Lipidi

Lipidi ili masti su prirodni organski spojevi koji ulaze u sastav ćelijskih membrana. Lipidi nemaju zajedničku strukturnu karakteristiku kao npr. ugljikohidrati, bjelančevine, pa se ne mogu predstaviti opštom formulom. Njihova zajednička karakteristika je njihova nerastvorljivost u vodi i rastvorljivost u organskim rastvaračima (npr. benzen, aceton).^[1]

Historija

Godine 1815. Henri Braconnot je klasifikovao lipide (masti) u dvije kategorije, suifs (čvrste masti ili loj) i huiles (tečna ulja).^[2] Godine 1823. Michel Eugène Chevreul razvio je detaljniju klasifikaciju, uključujući ulja, masti, loj, vosak, smole, balzame i hlapljiva ulja (ili eterična ulja).^[3][4][5]

Prvi sintetički triglicerid prijavio je Théophile-Jules Pelouze 1844. godine, kada je proizveo tributirin tretiranjem butirne kiseline sa glicerinom u prisustvu koncentrovane sumporne kiseline.^[6] Nekoliko godina kasnije, Marcellin Berthelot, jedan od Pelouzeovih učenika, sintetizovao je tristearin i tripalmitin reakcijom analognih masnih kiselina sa glicerinom u prisustvu plinovitog hlorovodonika na visokoj temperaturi.^[7]

Godine 1827. William Prout je prepoznao masti ("masne" prehrambene materije), zajedno sa proteinima ("albuminozni") i ugljikohidratima ("saharin"), kao važan nutrijent za ljude i životinje.^[8][9]

Više od stotinu godina, hemičari su smatrali "masti" samo jednostavnim lipidima napravljenim od masnih kiselina i glicerola (glicerida), ali su novi oblici opisani kasnije. Theodore Gobley (1847) otkrio je fosfolipide u mozgu sisara i kokošijem jajetu, koje je on nazvao "lecitini". Thudichum je u ljudskom mozgu otkrio neke fosfolipide (cefalin), glikolipide (cerebrozide) i sfingolipide (sfingomijelin).^[4]

Izrazi lipoid, lipin i lipid koriste se u različitim značenjima od autora do autora.[15] Godine 1912. Rosenbloom i Gies su predložili zamjenu "lipoida" sa "lipin".^[10] Godine 1920. Bloor je uveo novu klasifikaciju za "lipoide": jednostavne lipoide (masti i voskovi), složene lipoide (fosfolipoide i glikolipoide) i izvedene lipoide (masne kiseline, alkoholi, steroli).^[11][12]

Reč lipid, koja etimološki potiče od grčkog λίπος, lipos 'mast', uveo je 1923. godine francuski farmakolog Gabriel Bertrand.^[13] Bertrand je u koncept uključio ne samo tradicionalne masti (gliceride), već i "lipoide", složene konstitucije.^[4] Riječ lipid je jednoglasno odobrila međunarodna komisija Société de Chimie Biologique tokom plenarne sednice 3. jula 1923. Reč lipid je kasnije anglizovana kao lipid zbog svog izgovora ('lɪpɪd). U francuskom, sufiks -ide, iz starogrčkog -ίδης (što znači 'sin' ili 'potomak'), uvijek se izgovara (ɪd).

Godine 1947. T. P. Hilditch je definisao "jednostavne lipide" kao masti i voskove (pravi voskovi, steroli, alkoholi).

Pregled

Lipide karakterizira velika grupa raznorodnih jedinjenja sa zajedničkom odlikom – nerastvorljivost u vodi, a rastvorljivosti u organskim otapalima: benzolu, hloroformu, acetonu, vrelom alkoholu. Inače u biljnim i životinjskim organizmima učestvtvuju kao gradivne i rezervne matetije. U metabolizmu lipida značajnu ulogu ima aktivirana sirćetna kiselina (ili acetil-koenzim-acetil-KoA). Prema strukturnoj organizaciji, masti se dijele na:

• proste i
• složene masti.^[14]

Prosti lipidi su estri trihidroksilnog alkohola (glicerola) i masnih kiselina (oleinske, pamitinske i stearinske). Čvrste n1asti (loj) čini spoj glicerola sa zasićenom palmitinskom (C₁₆H₃₆O₂) iii stearinskom (C₁₈H₃₆O₂) kiselinom. Za razliku od njih, u sastav tečnih masti ili ulja ulazi oleinska (C₁₇H₃₄O₂). Proste masti sa vodom tvore nestabilne emulzije.

Zagrijavanjem masti u prisustvu lužina (NaOH ili KOH) dolazi do saponifikacije, čime se dobijaju jedinjenja sapuna (koja su topiva u vodi). Procesom saponifikacije masti se razgrađuju na glicerol i masne kiseline. Uvođenjem vodika u nezasićene masne kiseline (procesom hidrogenizacije), one prelaze u zasićene sa izmijenjenim mirisom i okusom. Zahvaljujući primjeni ovog postupka, u industriji se razvio postupak pravljenja margarina i biljnog masla.

Lipidi, kao rezervnu organsku tvar, karaktetizira velika energetska vrijednost, a počinju se trošiti samno u nedostatku glukoze. Zato se suvišak ugljikohidrata u organizmu pretvara u masti i skladišti u različitim organima (kod životinja, npr. najčešće se odlažuu potkožno). Takav slučaj je posebno značajan kod ptica selica i zivotinja sa sezonskom dinmnikom zimskog sna.

Voskovi, za razliku od glicetida, umjesto glicerola sadrže dugolančane jednovalentne alkohole. Pored alkohola, sadrže i više masne kiseline. Zastupljeni su u biljkama i životinjama. Nisu rastvorljivi u vodi, već u organskim otapalima. Među poznatijim supstancmna ove skupine su: pčelinji vosak, spermacet i lanolin.

U složene lipide ubrajaju se fosfolipidi, glikolipidi i lipoproteini. Izgrađene su od glicerola, masnih kiselina i fosforne kiseline.^[14]

Od poznatijih fosfolipida, najčešći su lecitin, kefalin, plazmalogen i lizofosfolipid. Fosfolipidi čine temeljnu kotmponentu žive ćelijske membrane i ostalih ćelijskih uldopina. Odvijanje normalnih životnih procesa u organizmu, vezano je za specificne funkcije složenih lipida. Tako je za kontrahiranje glatke muskulature neophodan medijator acetilholin. On takoder ima poseban značaj u podraživanju parasimpatičkih nerava, te snižavanju krvnog pritiska. Fosfolipidi takoder učestvuju u penneabilnosti ćelijske (žive) membrane, posebno pri prijenosu jona Na+ i K, u srčanotn mišiču (miokardu), dok od nekih drugih zavisi permeabilnost membrane mitohondrija. Lizofosfatidi izazivaju hemolizu (razgradnju) eritrocita. U zmijskom otrovu nalazi se fosfolipaza A, zbog čega nakon ujeda dolazi do hemolize eritrocita.

Glikolipidi obuhvataju cerebrozide, gangliozide, sulfatide itd. Cerebrozidi su prvi put izolirani iz mozga (cerebrum), po čemu su i dobili ime. Gangliozidi su izolirani iz ganglijskih ćelija mozga (sive mase). Sulfatidi su jedinjenja složenih lipida izolirana iz jetre i bubrega, a relativno visokim sadržajetn ovih glikolipida obogaćen je i mozak. Sva ova jedinjenja u organizmima životinja imaju vrlo specifične i značajne funkcije.^[14]

Podjela

Lipidi se dijele na proste i složene. Prosti lipidi su esteri masnih kiselina i alkohola. Složeni lipidi su važni sastojci ćelija.

Struktura triglicerida

Prosti lipidi

U proste lipide spadaju:

• Gliceridi - esteri trohidroksilnog alkohola glicerola i masnih kiselina.
• Ceridi (voskovi) - esteri dugolančanih monohidroksilnih alkohola i masnih kiselina.
• Steroli gradivna komponenta.

Složeni lipidi

U složene lipide spadaju:

• Fosfolipidi - esteri fosfatne kiseline sa različitim alkoholima
• Sfingolipidi - esteri dvohidroksilnog aminoalkohola sfingozina sa kiselinama.
• Izoprenoidni lipidi

Osobine lipida

Tačka topljenja lipida zavisi od sadržaja zasićenih i nezasićenih masnih kiselina u molekuli. Ulja su bogatija nezasićenim, a masti koje su na sobnoj temperaturi čvrste supstance, su bogatije zasićenim masnim kiselinama.

Ispitivanje lipida

• Kiselinski broj predstavlja broj mg KOH, koji su potrebni za neutralizaciju slobodnih masnih kiselina u 1g masti. Kiselinski broj određuje količinu slobodnih masnih kiselina.
• Saponifikacijski broj je broj mg KOH koji su potrebni za saponifikaciju slobodnih i esterski vezanih kiselina u 1g masti. Što je veći saponifikacijski broj, u molekuli ima više niskomolekularnih masnih kiselina.
• Jodni broj označava broj grama joda koji se adira na dvostruke veze u 100 g masti ili ulja. Veći jodni broj ukazuje na prisustvo više nezasićenih masnih kiselina.

Reference

1. Guyton, A.C. & Hall, J.E. (2006) Textbook of Medical Physiology (11th ed.) Philadelphia: Elsevier Saunder ISBN 0-7216-0240-1
2. Braconnot H (31. 3. 1815). "Sur la nature des corps gras". Annales de chimie. 2 (XCIII): 225–277.
3. Chevreul ME (1823). Recherches sur les corps gras d'origine animale. Paris: Levrault.
4. Leray C (2012). Introduction to Lipidomics. Boca Raton: CRC Press. ISBN 9781466551466.
5. Leray C (2015). "Introduction, History and Evolution.". Lipids. Nutrition and health. Boca Raton: CRC Press. ISBN 9781482242317.
6. Pelouze TJ, Gélis A (1844). "Mémoire sur l'acide butyrique". Annales de Chimie et de Physique. 10: 434.
7. Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences, Paris, 1853, 36, 27; Annales de Chimie et de Physique 1854, 41, 216
8. Leray C. "Chronological history of lipid center". Cyberlipid Center. Arhivirano s originala, 13. 10. 2017. Pristupljeno 1. 12. 2017.
9. Prout W (1827). "On the ultimate composition of simple alimentary substances, with some preliminary remarks on the analysis of organised bodies in general". Phil. Trans.: 355–388.
10. Culling CF (1974). "Lipids. (Fats, Lipoids. Lipins).". Handbook of Histopathological Techniques (3rd izd.). London: Butterworths. str. 351–376. ISBN 9781483164793.
11. Bloor WR (1920). "Outline of a classication of the lipids". Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 17 (6): 138–140. doi:10.3181/00379727-17-75. S2CID 75844378.
12. Christie WW, Han X (2010). Lipid Analysis: Isolation, Separation, Identification and Lipidomic Analysis. Bridgwater, England: The Oily Press. ISBN 9780857097866.
13. Bertrand G (1923). "Projet de reforme de la nomenclature de Chimie biologique". Bulletin de la Société de Chimie Biologique. 5: 96–109.
14. Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2002). Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-222-6.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)