معلومة

لماذا تتكون الأحماض الدهنية من عدد زوجي من الكربون السائد؟

لماذا تتكون الأحماض الدهنية من عدد زوجي من الكربون السائد؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تتكون معظم الأحماض الدهنية في بيولوجيا الحيوان من عدد زوجي من الكربون في السلسلة الأم. ما خاصية هذه الأحماض الدهنية التي تجعل النظم البيولوجية تفضلها على نظيراتها الفردية؟ ما هو السيء في الأحماض الدهنية التي تحتوي على عدد فردي من ذرات الكربون في السلسلة الأم؟

لماذا تتكون الأحماض الدهنية من عدد زوجي من ذرات الكربون في سلسلتها الأصلية؟


باختصار ، هذا لأن الأحماض الدهنية مصنوعة من كتل ثنائية الكربون.

الطريقة التي تصنع بها الكائنات الحية الأحماض الدهنية هي عن طريق الإضافة المتتالية لوحدتين من الكربون (أسيتيل- CoA). لذلك عادة ما نحصل على أحماض دهنية زوجية لأن اللبنات الأساسية أيضًا متساوية.

في النباتات وفي السياقات التركيبية ، يمكن أن يكون لدينا بعض التفاعلات التي يمكن أن تنتج أحماض دهنية فردية (من خلال البناء بوحدتين من الكربون ثلاث مرات للحصول على ستة ، ثم كسر ستة في النصف للحصول على ثلاثة ، على سبيل المثال). تظهر هذه الأحماض الدهنية الفردية في بعض الكائنات الحية ، ولكن يُعتقد عادةً أن البشر يحصلون عليها من مصادر أخرى (مثل الجراثيم والنظام الغذائي).

تعديل:


النقطة 1: الأحماض الدهنية تصنع بشكل عام من كربونيين في وقت واحد.

لدى المعهد الأوروبي للمعلومات الحيوية شرحًا جيدًا حقًا لتخليق الأحماض الدهنية. الاقتباس أدناه مأخوذ من (https://www.ebi.ac.uk/interpro/potm/2007_6/Page2.htm):

"سواء كانت موجودة كمركب واحد أو كأنزيمات مستقلة ، فإن التفاعلات المحفزة بواسطة النوعين الأول والثاني من الأحماض الدهنية هي نفسها. كلا النظامين مُجهز بأسيتيل CoA ، ثم يضيف وحدات 2-كربون إلى سلسلة النمو باستخدام malonyl-CoA كركيزة ".


النقطة 2: الأحماض الدهنية ذات الأرقام الفردية يمكن أن تنتجها كائنات مختلفة ، ويمكن ربطها بخلل وظيفي لدى البشر.

doi: 10.1038 / srep44845 يتحدث عن أهمية سلسلة الأحماض الدهنية الفردية في المرض كمقدمة لنتائجها حول مصادر هذه الأحماض الدهنية. يحاولون تضييق نطاق مصدر الأحماض الدهنية الفردية ، لكن يبدو أنهم بالتأكيد يبنون قضيتهم على التظاهر بأن الأحماض الدهنية ذات السلسلة الفردية ليست جيدة في البشر.

"وفقًا للأدبيات ، يُعزى أصل C15: 0 و C17: 0 منذ فترة طويلة إلى النظام الغذائي ، وتحديداً من دهون المجترات باعتبارها المساهم الرئيسي في النظام الغذائي الغربي النموذجي. وقد تم تفسير ذلك من خلال حقيقة أن هذين النوعين من OC- يتم إنتاج FAs بواسطة ميكروبيوم الكرش ثم يتم دمجها في رواسب الدهون للحيوان المضيف المخصصة للاستهلاك البشري ".


النقطة 3: تنتج النباتات أحماض دهنية فردية السلسلة

تشير ورقة قديمة / قديمة (doi: 10.1006 / abbi.1994.1110) إلى هذا ، وهناك مقال على موقع ويكيبيديا (https://en.wikipedia.org/wiki/Odd-chain_fatty_acid) يعيد الصياغة بطريقة لطيفة:

ومع ذلك ، تحتوي بعض الأحماض الدهنية النباتية على عدد فردي من ذرات الكربون ، كما أن الأحماض الدهنية النباتية الممتصة من الكلوروفيل النباتي لها نقاط تفرع متعددة من الميثيل. نتيجة لذلك ، يتم تقسيمه إلى ثلاثة مقاطع بروبيونيل 3C مرقمة بشكل فردي بالإضافة إلى ثلاثة مقاطع أسيتيل 2C مرقمة وزوجي مقطع واحد من 4C Isobutynoyl.


حمض دهني

في الكيمياء ، ولا سيما في الكيمياء الحيوية ، أ حمض دهني هو حمض كربوكسيلي ذو سلسلة أليفاتية طويلة ، إما مشبعة أو غير مشبعة. تحتوي معظم الأحماض الدهنية الطبيعية على سلسلة غير متفرعة من عدد زوجي من ذرات الكربون ، من 4 إلى 28. [1] الأحماض الدهنية هي مكون رئيسي للدهون (تصل إلى 70٪ بالوزن) في بعض الأنواع مثل الطحالب الدقيقة [2] ولكن في بعض الكائنات الحية الأخرى لا توجد في شكلها المستقل ، ولكنها توجد بدلاً من ذلك في ثلاث فئات رئيسية من الإسترات: الدهون الثلاثية ، الفوسفوليبيدات ، وإسترات الكوليستريل. في أي من هذه الأشكال ، تعتبر الأحماض الدهنية مصادر غذائية مهمة للوقود للحيوانات وهي مكونات هيكلية مهمة للخلايا.


الدهون والأغشية

تتكون الأحماض الدهنية من مجموعة حمض الكربوكسيل وسلسلة هيدروكربونية طويلة ، والتي يمكن أن تكون إما غير مشبعة أو مشبعة. يتكون ذيل الأحماض الدهنية المشبعة فقط من روابط أحادية كربون-كربون ، بينما يحتوي حمض دهني غير مشبع على رابطة كربون-كربون مزدوجة أو ثلاثية على الأقل. تتميز الأحماض الدهنية عن بعضها البعض بأطوال ذيلها الهيدروكربوني ودرجات عدم التشبع. على سبيل المثال ، الذي تم تصويره أعلاه هو حمض البالمتيك ، ويتم تحديده من خلال ذيله المكون من ستة عشر ذرة كربون وافتقاره التام للروابط المزدوجة بين الكربون والكربون. تعتبر الأحماض الدهنية ذات أهمية قصوى لأنها مصدرنا الرئيسي للوقود وتعمل كمكونات أساسية للأغشية.

التسمية

الأحماض الدهنية لها نظام محدد للتسميات. على سبيل المثال ، يمكن كتابة حمض البالمتيك على النحو التالي: C16: 0 ، مما يعني أن سلسلة الهيدروكربون الخاصة به يبلغ طولها ستة عشر ذرة ولا تحتوي على أي روابط مزدوجة. وبالمثل ، سيتم كتابة حمض دهني كـ C18: 0. ومع ذلك ، سيتم كتابة حمض الأوليك كـ C18: 1 (رابطة الدول المستقلة-& دلتا 9). يخبرنا & quot1 & quot أن هناك رابطة مزدوجة واحدة في ذيل الهيدروكربونات ، وهي رابطة رابطة الدول المستقلة تحدث بين الكربون 9 و 10. وأخيرًا ، يصور حمض اللينوليك على أنه C18: 2 (رابطة الدول المستقلة-ودلتا 9 رابطة الدول المستقلة-& دلتا 12) ، وهذا يعني أن هذا الحمض يحتوي على رابطتين مزدوجتين في ذيله وواحد يحدث بين الكربون 9 و 10 ، بينما يقع الآخر بين الكربون 12 و 13. الروابط المزدوجة في ذيول الأحماض الدهنية تميل عمومًا إلى تكوين رابطة الدول المستقلة وهي توجد عادةً في ذرات الكربون 9 و 12 و 15.

مميزات

يعتمد سلوك الأحماض الدهنية على ذيولها الهيدروكربونية الفريدة. تميل تلك التي لديها ذيول طويلة غير مشبعة إلى أن تكون أقل قابلية للذوبان ولديها نقاط انصهار أعلى من تلك التي لديها ذيول أقصر مشبعة. تتسبب الروابط المزدوجة لرابطة الدول المستقلة الموجودة في الأحماض الدهنية غير المشبعة في حدوث التواءات في ذيولها ، مما يؤدي إلى مقاطعة تفاعلات فان دير فالس مع الأحماض الدهنية المجاورة. يؤدي هذا التأثير إلى زيادة قابلية الذوبان وتقليل نقاط انصهار الأحماض الدهنية غير المشبعة. لمزيد من المعلومات حول أهمية درجة ونوع عدم تشبع الأحماض الدهنية: [رابط]

ثلاثي الجلسرين (TAGs)

بينما تستخدم الأحماض الدهنية كمصادر طاقة يمكن الوصول إليها ، تستخدم الدهون الثلاثية لتخزين الطاقة. يتضمن هيكلها العام ثلاثة ذيول من الأحماض الدهنية ، والتي قد تكون أو لا تكون متطابقة مع بعضها البعض ، مرتبطة من خلال ارتباط الإستر بكل كربون في جزيء الجلسرين.

يتم تصنيع ثلاثي الجليسيرول وتخزينه في خلايا متخصصة تسمى الخلايا الشحمية ، والتي تشكل الأنسجة الدهنية وتقع عمومًا تحت الجلد. تتكون الخلايا الشحمية من العضيات الضرورية جنبًا إلى جنب مع قطرة كبيرة من ثلاثي الجلسرين الذي يشغل حجم الخلية بالكامل تقريبًا. يتم نقل هذه الدهون في جميع أنحاء الجسم من خلال مجرى الدم.

الدهون الغشائية

تتكون الأغشية من ثلاث فئات رئيسية من الدهون الغشائية: الفوسفوليبيدات ، الجليكوليبيدات ، والستيرولات. يتم تضمين الأغشية أيضًا مع البروتينات ، وسيتم مناقشتها في قسم آخر.

الفوسفوليبيد

الفسفوليبيدات هي أهم دهون الغشاء. تتكون الفسفوجليسريد ، مثل ثلاثي الجلسرين ، من العمود الفقري الجلسرين. يرتبط الكربون الأول الموجود على جزيء الجلسرين بذيل حمض دهني مشبع بشكل عام ، ويرتبط الكربون الثاني أيضًا بذيل حمض دهني غير مشبع عادةً ، ويرتبط الكربون الثالث بمجموعة رأس الفوسفات المحبة للماء. فيما يلي بعض الفوسفوليبيدات الشائعة:

تسمى الفسفوليبيدات التي لها العمود الفقري الشينجوزين (كما هو موضح باللون الأحمر) سفينجوليبيدات. يتكون جزيء السفينغوزين من كحول أميني وذيل هيدروكربون طويل غير مشبع. مثال على sphingolipid الشائع هو sphingomyelin:

جليكوليبيدات وستيرول

تتميز الجليكوليبيدات بمجموعات الكربوهيدرات المرتبطة بها. وتتمثل وظيفتها في العمل كواسمات للخلية بحيث يمكن التعرف عليها من خلال الخلايا والجزيئات الأخرى وما إلى ذلك. وتتميز الستيرولات بقاعدة رباعية الحلقة. يتميز الكوليسترول (يسار) ، وهو ستيرول شائع في الأغشية ، بهذه القاعدة المحددة ، والإضافات المائية ، ومجموعة الهيدروكسي المحبة للماء.

الدهون المذابة

عندما تكون جزيئات الفسفوليبيد في مذيب مائي ، فإنها تطفو ببساطة على السطح برؤوسها المحبة للماء في الماء وذيولها الكارهة للماء معرضة للهواء. ومع ذلك ، بعد اجتياز & quotcritical micelle focus & quot ، يصبحون قادرين تلقائيًا على تكوين micells. عند وجود تركيزات أعلى ، يمكن غمر الفسفوليبيدات في المذيب عن طريق تشكيل منشورات ثنائية الطبقات ، هياكل مماثلة للأغشية.

انتقالات المرحلة

يمكن أن تتحول طبقات الفوفوليبيد الثنائية من مادة هلامية إلى حالة بلورية سائلة مع إضافة الحرارة. يؤدي وجود سلاسل أطول إلى زيادة درجة حرارة الانتقال هذه وتقليل سيولة الطبقة الثنائية. على العكس من ذلك ، فإن وجود الروابط المزدوجة يقلل من درجة حرارة الانتقال ويزيد السيولة. يميل الكوليسترول إلى جعل حالة الهلام أكثر سيولة والحالة البلورية السائلة أقل سيولة. تتأثر معقدات البروتين أيضًا بمرحلة الغشاء ، لأنها تعمل بشكل أفضل في البلورة السائلة ولكنها تبقى معًا بشكل أفضل في الهلام. يمكن تفسير كل هذه الظواهر من خلال تأثيرات قوى فان دير وال التي نوقشت أعلاه.


الأحماض الدهنية غير المشبعة

يوجد حوالي أربعين نوعًا من الأحماض الدهنية التي تحدث بشكل طبيعي. تصنف الأحماض الدهنية التي لا تحتوي على روابط كربون-كربون مزدوجة على أنها مشبعة ، وتلك التي تحتوي على روابط كربون-كربون مزدوجة تصنف على أنها غير مشبعة. الأحماض الدهنية والبالميتية هي الأحماض الدهنية المشبعة الأكثر شيوعًا ، والأحماض الأوليك واللينوليك هي الأحماض الدهنية غير المشبعة الأكثر شيوعًا. حمض الأوليك هو أحادي غير مشبع لأنه يحتوي على رابطة ثنائية واحدة فقط من الكربون والكربون. الأحماض اللينوليك واللينولينيك والأراكيدونيك متعددة غير مشبعة لأنها تحتوي على اثنين وثلاثة وأربعة روابط كربون-كربون مزدوجة على التوالي. تتمثل إحدى طرق قياس الدرجة النسبية لعدم تشبع الدهون أو الزيت في تحديد رقم اليود الخاص بها. رقم اليود هو كتلة اليود ، بالجرام ، التي تستهلك (يتفاعل مع) 100 جرام من الدهون أو الزيت. يتفاعل اليود مع الروابط المزدوجة بين الكربون والكربون. وبالتالي كلما زاد عدد الروابط المزدوجة ، زاد عدد اليود. بشكل عام ، تحتوي الدهون على نسبة يود أقل من الزيوت لأن الزيوت بها نسب أكبر من روابط الكربون والكربون التي هي روابط مزدوجة. على سبيل المثال ، أرقام اليود النموذجية للزبدة هي 25 إلى 40 ، ولزيت الذرة 115 إلى 130.

الأحماض الدهنية
الأحماض الدهنية المشبعة الشائعة
عدد ذرات الكربون معادلة اسم شائع مصدر
4 CH 3 (CH 2 ) 2 COOH حمض البيوتيريك سمنة
6 CH 3 (CH 2 ) 4 COOH حمض كابرويك سمنة
8 CH 3 (CH 2 ) 6 COOH حمض الكابريليك زيت جوز الهند
10 CH 3 (CH 2 ) 8 COOH حمض الكابريك زيت جوز الهند
12 CH 3 (CH 2 ) 10 COOH حمض اللوريك زيت نواة النخيل
14 CH 3 (CH 2 ) 12 COOH حمض ميرستيك زيت جوزة الطيب
16 CH 3 (CH 2 ) 14 COOH حمض البالمتيك زيت النخيل
18 CH 3 (CH 2 ) 16 COOH حامض دهني دهون حيوانية
18 CH 3 (CH 2 ) 7 CH = CH (CH 2 ) 7 COOH حمض الأوليك زيت الزيتون
18 CH 3 (CH 2 ) 4 CH = CHCH 2 CH (CH 2 ) 7 COOH حمض اللينوليك زيت الصويا
18 CH 3 CH 2 (CH = CHCH 2 ) 3 (CH 2 ) 6 COOH حمض اللينولينيك زيوت السمك
20 CH 3 (CH 2 ) 4 (CH = CHCH 2 ) 4 (CH 2 ) 2 COOH أراكيدونيك الكبد الحمضي
22 CH 3 (CH 2 ) 20 COOH حمض البهيريك زيت السمسم
الأحماض الدهنية غير المشبعة الشائعة
عدد ذرات الكربون معادلة اسم شائع مصدر
16 CH 3 (CH 2 ) 5 CH = CH (CH 2 ) 7 COOH حمض البالميتوليك زيت الحوت
18 CH 3 (CH 2 ) 7 CH = CH (CH 2 ) 7 COOH حمض الأوليك زيت الزيتون
18 CH 3 (CH 2 ) 4 CH = CHCH 2 CH (CH 2 ) 7 COOH حمض اللينوليك زيت فول الصويا وزيت القرطم
18 CH 3 CH 2 (CH = CHCH 2 ) 3 (CH 2 ) 6 COOH حمض اللينولينيك زيوت السمك وزيت بذر الكتان
20 CH 3 (CH 2 ) 4 (CH = CHCH 2 ) 4 (CH 2 ) 2 COOH أراكيدونيك الكبد الحمضي


حمض دهني

سيراجع محررونا ما قدمته ويحددون ما إذا كان ينبغي مراجعة المقالة أم لا.

حمض دهني، مكون مهم للدهون (مكونات الخلايا الحية القابلة للذوبان في الدهون) في النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة. بشكل عام ، يتكون الحمض الدهني من سلسلة مستقيمة من عدد زوجي من ذرات الكربون ، مع ذرات الهيدروجين على طول السلسلة وفي أحد طرفي السلسلة ومجموعة كربوكسيل (―COOH) في الطرف الآخر. إنها مجموعة الكربوكسيل التي تجعلها حمض (حمض الكربوكسيل). إذا كانت روابط الكربون إلى الكربون كلها مفردة ، يكون الحمض مشبعًا إذا كان أي من الروابط مزدوجًا أو ثلاثيًا ، ويكون الحمض غير مشبع ويكون أكثر تفاعلًا. يحتوي عدد قليل من الأحماض الدهنية على سلاسل متفرعة ويحتوي البعض الآخر على هياكل حلقية (مثل البروستاجلاندين). لا توجد الأحماض الدهنية في حالة حرة في الطبيعة وعادة ما توجد في تركيبة مع الجلسرين (كحول) في شكل الدهون الثلاثية.

من بين الأحماض الدهنية الأكثر انتشارًا هي الأحماض الدهنية التي تحتوي على 16 و 18 كربونًا ، والمعروفة باسم حمض البالمتيك وحمض دهني ، على التوالي. تحدث كل من الأحماض البالميتية والأحماض الدهنية في الدهون في غالبية الكائنات الحية. يشكل حمض البالمتيك في الحيوانات ما يصل إلى 30 في المائة من دهون الجسم. وهي تمثل ما بين 5 إلى 50 في المائة من الدهون في الدهون النباتية ، وهي وفيرة بشكل خاص في زيت النخيل. حمض الستريك وفير في بعض الزيوت النباتية (مثل زبدة الكاكاو وزبدة الشيا) ويشكل نسبة عالية نسبيًا من الدهون الموجودة في الشحم المجترات.

لا تستطيع العديد من الحيوانات تصنيع حمض اللينوليك (حمض أوميغا 6 الدهني) وحمض ألفا لينولينيك (أحد الأحماض الدهنية أوميغا 3). ومع ذلك ، فإن هذه الأحماض الدهنية مطلوبة للعمليات الخلوية وإنتاج أحماض أوميغا 3 وأوميغا 6 الدهنية الضرورية الأخرى. وبالتالي ، نظرًا لأنه يجب تناولها من خلال النظام الغذائي ، فإنها تسمى الأحماض الدهنية الأساسية. الأحماض الدهنية أوميغا 6 وأوميغا 3 المشتقة من حمض اللينوليك وحمض ألفا لينولينيك ، على التوالي ، مطلوبة بشكل مشروط من قبل العديد من الثدييات - تتشكل في الجسم من الأحماض الدهنية الأم ولكن ليس دائمًا بالمستويات اللازمة للحفاظ على الصحة المثلى أو تطوير. على سبيل المثال ، يُعتقد أن الأطفال الرضع لديهم حاجة أساسية مشروطة لحمض الدوكوساهيكسانويك (DHA) ، المشتق من حمض ألفا لينولينيك ، وربما أيضًا لحمض الأراكيدونيك ، المشتق من حمض اللينوليك.

للأحماض الدهنية مجموعة واسعة من التطبيقات التجارية. على سبيل المثال ، لا يتم استخدامها فقط في إنتاج العديد من المنتجات الغذائية ولكن أيضًا في الصابون والمنظفات ومستحضرات التجميل. الصابون هو أملاح الصوديوم والبوتاسيوم للأحماض الدهنية. تحتوي بعض منتجات العناية بالبشرة على الأحماض الدهنية ، والتي يمكن أن تساعد في الحفاظ على مظهر ووظيفة البشرة الصحية. تُباع الأحماض الدهنية ، وخاصة أحماض أوميغا 3 الدهنية ، بشكل شائع كمكملات غذائية.


لماذا الأحماض الدهنية غير قابلة للذوبان في الماء من حيث تركيب الأحماض الدهنية؟

الجزيئات الوحيدة القابلة للذوبان في الماء هي الجزيئات القطبية. أيضًا ، المركبات الأيونية قابلة للذوبان في الماء ، لكنها ليست جزيئات حقيقية. إنها غير قابلة للذوبان في الماء لأنها تتكون أساسًا من سلاسل طويلة من الهيدروكربونات. تتكون الأحماض الدهنية من هيدروكربونات طويلة غير متفرعة مع مجموعة حمض الكربوكسيل في أحد طرفيها. عادة ما يكون عدد ذرات الكربون في جزيء الأحماض الدهنية متساويًا (6 ، 8 ، 12 ، 32 ، 36 ، إلخ) ، على الرغم من أنه ليس من المستحيل العثور على حمض دهني مع عدد فردي من ذرات الكربون في بنيته. بينما تستمر السلسلة الهيدروكربونية الطويلة للحمض الدهني في كونها كارهة للماء بشدة ، فإن وجود مجموعة حمض الكربوكسيل في أحد طرفي الجزيء يضيف بعض الخصائص المحبة للماء. الأحماض الدهنية الصغيرة مثل حمض البروبيونيك (مع 3 ذرات كربون) تختلط بالماء بسهولة ، وحمض الكابرويك (مع 6 ذرات كربون) قابل للذوبان في الماء بنسبة 0.4 في المائة فقط. عندما يتم وضع الأحماض الدهنية أو غيرها من الجزيئات غير القطبية في الماء ، فإن الماء يصدها لأنه لا توجد أجزاء من الجزيء لها شحنة ، وبالتالي لا يوجد جاذبية.


الدهون والزيوت تخزن الطاقة

تستخدم الحيوانات والنباتات الدهون والزيوت لتخزين الطاقة. كقاعدة عامة ، تأتي الدهون من الحيوانات وتأتي الزيوت من النباتات. بسبب الاختلافات الطفيفة في التركيب ، تكون الدهون صلبة في درجة حرارة الغرفة والزيوت سائلة في درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك ، يتم استدعاء كل من الدهون والزيوت الدهون الثلاثية لأن لديهم ثلاث سلاسل من الأحماض الدهنية مرتبطة بجزيء الجلسرين ، كما هو موضح في الشكل 3.

روابط الكربون والهيدروجين (المختصرة C-H) الموجودة في ذيول الأحماض الدهنية الطويلة هي روابط عالية الطاقة. وبالتالي ، فإن الدهون الثلاثية تصنع أشكال تخزين ممتازة للطاقة لأنها تحزم العديد من روابط C-H عالية الطاقة في هيكل مضغوط من ثلاثة ذيول من الأحماض الدهنية معبأة بإحكام. لهذا السبب ، تعتبر الدهون والزيوت الغذائية "كثيفة السعرات الحرارية". عندما تستهلك الحيوانات ، بما في ذلك البشر ، الدهون والزيوت ، يمكن أن يوفر الحجم الصغير نسبيًا عددًا كبيرًا من السعرات الحرارية. تنجذب الحيوانات ، وخاصة الحيوانات آكلة اللحوم ، إلى الأطعمة الغنية بالدهون لمحتواها العالي من السعرات الحرارية.

تتشكل الدهون الثلاثية داخل الخلايا النباتية والحيوانية عن طريق ربط الأحماض الدهنية بجزيئات الجلسرين ، مما يؤدي إلى رابطة استريه. يسمى هذا التفاعل أ التوليف الجفاف لأن جزيء الماء يتكون عن طريق "سحب" ذرتين هيدروجين وأكسجين من المواد المتفاعلة. نظرًا لتكوين جزيء ماء جديد ، يُطلق على هذا التفاعل الجديد أيضًا اسم a رد فعل التكثيف (انظر الشكل 4).

الشكل 4: تفاعل تخليق الجفاف ، حيث يتكون جزيء الماء عن طريق "سحب" ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة.

الدهون التي نتناولها كثيفة السعرات الحرارية بسبب ذلك

تركيب الأحماض الدهنية

السبب وراء صلابة الدهون في درجة حرارة الغرفة بينما تكون الزيوت سائلة له علاقة بشكل الأحماض الدهنية التي تحتوي عليها هذه الدهون الثلاثية. تذكر أن الأحماض الدهنية عبارة عن سلاسل طويلة من جزيئات الكربون التي ترتبط بذرات الهيدروجين. روابط C-H هي المكان الذي يتم فيه تخزين الطاقة. في أحد طرفي الذيل ، تحتوي الأحماض الدهنية على مجموعة كربوكسيل (-COOH) ، والتي تعطي الجزيء خصائصه الحمضية (الشكل 5).

الشكل 5: السمات الأساسية للحمض الدهني تظهر السلسلة الهيدروكربونية الطويلة ومجموعة الأحماض الكربوكسيلية.

إذا كان أحد الأحماض الدهنية يشبه الجزيء أعلاه ، مع وجود روابط مفردة فقط بين الكربون ، فإننا نقول أن هذا الحمض الدهني هو مشبع. يستخدم هذا المصطلح لأن كل كربون محاط بأكبر عدد ممكن من ذرات الهيدروجين مشبع مع الهيدروجين.

ومع ذلك ، فإن بعض الأحماض الدهنية لها رابطة مزدوجة بين اثنين من الكربون في السلسلة. أينما وجدت هذه الرابطة المزدوجة ، المختصرة C = C ، فإن كلا من الكربون المتضمن في هذه الرابطة المزدوجة يحتوي على هيدروجين واحد أقل من الكربون الآخر. هذا لأن الكربون يمكن أن يصنع عادة أربعة روابط فقط. عندما يشكل ذرتي ذرة رابطة ثانية بينهما ، يجب على كل منهما أن "يتخلى" عن الهيدروجين بحيث يظل العدد الإجمالي للروابط لكل كربون أربعة. نظرًا لأن هذه الأحماض الدهنية تحتوي على ذرتين هيدروجين أقل مما يمكن أن تمتلكه بخلاف ذلك ، فإننا نسميها غير مشبع الأحماض الدهنية (الشكل 6). هم غير مشبعين لأنهم لاتفعل تحتوي على أكبر عدد ممكن من ذرات الهيدروجين.

الشكل 6: حمض دهني أحادي غير مشبع.

عندما يكون للحمض الدهني رابطة مزدوجة في سلسلته ، فإن السلسلة لها "ملتوية" في شكلها لأنه لا يوجد دوران حر حول الرابطة المزدوجة C = C. الشباك "ثابت" في بنية الأحماض الدهنية. في المقابل ، فإن الأحماض الدهنية المشبعة لها دوران حر حول جميع الروابط المفردة في السلسلة لأن الأحماض الدهنية المشبعة طويلة ومستقيمة. تظهر المقارنة في الشكل 7.

مكامن الخلل الموجودة في الأحماض الدهنية غير المشبعة تجعلها بحيث لا يمكن أن تتراكم العديد من السلاسل معًا بإحكام شديد. بدلاً من ذلك ، يجبر الخلل الأحماض الدهنية على التباعد أكثر. لهذا السبب ، تكون الدهون الثلاثية مع الأحماض الدهنية غير المشبعة سائلة في درجة حرارة الغرفة. فبدلاً من أن تتراكم معًا بإحكام ، يمكن للجزيئات أن تنزلق عبر بعضها بسهولة. والعكس صحيح بالنسبة للدهون الثلاثية مع الأحماض الدهنية المشبعة. نظرًا لأن ذيولها من الأحماض الدهنية مستقيمة بدون أي مكامن الخلل ، فيمكنها تجميعها معًا بإحكام شديد. وبالتالي ، تكون هذه الجزيئات أكثر كثافة وصلابة في درجة حرارة الغرفة.

الشكل 7: مقارنة بين حمض دهني مشبع (حمض دهني موجود في الزبدة) وحمض دهني غير مشبع (حمض اللينوليك الموجود في الزيت النباتي).

غالبًا ما تكون الدهون الحيوانية مشبعة ، وهو ما يفسر سبب صلابة شحم الخنزير ودهن لحم الخنزير المقدد والزبدة في درجة حرارة الغرفة. من ناحية أخرى ، فإن الدهون الثلاثية النباتية غير مشبعة. هذا هو السبب في أن الزيوت النباتية (مثل زيت الكانولا والزيتون والفول السوداني وما إلى ذلك) سائلة في درجة حرارة الغرفة. في أغلب الأحيان ، تحتوي الدهون غير المشبعة على رابطة مزدوجة C = C واحدة وبالتالي تسمى كثرة الوحيداتغير مشبع. ومع ذلك ، فإن بعض النباتات تصنع الدهون الثلاثية مع روابط C = C. تسمى هذه الأنواع من الدهون الثلاثية بوليغير مشبع. (انظر الشكل 8.)

الشكل 8: مقارنة الروابط الموجودة في الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة (حمض الأوليك) والأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (حمض اللينوليك).

يبدو أن الدهون الأحادية غير المشبعة هي أصح الدهون الثلاثية التي يستهلكها البشر في وجباتهم الغذائية لأن الخلايا التي تزيل الدهون من دمنا بعد امتصاصها من نظامنا الغذائي تقوم بعملها بسرعة أكبر مع الدهون الأحادية غير المشبعة. نظرًا لأننا أبطأ في إزالتها من دمائنا ، فإن الدهون المشبعة تبقى في مجرى الدم لفترة أطول وبالتالي يكون لديها فرصة أكبر للمساهمة في تكوين اللويحات والجلطات. لهذا السبب ، يوصي الأطباء وأخصائيي التغذية باتباع نظام غذائي يحتوي على نسبة عالية من الدهون الأحادية غير المشبعة وقليلة الدهون المشبعة. توجد الدهون المتعددة غير المشبعة في مكان ما بين الدهون المشبعة والدهون الأحادية غير المشبعة من حيث صحتها في نظامنا الغذائي (Mattson & Grundy ، 1985).

تحتوي الأحماض الدهنية المشبعة على ___________ ذرات هيدروجين أكثر من الأحماض الدهنية غير المشبعة.

الدهون المتحولة

نوع آخر من الأحماض الدهنية التي حظيت باهتمام كبير مؤخرًا هو الأحماض الدهنية غير المشبعة. الأحماض الدهنية غير المشبعة لها ذيل هيدروكربوني مع رابطة مزدوجة موجودة في عبر التكوين ، بدلاً من الأكثر شيوعًا رابطة الدول المستقلة التكوين (انظر الشكل 9).

الشكل 9: مقارنة بين تكوين الرابطة المزدوجة وتكوين الرابطة المزدوجة العابرة.

كما نوقش أعلاه ، توجد روابط C = C المزدوجة في ذيول الأحماض الدهنية للدهون غير المشبعة. عندما يتم تصنيع هذه الأحماض الدهنية غير المشبعة بشكل طبيعي عن طريق الخلايا الحية ، وغالبًا ما تكون الخلايا النباتية ، فإن الروابط المزدوجة C = C تكون دائمًا في تكوين رابطة الدول المستقلة ، تقريبًا أبدًا في عبر إعدادات. ومع ذلك ، أثناء الإنتاج الصناعي لبعض المنتجات المحتوية على الدهون ، فإن عبر يمكن تشكيل التكوين عن غير قصد. يحدث هذا عندما تتعرض الدهون غير المشبعة ، وهي زيوت نباتية عادة ، لعملية الهدرجة لتحويلها إلى دهون مشبعة (كما هو موضح في الشكل 10).

الشكل 10: الدهون غير المشبعة ، عادة الزيوت النباتية ، تخضع لعملية الهدرجة لتحويلها إلى دهون مشبعة.

الغرض من الهدرجة الصناعية هو إنتاج دهون صلبة ، مرغوبة أكثر للقلي العميق ، من الزيوت النباتية. يتم ذلك لأن الزيوت النباتية أقل تكلفة بكثير من الدهون المشبعة بشكل طبيعي مثل شحم الخنزير. Crisco ™ والسمن النباتي نوعان من الدهون المشبعة المنتجة كيميائيًا والمصنوعة من زيوت نباتية مهدرجة. Crisco ™ ، أو السمن ، أرخص من شحم الخنزير ولكن يمكن استخدامه بالمثل ويعطي طعمًا مشابهًا. تم تطوير المارجرين ، أو الأوليو ، كبديل أرخص للزبدة ، لا سيما خلال حقبة الحروب العالمية والكساد العالمي الذي شهد النصف الأول من القرن العشرين ، عندما كان تقنين المواد الغذائية وندرتها أمرًا شائعًا. اليوم ، تحتوي العديد من الحلويات والحلويات المعبأة أيضًا على هذه الأنواع من الدهون المشبعة المنتجة صناعيًا ، والتي غالبًا ما تكون أقل تكلفة من الدهون المشبعة الطبيعية ولكنها توفر قوامًا وصلابة أفضل من الدهون غير المشبعة. أثناء الهدرجة ، أحيانًا لا يكتمل التفاعل الكيميائي وعملية تحويل الدهون غير المشبعة رابطة الدول المستقلة إلى دهون مشبعة تخلق دهونًا متحولة بدلاً من ذلك.

في السنوات الأخيرة ، حظيت الدهون المتحولة باهتمام كبير من اختصاصيي التغذية وعامة الناس بسبب ارتباطها بمخاطر صحية عالية. الأفراد الذين يتبعون نظامًا غذائيًا غنيًا بالدهون غير المشبعة هم أكثر عرضة للإصابة بأمراض القلب التاجية ، ويعانون من النوبات القلبية والسكتات الدماغية ، ويموتون في وقت أبكر من أولئك الذين يتبعون نظامًا غذائيًا منخفض الدهون غير المشبعة (مينسينك وكاتان ، 1990). كان معروفًا دائمًا أن الهدرجة تنتج بعض الدهون المتحولة ، ولكن نظرًا لأنها ليست شديدة السمية ، فإن مخاطرها الصحية على المدى الطويل لم تتحقق إلا الآن.

اكتشف العلماء سبب هذه المخاطر المرتفعة: تقضي الدهون المتحولة وقتًا أطول بكثير في مجرى الدم بعد أن نستهلكها ، بدلاً من امتصاصها بسرعة في خلايانا. على عكس الدهون المشبعة والدهون غير المشبعة رابطة الدول المستقلة ، لا تظهر الدهون المتحولة في الطبيعة بكميات كبيرة جدًا - فهي شكل "غير طبيعي" من الدهون التي لا يصمم الإنسان لاستهلاكها بشكل جيد. نظرًا لأن البشر بدأوا فقط في تناول الدهون المتحولة في القرن العشرين (بخلاف الكميات الضئيلة جدًا الموجودة في بعض أشكال اللحوم الحمراء) ، فليس لدينا جزيئات مستقبلات في أوعيتنا الدموية التي تبحث عن هذه الدهون المتحولة وتزيلها. من مجرى الدم. وبالتالي ، عندما نستهلك الدهون المتحولة ، فإنها تستمر في مجرى الدم لدينا لفترة طويلة جدًا ، مقارنة بالأشكال الطبيعية للدهون. كلما طالت مدة بقاء هذه الجزيئات في مجرى الدم ، زادت مساهمتها في تكوين الجلطات واللويحات وتصلب الشرايين. لهذا السبب ، اتخذت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية مؤخرًا قرارًا أوليًا بأن الدهون المتحولة "غير معترف بها عمومًا على أنها آمنة" ، وهو قرار من المرجح أن يؤدي إلى حظر كامل لوجودها في المواد الغذائية (Brownell & Pomeranz ، 2014 ).

الدهون المتحولة "غير معترف بها عمومًا على أنها آمنة" لأن


كمية الدهون: المسوح الوطنية

تم تقدير المتحصلات الفعلية من الدهون المختلفة في المسوحات الوطنية ، لكن المسوح المختلفة فشلت في الاتفاق على الاتجاهات في الاستهلاك الفعلي للدهون. سمين. تُظهر البيانات المأخوذة من مسوحات استهلاك الغذاء على الصعيد الوطني الصادرة عن وزارة الزراعة الأمريكية (NFCS) للأعوام 1955 و 1965 و 1977-1978 تغيرًا طفيفًا في مستويات الدهون المستخدمة من قبل الأسر ، لكن يعني فرد كانت المدخولات أقل خلال 1977-1978 مما كانت عليه في 1965 (وزارة الزراعة الأمريكية ، 1984). علاوة على ذلك ، مقارنة بفترة 1977-1978 ، لوحظ انخفاض في تناول الدهون في مسح وزارة الزراعة الأمريكية المستمر لعام 1985 و 1986 لمآخذ الطعام للأفراد (CSFII) (وزارة الزراعة الأمريكية ، 1986 ، 1987). من ناحية أخرى ، لا تدعم البيانات المأخوذة من المسوح الوطنية لفحص الصحة والتغذية (NHANES) انخفاض تناول الدهون. على سبيل المثال ، تشير البيانات من NHANES الأول والثاني (19711974 و 1976-1980 ، على التوالي) إلى أنه بالنسبة للنساء اللائي تتراوح أعمارهن بين 19 و 50 عامًا ، ظل متوسط ​​مدخول الدهون ثابتًا خلال السبعينيات وأوائل الثمانينيات (انظر الجدول 3-4). يبدو أن التحيزات المنهجية الناتجة عن الأساليب المستخدمة في المسوحات تفسر هذه الاختلافات في تقديرات تناول الدهون. على سبيل المثال ، في عامي 1985 و 1986 ، حاول القائمون على المقابلات تحديد ما إذا كان قد تم إزالة الدهون من اللحوم وإزالة الجلد من الدواجن قبل استهلاك هذه الأطعمة ، ولكن هذا لم يتم في 1977-1978 CSFII.

أشارت دراسات عام 1985 و 1986 من CSFIIs إلى أن الدهون توفر في المتوسط ​​36 إلى 37٪ من إجمالي السعرات الحرارية للرجال والنساء و 34٪ للأطفال. أبلغت NFCS 1977-1978 عن متوسط ​​41٪ من إجمالي السعرات الحرارية كدهن للنساء في هذه الفئة العمرية ، ولكن كما لوحظ أعلاه ، كانت نتائج هذا الاستطلاع أعلى من نتائج الدراسات الاستقصائية الأخرى.

على أساس 4 أيام غير متتالية من تناول النساء وأطفالهن ، وفي يوم واحد من تناول الرجال ، استهلك الرجال والنساء من سن 19 إلى 50 عامًا ما متوسطه 13 ٪ من إجمالي السعرات الحرارية من SFA ، و 14 ٪ من MUFAs ، و 7٪ من PUFAs. الأطفال من عمر 1 إلى 5 سنوات يستهلكون ما متوسطه 14٪ من السعرات الحرارية مثل الأحماض الدهنية المشبعة و 13٪ من الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة و 6٪ من الأحماض الدهنية غير المشبعة (وزارة الزراعة الأمريكية ، 1986 ، 1987).

بلغ متوسط ​​المدخول اليومي من الكوليسترول 280 مجم للنساء من سن 19 إلى 50 عامًا (187 مجم / 1،000 كيلو كالوري) و 223 مجم للأطفال من سن 1 إلى 5 سنوات (156 مجم / 1،000 كيلو كالوري) (وزارة الزراعة الأمريكية ، 1987). بلغ متوسط ​​مدخولات الرجال من سن 19 إلى 50 عامًا 439 مجم / يوم (180 مجم / 1،000 كيلو كالوري) (وزارة الزراعة الأمريكية ، 1986). كان تناول الكوليسترول أعلى في الفئات ذات الدخل المنخفض منه في المجموعات ذات الدخل المرتفع ، كانت النساء السوداوات يتناولن كميات أعلى من النساء البيض ، لكن الرجال البيض تناولوا كميات أكبر من الرجال الآخرين.

في 1977-1978 NFCS ، بلغ متوسط ​​الأشخاص من سن الرضاعة إلى 75 عامًا فما فوق 385 مجم من الكوليسترول يوميًا (وزارة الزراعة الأمريكية ، 1984). كانت مستويات الكوليسترول الغذائي ، بالكميات المطلقة وبالملجم / 1000 كيلو كالوري ، أعلى بالنسبة للسود ، ولأولئك الذين يعيشون تحت مستوى الفقر ، ولأولئك الذين يعيشون في الجنوب والغرب ، ولأولئك الذين يعيشون في المدن الداخلية.

في عام 1985 CSFII ، جاء الكولسترول الغذائي بشكل رئيسي من اللحوم (48٪ للرجال و 45٪ للنساء). وفر البيض 18٪ من تناول الكوليسترول للرجال و 15٪ للسيدات ، كما قدمت منتجات الحبوب 17٪ من تناول الكوليسترول للنساء و 14٪ للرجال ، لكن هذه الأرقام مضللة إلى حد ما في أن منتجات الحبوب قدمت الكوليسترول فقط لاحتوائها على الحليب والزبدة والبيض. قدمت مجموعة الحليب 14٪ من تناول الكوليسترول للرجال و 16٪ للنساء.


وظائف الفسفوليبيد

كمكونات غشاء ، فإن الفسفوليبيدات قابلة للاختراق بشكل انتقائي (وتسمى أيضًا شبه قابلة للنفاذ) ، مما يعني أن جزيئات معينة فقط يمكنها المرور عبرها للدخول إلى الخلية أو الخروج منها. يمكن للجزيئات التي تذوب في الدهون أن تمر بسهولة ، بينما الجزيئات التي تذوب في الماء لا تستطيع ذلك. الأكسجين وثاني أكسيد الكربون واليوريا هي بعض الجزيئات التي يمكن أن تمر عبر غشاء الخلية بسهولة. لا يمكن للجزيئات الكبيرة مثل الجلوكوز أو الأيونات مثل الصوديوم والبوتاسيوم أن تمر بسهولة. يساعد هذا في الحفاظ على محتويات الخلية تعمل بشكل صحيح ويفصل داخل الخلية عن البيئة المحيطة.

يمكن تكسير الدهون الفسفورية في الخلية واستخدامها للطاقة. يمكن أيضًا تقسيمها إلى جزيئات أصغر تسمى chemokines ، والتي تنظم مجموعة متنوعة من الأنشطة في الخلية مثل إنتاج بروتينات معينة وهجرة الخلايا إلى مناطق مختلفة من الجسم. بالإضافة إلى ذلك ، توجد في مناطق مثل الرئة والمفاصل ، حيث تساعد في تليين الخلايا.
في المستحضرات الصيدلانية ، تستخدم الفسفوليبيد كجزء من أنظمة توصيل الدواء ، وهي أنظمة تساعد في نقل الدواء في جميع أنحاء الجسم إلى المنطقة التي من المفترض أن يؤثر عليها. لديهم توافر بيولوجي مرتفع ، مما يعني أنه من السهل على الجسم امتصاصها. الفاليوم هو مثال على دواء يستخدم نظام توصيل الأدوية القائم على الفوسفوليبيد.


الملخص

الدماغ غني بالأحماض الدهنية. وتشمل هذه الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (PUFAs) وحمض الأراكيدونيك وحمض الدوكوساهيكسانويك ، والتي يتم استريتها إلى حد كبير إلى غشاء الخلية الفوسفورية. بمجرد إطلاق PUFAs من الغشاء ، يمكنهم المشاركة في نقل الإشارة ، إما مباشرة أو بعد التحويل الأنزيمي إلى مجموعة متنوعة من المشتقات النشطة بيولوجيًا ("الوسطاء"). تنظم PUFAs ووسطائها العديد من العمليات داخل الدماغ ، مثل النقل العصبي ، وبقاء الخلية والتهاب الأعصاب ، وبالتالي المزاج والإدراك. تتغير مستويات PUFA ومسارات الإشارات التي تنظمها في العديد من الاضطرابات العصبية ، بما في ذلك مرض الزهايمر والاكتئاب الشديد. قد يؤدي النظام الغذائي والأدوية التي تستهدف PUFAs إلى أساليب علاجية جديدة للوقاية من اضطرابات الدماغ وعلاجها.


شاهد الفيديو: علم الطاقة من بيتا أكسدة (كانون الثاني 2023).