Lipitler: Tanımı, Yapısı, İşlevi ve Örnekler

Lipitler, canlı organizmalarda bulunan yağlar, yağlar, steroidler ve mumlar gibi bir grup bileşik içerir. Hem prokaryotlar hem de ökaryotlar, membran oluşumu, koruma, yalıtım, enerji depolama, hücre bölünmesi ve daha fazlası gibi biyolojik olarak birçok önemli rol oynayan lipidlere sahiptir. Tıpta, lipidler kan yağlarını ifade eder.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)

Lipitler, canlı organizmalarda bulunan katı yağları, sıvı yağları, steroidleri ve mumları belirtir. Lipitler, enerji depolama, koruma, yalıtım, hücre bölünmesi ve diğer önemli biyolojik roller için türler arasında birçok işleve hizmet eder.

Lipitler, alkol gliserinden ve ayrıca yağ asitlerinden yapılan bir trigliseritten yapılır. Bu temel yapıya yapılan ilaveler, lipitlerde büyük çeşitlilik sağlar. Şimdiye kadar 10.000'den fazla lipit türü keşfedilmiştir ve birçoğu hücresel metabolizma ve malzeme taşınması için çok çeşitli proteinlerle çalışır. Lipitler proteinlerden oldukça küçüktür.

Yağ asitleri bir tür lipiddir ve diğer lipidler için de yapı taşları görevi görür. Yağ asitleri, bağlı hidrojenlerle bir karbon zincirine bağlı karboksil (-COOH) grupları 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 oda sıcaklığında katı yağlar oluşur. Bunun nedeni, yapılarının sıkı bir şekilde bir araya gelmelerine neden olmasıdır. Buna karşılık, trigliseritlerle birleştirilen doymamış yağ asitleri, sıvı yağlar verme eğilimindedir. Doymamış yağların kıvrımlı yapısı, oda sıcaklığında daha gevşek, daha akışkan bir madde verir.

Fosfolipidler, bir yağ asidi için ikame edilmiş bir fosfat grubu ile bir trigliseritten yapılır. Yüklü bir baş ve hidrokarbon kuyruğuna sahip olarak tanımlanabilirler. Başları hidrofilik veya suyu sever, kuyrukları ise hidrofobik veya suya karşı iticidir.

Bir lipidin başka bir örneği kolesteroldür. Kolesteroller, hidrojenlerin bağlı olduğu ve esnek bir hidrokarbon kuyruğu ile beş veya altı karbon atomlu sert halka yapıları halinde düzenlenir. İlk halka, hayvan hücre zarlarının su ortamlarına uzanan bir hidroksil grubu içerir. Bununla birlikte, molekülün geri kalanı suda çözünmez.

Çoklu doymamış yağ asitleri (PUFA'lar), membran akışkanlığına yardımcı olan lipidlerdir. PUFA'lar, nöral inflamasyon ve enerjik metabolizma ile ilgili hücre sinyalleşmesine katılır. Omega-3 yağ asitleri gibi nöroprotektif etkiler sağlayabilirler ve bu formülasyonda antiinflamatuardırlar. Omega-6 yağ asitleri için PUFA'lar iltihaplanmaya neden olabilir.

Steroller, bitki zarlarında bulunan lipidlerdir. Glikolipidler, karbonhidratlara bağlı lipidlerdir ve hücresel lipid havuzlarının bir parçasıdır.

Lipitler organizmalarda çeşitli roller oynarlar. Lipitler koruyucu bariyerler oluşturur. Bitkilerde hücre zarlarını ve hücre duvarlarının bazı yapılarını içerirler. Lipitler, bitkilere ve hayvanlara enerji depolaması sağlar. Oldukça sık, lipidler proteinlerin yanında işlev görür. Lipid fonksiyonları, polar baş gruplarındaki değişikliklerden ve yan zincirlerinden etkilenebilir.

Fosfolipitler, hücre zarlarını oluşturan amfipatik yapıları ile lipid çift katmanlarının temelini oluşturur. Dış katman su ile etkileşime girerken, iç katman esnek bir yağlı madde olarak bulunur. Hücre zarlarının sıvı yapısı, işlevlerine yardımcı olur. Lipitler sadece plazma zarlarını değil, aynı zamanda nükleer zarf, endoplazmik retikulum (ER), Golgi aygıtı ve veziküller gibi hücresel bölümleri de oluşturur.

Lipitler ayrıca hücre bölünmesine de katılır. Bölünen hücreler, hücre döngüsüne bağlı olarak lipid içeriğini düzenler. Hücre döngüsü aktivitesine en az 11 lipid katılır. Sfingolipidler, interfaz sırasında sitokinezde rol oynar. Hücre bölünmesi, plazma zarı gerilimi ile sonuçlandığından, lipidler, zar sertliği gibi bölünmenin mekanik yönlerine yardımcı oluyor gibi görünmektedir.

Lipitler, sinirler gibi özel dokular için koruyucu bariyerler sağlar. Sinirleri çevreleyen koruyucu miyelin kılıfı lipidler içerir.

Lipitler, protein ve karbonhidratların iki katından fazla enerjiye sahip olarak tüketimden en fazla enerjiyi sağlar. Vücut, sindirimde yağları parçalar, bazıları acil enerji ihtiyaçları için, bazıları ise depolama için. Vücut, bu lipitleri parçalamak için lipazları kullanarak ve nihayetinde güç hücrelerine daha fazla adenozin trifosfat (ATP) yapmak için egzersiz için lipit deposundan yararlanır.

Bitkilerde, triaçilgliseroller (TAG'ler) gibi tohum yağları, hem anjiyospermlerde hem de açık tohumlularda tohumların çimlenmesi ve büyümesi için gıda deposu sağlar. Bu yağlar, yağ gövdelerinde (OB'ler) depolanır ve oleozinler adı verilen fosfolipidler ve proteinler tarafından korunur. Bu maddelerin tümü endoplazmik retikulum (ER) tarafından üretilir. Acil servisten yağ gövdesi tomurcukları.

Lipitler, bitkilere metabolik süreçleri için gerekli enerjiyi ve hücreler arasındaki sinyalleri verir. Bitkilerin (ksilem ile birlikte) başlıca taşıma bölümlerinden biri olan floem, aşağıdaki gibi lipidleri içerir: kolesterol, sitosterol, kamposterol, stigmasterol ve çeşitli lipofilik hormonlar ve moleküller. Çeşitli lipidler, bir bitki zarar gördüğünde sinyal vermede rol oynayabilir. Bitkilerdeki fosfolipidler, patojen enfeksiyonlarına yanıt olarak olduğu kadar bitkiler üzerindeki çevresel stres faktörlerine yanıt olarak da çalışır.

Hayvanlarda lipidler ayrıca çevreden yalıtım ve hayati organlar için koruma görevi görür. Lipitler ayrıca yüzdürme ve su geçirmezlik sağlar.

Sfingoid bazlı olan seramid adı verilen lipidler, cilt sağlığı için önemli işlevler yerine getirir. Çevreden koruyan ve su kaybını önleyen en dış deri tabakası görevi gören epidermisin oluşmasına yardımcı olurlar. Seramidler, sfingolipid metabolizması için öncüler olarak çalışırlar; aktif lipit metabolizması deride meydana gelir. Sfingolipidler, deride bulunan yapısal ve sinyal veren lipidleri oluşturur. Seramidlerden yapılan sfingomyelinler sinir sisteminde yaygındır ve motor nöronların hayatta kalmasına yardımcı olur.

Lipitler ayrıca hücre sinyalleşmesinde de rol oynar. Merkezi ve periferik sinir sistemlerinde lipidler, zarların 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. Lipitler, vücudun yağda çözünen A, D, E ve K vitaminleri gibi vitaminleri karaciğerde depolamasına izin verir. Kolesterol, östrojen ve testosteron gibi hormonlar için bir öncü görevi görür. Ayrıca yağları çözen safra asitlerini de yapar. Karaciğer ve bağırsaklar, kolesterolün yaklaşık yüzde 80'ini oluştururken, geri kalanı yiyeceklerden elde edilir.

Genel olarak, hayvansal yağlar doymuş ve dolayısıyla katıdır, oysa bitkisel yağlar doymamış ve dolayısıyla sıvı olma eğilimindedir. Hayvanlar doymamış yağlar üretemez, bu nedenle bu yağlar bitki ve alg gibi üreticilerden tüketilmelidir. Buna karşılık, bu bitki tüketicilerini (soğuk su balıkları gibi) yiyen hayvanlar da bu faydalı yağları alır. Doymamış yağlar, hastalık riskini azalttığı için tüketilmesi en sağlıklı yağlardır. Bu yağların örnekleri arasında zeytin ve ayçiçeği yağları gibi yağların yanı sıra tohumlar, kabuklu yemişler ve balık bulunur. Yapraklı yeşil sebzeler de diyet doymamış yağların iyi kaynaklarıdır. Yapraklardaki yağ asitleri kloroplastlarda kullanılır.

Trans yağlar, doymuş yağlara benzeyen kısmen hidrojene plan yağlardır. Daha önce yemek pişirmede kullanılan trans yağlar artık tüketim için sağlıksız kabul ediliyor.

Doymuş yağlar hastalık riskini artırabileceğinden, doymuş yağlar doymamış yağlardan daha az tüketilmelidir. Doymuş yağ örnekleri arasında kırmızı hayvan eti ve yağlı süt ürünleri ile hindistancevizi yağı ve hurma yağı bulunur.

Tıp uzmanları lipidleri kan yağları olarak adlandırdıklarında, bu, kardiyovasküler sağlık, özellikle kolesterol ile ilgili olarak sıklıkla tartışılan yağ türlerini tanımlar. Lipoproteinler, kolesterolün vücutta taşınmasına yardımcı olur. Yüksek yoğunluklu lipoprotein (HDL), "iyi" bir yağ olan kolesterolü ifade eder. Karaciğer yoluyla kötü kolesterolün atılmasına yardımcı olur. “Kötü” kolesteroller arasında LDL, IDL, VLDL ve belirli trigliserit bulunur. Kötü yağlar, damar tıkanıklığına yol açabilen plak olarak birikimleri nedeniyle kalp krizi ve felç riskini artırır. Bu nedenle lipid dengesi sağlık için çok önemlidir.

İltihaplı cilt koşulları, eikosapentaenoik asit (EPA) ve docsaheksaenoik asit (DHA) gibi belirli lipidlerin tüketiminden yararlanabilir. EPA'nın cildin seramid profilini değiştirdiği gösterilmiştir.

İnsan vücudundaki lipidlerle ilgili bir dizi hastalık vardır. Kandaki yüksek trigliseritlerin bir durumu olan hipertrigliseridemi, pankreatite yol açabilir. Bir dizi ilaç, kan yağlarını parçalayan enzimler gibi trigliseritleri azaltmak için çalışır. Bazı kişilerde balık yağı yoluyla tıbbi takviye ile yüksek trigliserit azalması da bulunmuştur.

Hiperkolesterolemi (yüksek kan kolesterolü) edinilmiş veya genetik olabilir. Ailesel hiperkolesterolemili bireyler, ilaçla kontrol edilemeyen olağanüstü yüksek kolesterol değerlerine sahiptir. Bu, birçok kişinin 50 yaşına gelmeden ölmesiyle birlikte kalp krizi ve felç riskini büyük ölçüde artırır.

Kan damarlarında yüksek oranda lipid birikimine neden olan genetik hastalıklara lipid depo hastalıkları denir. Bu aşırı yağ depolanması, beyin ve vücudun diğer kısımları için zararlı etkiler yaratır. Lipid depolama hastalıklarına bazı örnekler Fabry hastalığı, Gaucher hastalığı, Niemann-Pick hastalığı, Sandhoff hastalığı ve Tay-Sachs'ı içerir. Ne yazık ki, bu lipid depo hastalıklarının çoğu genç yaşta hastalık ve ölümle sonuçlanmaktadır.

Lipitler ayrıca motor nöron hastalıklarında (MNH'ler) 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 sinyalleşmesini etkiler. Örneğin, hipermetabolizma, amyotrofik lateral skleroz (ALS) ile ortaya çıkar. Beslenme (bu durumda yeterince lipid kalorisi tüketilmemesi) ile ALS geliştirme riski arasında bir bağlantı var gibi görünüyor. Daha yüksek lipidler, 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 seçeneklerini sağlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.

Genetik bir otozomal resesif hastalık olan spinal müsküler atrofide (SMA), lipidler enerji için uygun şekilde kullanılmaz. SMA bireyleri, düşük kalorili alım ortamında yüksek yağ kütlesine sahiptir. Bu nedenle, yine, lipid metabolizması disfonksiyonu bir motor nöron hastalığında önemli bir rol oynar.

Omega-3 yağ asitlerinin Alzheimer ve Parkinson hastalıkları gibi dejeneratif hastalıklarda faydalı bir rol oynadığına dair kanıtlar mevcuttur. Bunun ALS için geçerli olduğu kanıtlanmamıştır ve aslında fare modellerinde toksisitenin ters etkisi bulunmuştur.

Bilim adamları yeni lipitler keşfetmeye devam ediyor. Şu anda, lipitler protein düzeyinde çalışılmamaktadır ve bu nedenle daha az anlaşılmıştır. Mevcut lipid sınıflandırmasının çoğu, işlevden çok yapıya vurgu yaparak kimyagerlere ve biyofizikçilere dayanıyordu. Ek olarak, proteinlerle birleşme eğilimleri nedeniyle lipid fonksiyonlarını ortaya çıkarmak zor olmuştur. Canlı hücrelerde lipid fonksiyonunu aydınlatmak da zordur. Nükleer manyetik rezonans (NMR) ve kütle spektrometrisi (MS), bilgisayar yazılımı yardımıyla bir miktar lipid tanımlaması sağlar. Bununla birlikte, lipit mekanizmaları ve işlevleri hakkında bilgi edinmek için mikroskopide daha iyi çözünürlük gereklidir. Bir grup lipit ekstraktını analiz etmek yerine, lipitleri protein komplekslerinden izole etmek için daha spesifik MS'ye ihtiyaç duyulacaktır. İzotop etiketleme, görselleştirmeyi ve dolayısıyla tanımlamayı geliştirmeye hizmet edebilir.

Lipidlerin bilinen yapısal ve enerjik özelliklerine ek olarak önemli motor fonksiyonlarda ve sinyalleşmede rol oynadığı açıktır. Lipidlerin tanımlanması ve görselleştirilmesi için teknoloji geliştikçe, lipid fonksiyonunu belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulacaktır. Sonunda umut, lipit fonksiyonunu aşırı derecede bozmayacak şekilde belirteçlerin tasarlanabilmesidir. Lipid fonksiyonunu hücre altı seviyelerde manipüle edebilmek, bir araştırma atılımı sağlayabilir. Bu, protein araştırmalarında olduğu gibi bilimde devrim yaratabilir. Buna karşılık, lipit bozukluklarından muzdarip olanlara potansiyel olarak yardımcı olacak yeni ilaçlar yapılabilir.