszczów właściwych. Monogliceryd składa się z reszty glicerolu oraz reszty kwasów tłuszczowych. Digliceryd składa się z reszty glicerolu oraz dwóch reszt kwasów tłuszczowych. Trigliceryd składa się z reszty glicerolu oraz trzech reszt kwasów tłuszczowych.

Rodzaj kwasów tłuszczowych decyduje o właściwościach tłuszczu: kwasy nasycone (zawierają w cząsteczce wyłącznie wiązania pojedyncze pomiędzy atomami węgla) występujące głównie w tłuszczach zwierzęcych nadają im charakter stały, natomiast kwasy nienasycone (zawierają w cząsteczce jedno lub kilka wiązań podwójnych pomiędzy atomami węgla) występujące głównie w tłuszczach roślinnych i nadają im konsystencję płynną (oleje).

Woski

Woski to tłuszcze proste będące estrami kwasów tłuszczowych i długołańcuchowych alkoholi jednowodorotlenowych.

Właściwości i znaczenie biologiczne wosków

Właściwości i znaczenie biologiczne wosków

Woski wykazują dużą odporność na temperaturę, działanie czynników chemicznych i enzymów, stąd występują głównie powierzchniowo, np. na powierzchni organów roślinnych (liści, owoców) oraz powłok ciała zwierząt (główny składnik łoju), pełniąc funkcje ochronne przed utratą wody, atakiem drobnoustrojów chorobotwórczych i niskimi temperaturami.

R14RSM3JJVM53

Zdjęcie przedstawia stado owiec. Stoją w zagrodzie, w oddali widać krajobraz gór.

R13VOBXX8QHBC

Na zdjęciu widoczne są dwa walenie nurkujące w Oceanie. Jeden jest większy od drugiego. Mają zaokrąglony kształt głowy, długie ciało i dużą płetwę ogonową.

Lipidy złożone

Lipidy złożone są zbudowane z alkoholu i kwasów tłuszczowych, ale w ich skład wchodzą również inne związki chemiczne. Dodatkowym elementem budowy lipidów złożonych mogą być: reszta kwasu fosforowego (V) lub cząsteczka cukru.

Budowa cząsteczek tłuszczów złożonych sprawia, że są to związki amfipatyczne (amfifilowe), ponieważ mają część hydrofilowąhydrofilowośćhydrofilową i część hydrofobowąhydrofobowośćhydrofobową.

Fosfolipidy

Fosfolipidy to lipidy złożone zawierające w cząsteczce resztę fosforanową.

R1UD94T2SRSR8

Na obrazku przedstawiono budowę fosfolipidów. Fosfolipid składa się z główki hydrofilowej oraz ogonka hydrofobowego. Główkę tworzą: reszta choliny, kwas fosforowy i reszta glicerolu. Ogonek tworzą reszty kwasów tłuszczowych

Właściwości i znaczenie biologiczne fosfolipidów

Właściwości i znaczenie biologiczne fosfolipidów

Ze względu na właściwości amfipatyczne, fosfolipidy w roztworach wodnych tworzą uporządkowane struktury (micelemicelamicele, liposomyliposomliposomy i dwuwarstwydwuwarstwa fosfolipidowadwuwarstwy), w których końce hydrofilowe cząsteczki ustawiają się w kierunku wody, a części hydrofobowe układają się w kierunku przeciwnym.

W organizmie pełnią następujące funkcje:

• stanowią podstawowy składnik błony komórkowej i błon organelli komórkowych

• budują osłonkę mielinową neuronów

• są materiałem zapasowym (np. lecytyna w żółtkach jaj)

• pełnią funkcje surfaktantu - substancji zapobiegającej sklejaniu się pęcherzyków płucnych

• wchodzą w skład żółci

R16O8P8TNFM1H

Na zdjęciu widoczna jest micela, czyli kulista forma zbudowana z fosfolipidów złożonych z hydrofilowej główki oraz hydrofobowego ogona. Hydrofilowe główki skierowane są na zewnątrz, w stronę środowiska wodnego, które otacza micelę, natomiast hydrofobowe ogony skierowane są do wewnątrz miceli.

Glikolipidy

Glikolipidy to lipidy zbudowane z kwasu tłuszczowego, do którego przyłączone są reszty cukrowe.

Związki lipidopodobne

Do związków lipidopodobnych zalicza się karotenoidy oraz steroidy. Chociaż budowa cząsteczek tych związków chemicznych jest inna niż pozostałych lipidów, wykazują one podobne właściwości fizykochemiczne.

Karotenoidy

Karotenoidy są barwnikami, pochodnymi izoprenuizoprenizoprenu o długich łańcuchach węglowych. Występują u roślin, zwierząt, grzybów i niektórych bakterii. Wyróżnia się czerwone karoteny (np. βbeta‑karoten w korzeniu marchwi i likopen w owocach pomidora) i żółte ksantofile (np. luteina w kwiatach słonecznika i zeaksantyna w kukurydzy).

Steroidy

Steroidy to związki chemicznie, których szkielet węglowy stanowi steran.

R1Y9YbKalKKzO

Grafika przedstawia schemat budowy steranu. Zbudowany jest on z trzech sześciowęglowych pierścieni oraz jednego pięciowęglowego pierścienia połączonych ze sobą. Pierścienie od lewej do prawej oznaczono odpowiednio A, B ,C oraz D. Pierścień D jest pierścieniem pięciowęglowym. Steran składa się z siedemnastu cząsteczek węgla.

Jednym z najważniejszych steroidów występującym w komórkach zwierząt i człowieka jest cholesterol. Związek ten jest syntetyzowany w komórkach wątroby, jelit i skóry.

Znaczenie biologiczne steroidów

Znaczenie biologiczne steroidów

Steroidy wchodzą w skład błon biologicznych, gdzie zmniejszają ich płynność i przepuszczalność (cholesterol – zwierzęta, fitosterol – rośliny, ergosterol – grzyby i protisty). Cholesterol jest substratem w syntezie hormonów, które regulują rozwój (hormony płciowe), gospodarkę wodno‑mineralną oraz tempo metabolizmu (hormony kory nadnerczy). Steroidy wchodzą także w skład kwasów żółciowych, ułatwiając trawienie tłuszczów. Dla zwierząt mają znaczenie jako prowitaminy (ergosterol jest przekształcany pod wpływem promieniowania UV w witaminę D).

R17D4QOQXSEUC

Na rysunku cząsteczka cholesterolu. Zawiera fragment pierścieniowy i fragment zbudowany z alifatycznego łańcucha węglowego. Fragment pierścieniowy zbudowany jest z 3 pierścieni sześciowęglowych i czwartego pięciowęglowego.

Więcej na temat lipidów dowiesz się z materiałów zamieszczonych w module „Podsumowanie wątku” w Bibliotece wątku.

Podsumowanie

• Wyróżniamy trzy główne grupy lipidów: lipidy proste, lipidy złożone oraz związki lipidopodobne.

• Tłuszcze proste są estrami alkoholi jedno- lub wielowodorotlenowych i wyższych kwasów tłuszczowych.

• Tłuszcze właściwe są rodzajem tłuszczy prostych zbudowanych z glicerolu i wyższych kwasów tłuszczowych. Pełnią funkcje m.in. materiałów zapasowych i termoizolacyjną.

• Fosfolipidy są tłuszczami złożonymi, zawierającymi w cząsteczce, glicerol, kwasy tłuszczowe oraz resztę kwasu fosforowego(V). Mają właściwości amfipatyczne, stanowią podstawowy składnik błony komórkowej i błon organelli komórkowych.

• Do związków lipidopodobnych należą steroidy i karotenoidy.

• Cholesterol jest steroidem budującym błony komórkowe zwierząt; jest substratem w syntezie niektórych hormonów, kwasów żółciowych oraz witaminy D.

• Karotenoidy są barwnikami roślinnymi o silnych właściwościach antyoksydacyjnych; nadają barwę organom roślinnym, pełnią również funkcje pomocnicze w fotosyntezie, a u zwierząt stanowią substrat w syntezie witaminy A u zwierząt.

Ćwiczenia utrwalające