लिपिड: परिभाषा, संरचना, कार्य और उदाहरण

लिपिड में जीवों में पाए जाने वाले वसा, तेल, स्टेरॉयड और मोम जैसे यौगिकों का एक समूह होता है। प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स दोनों में लिपिड होते हैं, जो जैविक रूप से कई महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जैसे झिल्ली निर्माण, सुरक्षा, इन्सुलेशन, ऊर्जा भंडारण, कोशिका विभाजन और बहुत कुछ। चिकित्सा में, लिपिड रक्त वसा को संदर्भित करते हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

लिपिड जीवित जीवों में पाए जाने वाले वसा, तेल, स्टेरॉयड और मोम को नामित करते हैं। लिपिड ऊर्जा भंडारण, सुरक्षा, इन्सुलेशन, कोशिका विभाजन और अन्य महत्वपूर्ण जैविक भूमिकाओं के लिए प्रजातियों में कई कार्य करते हैं।

लिपिड ट्राइग्लिसराइड से बने होते हैं जो अल्कोहल ग्लिसरॉल, साथ ही फैटी एसिड से बने होते हैं। इस मूल संरचना में वृद्धि से लिपिड में अत्यधिक विविधता प्राप्त होती है। अब तक १०,००० से अधिक प्रकार के लिपिड खोजे जा चुके हैं, और कई सेलुलर चयापचय और सामग्री परिवहन के लिए प्रोटीन की एक विशाल विविधता के साथ काम करते हैं। लिपिड प्रोटीन की तुलना में काफी छोटे होते हैं।

फैटी एसिड एक प्रकार के लिपिड होते हैं और अन्य लिपिड के लिए भी बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में काम करते हैं। फैटी एसिड में कार्बोक्सिल (-COOH) समूह होते हैं जो संलग्न हाइड्रोजन के साथ कार्बन श्रृंखला से बंधे होते हैं। यह श्रृंखला पानी में अघुलनशील है। फैटी एसिड संतृप्त या असंतृप्त हो सकते हैं। सैचुरेटेड फैटी एसिड में सिंगल कार्बन बॉन्ड होते हैं, जबकि असंतृप्त फैटी एसिड में डबल कार्बन बॉन्ड होते हैं। जब संतृप्त फैटी एसिड ट्राइग्लिसराइड्स के साथ मिलते हैं, तो इसका परिणाम कमरे के तापमान पर ठोस वसा होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनकी संरचना उन्हें एक साथ कसकर पैक करने का कारण बनती है। इसके विपरीत, ट्राइग्लिसराइड्स के साथ संयुक्त असंतृप्त फैटी एसिड तरल तेल उत्पन्न करते हैं। असंतृप्त वसा की किंकड संरचना कमरे के तापमान पर एक शिथिल, अधिक तरल पदार्थ उत्पन्न करती है।

फॉस्फोलिपिड एक ट्राइग्लिसराइड से बने होते हैं जिसमें एक फैटी एसिड के लिए प्रतिस्थापित फॉस्फेट समूह होता है। उन्हें एक आवेशित सिर और हाइड्रोकार्बन पूंछ के रूप में वर्णित किया जा सकता है। उनके सिर हाइड्रोफिलिक, या पानी से प्यार करने वाले होते हैं, जबकि उनकी पूंछ पानी के लिए हाइड्रोफोबिक या विकर्षक होती है।

लिपिड का एक अन्य उदाहरण कोलेस्ट्रॉल है। कोलेस्ट्रॉल पांच या छह कार्बन परमाणुओं की कठोर वलय संरचनाओं में व्यवस्थित होते हैं, जिसमें हाइड्रोजेन संलग्न होते हैं और एक लचीली हाइड्रोकार्बन पूंछ होती है। पहली अंगूठी में एक हाइड्रॉक्सिल समूह होता है जो पशु कोशिका झिल्ली के जल वातावरण में फैलता है। हालाँकि, शेष अणु पानी में अघुलनशील है।

पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड (PUFA) लिपिड होते हैं जो झिल्ली की तरलता में सहायता करते हैं। PUFA तंत्रिका सूजन और ऊर्जावान चयापचय से संबंधित सेल सिग्नलिंग में भाग लेते हैं। वे ओमेगा -3 फैटी एसिड के रूप में न्यूरोप्रोटेक्टिव प्रभाव प्रदान कर सकते हैं, और इस फॉर्मूलेशन में, वे विरोधी भड़काऊ हैं। ओमेगा -6 फैटी एसिड के लिए, PUFA सूजन पैदा कर सकता है।

स्टेरोल्स पौधे की झिल्लियों में पाए जाने वाले लिपिड होते हैं। ग्लाइकोलिपिड्स कार्बोहाइड्रेट से जुड़े लिपिड होते हैं और सेलुलर लिपिड पूल का हिस्सा होते हैं।

जीवों में लिपिड कई भूमिका निभाते हैं। लिपिड सुरक्षात्मक अवरोध बनाते हैं। इनमें कोशिका झिल्ली और पौधों में कोशिका भित्ति की कुछ संरचनाएँ होती हैं। लिपिड पौधों और जानवरों को ऊर्जा भंडारण प्रदान करते हैं। अक्सर, लिपिड प्रोटीन के साथ कार्य करते हैं। लिपिड कार्य उनके ध्रुवीय सिर समूहों के साथ-साथ उनकी पार्श्व श्रृंखलाओं में परिवर्तन से प्रभावित हो सकते हैं।

फॉस्फोलिपिड्स लिपिड बाईलेयर्स की नींव बनाते हैं, उनकी एम्फीपैथिक प्रकृति के साथ, जो कोशिका झिल्ली बनाते हैं। बाहरी परत पानी के साथ परस्पर क्रिया करती है जबकि आंतरिक परत एक लचीले तैलीय पदार्थ के रूप में मौजूद होती है। कोशिका झिल्लियों की तरल प्रकृति उनके कार्य में सहायता करती है। लिपिड न केवल प्लाज्मा झिल्ली बनाते हैं, बल्कि सेलुलर डिब्बों जैसे परमाणु लिफाफा, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर), गोल्गी उपकरण और वेसिकल्स भी बनाते हैं।

लिपिड भी कोशिका विभाजन में भाग लेते हैं। कोशिका चक्र के आधार पर विभाजित कोशिकाएं लिपिड सामग्री को नियंत्रित करती हैं। कोशिका चक्र गतिविधि में कम से कम 11 लिपिड शामिल होते हैं। स्फिंगोलिपिड्स इंटरफेज़ के दौरान साइटोकाइनेसिस में एक भूमिका निभाते हैं। चूंकि कोशिका विभाजन के परिणामस्वरूप प्लाज्मा झिल्ली तनाव होता है, लिपिड विभाजन के यांत्रिक पहलुओं जैसे झिल्ली कठोरता के साथ मदद करते प्रतीत होते हैं।

लिपिड विशेष ऊतकों जैसे तंत्रिकाओं के लिए सुरक्षात्मक अवरोध प्रदान करते हैं। तंत्रिकाओं के आसपास के सुरक्षात्मक माइलिन म्यान में लिपिड होते हैं।

लिपिड खपत से सबसे बड़ी मात्रा में ऊर्जा प्रदान करते हैं, जिसमें प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट के रूप में ऊर्जा की मात्रा दोगुनी से अधिक होती है। शरीर पाचन में वसा को तोड़ता है, कुछ तत्काल ऊर्जा की जरूरत के लिए और अन्य भंडारण के लिए। शरीर उन लिपिडों को तोड़ने के लिए लाइपेस का उपयोग करके व्यायाम के लिए लिपिड भंडारण पर आकर्षित होता है, और अंततः शक्ति कोशिकाओं को अधिक एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) बनाने के लिए।

पौधों में, बीज के तेल जैसे ट्राईसिलग्लिसरॉल्स (टीएजी) बीज के अंकुरण और एंजियोस्पर्म और जिम्नोस्पर्म दोनों में वृद्धि के लिए खाद्य भंडारण प्रदान करते हैं। ये तेल तेल निकायों (OBs) में संग्रहीत होते हैं और फॉस्फोलिपिड्स और ओलेओसिन नामक प्रोटीन द्वारा संरक्षित होते हैं। ये सभी पदार्थ एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर) द्वारा निर्मित होते हैं। तेल शरीर ईआर से निकलता है।

लिपिड पौधों को उनकी चयापचय प्रक्रियाओं और कोशिकाओं के बीच संकेतों के लिए आवश्यक ऊर्जा देते हैं। फ्लोएम, पौधों के मुख्य परिवहन भागों में से एक (जाइलम के साथ) में लिपिड होते हैं जैसे कोलेस्ट्रॉल, सिटोस्टेरॉल, कैंपोस्टेरॉल, स्टिग्मास्टरोल और कई अलग-अलग लिपोफिलिक हार्मोन के रूप में और अणु। पौधे के क्षतिग्रस्त होने पर विभिन्न लिपिड संकेतन में भूमिका निभा सकते हैं। पौधों में फॉस्फोलिपिड्स पौधों पर पर्यावरणीय तनावों के साथ-साथ रोगजनक संक्रमणों के जवाब में भी काम करते हैं।

जानवरों में, लिपिड पर्यावरण से इन्सुलेशन और महत्वपूर्ण अंगों के लिए सुरक्षा के रूप में भी काम करते हैं। लिपिड उछाल और जलरोधक भी प्रदान करते हैं।

सेरामाइड्स नामक लिपिड, जो स्फिंगोइड-आधारित होते हैं, त्वचा के स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। वे एपिडर्मिस बनाने में मदद करते हैं, जो सबसे बाहरी त्वचा परत के रूप में कार्य करता है जो पर्यावरण से बचाता है और पानी के नुकसान को रोकता है। सेरामाइड्स स्फिंगोलिपिड चयापचय के लिए अग्रदूत के रूप में काम करते हैं; सक्रिय लिपिड चयापचय त्वचा के भीतर होता है। स्फिंगोलिपिड्स त्वचा में पाए जाने वाले संरचनात्मक और सिग्नलिंग लिपिड बनाते हैं। सेरामाइड्स से बने स्फिंगोमाइलिन, तंत्रिका तंत्र में प्रचलित हैं और मोटर न्यूरॉन्स को जीवित रहने में मदद करते हैं।

लिपिड सेल सिग्नलिंग में भी भूमिका निभाते हैं। केंद्रीय और परिधीय तंत्रिका तंत्र में, लिपिड झिल्ली की तरलता को नियंत्रित करते हैं और विद्युत संकेत संचरण में सहायता करते हैं। लिपिड सिनेप्स को स्थिर करने में मदद करते हैं।

लिपिड विकास, एक स्वस्थ प्रतिरक्षा प्रणाली और प्रजनन के लिए आवश्यक हैं। लिपिड शरीर को वसा में घुलनशील विटामिन ए, डी, ई और के जैसे लीवर में विटामिन स्टोर करने की अनुमति देते हैं। कोलेस्ट्रॉल एस्ट्रोजन और टेस्टोस्टेरोन जैसे हार्मोन के अग्रदूत के रूप में कार्य करता है। यह पित्त अम्ल भी बनाता है, जो वसा को घोलता है। जिगर और आंत लगभग 80 प्रतिशत कोलेस्ट्रॉल बनाते हैं, जबकि शेष भोजन से प्राप्त होता है।

आम तौर पर, पशु वसा संतृप्त और इसलिए ठोस होते हैं, जबकि पौधों के तेल असंतृप्त होते हैं और इसलिए तरल होते हैं। पशु असंतृप्त वसा का उत्पादन नहीं कर सकते हैं, इसलिए उन वसा का सेवन पौधों और शैवाल जैसे उत्पादकों से किया जाना चाहिए। बदले में, जो जानवर उन पौधों के उपभोक्ताओं (जैसे ठंडे पानी की मछली) को खाते हैं, वे लाभकारी वसा प्राप्त करते हैं। असंतृप्त वसा खाने के लिए स्वास्थ्यप्रद वसा हैं क्योंकि वे बीमारियों के जोखिम को कम करते हैं। इन वसा के उदाहरणों में जैतून और सूरजमुखी के तेल, साथ ही बीज, नट और मछली जैसे तेल शामिल हैं। पत्तेदार हरी सब्जियां भी आहार असंतृप्त वसा के अच्छे स्रोत हैं। पत्तियों में फैटी एसिड का उपयोग क्लोरोप्लास्ट में किया जाता है।

ट्रांस-वसा आंशिक रूप से हाइड्रोजनीकृत योजना तेल होते हैं जो संतृप्त वसा के समान होते हैं। पहले खाना पकाने में इस्तेमाल होने वाले ट्रांस-वसा को अब उपभोग के लिए अस्वास्थ्यकर माना जाता है।

संतृप्त वसा का सेवन असंतृप्त वसा से कम करना चाहिए क्योंकि संतृप्त वसा रोग के जोखिम को बढ़ा सकते हैं। संतृप्त वसा के उदाहरणों में लाल पशु मांस और वसायुक्त डेयरी उत्पादों के साथ-साथ नारियल का तेल और ताड़ का तेल शामिल हैं।

जब चिकित्सा पेशेवर लिपिड को रक्त वसा के रूप में संदर्भित करते हैं, तो यह उस प्रकार के वसा का वर्णन करता है जिस पर अक्सर हृदय स्वास्थ्य, विशेष रूप से कोलेस्ट्रॉल के बारे में चर्चा की जाती है। लिपोप्रोटीन शरीर के माध्यम से कोलेस्ट्रॉल के परिवहन में सहायता करते हैं। उच्च घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (एचडीएल) कोलेस्ट्रॉल को संदर्भित करता है जो एक "अच्छा" वसा है। यह लीवर के जरिए खराब कोलेस्ट्रॉल को दूर करने में मदद करता है। "खराब" कोलेस्ट्रॉल में एलडीएल, आईडीएल, वीएलडीएल और कुछ ट्राइग्लिसराइड्स शामिल हैं। प्लाक के रूप में जमा होने के कारण खराब वसा से दिल का दौरा और स्ट्रोक का खतरा बढ़ जाता है, जिससे धमनियां बंद हो सकती हैं। इसलिए लिपिड का संतुलन स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण है।

ईकोसापेंटेनोइक एसिड (ईपीए) और डॉक्ससाहेक्सैनोइक एसिड (डीएचए) जैसे कुछ लिपिड के सेवन से सूजन वाली त्वचा की स्थिति को फायदा हो सकता है। ईपीए को त्वचा के सेरामाइड प्रोफाइल को बदलने के लिए दिखाया गया है।

मानव शरीर में लिपिड से संबंधित कई रोग हैं। हाइपरट्रिग्लिसराइडिमिया, रक्त में उच्च ट्राइग्लिसराइड्स की स्थिति, अग्नाशयशोथ का कारण बन सकती है। ट्राइग्लिसराइड्स को कम करने के लिए कई दवाएं काम करती हैं, जैसे एंजाइम जो रक्त वसा को कम करते हैं। कुछ व्यक्तियों में मछली के तेल के माध्यम से चिकित्सा पूरकता द्वारा उच्च ट्राइग्लिसराइड की कमी भी पाई गई है।

हाइपरकोलेस्ट्रोलेमिया (उच्च रक्त कोलेस्ट्रॉल) का अधिग्रहण या आनुवंशिक किया जा सकता है। पारिवारिक हाइपरकोलेस्ट्रोलेमिया वाले व्यक्तियों में असाधारण रूप से उच्च कोलेस्ट्रॉल मान होते हैं जिन्हें दवा के माध्यम से नियंत्रित नहीं किया जा सकता है। इससे दिल का दौरा और स्ट्रोक का खतरा बहुत बढ़ जाता है, जिसमें कई व्यक्ति 50 वर्ष की आयु तक पहुंचने से पहले ही मर जाते हैं।

आनुवंशिक रोग जिसके परिणामस्वरूप रक्त वाहिकाओं पर उच्च लिपिड संचय होता है, लिपिड भंडारण रोग कहलाते हैं। यह अत्यधिक वसा भंडारण मस्तिष्क और शरीर के अन्य भागों के लिए हानिकारक प्रभाव पैदा करता है। लिपिड भंडारण रोगों के कुछ उदाहरणों में फैब्री रोग, गौचर रोग, नीमन-पिक रोग, सैंडहॉफ रोग और टाय-सैक्स शामिल हैं। दुर्भाग्य से, इनमें से कई लिपिड भंडारण रोगों के परिणामस्वरूप कम उम्र में बीमारी और मृत्यु हो जाती है।

लिपिड मोटर न्यूरॉन रोगों (एमएनडी) में भी भूमिका निभाते हैं, क्योंकि इन स्थितियों में न केवल मोटर न्यूरॉन अध: पतन और मृत्यु होती है, बल्कि लिपिड चयापचय की समस्याएं भी होती हैं। एमएनडी में, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के संरचनात्मक लिपिड बदलते हैं, और यह झिल्ली और सेल सिग्नलिंग दोनों को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, हाइपरमेटाबोलिज्म एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस (एएलएस) के साथ होता है। ऐसा प्रतीत होता है कि पोषण (इस मामले में, पर्याप्त लिपिड कैलोरी की खपत नहीं) और एएलएस के विकास के जोखिम के बीच एक संबंध है। उच्च लिपिड एएलएस रोगियों के लिए बेहतर परिणामों के अनुरूप हैं। स्फिंगोलिपिड्स को लक्षित करने वाली दवाओं को एएलएस रोगियों के उपचार के रूप में माना जा रहा है। शामिल तंत्र को बेहतर ढंग से समझने और उचित उपचार विकल्प प्रदान करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है।

स्पाइनल मस्कुलर एट्रोफी (एसएमए) में, एक आनुवंशिक ऑटोसोमल रिसेसिव बीमारी, ऊर्जा के लिए लिपिड का ठीक से उपयोग नहीं किया जाता है। एसएमए व्यक्तियों के पास कम कैलोरी सेवन सेटिंग में उच्च वसा द्रव्यमान होता है। इसलिए, फिर से, मोटर न्यूरॉन रोग में लिपिड चयापचय की शिथिलता एक प्रमुख भूमिका निभाती है।

ओमेगा -3 फैटी एसिड के लिए साक्ष्य मौजूद हैं जो अल्जाइमर और पार्किंसंस रोगों जैसे अपक्षयी रोगों में लाभकारी भूमिका निभाते हैं। यह एएलएस के मामले में साबित नहीं हुआ है, और वास्तव में माउस मॉडल में विषाक्तता का विपरीत प्रभाव पाया गया है।

वैज्ञानिक नए लिपिड की खोज जारी रखते हैं। वर्तमान में, लिपिड का प्रोटीन के स्तर पर अध्ययन नहीं किया जाता है और इसलिए इसे कम समझा जाता है। वर्तमान लिपिड वर्गीकरण का अधिकांश भाग केमिस्ट और बायोफिजिसिस्ट पर निर्भर करता है, जिसमें कार्य के बजाय संरचना पर जोर दिया जाता है। इसके अतिरिक्त, प्रोटीन के साथ संयोजन करने की उनकी प्रवृत्ति के कारण लिपिड कार्यों को छेड़ना चुनौतीपूर्ण रहा है। जीवित कोशिकाओं में लिपिड कार्य को स्पष्ट करना भी मुश्किल है। परमाणु चुंबकीय अनुनाद (NMR) और मास स्पेक्ट्रोमेट्री (MS) कंप्यूटिंग सॉफ्टवेयर की सहायता से कुछ लिपिड पहचान प्रदान करते हैं। हालांकि, लिपिड तंत्र और कार्यों में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए माइक्रोस्कोपी में बेहतर समाधान की आवश्यकता है। लिपिड अर्क के एक समूह का विश्लेषण करने के बजाय, लिपिड को उनके प्रोटीन परिसरों से अलग करने के लिए अधिक विशिष्ट एमएस की आवश्यकता होगी। आइसोटोप लेबलिंग विज़ुअलाइज़ेशन और इसलिए पहचान को बेहतर बनाने का काम कर सकता है।

यह स्पष्ट है कि लिपिड, उनकी ज्ञात संरचनात्मक और ऊर्जावान विशेषताओं के अलावा, महत्वपूर्ण मोटर कार्यों और सिग्नलिंग में एक भूमिका निभाते हैं। जैसे-जैसे लिपिड की पहचान और कल्पना के लिए प्रौद्योगिकी में सुधार होता है, लिपिड फ़ंक्शन का पता लगाने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता होगी। आखिरकार, आशा है कि मार्करों को डिज़ाइन किया जा सकता है जो लिपिड फ़ंक्शन को अत्यधिक बाधित नहीं करेंगे। उप-कोशिकीय स्तरों पर लिपिड फ़ंक्शन में हेरफेर करने में सक्षम होने से एक शोध सफलता मिल सकती है। यह उसी तरह से विज्ञान में क्रांति ला सकता है जिस तरह से प्रोटीन अनुसंधान ने किया है। बदले में, नई दवाएं बनाई जा सकती हैं जो संभावित रूप से उन लोगों की मदद करेंगी जो लिपिड विकारों से पीड़ित हैं।