Διαλέξεις Χημείας -2014 Αγγελική Μαγκλάρα, PhD Εργαστήριο Κλινικής Χημείας Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Ιωαννίνων
Λιπίδια Λιπαρά οξέα Γλυκερίδια Μη γλυκερικά λιπίδια Σύνθετα λιπίδια Κορεσμένα Ακόρεστα Ουδέτερα Σφιγγολιπίδια Λιποπρωτεΐνες Μονοακόρεστα Φωσφογλυκερί δια Στεροειδή Γλυκολιπίδια Πολυακόρεστα Κηροί
Εστεροποίηση της γλυκερόλης Μονο-, δι-, τρι- γλυκερίδια (μονο-, δι-, τρι- ακυλογλυκερόλες) Απλά τριγλυκερίδια:περιέχουν το ίδιο ΛΟ (σπάνια στη φύση) Μεικτά τριγλυκερίδια:περιέχουν 2 ή περισσότερα διαφορετικά ΛΟ
Μη ιοντισμένα, μη πολικά μόρια αποθηκευτική μορφή ενέργειας στο λιπώδη ιστό Άχρωμα, άοσμα, άγευστα, αδιάλυτα στο νερό. Τα φυσικά λίπη και έλαια είναι μείγμα τριγλυκεριδίων. Λίπη στερεά λόγω κορεσμένων ΛΟ μακρυάς αλυσίδας (ζωικής προέλευσης) Έλαια υγρά λόγω ακόρεστων ΛΟ (φυτικής προέλευσης) Διασπώνται από λιπάσες Τάγγισμα (rancidity): δυσάρεστη οσμή και γεύση λόγω μερικής υδρόλυσης ή μερικής οξείδωσης
Υδρόλυση (παρουσία οξέος, H2O):αντίθετη αντίδραση σχηματισμού και ενζυματική υδρόλυση (μέσω της δράσης λιπασών)
Σαπωνοποίηση (παρουσία ισχυρών αλκαλίων ) γλυκερόλη+άλατα ΛΟ πολική κεφαλή διαλυτή σε νερό Υδρογονανθρακική ουρά διαλυτή σε έλαια
Σχηματισμός μικυλλίου
Υδρογόνωση (προσθήκη Η + ):
Γλυκερόλη Σφιγγοσίνη Φωσφολιπίδια φωσφογλυκερίδια σφιγγολιπίδια Λιπαρό οξύ Λιπαρό οξύ Λιπαρό οξύ PO4 Aλκοόλη PO4 Χολίνη
2 η πιο άφθονη κατηγορία λιπιδίων 40-50% των κυτταρικών μεμβρανών εστέρες της 3- φωσφορικης γλυκερολης Φωσφοεστερικός δεσμός Φωσφατίδια Απλούστερο ΦΓ ΛΟ στους C1 και C2 Ελεύθερη PO4- στον C3 Ενδιάμεσα της σύνθεσης ΦΓ 3-φωσφορική διακυλογλυκερόλη
Ιnositol Phosphatidylinositol
Φωσφατιδυλοχολίνες (λεκιθίνες) Τα πιο άφθονα φωσφολιπίδια. πολική υδρόφιλη κεφαλή Κύρια δομικά συστατικά των μεμβρανών. Αποθήκες χολίνης (ακετυλοχολίνη σημαντική νευροδιαβιβαστική ουσία) Η διπαλμιτοϋλ-λεκιθίνη είναι συστατικό του «επιφανειοδραστικού παράγοντα» στους πνεύμονες. μη πολική υδρόφοβη ουρά
Φωσφατιδυλοαιθανολαμίνη (κεφαλίνη) 25% μεμβρανικων φωσφολιπιδίων 45% στον εγκέφαλο και νευρικούς ιστούς συστατικό των λιποπρωτεϊνών Φωσφατιδυλοϊνοσιτόλη Η 4,5-διφωσφορική φωσφατιδυλοϊνοσιτόλη είναι σημαντικό συστατικό των κυτταρικών μεμβρανών. Εξωτερικό ερέθισμα διάσπαση σε διακυλογλυκερόλη και τριφωσφορική ινοσιτόλη ( second messengers)
Αιθερικά φωσφολιπίδια Πλασμαλογόνα (Plasmalogens) Αιθερικός δεσμός στο C1 και εστερικός δεσμός στο C2 30-40% φωσφογλυκεριδίων στον καρδιακό μυ 30% στον εγκέφαλο 70% στη μυελίνη Παράγοντας ενεργοποίησης αιμοπεταλίων Ενεργοποίηση της πήξης αίματος Ενεργοποίηση ανοσοποιητικού οξεία φλεγμονώδεις και αναφυλακτικές αντιδράσεις Σύσπαση λείων μυϊκών ινών Οξικο Ακόρεστη αλκοολη αιθανολαμίνη σερίνη χολίνη χολίνη
Καρδιολιπίνες αρχικά απομονώθηκαν από την καρδιά διφωσφατιδυλογλυκερόλη εσωτερική μεμβράνη μιτοχονδρίων (20% λιπιδίων) Απαραίτητη για τη δομή και λειτουργία ενζύμων της αναπνευστικής αλυσίδας
Δομικά συστατικά των κυτταρικών μεμβρανών, της μυελίνης και των λιποπρωτεϊνών. Πήξη αίματος. Μεταγωγή σήματος. Παραγωγή εικοσανοειδών. Ομαλή λειτουργία των πνευμόνων (συστατικό του επιφανειοδραστικού παράγοντα ).
κεραμίδιο (και αιθανολαμίνη)
κεραμίδιο (και αιθανολαμίνη) Σφιγγομυελίνες (μυελίνη νευρικών κυττάρων)
Κερεβροζίτες Γλυκόζη και γαλακτόζη Νευρικό ιστό. κεραμίδιο Γαγγλιοζίτες Πολύπλοκα ΓΛ με διακλαδισμένες αλυσίδες ολιγοσακχαριτων. Νευρικό ιστό. Χωρίς PO4 ομάδα
Δομή και λειτουργία κυτταρικής μεμβράνης. Ρύθμιση λειτουργιών μέσω αλληλεπίδρασης με αυξητικούς παράγοντες και κυτταροκίνες. Σημαντικό ρόλο στην κυτταρική αναγνώριση, αύξηση και διακυτταρική επικοινωνία Αντιγόνα ομάδων αίματος.
+ χοληστερόλη
Κοινή φυσικοχημική ιδιότητα όλων των μεμβρανικών λιπιδίων: υδρόφοβη ουρά (αδιάλυτη στο νερό) και υδρόφιλη κεφαλή (υδατοδιαλυτή). Διπλοστοιβάδα τέτοιων λιπιδίων είναι η βάση των κυτταρικών μεμβρανών.
Λιποσώματα Σε υδάτινο περιβάλλον τα φωσφο- και γλυκολιπίδια συγκροτούνται αυθόρμητα σε διπλοστοιβάδες. Φωσφολιπίδια και σάπωνες (άλατα ΛΟ) αυθόρμητα σχηματίζουν μικκύλια. Τεχνητά σφαιρικά κυστίδια από φωσφολιπίδια.
Λιγότερο ρευστή μικρότερη διαπερατότητα Περισσότερο ρευστή μεγαλύτερη διαπερατότητα Η ρευστότητα των βιολογικών μεμβρανών εξαρτάται από την αναλογία κορεσμένων και ακόρεστων ΛΟ στα μεμβρανικά λιπίδια.
άκαμπτος τετρακυκλικός πυρήνας (στεροειδή=στερεός) 17 άτομα C, τρεις 6-μελείς και ένας 5-μελής δακτύλιος. Συχνά δύο μεθυλομάδες στις θέσεις C-10 και C-13. υποκαταστάτες κυρίως στις θέσεις C-3 και C-17. στεράνιο (κυκλοπεντανο-υπερυδρο-φαινανθρένιο) ~50000 φυσικά και συνθετικά στεροειδή
Διαφορές αριθμός και θέση του διπλού δεσμού δομή υποκαταστατών στερεοχημεία υποκαταστατών Κατηγορίες Στερόλες (υδροξύλιο) Χολικά οξέα (καρβοξυλομάδα και υδροξύλια) Στεροειδείς ορμόνες (κετονομάδες και υδροξύλια) Ομάδα της βιταμίνης-d Καρδιακοί γλυκοσίτες (λακτονικός δακτύλιος) (!) Σαπωνίνες (φέρουν φουρανικό ή πυρανικό δακτύλιο) Αλκαλοειδή (χαρακτηριστικό ο αζωτούχος δακτύλιος)
Στεροειδείς αλκοόλες -ΟΗ στον C-3 και υποκαταστάτη στον C-17 Ζωοστερόλες, φυτοστερόλες και μυκοστερόλες C 27 H 45 OH Χοληστερόλη η πιο σημαντική ζωική στερόλη ελεύθερη ή εστεροποιημένη δδ στον C-5 και 8-μελή πλευρική αλυσίδα δομικό συστατικό των μεμβρανών και λιποπρωτεϊνών πρόδρομη ένωση: στεροειδείς ορμόνες βιταμίνη D χολικά οξέα
Στη χολή δε βρίσκονται ελεύθερα αλλά συζευγμένα με γλυκίνη ή ταυρίνη Σύνθεση στο ήπαρ χοληδόχο κύστη λεπτό έντερο κατά τη διάρκεια της πέψης 80% της χοληστερόλης μετατρέπεται στο ήπαρ σε χολικά οξέα. Ρόλος Αποβολή χοληστερόλης. Μεταφορά, πέψη και απορρόφηση λιπών και λιποδιαλυτών βιταμινών. Γαλακτωματοποίηση (emulsification) Μικύλλια χολικό οξύ (3, 7, 12-τριυδροξυχολανικό οξύ)
Στεροειδείς ορμόνες Φυλετικές ορμόνες Κορτικοειδή Ανδρογόνα Οιστρογόνα Προγεσταγόνα Γλυκοκορτικο ειδή Αλατοκορτικοει δή Τεστοστερόνη Οιστρόνη Πρεγνενολόνη Κορτιζόνη Αλδοστερόνη Ανδροστερόνη Οιστραδιόλη Προγεστερόνη Κορτικοστερόνη Οιστριόλη 5- Δεϋδροανδροστερόνη Δεσοξυκορτικοστερόνη
κετονομάδα στον C-3 Κρυσταλλική μορφή C 19 H 28 Ο 2 Κύρια ανδρική ορμόνη Παραγωγή στους όρχεις Ανάπτυξη γεννητικών οργάνων Δευτερεύοντα χαρακτηριστικά φύλου
C 18 H 22 Ο 2 C 18 H 24 Ο 2 C 18 H 24 Ο 3 Οιστραδιόλη Εκκρίνεται από τις ωοθήκες Προετοιμάζει το εσωτερικό της μήτρας για την εγκατάσταση ενός γονιμοποιημένου ωαρίου Υπεύθυνη και για την ανάπτυξη των δευτερογενών φυλετικών χαρακτηριστικών
Παράγεται στις ωοθήκες Κύριος βιολογικός ρόλος: επίτευξη και διατήρηση της κύησης Προετοιμασία ενδομητρίου Εμποδίζει την ωρίμανση άλλου ωαρίου (ωορρηξία) Οχι γονιμοποίηση μείωση προγεστερόνης έμμηνος ρύση C 20 H 30 Ο 2
Παράγονται στο φλοιό των επινεφριδίων. C 21 H 30 Ο 5 C 21 H 30 Ο 4 γλυκοκορτικοειδή έλεγχο του μεταβολισμού των υδατανθράκων αντιφλεγμονώδη C 21 H 28 Ο 5 αλατοκορτικοειδή έλεγχος των ηλεκτρολυτών (κυρίως Κ + και Νa + )
Ομάδα λιποδιαλυτών βιταμινών. την ικανότητα απορρόφησης του ασβεστίου Απαραίτητος παράγοντας για τη σωστή ανάπτυξη των οστών και δοντιών. Έλλειψη της βιταμίνης D προκαλεί ραχιτισμό
μη πολικό πυρήνα τριγλυκερίδια χοληστερικούς εστέρες μονή επιφανειακή στοιβάδα αμφίτροπων λιπιδίων Φωσφολιπίδια Χοληστερόλη πρωτεϊνικό κομμάτι απο(λιπο)- πρωτεΐνη
Χυλομικρά D<0.95 g/ml, δ=100-500 nm Παράγονται από την εντερική απορρόφηση ΤΓ ιστούς Very low density lipoproteins (VLDL) D=0.95-1.019 g/ml, δ=30-80 nm Παράγονται στο ήπαρ ΤΓ λιπώδη και άλλους ιστούς Low density lipoproteins (LDL) D=1.019-1.063 g/ml, δ=18-28 nm Χοληστερόλη, ήπαρ περιφερικούς ιστούς (τα πιο πλούσια σε χοληστερόλη) Ηigh density lipoproteins (HDL) D=1.063-1.121 g/ml, δ=5-15 nm Χοληστερόλη, περιφερικούς ιστούς ήπαρ