İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Lipidlerin Yapısı
- Lipitlere Örnekler
- Lipidlerin Fonksiyonları
- Lipitler ve Sağlık
- Devam Eden Lipid Araştırması
Lipitler, canlı organizmalarda bulunan yağlar, yağlar, steroidler ve balmumları gibi bir grup bileşiği içerir. Hem prokaryotlar hem de ökaryotlar, membran oluşumu, koruma, izolasyon, enerji depolaması, hücre bölünmesi ve daha fazlası gibi biyolojik olarak birçok önemli rol oynayan lipitlere sahiptir. Tıpta, lipitler kan yağlarına karşılık gelir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Lipitler, canlı organizmalarda bulunan yağları, yağları, steroidleri ve balmumlarını gösterir. Lipitler, enerji depolaması, koruma, izolasyon, hücre bölünmesi ve diğer önemli biyolojik roller için türler arasında birçok fonksiyona hizmet eder.
Lipidlerin Yapısı
Lipitler, alkol gliserolden elde edilen bir trigliserit ve ayrıca yağ asitlerinden yapılır. Bu temel yapıya ilaveler, lipitlerde büyük çeşitlilik sağlar. Şu ana kadar 10.000'den fazla lipit türü keşfedildi ve birçoğu hücresel metabolizma ve materyal nakli için çok çeşitli proteinlerle çalışıyor. Lipitler, proteinlerden oldukça küçüktür.
Lipitlere Örnekler
Yağ asitleri bir lipit türüdür ve diğer lipitler için yapı taşı görevi görür. Yağ asitleri, bağlı hidrojenleri olan bir karbon zincirine bağlı karboksil (-COOH) gruplarını içerir. Bu zincir suda çözünmez. Yağ asitleri doymuş veya doymamış olabilir. Doymuş yağ asitleri tek karbon bağlarına sahipken, doymamış yağ asitleri çift karbon bağlarına sahiptir. Doymuş yağ asitleri trigliseritlerle birleştiğinde, bu, oda sıcaklığında katı yağlara neden olur. Bunun nedeni, yapılarının sıkıca toplanmalarına neden olmasıdır. Buna karşılık, trigliseritlerle birleştirilmiş doymamış yağ asitleri, sıvı yağlar verme eğilimindedir. Doymamış yağların dolaşmış yapısı, oda sıcaklığında daha gevşek, daha akışkan bir madde verir.
Fosfolipitler, bir yağ asidi için ikame edilmiş bir fosfat grubuna sahip bir trigliseritten yapılır. Dolu bir kafaya ve hidrokarbon kuyruğuna sahip olarak tarif edilebilirler. Başları hidrofiliktir ya da su sever, oysa kuyrukları hidrofobik ya da su iticidir.
Bir lipidin başka bir örneği kolesteroldür. Kolesteroller, bağlı hidrojenler ve esnek bir hidrokarbon kuyruğu ile beş veya altı karbon atomlu sert halka yapılarına düzenlenir. İlk halka, hayvan hücre zarlarının su ortamlarına yayılan bir hidroksil grubu içerir. Bununla birlikte, molekülün geri kalanı suda çözünmezdir.
Çoklu doymamış yağ asitleri (PUFA'lar), membran akışkanlığına yardımcı olan lipitlerdir. PUFA'lar nöral iltihaplanma ve enerjik metabolizma ile ilgili hücre sinyallerine katılır. Omega-3 yağ asitleri olarak nöroprotektif etkiler sağlayabilirler ve bu formülasyonda antienflamatuardırlar. Omega-6 yağ asitleri için PUFA'lar iltihaplanmaya neden olabilir.
Steroller, bitki zarlarında bulunan lipitlerdir. Glikolipitler, karbonhidratlara bağlı lipitlerdir ve hücresel lipit havuzlarının bir parçasıdır.
Lipidlerin Fonksiyonları
Lipitler organizmalarda çeşitli roller oynarlar. Lipitler koruyucu engeller oluşturur. Hücre zarlarını ve bitkilerde hücre duvarlarının yapısının bir kısmını içerirler. Lipitler, bitkilere ve hayvanlara enerji depolaması sağlar. Çoğu zaman, lipitler proteinlerle birlikte işlev görür. Lipid fonksiyonları, kutup baş gruplarındaki değişikliklerden ve yan zincirlerinden etkilenebilir.
Fosfolipitler, hücre zarlarını oluşturan amfipatik yapılarıyla lipit iki katmanlarının temelini oluşturur. Dış katman suyla etkileşime girerken, iç katman esnek bir yağlı madde olarak bulunur. Hücre zarlarının sıvı yapısı, fonksiyonlarına yardımcı olur. Lipitler sadece plazma zarlarını değil aynı zamanda nükleer zarf, endoplazmik retikulum (ER), Golgi cihazı ve veziküller gibi hücresel bölümleri oluşturur.
Lipitler ayrıca hücre bölünmesine de katılırlar. Hücrelerin bölünmesi, hücre döngüsüne bağlı olarak lipit içeriğini düzenler. Hücre siklusu aktivitesinde en az 11 lipit bulunur. Sfingolipidler, interfaz sırasında sitokinezde rol oynarlar. Hücre bölünmesi, plazma membran gerginliği ile sonuçlandığından, lipitler, membran sertliği gibi bölünmenin mekanik yönlerine yardımcı görünmektedir.
Lipitler, sinirler gibi özel dokular için koruyucu bariyerler sağlar. Koruyucu miyelin kılıfını çevreleyen sinirler lipitler içerir.
Yağlar, protein ve karbonhidrat olarak iki katından daha fazla enerjiye sahip olan tüketimden elde edilen en yüksek miktarda enerjiyi sağlar. Vücut, bazıları anında enerji ihtiyacı için bazıları depolamak için bazıları ise sindirimdeki yağları parçalar. Vücut, bu lipidleri parçalamak için lipazlar kullanarak egzersiz için lipit deposundan yararlanır ve sonunda hücreleri güçlendirmek için daha fazla adenozin trifosfat (ATP) yapar.
Bitkilerde, triasilgliseroller (TAG'ler) gibi tohum yağları hem anjiyopermlerde hem de jimnospermlerde tohum çimlenmesi ve büyümesi için gıda depolaması sağlar. Bu yağlar yağ kütlelerinde (OB'ler) depolanır ve oleosinler adı verilen fosfolipitler ve proteinlerle korunur. Bu maddelerin tümü endoplazmik retikulum (ER) tarafından üretilir. Yağ kütlesi ER'den tomurcuklanır.
Lipitler, bitkilere metabolik süreçleri için gerekli enerjiyi ve hücreler arasındaki sinyalleri verir. Bitkilerin başlıca nakil kısımlarından biri olan floem (ksilemle birlikte), kolesterol, sitosterol, kamposterol, stigmasterol ve çeşitli değişken lipofilik hormonlar ve moleküller gibi lipidleri içerir. Çeşitli lipitler, bir bitki zarar gördüğünde sinyalleşmede rol oynayabilir. Bitkilerdeki fosfolipitler ayrıca bitkiler üzerindeki çevresel streslere yanıt olarak ve ayrıca patojen enfeksiyonlarına cevap olarak çalışırlar.
Hayvanlarda, lipitler ayrıca çevreden izolasyon ve yaşamsal organları koruma görevi görür. Lipitler ayrıca yüzdürme ve su yalıtımı sağlar.
Sfidoid esaslı seramid denilen lipitler cilt sağlığı için önemli işlevler yerine getirir. Çevreden koruyan ve su kaybını önleyen en dış cilt tabakası görevi gören epidermisin oluşmasına yardımcı olurlar. Seramidler sfingolipid metabolizması için öncü olarak görev yapar; deride aktif lipid metabolizması oluşur. Sfingolipidler ciltte bulunan yapısal ve sinyal lipitlerini oluşturur. Seramidlerden yapılan sfingomyelinler, sinir sisteminde yaygındır ve motor nöronların hayatta kalmasına yardımcı olur.
Lipitler ayrıca hücre sinyalleşmesinde rol oynarlar. Merkezi ve periferik sinir sistemlerinde, lipitler membranların akışkanlığını kontrol eder ve elektriksel sinyal iletimlerine yardımcı olur. Lipitler, sinapsları stabilize etmeye yardımcı olur.
Lipitler, büyüme, sağlıklı bir bağışıklık sistemi ve üreme için gereklidir. Lipidler vücudun yağda çözünen A, D, E ve K vitaminleri gibi karaciğerdeki vitaminleri depolamasını sağlar. Kolesterol östrojen ve testosteron gibi hormonlar için bir öncü görevi görür. Aynı zamanda yağ eriten safra asitleri yapar. Karaciğer ve bağırsaklar kolesterolün yaklaşık yüzde 80'ini oluştururken geri kalanı yiyeceklerden elde edilir.
Lipitler ve Sağlık
Genel olarak hayvansal yağlar doymuş ve bu nedenle katı haldedir, oysa bitkisel yağlar doymamış ve bu nedenle sıvı olma eğilimindedir. Hayvanlar doymamış yağlar üretemez, bu yüzden bu yağlar bitki ve alg gibi üreticilerden tüketilmelidir. Buna karşılık, bu bitki tüketicilerini yiyen hayvanlar (soğuk su balığı gibi) bu faydalı yağları elde eder. Doymamış yağlar, hastalık riskini azalttıkları için en sağlıklı tüketilen yağlardır. Bu yağların örnekleri arasında zeytin ve ayçiçeği yağları gibi yağlar, ayrıca tohumlar, kabuklu yemişler ve balıklar bulunur. Yapraklı yeşil sebzeler aynı zamanda iyi bir diyet doymamış yağ kaynağıdır. Yapraklardaki yağ asitleri kloroplastlarda kullanılır.
Trans-yağlar, doymuş yağlara benzeyen kısmen hidrojenlenmiş plan yağlarıdır. Yemek pişirmede daha önce kullanılan trans yağların artık tüketim açısından sağlıksız olduğu düşünülmektedir.
Doymuş yağlar hastalık riskini artırabileceğinden doymuş yağlardan daha az tüketilmelidir. Doymuş yağların örnekleri arasında kırmızı hayvansal et ve yağlı süt ürünleri ile hindistancevizi yağı ve hurma yağı sayılabilir.
Tıp uzmanları lipidleri kan yağları olarak adlandırdıklarında, bu, kardiyovasküler sağlık, özellikle de kolesterol ile ilgili sıkça tartışılan yağ türlerini açıklar. Lipoproteinler vücutta kolesterolün taşınmasına yardımcı olur. Yüksek yoğunluklu lipoprotein (HDL), “iyi” bir yağ olan kolesterol anlamına gelir. Karaciğer yoluyla kötü kolesterolün alınmasına yardımcı olur. “Kötü” kolesteroller LDL, IDL, VLDL ve bazı trigliseritleri içerir. Kötü yağlar, kalp krizi ve felç riskini artırarak plak olarak birikmesi nedeniyle tıkanmış damarlara yol açabilir. Bu nedenle lipid dengesi sağlık için çok önemlidir.
Enflamatuar cilt koşulları, eikosapentaenoik asit (EPA) ve docsaheksaenoik asit (DHA) gibi bazı lipidlerin tüketiminden faydalanabilir. EPA'nın cildin seramid profilini değiştirdiği gösterilmiştir.
İnsan vücudundaki bazı hastalıklar lipitlerle ilgilidir. Kandaki yüksek trigliseritlerin durumu olan hipertrigliseridemi pankreatite yol açabilir. Kandaki yağları parçalayan enzimler gibi trigliseritleri azaltmak için birçok ilaç kullanılır. Bazı bireylerde balık yağı ile yapılan tıbbi takviye ile yüksek trigliserit azalması da bulunmuştur.
Hiperkolesterolemi (yüksek kan kolesterolü) edinilebilir veya genetik olabilir. Ailesel hiperkolesterolemili bireyler, ilaçla kontrol edilemeyen olağanüstü yüksek kolesterol değerlerine sahiptir. Bu, kalp krizi ve felç riskini büyük ölçüde artırır, çoğu kişi 50 yaşına gelmeden önce ölür.
Kan damarlarında yüksek lipid birikmesine neden olan genetik hastalıklar, lipit depo hastalıkları olarak adlandırılır. Bu aşırı yağ deposu, beyin ve vücudun diğer bölümleri için zararlı etkiler yaratır. Bazı lipit depo hastalıklarına örnekler arasında Fabry hastalığı, Gaucher hastalığı, Niemann-Pick hastalığı, Sandhoff hastalığı ve Tay-Sachs bulunur. Ne yazık ki, bu lipit depo hastalıklarının birçoğu genç yaşta hastalık ve ölümle sonuçlanmaktadır.
Lipitler ayrıca motor nöron hastalıklarında (MNH) rol oynar, çünkü bu koşullar sadece motor nöron dejenerasyonu ve ölümü ile değil aynı zamanda lipid metabolizması ile ilgili problemlerle de karakterize edilir. MND'lerde merkezi sinir sisteminin yapısal lipidleri değişir ve bu hem zarları hem de hücre sinyallerini etkiler. Örneğin, hipermetabolizma, amyotrofik lateral skleroz (ALS) ile ortaya çıkar. Beslenme (bu durumda, yeterli miktarda yağ kalorisi tüketilmemiştir) ile ALS gelişme riski arasında bir bağlantı olduğu görülmektedir. Yüksek lipitler, ALS hastaları için daha iyi sonuçlara karşılık gelir. Sfingolipidleri hedef alan ilaçlar ALS hastaları için tedavi olarak kabul edilmektedir. İlgili mekanizmaları daha iyi anlamak ve uygun tedavi seçenekleri sağlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Genetik otozomal resesif bir hastalık olan spinal müsküler atrofi (SMA) 'de, lipitler enerji için doğru şekilde kullanılmamaktadır. SMA bireyleri düşük kalorili alım ortamında yüksek yağ kütlesine sahiptir. Bu nedenle, yine, lipit metabolizma disfonksiyonu, bir motor nöron hastalığında önemli bir rol oynar.
Alzheimer ve Parkinson hastalıkları gibi dejeneratif hastalıklarda yararlı bir rol oynayan omega-3 yağ asitleri için kanıtlar mevcuttur. Bunun ALS için geçerli olduğu kanıtlanmamıştır ve aslında fare modellerinde toksisitenin ters etkisi bulunmuştur.
Devam Eden Lipid Araştırması
Bilim adamları yeni lipitler keşfetmeye devam ediyor.Günümüzde lipitler protein düzeyinde çalışılmamaktadır ve bu nedenle daha az anlaşılmaktadır. Mevcut lipit sınıflamasının çoğu, fonksiyondan ziyade yapıya vurgu yaparak kimyagerlere ve biyofizikçilere dayanıyordu. Ek olarak, proteinlerle birleşme eğilimleri nedeniyle lipit fonksiyonlarını ortadan kaldırmak zor olmuştur. Canlı hücrelerde lipit fonksiyonunu açıklamak da zordur. Nükleer manyetik rezonans (NMR) ve kütle spektrometresi (MS), hesaplama yazılımı yardımıyla bir miktar lipit tanımlaması sağlar. Bununla birlikte, lipid mekanizmalarına ve işlevlerine ilişkin içgörü kazanmak için mikroskopide daha iyi çözünürlük gereklidir. Bir grup lipit ekstraktını analiz etmek yerine, lipitleri protein komplekslerinden izole etmek için daha spesifik MS gerekecektir. İzotop etiketleme görselleştirmeyi ve dolayısıyla tanımlamayı iyileştirmeye hizmet edebilir.
Lipidlerin, bilinen yapısal ve enerjik özelliklerine ek olarak, önemli motor fonksiyonlarında ve sinyalleşmede rol oynadıkları açıktır. Teknoloji lipidleri tanımlamak ve görselleştirmek için geliştikçe, lipit fonksiyonunu belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulacaktır. Sonunda, umut, lipit fonksiyonunu aşırı derecede rahatsız etmeyecek olan işaretleyicilerin tasarlanabilmesidir. Hücre altı seviyelerde lipit fonksiyonunu manipüle edebilmek bir araştırma atılımı sağlayabilir. Bu, bilimi, protein araştırmalarında olduğu gibi devrim yaratabilir. Buna karşılık, potansiyel olarak lipid rahatsızlıklarından muzdarip olanlara yardımcı olacak yeni ilaçlar yapılabilir.