A lipidek áttekintése

Beszéljünk a lipidekről! Azoknak, akik ismerik ezt a szót, most zsírmolekulák és hasonlók juthatnak az eszükbe, nem alaptalanul. A zsírmolekulák a lipidek közismert példái, ez itt voltaképpen egy zsírmolekula, más néven egy triglicerid. Zsírnak vagy trigliceridnek is nevezhetjük. Ez egy többszörösen telítetlen triglicerid. Ezt alaposan részletezzük abban a videóban, amely molekuláris szinten mutatja be a zsírokat/triglicerideket, a telített és telítetlen zsírokat. Felismerhetők az ismertetőjegyei: ez a molekula gerincét alkotó glicerin, és három zsírsav, illetve azok maradékai, a glicerin maradékához kapcsolódva. Ezt részletesen ismertetjük. Ám a zsírok nem az egyedüli lipidek. Mitől válnak lipiddé mindazok az anyagok, amelyekről most szó lesz? Mi a közös bennük és a zsírokban? Nos a lipid kifejezés gyűjtőnév, amely egy egész sereg olyan molekulát jelöl, amelyek nem jól oldódnak vízben. Cseppekbe tömörülnek, amelyek elkülönülnek a vizes közegtől. Tehát nem igazán oldódnak jól vízben. Igyekszem óvatosan fogalmazni, nem jelentettem ki egyenesen, hogy taszítják a vizet. Egyes lipidek egyértelműen víztaszítók, de olyanok is léteznek, amelyek molekuláinak az egyik vége víztaszító, de a molekula másik része vízkedvelő. Erre külön szakkifejezés is létezik. Tehát vannak lipidek, amelyek kifejezetten hidrofób jellegűek, hidrofóbok, azaz kerülik a vizet. Ezek apoláris molekulák, a víztől elkülönülnek. Viszont vannak olyanok, amelyekben a hidrofób rész mellett hidrofil (vízkedvelő) rész is van. Ezeknek a neve – ezzel a szóval mindig meggyűlik a bajom – amfipatikus molekulák. A molekuláik egyik vége vízkedvelő, a másik vége víztaszító. Nemsokára látni fogjuk mindezt, amikor sorra kerülnek a foszfolipidek, amelyek kulcsfontosságúak a sejthártyák felépítésében. Velük sokat találkozik majd az, aki biológiával foglalkozik. No és mi a többi molekula? Vizsgáljuk meg, vajon mely részeik lehetnek hidrofil (vízkedvelő), és melyek hidrofób (víztaszító) jellegűek. A zsírokban hosszú szénhidrogénláncokat láthatunk. Ezekben semmiféle töltés nem található. Az oxigén elektronegativitása nagyobb, ezért itt kialakulhat valamekkora részlegesen negatív vagy pozitív töltés. Az oxigén részlegesen negatív, a szén részlegesen pozitív pólussá válhat, de a szénnek még így is nagyobb az elektronegativitása, mint például a hidrogénnek, így nem alakulhat ki olyasféle poláris kötés például hidrogénkötés, mint a hidroxilcsoportok között, ha ez itt egy alkohol volna. Ezek a szénhidrogénláncok erősen hidrofób jellegűek. A zsírokat ez teszi vízoldhatatlanná, így a vízben halmazokba tömörülnek. Ez a molekula itt az észterek közé tartozik, hiszen észtercsoportot tartalmaz. Itt látható az észterekre jellemző funkciós csoport, amelyben egy szénatom kettős kötéssel kapcsolódik egy oxigénhez, és egyszeres kötéssel egy másik oxigénhez, amely egy hosszú szénhidrogénláncban folytatódik, illetve a szénatom is egy hosszú szénhidrogénláncban folytatódik. Ez az anyag egész biztosan víztaszító. Ez a bizonyos molekula pedig, amelyik itt jobbra látható, a méhviasz fő alkotója. Ha láttál már valaha méhviaszt vagy bármilyen viaszt, azok is mind lipidek. Amint látjuk, vízben oldhatatlanok, sőt, arra használják őket, hogy lepergessék a vizet, hogy megakadályozzák a víz bejutását valahová. A viaszok, ezen belül a méhviasz nem csak ebből az egyféle molekulából állnak. Ez a fő összetevők egyike, más egyéb molekulák mellett, de ez is egy lipid. Hát ez itt vajon mi lehet? Van benne egy hatszénatomos gyűrű, meg egy másik és egy harmadik, és egy ötszénatomos gyűrű is. Ez a különös ismertetőjele. Bekarikázom ezt a négy gyűrűt, mint különös ismertetőjelet, amelyek alapján felismerjük a szteroidokat. A köztudatban a szteroidok azok az anyagok, amelyeket a testépítők esetleg illegálisan fecskedeznek magukba, hogy felpumpálják az izmaikat. Ám a szteroidok valójában, kémiai értelemben véve azokat az anyagokat jelentik, amelyek molekuláiban megtalálható ez az általános szerkezet, benne ez a hatszénatomos gyűrű, majd a következő, aztán a még egy, kicsivel fentebb, és még egy ötszénatomos gyűrű. Az ábrán látható szteroidhoz egy -OH csoport is kapcsolódik, vagyis ez valójában egy alkohol, tehát szteroid és alkohol, így szterolnak nevezhetjük. Ezzel a bizonyos szterollal sokszor találkoztál vagy legalábis hallottál róla. Ez a koleszterin. A koleszterint többnyire valami rossz dolognak képzeljük. Az emberek szeretnék csökkenteni a koleszterinszintjüket. Ám valójában létszükséglet. Elengedhetetlenül szükséges a sejtek működéséhez. És belőle képződnek a szteroid hormonok, amelyek téged azzá tesznek, aki vagy. Ez itt egy szteroid hormon, amely nagyon közismert, a tesztoszteron. Látszik az ismertetőjegye. Itt van az egyik hatszénatomos gyűrű, itt a másik, a kettős kötés helyzete nem ugyanaz mint a koleszterinben. Most itt látható. Itt a következő hatszénatomos gyűrű, és itt az ötszénatomos gyűrű. Az -OH csoport helyett itt van egy kettős kötés, egy karbonilcsoport, amelyben a szén kettős kötéssel kapcsolódik az oxigénhez, de azért ebben is van egy -OH csoport, itt fent. Ez a koleszterin egyik származéka, a tesztoszteron, egy szteroid hormon. Ez egy másik szteroid hormon, a kortizol. Szintén a koleszterin származéka. Láthatók az ismertetőjegyei. Itt a hatszénatomos gyűrű, ez itt egy kettős kötés. Itt a másik hatszénatomos gyűrű. A kettős kötés nehezen látszik, így nem is foglalkozunk vele, csak az általános szerkezettel. Itt vannak tehát a hatszénatomos gyűrűk, itt, meg itt, meg itt, végül az ötszénatomos gyűrű. Tehát mindegyikben megtalálható a szteroidok alapszerkezete, de mindegyikben vannak egyéb részek, amiktől különbözőkké válnak. Például ez a rész itt különböző, itt pedig megint másféle. Mindez ábrázolható akár három dimenzióban is. Egy valóságos molekula nem egészen így nézne ki, arról nem is szólva, hogy atomi méretek közt még a „látvány” is nehezen értelmezhető, mivel ott még a fény is furcsán viselkedik, de ilyennek képzelhetjük a molekulát, mint ez a golyós pálcikamodell, ami azt mutatja, hogyan nézne ki térben. Ebben a fehér golyók jelentik a hidrogént, a szürkék a szenet, és a pirosak az oxigént. Tehát ez is azt mutatja meg, hogy milyennek látnánk a kortizolmolekulát térkitöltéses modellel szemléltetve. Említettem már az amfipatikus molekulákat. Valószínűleg a foszfolipidek a legismertebb képviselőik. A foszfolipidek sokban hasonlítanak a trigliceridekre. Bennük is megtalálható ez a háromszénatomos váz. Ezt más színnel jelölöm. Tehát itt a háromszénatomos váz. Ez az egyik szén, ez a másik, és ez a harmadik. Mindegyikhez egy-egy oxigénatom kapcsolódik, így beláthatod, hogy ez a rész glicerinből alakulhatott ki. A szénatomok közül kettő – akárcsak a trigliceridekben –, egy-egy zsírsavhoz kapcsolódik, a harmadik szénatomhoz azonban zsírsav helyett – ahelyett, amit a trigliceridekben láttunk – egy foszfátcsoport kapcsolódik. Ez itt tehát egy foszfátcsoport. Ez az R betű pedig egy másik láncot jelöl, ami egy másik szerves lánc lehetne. Amikor említettük az amfipatikus molekulákat – ezt mindig lassan mondom, hogy bele ne törjön a nyelvem –, említettük, hogy van egy hidrofób végük és egy hidrofil végük. Melyik a hidrofób vég? Nos, ezek a zsírsavláncok – különösen a szénhidrogénrészük – hidrofób jellegűek. Hidrofóbok. A foszfátvégnek töltése van, a töltéssel rendelkező molekulák nagyon jól oldódnak vízben. Így ez a rész hidrofil jellegű. Más szóval vízkedvelő. Ez okozza, hogy a foszfolipidek... ...és ez csak az egyik képviselőjük, mivel ezek a láncok különbözőek lehetnek. Ez itt egy telítetlen lánc, a bal oldali pedig egy telített zsírsavlánc. Ezt a molekulát csak úgy találomra rajzoltam, de különbözőek lehetnek, attól függően, melyik foszfolipidről van szó. De közös bennük, hogy van egy hidrofil fejük, és egy hidrofób farkuk, így a sejtmembránok számára nagyon jó építőkövek Képzeld csak el... ...tehát ez a hidrofil vég, ezek pedig a hidrofób farki részek. Lássuk, hátha gyorsan ide tudom másolni párszor. Lehet, hogy rajzolva gyorsabban menne. Rajzolok egy párat. Hoppá, egy kis gond van. Hadd állítsam vissza az eszközt. Szóval rajzolok pár hidrofil fejet, aztán egy pár hidrofób részt... Iderajzolok még néhány hidrofil fejet, utána a hidrofób farki részeket. Mindjárt kész van. Ide is teszek pár hidrofób farki részt. Ez a szerkezet, amit felrajzoltam, egy foszfolipid kettősréteg, amely két réteg foszfolipidből áll, így épül fel a sejtmembrán. Itt víz, illetve vizes oldat található a sejten belül, vagyis ez itt a belső oldal, az pedig a sejten kívüli tér. A foszfátvégek tehát vízkedvelők, míg a hidrofób jellegű szénhidrogénláncok úgy helyezkednek el, hogy a víztől távolra kerüljenek. Így csak a foszfátvégek érintkeznek a vízzel. A sejt körül tehát egy határoló réteg alakul ki. Ezt alaposan tanulmányozni fogjuk, amikor majd elmélyedünk a biológiájában. Remélem, így már jobban belelátsz a lipidek természetébe és típusaiba.