ลักษณะของไขมันตัวอย่างฟังก์ชันการจำแนกประเภท - ชีววิทยา - 2026

ลิพิดเป็นกลุ่มของโมเลกุลขนาดใหญ่ที่แตกต่างกัน ได้แก่ ไขมันน้ำมันสเตอรอลแว็กซ์ ฯลฯ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะของการไม่ละลายน้ำบางส่วน (ไม่ชอบน้ำ) และค่อนข้างละลายได้ในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วเช่น อีเธอร์เบนซินอะซิโตนคลอโรฟอร์มและอื่น ๆ

เดิมสารประกอบทั้งหมดที่ไม่ละลายในน้ำและละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ถือเป็นไขมัน อย่างไรก็ตามในปัจจุบันสารประกอบอื่น ๆ อีกมากมายที่ไม่ใช่ไขมันมีคุณสมบัติเหล่านี้บางส่วน ได้แก่ เทอร์พีนวิตามินบางชนิดและแคโรทีนอยด์

ไขมันเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของเยื่อหุ้มเซลล์ดังนั้นจึงเป็นของเยื่อหุ้มพลาสมาด้วย (ที่มา: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) ผ่าน Wikimedia Commons)

คำว่า "lipid" มาจากคำภาษากรีก "lipos" ซึ่งแปลว่าไขมัน ผู้เขียนบางคนพิจารณาว่าเป็นไขมันเฉพาะโมเลกุลที่เป็นผลิตภัณฑ์หรืออนุพันธ์ของกรดไขมันซึ่งรวมถึงสารประกอบทั้งหมดที่จัดเป็นน้ำมันและไขมันเป็นหลัก

สารประกอบลิพิดมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกแม้แต่ไวรัสบางชนิดก็มีโมเลกุลเหล่านี้อยู่ในแคปซิด

เชื่อกันว่าลิพิดเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบคาร์บอนกลุ่มแรกที่ก่อตัวขึ้นในช่วงต้นกำเนิดของชีวิตและเป็นโมเลกุลพื้นฐานสำหรับ "เชิงซ้อน" ของสิ่งมีชีวิต

ในปัจจุบันสารประกอบที่แตกต่างกันจำนวนมากเป็นที่รู้จักในกลุ่มของลิพิดซึ่งแต่ละชนิดมีหน้าที่และคุณสมบัติที่แตกต่างกัน

สิ่งเหล่านี้ถูกจัดประเภทขึ้นอยู่กับกลุ่มสารทดแทนที่ประกอบเป็นโครงกระดูก (และโครงกระดูกของมันเอง) และขึ้นอยู่กับหน้าที่ของมันด้วย (โครงสร้างการจัดเก็บการส่งสัญญาณการป้องกัน ฯลฯ )

ลักษณะทั่วไปของไขมัน

โซ่ของอะตอมของคาร์บอนถูกผูกมัดกับอะตอมของไฮโดรเจน

ลิพิดส่วนใหญ่มีโครงสร้างกลางเป็นโซ่ของอะตอมของคาร์บอนที่เชื่อมโยงกับอะตอมของไฮโดรเจนซึ่งเรียกว่า "กรดไขมัน"

ถ้าอะตอมของคาร์บอนทั้งหมดของกรดไขมันอิ่มตัวโดยอะตอมของไฮโดรเจนจะกล่าวว่าเป็น "กรดไขมันอิ่มตัว"

ในทางกลับกันถ้าอะตอมของคาร์บอนสองอะตอมขึ้นไปในสายโซ่เดียวกันถูกรวมเข้าด้วยกันผ่านพันธะคู่หรือสามเท่ากรดไขมันจะถูกกล่าวว่าเป็น "ไม่อิ่มตัว" เนื่องจากสูญเสียคาร์บอนไป 2 อะตอมขึ้นไปโดยการดีไฮโดรจีเนชัน ไฮโดรเจน

จุดหลอมเหลวสูง

ลิพิดมีน้ำหนักโมเลกุลสูงทำให้มีจุดหลอมเหลวสูง

จุดหลอมเหลวของลิพิดสูงกว่าในลิพิดที่มีคาร์บอนอะตอมมากกว่า แต่จุดหลอมเหลวนี้จะลดลงเมื่อลิพิดมีกรดไขมันที่มีโซ่ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว

เป็นโมเลกุลแอมฟิพาทิก

ไขมันทั้งหมดมีส่วนที่เป็นขั้วหรือส่วนที่ชอบน้ำและอีกส่วนหนึ่งที่ไม่มีขั้วหรือส่วนที่ไม่ชอบน้ำซึ่งแสดงโดยโซ่อะลิฟาติกของกรดไขมันที่ประกอบขึ้น

โมเลกุลของลิพิดส่วนใหญ่เชื่อมโยงกันผ่านพันธะไฮโดรเจนและปฏิกิริยาของแวนเดอร์วาลส์ระหว่างโซ่ไฮโดรคาร์บอนของพวกมัน

มีความต้านทานต่อความเครียดเชิงกลได้ดี

พันธะที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนทำให้ไขมันมีความต้านทานทางกายภาพต่อความเครียดเชิงกล นอกจากนี้การไม่ละลายในน้ำบางส่วนการเชื่อมโยงของไขมันยังยากที่จะสลายตัวในสื่อที่เป็นน้ำ

หน้าที่ของไขมัน

ลิพิดมีหน้าที่ทางชีววิทยาที่หลากหลายแตกต่างกันไปตามโครงสร้างทางเคมีจำนวนมากที่พบในกลุ่มนี้

กระปรี้กระเปร่า

ในสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลายชนิดไขมันเป็นรูปแบบหลักในการจัดเก็บพลังงานและการขนส่งกรดไขมันภายในเซลล์

ในสัตว์มีกระดูกสันหลังไขมันที่ดูดซึมไปกับอาหารจะถูกเก็บไว้ในเนื้อเยื่อไขมันในรูปของกรดไขมันและที่นั่นทำหน้าที่เป็นสารฉนวนความร้อนสำหรับอวัยวะและเนื้อเยื่อใต้ผิวหนัง

กรดไขมันเป็นไขมันเฉพาะสำหรับกักเก็บพลังงานภายในสิ่งมีชีวิตเนื่องจากการออกซิเดชั่นจะปล่อยพลังงานจำนวนมากในรูปของ ATP โดยผ่านกระบวนการที่เรียกว่า "β-oxidation of fatty acids" ซึ่งกระทำโดยเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด

โครงสร้าง

ฟอสโฟลิปิดและสเตอรอลเป็นส่วนประกอบสำคัญของเยื่อชีวภาพของเซลล์และออร์แกเนลล์ (ในเซลล์ยูคาริโอต)

โมเลกุลของไขมันขนาดเล็กจำนวนมากบนพื้นผิวของเมมเบรนทำหน้าที่เป็นเม็ดสีเพื่อดูดซับแสงในขณะที่โมเลกุลอื่น ๆ ทำหน้าที่เป็นจุดยึดให้โปรตีนเมมเบรนบางชนิดยึดติดกับพื้นผิว

เอนไซม์

ไขมันจำนวนมากเป็นปัจจัยร่วมในการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์หรือทำหน้าที่เป็นตัวขนส่งทางอิเล็กทรอนิกส์ในการไล่ระดับสีด้วยไฟฟ้าเคมี

คนอื่น ๆ มีส่วนร่วมในการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของคลื่นดีโพลาไรซ์ทั่วร่างกายของสัตว์ซึ่งแน่นอนว่าเกี่ยวข้องกับเซลล์ประสาทเฉพาะทาง

การจำแนกประเภทของไขมัน

ไขมันสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 กลุ่มใหญ่ ๆ ได้แก่ ไขมันและน้ำมันฟอสโฟลิปิดแว็กซ์สเตอรอลเทอร์พีนและอีโคซานอยด์

ไขมันและน้ำมัน

กลุ่มนี้ประกอบด้วยกรดไขมันซึ่งมักเป็นองค์ประกอบโครงสร้างที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการสร้างไขมันที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นฟอสโฟลิปิดและแว็กซ์

โดยทั่วไปไขมันเป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยกรดไขมันที่ติดอยู่กับโมเลกุลของกลีเซอรอลที่คาร์บอน 3 อะตอมแต่ละตัวผ่านพันธะเอสเทอร์ซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกกันโดยทั่วไปว่าไตรกลีเซอไรด์

phospholipids

ฟอสโฟลิปิดเป็นส่วนประกอบหลักของเยื่อหุ้มเซลล์ เป็นไขมันที่ประกอบด้วยกลีเซอรอลหรือกระดูกสันหลังของสฟิงโกซีนซึ่งโมเลกุลของกรดไขมันสองโมเลกุลถูกเอสเทอร์และกลุ่มฟอสเฟตที่สามารถทำปฏิกิริยาและจับกับโมเลกุลของแอลกอฮอล์ที่แตกต่างกัน

ขึ้นอยู่กับโครงกระดูกที่ "สร้าง" ฟอสโฟลิปิดพวกมันอาจเป็นกลีเซอโรฟอสโฟลิปิดหรือฟอสโฟเอสฟิงโกลิปิด

Glycerolipids หรือ Phospholipids (ที่มา: Yo / Public domain, Wikimedia Commons)

มีกลุ่มไขมันอีกกลุ่มหนึ่งที่คล้ายกับฟอสโฟลิปิดและรู้จักกันในชื่อกลุ่มe sphingolipids เหล่านี้เป็นไขมันที่สร้างขึ้นบนโครงกระดูกสฟิงโกซีนซึ่งกรดไขมันสองตัวและคาร์โบไฮเดรตหรือสารประกอบเชิงขั้วอื่น ๆ ถูกยึดติดด้วยพันธะเอไมด์

แว็กซ์

Cetyl palmitate เป็นขี้ผึ้งเอสเทอร์ทั่วไป

แว็กซ์เป็นไขมันที่สร้างขึ้นจากแอลกอฮอล์โซ่ยาวที่เอสเทอร์เป็นกรดไขมันสายยาว

พวกมันทำหน้าที่ในการเคลือบพื้นผิวของโครงสร้างร่างกายของพืชและสัตว์และโดยทั่วไปแล้วจะอยู่ในรูปของแข็งซึ่งเป็นสาเหตุที่กล่าวกันว่าไม่ละลายในน้ำหรือสารละลายในน้ำ

sterols

โครงสร้างทั่วไปของสเตอรอลและอนุพันธ์ ที่มา: Vaccinationist

เป็นไขมันขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยหน่วยไฮโดรคาร์บอน 4 วงจรไม่ใช่กรดไขมันสายโซ่เส้นตรง บางชนิดมีหมู่ฟังก์ชัน -OH ดังนั้นจึงตกอยู่ภายใต้การจำแนกประเภทของแอลกอฮอล์ คอเลสเตอรอลและอนุพันธ์มีความสำคัญมาก

Terpenes และ eicosanoids

โครงสร้างทางเคมีของ myrcene ซึ่งเป็นโมโนเทอร์พีน (ที่มา: Jan Herold, Leyo / โดเมนสาธารณะผ่าน Wikimedia Commons

ลิพิดอีกสองประเภทคือเทอร์เพนและอีโคซาโนอยด์ Terpenes ซึ่งแตกต่างจากไขมันทั่วไปไม่ได้ประกอบด้วยกรดไขมัน แต่เป็นหน่วยซ้ำของคาร์บอน 5 อะตอมที่เรียกว่า "หน่วยไอโซพรีน"

การจำแนกประเภทในกลุ่มของลิพิดมีส่วนเกี่ยวข้องกับลักษณะที่ไม่ชอบน้ำและความไม่สามารถละลายได้ในน้ำหรือตัวทำละลายที่มีขั้ว

ในทางกลับกัน Eicosanoids เป็นไขมันที่เกิดจากการเผาผลาญของกรดไขมันบางชนิดและเป็นสารตั้งต้นของฮอร์โมนที่สำคัญสำหรับมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ เช่นพรอสตาแกลนดิน

ตัวอย่างของไขมัน

ตามที่ได้แสดงความคิดเห็นโดยธรรมชาติแล้วมีสารประกอบที่มีลักษณะของไขมันอยู่มากมายดังนั้นจึงมีเพียงตัวอย่างที่สำคัญที่สุดบางส่วนเท่านั้นที่จะกล่าวถึงด้านล่าง

กรด Palmitic

เป็นกรดไขมันอิ่มตัวสายยาว (คาร์บอน 16 อะตอม) เป็นสารสำรองหลักของสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังและผลิตจากเซลล์ภายนอกโดยการสร้างไขมัน

กรดไขมันนี้ทำหน้าที่เป็นโมเลกุลพื้นฐานสำหรับการสังเคราะห์สารประกอบอื่น ๆ นอกจากนี้การออกซิเดชั่นเพียง 1 โมลของสารประกอบนี้ทำให้เกิด ATP ประมาณ 2.59 โมลซึ่งแสดงถึงแหล่งพลังงานที่ดีสำหรับสัตว์มีกระดูกสันหลังโดยเฉพาะอย่างยิ่งในทางตรงกันข้ามกับการเกิดออกซิเดชันของคาร์โบไฮเดรตและโปรตีน

คอเลสเตอรอล

โครงสร้างทางเคมีของคอเลสเตอรอล (ที่มา: Guillem d'Occam ดัดแปลงโดย Alejandro Porto / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) ผ่าน Wikimedia Commons)

เป็นลิพิดที่อยู่ในกลุ่มของสเตอรอลและพบได้ในเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์เกือบทั้งหมด การปรากฏตัวของโมเลกุลเหล่านี้ในพลาสมาเมมเบรนเป็นสิ่งสำคัญในการควบคุมความแข็งความโค้งและความยืดหยุ่น

มีโครงกระดูกกลาง 27 อะตอมของคาร์บอน อย่างไรก็ตามมันเป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยวงแหวนอะโรมาติกซึ่งให้ความแข็งความต้านทานและความแข็งแกร่งสูงกว่ามากเมื่อเทียบกับลิพิดอื่น ๆ ลิพิดนี้เป็นสารตั้งต้นของฮอร์โมนสัตว์หลายชนิด

ในมนุษย์คอเลสเตอรอลเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ฮอร์โมนเพศชายและฮอร์โมนเพศอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง

phosphatidylcholine

มันอยู่ในกลุ่มของฟอสโฟลิปิดและมีอยู่ในพลาสมาเมมเบรนของทุกเซลล์ โดยทั่วไปจะมีสายโซ่กรดปาล์มมิติและส่วนใหญ่สังเคราะห์ในตับของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

สารประกอบนี้จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์คอเลสเตอรอลและเพื่อความยืดหยุ่นโดยทั่วไปของเซลล์ โปรตีนหลายชนิดที่จับกับเยื่อหุ้มเซลล์โดยเฉพาะจะเกาะอยู่ที่หัวขั้วของไขมันนี้

sphingomyelin

โครงสร้างของ sphingomyelin (ที่มา: Jag123 ที่ English Wikipedia, Wikimedia Commons)

พบได้ในเยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดและการศึกษาจำนวนมากได้มุ่งเน้นไปที่หน้าที่และโครงสร้างของมันเนื่องจากมันเป็นส่วนหนึ่งของปลอกไมอีลินที่หุ้มแอกซอนของเซลล์ประสาทในสัตว์

Sphingomyelin อยู่ในกลุ่มของ sphingolipids และในมนุษย์นี่เป็น sphingolipid ที่มีอยู่มากที่สุดในร่างกายทั้งหมด มีลักษณะเป็นกระดูกสันหลังของ sphingosine ซึ่งเชื่อมโยงกันด้วยพันธะเอไมด์กับกลุ่มขั้วซึ่งโดยปกติคือฟอสฟาติไดเลตธาโนลามีน

เตียรอยด์

โครงสร้างพื้นฐานของสเตียรอยด์ (ที่มา: Hati ที่ German Wikipedia / โดเมนสาธารณะผ่าน Wikimedia Commons)

อีกตัวอย่างหนึ่งของไขมันคือสเตียรอยด์ สเตียรอยด์ตามธรรมชาติมีอยู่ในร่างกายและอาจรวมถึงคอเลสเตอรอลซึ่งเป็นชนิดที่พบบ่อยที่สุดเอสโตรเจนเทสโทสเตอโรนเกลือของน้ำดีที่พบในน้ำดีในลำไส้และคอร์ติซอลซึ่งเป็นสารเคมีที่ร่างกายหลั่งออกมา

ฮอร์โมนหญิง

ฮอร์โมนเพศหญิงที่เรียกว่าเป็นไขมัน ผลิตโดยรังไข่เป็นหลักและมีหน้าที่ดูแลลักษณะทางเพศรองของผู้หญิง

ฮอร์โมนเพศชาย

ฮอร์โมนเพศชายที่เรียกว่าเป็นไขมัน ผลิตโดยอัณฑะเป็นหลักและมีหน้าที่ดูแลลักษณะทางเพศรองของผู้ชาย

วิตามิน

วิตามินที่ละลายน้ำได้คือไขมัน ส่วนใหญ่จะถูกเก็บไว้ในตับหรืออวัยวะอื่น ๆ ของร่างกาย ตัวอย่างเช่น:

• วิตามินเอซึ่งมีความสำคัญต่อการทำงานของภูมิคุ้มกันการมองเห็นและการสืบพันธุ์ พบได้ในผักผลไม้สีนมสดและตับ
• วิตามินดีใช้เพื่อปรับปรุงการดูดซึมแคลเซียมสังกะสีฟอสเฟตเหล็กและแมกนีเซียมในลำไส้ สามารถหาได้จากอาหารบางชนิดและเมื่อโดนแสงแดด
• วิตามินอีช่วยปกป้องหัวใจและช่วยให้ร่างกายปกป้องตัวเองจากอนุมูลอิสระ ดังนั้นจึงช่วยให้เซลล์แข็งแรง สามารถพบได้ในน้ำมันพืชเมล็ดพืชและถั่ว
• วิตามินเคช่วยให้เลือดจับตัวเป็นก้อนและสามารถช่วยให้กระดูกแข็งแรงในผู้สูงอายุ พบได้ในผักโขมคะน้าผักกาดหอมผักชีฝรั่งกะหล่ำบรอกโคลีกะหล่ำปลีตับเนื้อสัตว์ไข่ซีเรียลและปลา

ความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต

ลิพิดเป็นส่วนหนึ่งของสารชีวโมเลกุลที่จำเป็นต่อชีวิตเนื่องจากไม่มีการพัฒนาสิ่งเหล่านี้ชีวิตอย่างที่เรารู้ว่ามันจะไม่มีการพัฒนาเนื่องจากการมีอยู่ของเยื่อหุ้มไขมันเป็นไปได้ด้วยสารเหล่านี้เท่านั้น

ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้มีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางสรีรวิทยาที่รู้จักกันเกือบทั้งหมดตั้งแต่การปกป้องเซลล์จากการติดเชื้อไวรัสไปจนถึงการผลิตและการเก็บรักษาพลังงาน

พวกมันยังทำหน้าที่เป็นฉนวนเพื่อให้สิ่งเร้าทางไฟฟ้าถูกส่งไปอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างเซลล์ประสาทและการสะสมของไขมันในร่างกายของสัตว์บางชนิดมีความสำคัญต่อการกักเก็บพลังงานและป้องกันอุณหภูมิต่ำหรือความเครียดเชิงกล

อ้างอิง

1. เบรดี้, S. (2011). ประสาทเคมีพื้นฐาน: หลักการของระบบประสาทระดับโมเลกุลเซลล์และการแพทย์ ข่าววิชาการ.
2. Ha, CE, & Bhagavan, NV (2011) สาระสำคัญของชีวเคมีทางการแพทย์: กับกรณีทางคลินิก สำนักพิมพ์วิชาการ.
3. Litwack, G. (2017). ชีวเคมีของมนุษย์. สำนักพิมพ์วิชาการ.
4. Nelson, D. , & Cox, M. Lehninger. (2000). หลักชีวเคมี 3.
5. Sargent, JR, Tocher, DR, & Bell, JG (2003) ไขมัน In Fish Nutrition (หน้า 181-257) สำนักพิมพ์วิชาการ.