ליפידים

ליפידים

ליפידים

ליפידים: שם כולל של מולקולות אורגניות בעלות תכונות משותפות. שומנים הם קבוצה מתוך הליפידים. הליפידים בלתי מסיסים במים (הידרופוביים), וניתן לחלקם למספר קבוצות עיקריות :

1. חומצות שומניות והאסטרים שלהם (ביניהם הגליצרידים, המכילים את השומנים והפוספוליפידים). 2. סטרולים (לדוגמא: כולסטרול)

חלוקת הליפידים לקבוצות

חומצות שומן

חומצות קרבוקסיליות, המורכבות מ 14-22 פחמנים (השכיחים ביניהם מכילים 16-18 פחמנים), כאשר רובן בעלות מספר זוגי של פחמנים. ישנן כ-100 סוגי חומצות שומן בטבע, ויצירתן בגוף החי הינה מתמדת (הדבר מתבטא בהשמנה). כאשר השרשרת היא ללא קשרים כפולים - מתקבלת חומצת שומן רוויה. לעיתים קיימים קשרים כפולים לאורך השרשרת, ואז מדובר בחומצה שומנית לא-רוויה.בשרשרת הלא רוויה יהיו בדרך כלל עד 3 קשרים לא רוויים המרוחקים זה מזה, באיזומריית 'ציס'.

גורמים המשפיעים על נקודות היתוך של חומצת שומן

1. מספר אטומים בשרשרת החומצה: ריבוי קשרי ו.ד.ו.גורם לנקודת היתוך גבוהה יותר.

2. מספר הקשרים הכפולים במולקולה: ככל שיש יותר קשרים כפולים לאורך השרשרת- השרשרות מתרחקות זו מזו. כמו כן, קונפורמציית 'ציס' מרחיקה את מולקולות החומצה זו מזו יותר מקונפורמציית 'טרנס', דבר הגורם לירידה בנקודת ההיתוך.

לסיכום: אי-רוויון ושרשרת קצרה- מגבירים את "נזילות" חומצת השומן. חומצות שומן רוויות מופיעות כמוצקים שמנוניים בטמפרטורת הגוף ואילו חומצות שומן בלתי רוויות מופיעות כנוזלים שמנוניים בטמפרטורת הגוף.

טריגליצרידים

מולקולה בה 3 חומצות שומניות (קבוצת אציל), קשורות בקשר אסטרי למולקולת גליצרול (טריאצילגליצרול). מעבר חומצות השומן לטריגליצרידים מתרחש כאשר הן עוברות דרך המעי (שומן שנאכל מתפרק במעי, נבנה מחדש שם, או בכבד ועובר ללימפה). תהליך פירוק הטריגליצרידים הוא אנזימטי ונקרא ליפוליזה. התהליך כולו מזורז על ידי האנזים ליפאז (אנזים המיוצר בלבלב) ומשם תוצרי הפירוק עוברים לדם ולרקמות אחרות.

טריגליצרידים יכולים להיות פשוטים- גליצרול קושר 3 חומצות שומן זהות. טריגליצרידים יכולים להיות מעורבים- בעלות שתי חומצות שומן שונות לפחות.כאשר חומצות השומן בעמדות 1 ו-3 הינן שונות, אטום פחמן מספר 2 במולקולת הגליצרול הינו פחמן כיראלי והטריגליצריד המתקבל הינו בעל פעילות אופטית.

הטריגליצרידים מאופיינים בנקודות התכה גבוהות (ככל שהן רוויות וארוכות יותר- נקודת ההיתוך עולה).

ניתן לבצע פירוק של הטריאצילגליצרול על ידי הידרוליזה (פירוק באמצעות מים).

עיסאם! פה המקום לצייר בתוכנה שלך את מולקולות הגליצרול, חומצות שומן לדוגמא, והטריגליצריד שאתה בוחר להראות. אין לי תוכנה מתאימה לציור מולקולות. רחל אידלמן

פוספוליפידים

קבוצת חומרים חשובה הבונה את ממברנות התאים ומצוייה גם ברקמה העצבית. פוספוליפידים קרויים גם לעיתים פוספוגליצרידים. הפוספוליפידים בנויים ממולקולת שלד של גליצרול, הקושרת בקשרים אסטריים, לעמדות 1 ו-2, שתי חומצות שומן. לעמדה 3 בגליצרול, נקשרת קבוצת זרחה כהלית. רוב הפוספוליפידים מכילים חומצת שומן רוויה בעמדה C1 ואילו חומצת שומן בלתי רוויה בעמדה C2. לזרחה יכולות להקשר גם מולקולות נוספות כגון כולין, אתנולאמין וסרין.

מבנה כללי של פוספוליפיד

חומצות השומן מהוות את האיזור בו נוצרים קשרי ו.ד.ו. ולכן מסיסותם במים נמוכה ("זנב" הידרופובי). החלק האחר, האיזור בו נקשרת קבוצת הזרחה נקרא "ראש" קוטבי, וזהו איזור הידרופילי היוצר קשרים מקוטבים עם המים בזכות היווצרות קשרים יוניים בין הזרחה למים הקוטביים או קשרי מימן בין הקבוצה הכהלית לבין מולקולות המים.

תכונות פיסיקליות של פוספוליפידים

הפוספוליפידים מופיעים כמוצקים לבנים ושמנוניים בטמפרטורת החדר, בצורתם הטהורה. בתמיסה מימית, הם יכולים להופיע בשלוש צורות שונות, כאשר המשותף לכל הצורות הוא בעובדה שהחלק ההידרופובי בא במגע מינימלי עם המים. סוג המבנה תלוי בגודל ה"ראש" הקוטבי ובאורך בשרשרות ההידרופוביות (החומצות השומניות). כמו כן, יש השפעה לדרגת רוויון החומצות, בהרכב היוני של התווך המימי ובאופן פיזור הפוספוליפידים בתמיסה.

המבנים האפשריים של פוספוליפידיים בתמיסה מימית:

1. מיצלה (נוצרות כאשר ה"ראש" הקוטבי גדול וה"זנב" ההידרופובי קצר. המבנה כדורי או גלילי)

2. רובד דו-שכבתי (מבנה דק ושטוח. עוביו כ-2 מולקולות והוא מפריד בין מדורים מימיים שונים (למשל: תוך וחוץ התא). נוצר כאשר ה"ראש" הקוטבי קטן ואילו ה"זנב" ההידרופובי גדול)

3. ליפוזום (מבנה דו שכבתי כדורי או גלילי המכיל חלל פנימי מלא במים. נוצר כאשר ה"ראש" הקוטבי קטן וה"זנב" ההידרופובי גדול)

ניתן לחלק את הפוספוליפידים לשתי קבוצות: א. גליצרוליפידים (הבסיס למבנה הולקולה היא מולקולת הגליצרול).

תכונות פיזיקליות של פוספוליפידים

1. מולקולות אסימטריות (בעלי פעילות אופטית ) 2. מולקולות אמפיפטיות 3. מולקולות אמפוטריות: בתנאים פיזיולוגיים פוספוליפידים בעלי מטען חשמלי. 4. בתמיסה מימית הפוספוליפידים יכולים להופיע בשלוש צורות ארגון שונות:

                  א.  מיצלה
                  ב. רובד   דו-שכבתי
                  ג.  ליפוזום
    	בכל  הצורות  הנ"ל,  החלק  הידרופובי בה  במגע   מינימלי  עם  המים.

5. פוספוליפידים עוברים סבוניפיקציה ( הידרוליזה בסיסית ). 6. פוספוליפידים עוברים אינדיקציה עם יוד.

פוספוליפידים עוברים הידרוליזה אנזימטית בעזרת אנזימים מסוג פוספוליפאזות

ב. ספינגוליפידים (הבסיס למבנה המולקולה היא מולקולת הספינגוזין).

תכונות פיזיקליות של ספינגוליפידים

1. המולקולה אסימטרית, בעלת פעילות אופטית; 2. המולקולה אמפוטרית; 3. המולקולה אמפיפטית; 4. המולקולה עוברת סבוניפיקציה (במשך 10 שעות, בטמפרטורה 80°C);

5. המולקולה עוברת אינדיקציה עם יוד; 6. המולקולה עוברת הידרוליזה אנזימטית בעזרת אנזימים מסוג פוספוליפאזות וספינגומיאלינאז.

האנזים ספינגומיאלינאז מפרק את הקשר האסטרי בין ספינגוזין לכהל המזורחן.

סטרולים

סטרולים הינם למעשה סטרואידים, משפחת תרכובות המתאפיינת מבנית ע"י ארבע טבעות ארומטיות צמודות זו לזו, כאשר על אחת הטבעות מופיעה קבוצת OH שמקנה מסיסות במים (הידרופיליות) בעוד הטבעות הארומטיות הפחמימניות מהוות את החלק ההידרופובי במולקולה. הסטרולים נבדלים זה מזה בקבוצות הפונקציונליות שלהם, הם מצויים בדופן התא האאוקריוטי ותפקידם להקשיח את מבנה קרום התא ולמנוע קריסתו פנימה.

"מקום למולקולת שלד של ארבע טבעות של סטרואיד בסיסי"

הנציג הידוע ביותר למשפחה הזו הוא הכולסטרול. "מקום למולקולה של כולסטרול"

כולסטרול הינו הסטרואיד הנפוץ ביותר ברקמות בעלי חיים (10% מקרום התא). הכולסטרול כולל קבוצת OH בפחמן C3, בטבעת A ובנוסף, קשורה שרשרת פחמנית מסועפת ל- C17 בטבעת D. הכולסטרול משתתף גם בבניית מעטפת המיילין בתאי העצב.

הרקמות הפעילות ביותר בייצורו הן הכבד, העור, בלוטת האדרנל ובלוטות המין. אין צורך לספקו דרך המזון מכיוון שהוא מיוצר בגוף. גורמים המגבירים את ייצורו הם חסר במרה, הקרנת קרני X (רנטגן), הזנה בשמן תירס. גורמים המדכאים את ייצורו הם חומצות ארומטיות וצום.

הכולסטרול שוקע בדפנות התאים, מצר אותם ומונע את גמישותם בשל המבנה מרובה הטבעות הקשיחות של המולקולה. ישנן עדויות שהכולסטרול גורם למחלות לב כאשר הוא מצוי ברמה גבוהה בגוף. כדי שהכולסטרול יעבור בגוף, הוא מתחבר לחלבון ליצירת ליפופרוטאין, כך הופך להיות מסיס יותר במים).

הכולסטרול משמש כחומר מוצא לסינטיזת סטרואידים אחרים כגון: חומצת המרה (בכיס המרה), אנדרוגנים (הורמוני מין זכריים), אסטרוגנים (הורמוני מין נקביים), ויטמינים ועוד.

פירוק כולסטרול: עיקר הפירוק נעשה על ידי סילוק 3 פחמנים מן השרשרת הצדדית וקבלת קרבוקסיל במקומם. כמו כן נוספים 2 קבוצות OH ליצירת חומצה כולית, שהיא אחת מחומצות המרה.

"מקום לתמונה של חומצה כולית"

הידעת ש...

• כמות כלל כולסטרול בגוף האדם - 140 גרם. • מבדילים בשני סוגים של כולסטרול: כולסטרול אקסוגני, שמקבלים עם מזון וכולסטרול אנדוגני, המסונתז על ידי גוף עצמו. • כלל כולסטרול מורכב מ- % 30 של כולסטרול חופשי ו-% 70 כולסטרול מאוסטר. • % 93 נמצא ברקמות, % 7 -בדם בצורת הליפופרוטאינים. • % 40 מן הכולסטרול הנאכל (~ 100 מיליגרם) נפרשים בצואה בצורת קופרוסטנול וכולסטנול ו- % 60 ( ~150 מיליגרם)נספגים על ידי גוף. • בגוף קיימת מערכת בקרה "היזון חוזר ": ריבוי כמות הכולסטרול. • ( 2 – 3 גרם ) הנאכל מדכא את סינתזה ואת ספיגתו מהמעי, וגם מגביר את הפרשתו בצואה. • סינתזה של כולסטרול מתרחשת בכבד ע"י התקשרות של אצטיל – COA, שנקבל כתוצאה מפירוק של חומצות, שמן, וחמצון של גלוקוז. • נהוג לסמן את הטבעות באותיות A,B,C,D. • הסטרואידים נבדלים זה מזה בקיום קשרים כפולים במולקולות שונות ובנוכחות מתמירים שונים במקומות שונים. • נוסחה אמפירית של כולסטרול היא C27H45OH . • מולקולת הכולסטרול בנויה מבסיס סטראן, קבוצת OH, הקשורה לסטראן בפחמן מס. 3, שתי קבוצות מתיליות הקשורות לפחמן מס. 10 ו-13. כמו כן,שרשרת אליפטית המכילה 8 פחמנים, הקשורה לפחמן מס.17. • בסיס סטראן בנוי מ4 טבעות צמודות, שביניהן 3 טבעות פירוליות ואחת – מחומשת. • בין פחמן מס.5 ו-6 נמצא קשר כפול. • מולקולה ללא קבוצת OH נקראת כולסטאן.

      שמו הכימי  של  כולסטרול הוא: 3 -b-ol-5-en Cholestane   או   3 -b-ol-5- Cholestene