Κεφάλαιο 21 Λιπίδια...

Click here to load reader

  • date post

    09-Sep-2020
  • Category

    Documents

  • view

    0
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Κεφάλαιο 21 Λιπίδια...

  • - 332 -

    Κεφάλαιο 21 Λιπίδια

    Σύνοψη

    Τα λιπίδια είναι κατηγορία οργανικών ενώσεων που έχουν κοινό χαρακτηριστικό ότι δεν διαλύονται στο νερό αλλά διαλύονται σε οργανικούς διαλύτες με μικρή πολικότητα. Οι χημικές δομές των ενώσεων που ανήκουν στα λιπίδια διαφέρουν σημαντικά. Οι κυριότερες κατηγορίες λιπιδίων που μελετώνται στο κεφάλαιο αυτό, είναι τα τριγλυκερίδια, τα φωσφολιπίδια, τα σφιγγογλυκολιπίδια και οι στερόλες. Με εξαίρεση τις στερόλες, στον σχηματισμό των υπόλοιπων λιπιδίων συμμετέχουν λιπαρά οξέα, τα οποία είναι καρβοξυλικά οξεά με γραμμική ανθρακική αλυσίδα η οποία έχει 12-20 και ζυγό αριθμό ατόμων άνθρακα.

    Προαπαιτούμενη γνώση

    Καρβοξυλικά οξέα (Κεφάλαιο 18), Εστέρες καρβοξυλικών οξέων (Παράγραφος 18.5),Υδρόλυση εστέρων (Πα- ράγραφος 18.5.3), Διπλός ομοιοπολικός δεσμός (Παράγραφος 12.1.1), Cis-trans ισομέρεια διπλού δεσμού (Πα- ράγραφος 14.3).

    Τα λιπίδια είναι κατηγορία οργανικών ενώσεων των ζωικών και φυτικών οργανισμών που έχουν κοινό χαρα- κτηριστικό ότι είναι αδιάλυτα στο νερό αλλά διαλύονται σε οργανικούς διαλύτες με μικρή πολικότητα, όπως ο διαιθυλαιθέρας. Τα λιπίδια παραλαμβάνονται από φυτικές ή ζωικές πρώτες ύλες με εκχύλιση με αιθέρα. Αντί- θετα με τους υδατάνθρακες, που όλοι έχουν παρόμοια δομή, στα λιπίδια περιλαμβάνονται ενώσεις με τελείως διαφορετική δομή. Οι οργανισμοί χρησιμοποιούν τα λιπίδια ως:

    Αποθήκες ενέργειας: Οι οργανισμοί αποθηκεύουν υδατάνθρακες, γλυκογόνο ή άμυλο (παράγραφος 20.4), που είναι πηγή γρήγορης πρόσβασης για παραγωγή ενέργειας, όμως η αποθήκευση λιπιδίων (τριγλυκερίδια) είναι πιο σημαντική, διότι δίνει πολύ μεγαλύτερο ποσό ενέργειας από τους υδατάνθρακες.

    Δομικά υλικά: Από λιπίδια (φωσφολιπίδια, χοληστερόλη) σχηματίζεται η διπλοστοιβάδα της κυτταρικής μεμβράνης.

    Διαβιβαστές μηνυμάτων: Oι στεροειδείς ορμόνες είναι λιπίδια που χρησιμοποιούν οι οργανισμοί για διαβίβαση μηνυμάτων. Τα λιπίδια περιλαμβάνουν πολλές κατηγορίες ενώσεων, όμως θα μελετηθούν οι βασικότερες που είναι τα τρι- γλυκερίδια, φωσφολιπίδια, σφιγγογλυκολιπίδια και στεροειδή. Πριν τη μελέτη των λιπιδίων θα περιγραφούν τα λιπαρά οξέα που είναι τα δομικά μόρια για να συντεθούν τα περισσότερα από αυτά.

    21�1 Λιπαρά οξέα Τα λιπαρά οξέα είναι γραμμικά αλειφατικά καρβοξυλικά οξέα που βιοσυνθέτουν οι οργανισμοί. Πάντα έχουν ζυγό αριθμό ατόμων άνθρακα και αυτό οφείλεται στον μηχανισμό βιοσύνθεσής τους που περιγράφεται στην παράγραφο 24.7.3. Τα λιπαρά οξέα έχουν από 12 έως 20 άτομα άνθρακα. Διακρίνονται σε κορεσμένα (Πίνα- κας 21.1) και σε ακόρεστα λιπαρά οξέα (Πινακας 21.2) που περιέχουν έναν ή περισσότερους διπλούς δεσμούς κυρίως με cis και σπάνια με trans γεωμετρία (παράγραφος 14.3).

    Όνομα Κωδικοποίηση

    (αριθμός C: αριθμός διπλών δεσμών)

    Συντακτικός τύπος Σημείο Τήξεως (°C)

    Λαουρικό οξύ 12:0 CH3(CH2)10COOH 44 Μυριστικό οξύ 14:0 CH3(CH2)12COOH 58 Παλμιτικό οξύ 16:0 CH3(CH2)14COOH 63 Στεατικό οξύ 18:0 CH3(CH2)16COOH 69 Αραχιδικό οξύ 20:0 CH3(CH2)18COOH 77

    Πίνακας 21�1 Κορεσμένα λιπαρά οξέα

  • - 333 -

    Όνομα Κωδικοποίηση (αριθμός C: αριθμός διπλών δεσμών)

    Συντακτικός τύπος Σημείο Τήξεως (°C)

    Παλμιτολεϊκό οξύ 16:1 Δ9 CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH 1 Ελαϊκό οξύ 18:1 Δ9 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 13 Λινελαϊκό οξύ 18:2 Δ9,12 CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH -5 Λινολενικό οξύ 18:3 Δ9,12,15 CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7COOH -11 Αραχιδονικό οξύ 20:4 Δ5,8,11,14 CH3(CH3)3(CH2CH=CH)4(CH2)3COOH -49

    Πίνακας 21�2 Ακόρεστα λιπαρά οξέα

    Τα λιπαρά οξέα πολλές φορές αναφέρονται με κωδικοποίηση που δείχνει τον αριθμό των ατόμων άνθρακα και των διπλών δεσμών. Το παλμιτικό οξύ (Πίνακας 21.1) αναφέρεται ως 18:0 λιπαρό οξύ που σημαίνει ότι έχει 18 άτομα C και κανέναν διπλό δεσμό C=C, ενώ το ελαϊκό οξύ (Πίνακας 21.2) ως 18:1 που σημαίνει ότι έχει 18 άτομα C και έναν διπλό δεσμό C=C.

    Τα ακόρεστα λιπαρά οξέα που έχουν έναν διπλό δεσμό χαρακτηρίζονται μονοακόρεστα, ενώ όσα έχουν δύο ή περισσότερους διπλούς δεσμούς πολυακόρεστα λιπαρά οξέα. Για να δηλωθεί η θέση των διπλού δε- σμού χρησιμοποιείται η ένδειξη Δ με έναν αριθμό που δηλώνει τη θέση του διπλού δεσμού. Το ελαϊκό οξύ (Πίνακας 21.2) έχει διπλό δεσμό στη θέση 9 και η θέση του δηλώνεται ως Δ9. Η πλήρης κωδικοποίηση του ελαϊκού οξέος είναι 18:1 Δ9. Ομοίως το αραχιδονικό οξύ που έχει τέσσερις διπλούς δεσμούς κωδικοποιείται ως 20:4 Δ5,8,11,14.

    Εναλλακτικός τρόπος για να δηλωθεί η θέση του διπλού δεσμού στα ακόρεστα λιπαρά οξέα είναι η χρήση του όρου ωμέγα «ω». Αυτός δηλώνει τη θέση του διπλού δεσμού αρχίζοντας την αρίθμηση της ανθρακικής αλυσίδας, όχι από το COOH, αλλά από το άκρο της που έχει μεθυλο-ομάδα (CH3). Το λινολενικό οξύ χαρα- κτηρίζεται ως ω-3 και το λινελαϊκό οξύ χαρακτηρίζεται ω-6 λιπαρό οξύ. Τα ω-3 και ω-6 λιπαρά οξέα έχουν μεγάλη διατροφική αξία, διότι δεν μπορεί να τα συνθέσει ο οργανισμός.

    Τα λιπαρά οξέα είναι αδιάλυτα στο νερό λόγω της μεγάλης υδρόφοβης ανθρακικής αλυσίδας τους. Οι φυ- σικές ιδιότητες των λιπαρών οξέων εξαρτώνται από το μέγεθος της ανθρακικής αλυσίδας και από τον βαθμό ακορεστότητας. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 21.1, όσο αυξάνεται το μέγεθος της ανθρακικής αλυσίδας, τόσο αυξάνεται το σημείο τήξεως. Επίσης μειώνεται όσο αυξάνεται ο αριθμός των διπλών δεσμών. Συγκρίνοντας τα λιπαρά οξέα στεατικό οξύ, ελαϊκό οξύ, λινελαϊκό οξύ και λινολενικό οξύ που έχουν 18 άτομα άνθρακα (Πί- νακες 21.1 και 21.2), το κορεσμένο στεατικό οξύ έχει πολύ υψηλότερο σημείο τήξεως από τα υπόλοιπα τρία ακόρεστα λιπαρά οξέα. Από τα ακόρεστα λιπαρά οξέα το μικρότερο σημείο τήξεως έχει το λινολενικό οξύ που έχει τους περισσότερους διπλούς δεσμούς. Αυτό συμβαίνει, διότι στα κορεσμένα λιπαρά οξέα η ανθρακική αλυσίδα έχει ευθύγραμμη γεωμετρία που ευνοεί την ανάπ