وفقا لطبيعتها الكيميائية، الدهون هي... ما هي الدهون: المفهوم والوظائف

مادة عضوية. الخصائص العامة. الدهون

مادة عضويةهي مركبات معقدة تحتوي على الكربون. وتشمل هذه البروتينات والدهون والكربوهيدرات والإنزيمات والهرمونات والفيتامينات ومنتجات تحولاتها الموجودة في الكائنات الحية.

ظهر اسم "المركبات العضوية" في مرحلة مبكرة من تطور الكيمياء ويتحدث عن نفسه: فقد اعتقد علماء ذلك العصر أن الكائنات الحية تتكون من مركبات عضوية خاصة.

من بين جميع العناصر الكيميائية الكربونالأكثر ارتباطًا بالكائنات الحية. ومن المعروف أن أكثر من مليون جزيء مختلف تم بناؤه على أساسه. ومن المثير للاهتمام القدرة الفريدة لذرات الكربون على الدخول الرابطة التساهميةمع بعضها البعض، وتشكل سلاسل طويلة وحلقات معقدة وهياكل أخرى.

تتشكل معظم المركبات العضوية في الطبيعة نتيجة لعملية التمثيل الضوئي - من ثاني أكسيد الكربون والماء بمشاركة طاقة الإشعاع الشمسي في الكائنات الحية التي تحتوي على الكلوروفيل.

مركبات عضوية منخفضة الوزن الجزيئيحصلت على اسمها بسبب وزنها الجزيئي المنخفض. وتشمل هذه الأحماض الأمينية، والدهون، الأحماض العضويةوالفيتامينات والإنزيمات المساعدة (مشتقات الفيتامينات التي تحدد نشاط الإنزيم) وغيرها.

تشكل المركبات العضوية ذات الوزن الجزيئي المنخفض 0.1 - 0.5٪ من كتلة الخلية.

المركبات العضوية ذات الوزن الجزيئي العالي (البوليمرات الحيوية)

يسمى الجزيء الضخم الذي يتكون من المونومراتالبوليمر(من اليونانية بولي - "كثيراً"). وبالتالي، فإن البوليمر عبارة عن سلسلة متعددة الروابط حيث يكون الرابط عبارة عن مادة بسيطة نسبيًا.

البوليمرات- هذه جزيئات تتكون من وحدات هيكلية متكررة - المونومرات.

تعتمد خصائص البوليمرات الحيوية على عدد وتنوع وحدات المونومر التي تشكل البوليمر. إذا قمت بدمج نوعين من المونومرات معًا أو ب، فمن الممكن الحصول على مجموعة متنوعة من البوليمرات، والتي يعتمد هيكلها وخصائصها على عدد ونسبة وترتيب تناوب المونومرات في السلاسل.

لنفترض أن هناك 16 وحدة في البارافين. لن تكرر الميثيلين - الميثيلين - الميثيلين 16 مرة... لمثل هذه الكلمة الطويلة هناك تبسيط - "هيكساديكان". ماذا لو كان هناك ألف وحدة في الجزيء؟ نحن نتحدث بعبارات مبسطة بولي- "كثيراً." على سبيل المثال، لنأخذ ألف رابط الإيثيلين، تواصل، نحصل على شيء مألوف للجميع البولي ايثيلين.

البوليمرات المتجانسة (أو العادية) مبنية من مونومرات من نفس النوع (على سبيل المثال،الجليكوجين والنشا والسليلوز تتكون من جزيئاتالجلوكوز).

البوليمرات المتغايرة(أو غير منتظمة) مبنية من مونومرات مختلفة (على سبيل المثال، بروتينات تتكون من 20 حمض أميني، و الأحماض النووية، مبنية من 8 نيوكليوتيدات).

يحدد كل من المونومرات بعض خصائص البوليمر. على سبيل المثال، أ- قوة عالية، ب- الموصلية الكهربائية. بالتناوب بطرق مختلفة، يمكنك الحصول على عدد كبير من البوليمرات ذات خصائص مختلفة. هذا المبدأ يكمن وراء تنوع الحياة على كوكبنا.

الدهون وبنيتها وخصائصها ووظائفها

الدهون- هذه هي استرات الجلسرين الكحولي ثلاثي الهيدريك والأحماض الدهنية الأعلى. يحتوي كل واحد منهم على بقايا COOH حمضية، حيث يتم دمج ذرة الهيدروجين مع الجلسرين، ويتم توصيل سلسلة الكربون بالبقايا. الدهون هي مركبات عضوية منخفضة الوزن الجزيئي مسعور.

« عريض"تسمى الأحماض لأن بعض الأعضاء الجزيئية العالية في هذه المجموعة هم جزء من الدهون. صيغة عامةالأحماض الدهنية: CH 3 - (CH 2) ص - COOH. تحتوي معظم الأحماض الدهنية على عدد زوجي من ذرات الكربون (من 14 إلى 22).

يتم تصنيع الأحماض الدهنية من الكوليسترول في الكبد، ثم تدخل إلى الاثني عشر مع الصفراء، حيث تعمل على تعزيز هضم الدهون، واستحلابها، وبالتالي تحفيز امتصاصها.

تشمل الدهون الدهون، والشموع، والمنشطات، والدهون الفوسفاتية، والتربين، والجليكوليبيدات، والبروتينات الدهنية.

تنقسم الدهون عادةً إلى دهون وزيوت اعتمادًا على ما إذا كانت تظل صلبة عند درجة حرارة 20 درجة مئوية (الدهون) أو يكون قوامها سائلًا عند درجة الحرارة هذه (الزيوت).

هناك دائما الدهون النقية أبيضوالزيت النقي دائمًا عديم اللون. يرجع اللون الأصفر والبرتقالي والبني للزيت إلى وجود الكاروتين أو مركبات مماثلة. يكون لزيت الزيتون أحيانًا صبغة خضراء: فهو يحتوي على القليل من الكلوروفيل.

الدهون لديها درجة غليان عالية. هذا يجعل من السهل قلي الطعام بالدهون. لا تتبخر من مقلاة ساخنة، فهي تبدأ في الاحتراق فقط عند درجة حرارة 200 - 300 درجة مئوية.

الدهون المحايدة(الدهون الثلاثية) هي مركبات من الأحماض الدهنية ذات الوزن الجزيئي العالي وجلسرين الكحول ثلاثي الهيدريك. في سيتوبلازم الخلايا، تترسب الدهون الثلاثية على شكل قطرات دهنية.

الدهون الزائدة يمكن أن تسبب الضمور الدهني. العلامة الرئيسية للتنكس الدهني هي تضخم الكبد وسماكته بسبب تراكم الدهون في خلايا الكبد (خلايا الكبد).

الشموع- مواد بلاستيكية ذات خصائص طاردة للماء. في الحشرات، فهي بمثابة مادة لبناء أقراص العسل. تحمي الطبقة الشمعية الموجودة على سطح الأوراق والسيقان والفواكه النباتات من الأضرار الميكانيكية والأشعة فوق البنفسجية وتلعب دورًا مهمًا في تنظيم توازن الماء.

الفوسفوليبيدات- ممثلو فئة المواد الشبيهة بالدهون وهي استرات الجلسرين والأحماض الدهنية التي تحتوي على بقايا حمض الفوسفوريك.

إنهم يشكلون أساس كل شيء الأغشية البيولوجية. تشبه الدهون الفوسفاتية في تركيبها الدهون، ولكن في جزيئها، يتم استبدال واحد أو اثنين من بقايا الأحماض الدهنية ببقايا حمض الفوسفوريك.

الجليكوليبيدات- المواد التي تتكون نتيجة اتحاد الكربوهيدرات والدهون. تكون مكونات الكربوهيدرات في جزيئات الجليكوليبيد قطبية، وهذا ما يحدد دورها: مثل الدهون الفوسفاتية، تعد الجليكوليبيدات جزءًا من أغشية الخلايا.

ل مواد تشبه الدهون (الدهون)تشمل سلائف ومشتقات الدهون البسيطة والمعقدة: الكولسترول، الأحماض الصفراوية، الفيتامينات التي تذوب في الدهون، الهرمونات الستيرويدية، الجلسرين وغيرها.

الخصائص العامة للدهون:

1) لديها كثافة طاقة عالية.
2) أن تكون كثافتها أقل من كثافة الماء.
3) لديها نقطة غليان مناسبة.
4) المواد ذات السعرات الحرارية العالية.

متنوع الدهون	دور في النباتات والحيوانات
الدهون والزيوت	1. بمثابة مستودع للطاقة. 2. التخزين (تتراكم الزيوت عادة في النباتات). 3. في الفقاريات، تترسب الدهون تحت الجلد وتعمل على العزل الحراري؛ وفي الحيتان تساهم أيضًا في الطفو. 4. مصدر الماء الأيضي في الحيوانات التي تعيش في الصحراء.
الشمع	تستخدم بشكل رئيسي كطلاء طارد للماء: 1) يشكل طبقة واقية إضافية على بشرة البشرة لبعض الأعضاء النباتية، على سبيل المثال الأوراق والفواكه والبذور (بشكل رئيسي في النباتات الجافة)؛ 2) يغطي الجلد والصوف والريش. 3) جزء من الهيكل الخارجي للحشرات. يستخدم النحل الشمع لبناء أقراص العسل.
الفوسفوليبيدات	مكونات الغشاء.
المنشطات	الأحماض الصفراوية، مثل حمض الكوليك، هي جزء من الصفراء. تساعد الأملاح الصفراوية على استحلاب وإذابة الدهون أثناء عملية الهضم. مع نقص فيتامين د، يتطور الكساح. جليكوسيدات القلب، مثل جليكوسيدات الديجيتال، تستخدم لأمراض القلب.
تربين	المواد التي تعتمد عليها رائحة الزيوت النباتية العطرية، مثل المنثول الموجود في النعناع، ​​والكافور. الجبرلين هي مواد نمو النبات. فايتون هو جزء من الكلوروفيل. الكاروتينات هي أصباغ التمثيل الضوئي.
البروتينات الدهنية	الأغشية مصنوعة من البروتينات الدهنية.
الجليكوليبيدات	مكونات أغشية الخلايا، وخاصة في الغلاف المايليني للألياف العصبية وعلى سطح الخلايا العصبية، وكذلك مكونات أغشية البلاستيدات الخضراء.

الوظائف العامة للدهون

وظيفة	توضيح
طاقة	عندما يتم تكسير 1 جم من الدهون الثلاثية، يتم إطلاق 38.9 كيلوجول من الطاقة
الهيكلية	وتشارك الفوسفوليبيدات والجليكوليبيدات في تكوين أغشية الخلايا
تخزين	تعتبر الدهون والزيوت من أهم المواد الاحتياطية. يتم تخزين الدهون في خلايا الأنسجة الدهنية للحيوانات وتكون بمثابة مصدر للطاقة أثناء السبات أو الهجرة أو الجوع. توفر زيوت البذور النباتية الطاقة للشتلات المستقبلية
مصدر المياه الأيضية	عند أكسدة 1 جم من الدهون، يتكون 1.1 جم من الماء
واقية	توفر طبقات الدهون توسيدًا للأعضاء الحيوانية، ويشكل النسيج الدهني تحت الجلد طبقة عازلة للحرارة. يعمل الشمع كطبقة طاردة للماء للنباتات
تنظيمية	هرمونات الستيرويدتنظيم العمليات الأساسية في الكائنات الحيوانية - النمو، والتمايز، والتكاثر، والتكيف، وما إلى ذلك.
الحفاز	الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون أ، د، ه، كهي عوامل مساعدة للإنزيمات، وعلى الرغم من أنها لا تملك نشاطًا تحفيزيًا، إلا أنه بدونها لا تستطيع الإنزيمات أداء وظائفها

الدهون - هذه مجموعة غير متجانسة من المركبات الطبيعية، غير قابلة للذوبان كليًا أو شبه كامل في الماء، ولكنها قابلة للذوبان في المذيبات العضوية وفي بعضها البعض، مما ينتج عنه أحماض دهنية ذات وزن جزيئي مرتفع عند التحلل المائي.

في الكائن الحي، تؤدي الدهون وظائف مختلفة.

الوظائف البيولوجية للدهون:

1) الهيكلية

تشكل الدهون الهيكلية مجمعات معقدة تحتوي على البروتينات والكربوهيدرات، والتي تُبنى منها أغشية الخلايا والهياكل الخلوية، وتشارك في مجموعة متنوعة من العمليات التي تحدث في الخلية.

2) قطع الغيار (الطاقة)

الدهون الاحتياطية (الدهون بشكل رئيسي) هي احتياطي الطاقة في الجسم وتشارك في عمليات التمثيل الغذائي. تتراكم في النباتات بشكل رئيسي في الفواكه والبذور، وفي الحيوانات والأسماك - في الأنسجة الدهنية تحت الجلد والأنسجة المحيطة الأعضاء الداخليةوكذلك الكبد والدماغ والأنسجة العصبية. يعتمد محتواها على العديد من العوامل (النوع، والعمر، والتغذية، وما إلى ذلك) وفي بعض الحالات يمثل 95-97٪ من جميع الدهون المفرزة.

محتوى السعرات الحرارية من الكربوهيدرات والبروتينات: ~ 4 سعرة حرارية/جرام.

محتوى السعرات الحرارية من الدهون: ~ 9 سعرة حرارية/جرام.

ميزة الدهون كاحتياطي للطاقة، على عكس الكربوهيدرات، هي كارهة الماء - فهي لا ترتبط بالماء. وهذا يضمن ضغط احتياطيات الدهون - حيث يتم تخزينها في شكل لا مائي، وتحتل حجمًا صغيرًا. يبلغ متوسط ​​مخزون الشخص من ثلاثي الجلسرين النقي حوالي 13 كجم. يمكن أن تكون هذه الاحتياطيات كافية لمدة 40 يومًا من الصيام في ظل ظروف النشاط البدني المعتدل. للمقارنة: يبلغ إجمالي احتياطي الجليكوجين في الجسم حوالي 400 جرام؛ وعند الصيام فإن هذه الكمية لا تكفي ولو ليوم واحد.

3) واقية

تحمي الأنسجة الدهنية تحت الجلد الحيوانات من التبريد والأعضاء الداخلية من التلف الميكانيكي.

يعتبر تكوين احتياطيات الدهون في جسم الإنسان وبعض الحيوانات تكيفًا مع التغذية غير المنتظمة والعيش في بيئة باردة. الحيوانات التي تدخل في سبات طويل (الدببة، الغرير) والتي تتكيف مع العيش في الظروف الباردة (الفظ، الفقمة) لديها احتياطي كبير بشكل خاص من الدهون. لا يحتوي الجنين فعليًا على أي دهون ولا يظهر إلا قبل الولادة.

مجموعة خاصة من حيث وظائفها في الكائن الحي هي الدهون الواقية للنباتات - الشموع ومشتقاتها التي تغطي سطح الأوراق والبذور والفواكه.

4) عنصر هام من المواد الخام الغذائية

تعتبر الدهون عنصرا هاما في الغذاء، وتحدد إلى حد كبير قيمته الغذائية وطعمه. إن دور الدهون في عمليات تكنولوجيا الأغذية المختلفة مهم للغاية. يرتبط تلف الحبوب ومنتجاتها المصنعة أثناء التخزين (النتانة) في المقام الأول بالتغيرات في مركب الدهون فيها. تعتبر الدهون المعزولة من عدد من النباتات والحيوانات هي المواد الخام الرئيسية للحصول على أهم المنتجات الغذائية والتقنية (الزيوت النباتية والدهون الحيوانية بما في ذلك الزبدة والسمن والجلسرين والأحماض الدهنية وغيرها).

2 تصنيف الدهون

لا يوجد تصنيف مقبول عموما للدهون.

من الأنسب تصنيف الدهون اعتمادًا على طبيعتها الكيميائية ووظائفها البيولوجية وأيضًا فيما يتعلق ببعض الكواشف، على سبيل المثال، القلويات.

بواسطة التركيب الكيميائيتنقسم الدهون عادة إلى مجموعتين: بسيطة ومعقدة.

الدهون البسيطة - استرات الأحماض الدهنية والكحولات. وتشمل هذه الدهون , الشموع و المنشطات .

الدهون – استرات الجلسرين والأحماض الدهنية العالية.

الشموع – استرات الكحولات الأعلى من السلسلة الأليفاتية (مع سلسلة كربوهيدرات طويلة من 16-30 ذرة مئوية) وأحماض دهنية أعلى.

المنشطات – استرات الكحولات متعددة الحلقات والأحماض الدهنية العالية.

الدهون المعقدة – بالإضافة إلى الأحماض الدهنية والكحول، فهي تحتوي على مكونات أخرى ذات طبيعة كيميائية مختلفة. وتشمل هذه الفوسفوليبيدات والجليكوليبيدات .

الفوسفوليبيدات - هذه هي الدهون المعقدة التي لا ترتبط فيها إحدى مجموعات الكحول بـ FA، ولكن بحمض الفوسفوريك (يمكن توصيل حمض الفوسفوريك بمركب إضافي). اعتمادًا على الكحول الموجود في الدهون الفوسفورية، يتم تقسيمها إلى جليسيروفوسفوليبيد (تحتوي على كحول الجلسرين) وسفينغوفوسفوليبيد (تحتوي على كحول سفنجوزين).

الجليكوليبيدات - هذه هي الدهون المعقدة التي لا ترتبط فيها إحدى مجموعات الكحول بـ FA، ولكن بمكون الكربوهيدرات. اعتمادًا على مكون الكربوهيدرات الذي يعد جزءًا من الجليكوليبيدات، يتم تقسيمها إلى سيبروزيدات (تحتوي على سكريات أحادية أو ديسكاريد أو سكر متجانس صغير محايد كمكون للكربوهيدرات) وغانغليوزيدات (تحتوي على سكريات أوليجوساكريد غير متجانسة حمضية كعنصر كربوهيدرات).

في بعض الأحيان إلى مجموعة مستقلة من الدهون ( الدهون البسيطة ) تفرز الصبغات القابلة للذوبان في الدهون والستيرول والفيتامينات التي تذوب في الدهون. يمكن تصنيف بعض هذه المركبات على أنها دهون بسيطة (محايدة)، والبعض الآخر على أنها دهون معقدة.

ووفقا لتصنيف آخر، تنقسم الدهون، اعتمادا على علاقتها بالقلويات، إلى مجموعتين كبيرتين: قابلة للتصبن وغير قابلة للتصبن.. تشتمل مجموعة الدهون المتصبنة على دهون بسيطة ومعقدة، والتي، عند تفاعلها مع القلويات، تتحلل لتكوين أملاح من الأحماض ذات الوزن الجزيئي العالي، تسمى "الصابون". تشتمل مجموعة الدهون غير القابلة للتصبن على مركبات لا تخضع للتحلل المائي القلوي (الستيرول، والفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون، والإيثرات، وما إلى ذلك).

وفقًا لوظائفها في الكائن الحي، تنقسم الدهون إلى هيكلية وتخزينية ووقائية.

الدهون الهيكلية هي في المقام الأول الدهون الفوسفاتية.

الدهون المخزنة هي في الأساس دهون.

الدهون الواقية للنباتات - الشموع ومشتقاتها، التي تغطي سطح الأوراق والبذور والفواكه والحيوانات - الدهون.

الدهون

الاسم الكيميائي للدهون هو acylglycerols. هذه هي استرات الجلسرين والأحماض الدهنية العالية. "أسيل" يعني "بقايا الأحماض الدهنية".

اعتمادًا على عدد جذور الأسيل، تنقسم الدهون إلى أحادية وثنائية وثلاثية الجليسريد. إذا كان الجزيء يحتوي على جذر حمض دهني واحد، فإن الدهن يسمى MONOACYLGLYCEROL. إذا كان الجزيء يحتوي على جذرين من الأحماض الدهنية، فإن الدهون تسمى DIACYLGLYCEROL. في جسم الإنسان والحيوان، يسود ثلاثي الجلسرين (يحتوي على ثلاثة جذور من الأحماض الدهنية).

يمكن أسترة هيدروكسيلات الجلسرين الثلاثة إما بحمض واحد فقط، مثل البالمتيك أو الأوليك، أو بحمضين أو ثلاثة أحماض مختلفة:

تحتوي الدهون الطبيعية بشكل رئيسي على الدهون الثلاثية المختلطة، بما في ذلك بقايا الأحماض المختلفة.

وبما أن الكحول في جميع الدهون الطبيعية هو نفسه - الجلسرين، فإن الاختلافات الملحوظة بين الدهون ترجع فقط إلى تكوين الأحماض الدهنية.

تم العثور على أكثر من أربعمائة من الأحماض الكربوكسيلية ذات الهياكل المختلفة في الدهون. ومع ذلك، فإن معظمها موجود فقط بكميات صغيرة.

الأحماض الموجودة في الدهون الطبيعية هي أحماض أحادية الكربوكسيل، مبنية من سلاسل الكربون غير المتفرعة التي تحتوي على عدد زوجي من ذرات الكربون. توجد الأحماض التي تحتوي على عدد فردي من ذرات الكربون، أو التي تحتوي على سلسلة كربون متفرعة، أو التي تحتوي على أجزاء حلقية بكميات صغيرة. الاستثناءات هي حمض الإيزوفاليريك وعدد من الأحماض الحلقية الموجودة في بعض الدهون النادرة جدًا.

تحتوي الأحماض الأكثر شيوعًا في الدهون على 12 إلى 18 ذرة كربون، وغالبًا ما تسمى بالأحماض الدهنية. تحتوي العديد من الدهون على كميات صغيرة من الأحماض ذات الوزن الجزيئي المنخفض (C2 -C10). توجد الأحماض التي تحتوي على أكثر من 24 ذرة كربون في الشمع.

تحتوي الجلسريدات من الدهون الأكثر شيوعًا على كميات كبيرة من الأحماض غير المشبعة التي تحتوي على 1-3 روابط مزدوجة: الأوليك واللينوليك واللينولينيك. حمض الأراكيدونيك الذي يحتوي على أربع روابط مزدوجة موجود في الدهون الحيوانية؛ أما الأحماض التي تحتوي على خمسة أو ستة روابط مزدوجة أو أكثر فهي موجودة في دهون الأسماك والحيوانات البحرية. معظم الأحماض الدهنية غير المشبعة لها ترتيب رابطة الدول المستقلة، ويتم عزل روابطها المزدوجة أو فصلها بواسطة مجموعة الميثيلين (-CH 2 -).

من بين جميع الأحماض غير المشبعة الموجودة في الدهون الطبيعية، يعد حمض الأوليك هو الأكثر شيوعًا. في العديد من الدهون، يشكل حمض الأوليك أكثر من نصف إجمالي كتلة الأحماض، ويحتوي عدد قليل فقط من الدهون على أقل من 10٪. هناك أيضًا حمضان آخران غير مشبعان - حمض اللينوليك وحمض اللينولينيك - منتشران على نطاق واسع أيضًا، على الرغم من وجودهما بكميات أقل بكثير من حمض الأوليك. توجد أحماض اللينوليك واللينولينيك بكميات ملحوظة في الزيوت النباتية؛ بالنسبة للكائنات الحيوانية فهي أحماض أساسية.

من بين الأحماض المشبعة، يكون حمض البالمتيك واسع الانتشار تقريبًا مثل حمض الأوليك. وهو موجود في جميع الدهون، حيث يحتوي بعضها على 15-50% من إجمالي المحتوى الحمضي. وتستخدم على نطاق واسع الأحماض الدهنية والميريستيك. يوجد حمض الستريك بكميات كبيرة (25% أو أكثر) فقط في الدهون المخزنة لدى بعض الثدييات (على سبيل المثال، في دهن الأغنام) وفي دهون بعض النباتات الاستوائية، مثل زبدة الكاكاو.

وينصح بتقسيم الأحماض الموجودة في الدهون إلى فئتين: الأحماض الكبرى والصغرى. الأحماض الرئيسية للدهون هي الأحماض التي يزيد محتواها من الدهون عن 10٪.

الخصائص الفيزيائية للدهون

كقاعدة عامة، لا تتحمل الدهون التقطير وتتحلل حتى لو تم تقطيرها تحت ضغط منخفض.

تعتمد نقطة الانصهار، وبالتالي اتساق الدهون، على بنية الأحماض التي تتكون منها. الدهون الصلبة، أي الدهون التي تذوب عند درجة حرارة عالية نسبيًا، تتكون في الغالب من جلسريدات الأحماض المشبعة (دهني، البالمتيك)، والزيوت التي تذوب عند درجة حرارة أقل وتكون سوائل سميكة تحتوي على كميات كبيرة من جلسريدات الأحماض غير المشبعة (الأوليك، اللينوليك). ، لينولينيك).

وبما أن الدهون الطبيعية عبارة عن خليط معقد من الجلسريدات المختلطة، فإنها لا تذوب عند درجة حرارة معينة، بل في نطاق درجة حرارة معينة، ويتم تليينها أولاً. عادة ما يتم استخدامه لتوصيف الدهون درجة حرارة التصلب،والتي لا تتزامن مع نقطة الانصهار - فهي أقل قليلاً. بعض الدهون الطبيعية عبارة عن مواد صلبة؛ والبعض الآخر سوائل (زيوت). تختلف درجة حرارة التصلب بشكل كبير: -27 درجة مئوية لزيت بذر الكتان، -18 درجة مئوية لزيت عباد الشمس، 19-24 درجة مئوية لشحم البقر، و30-38 درجة مئوية للحم البقر.

يتم تحديد درجة حرارة تصلب الدهون حسب طبيعة الأحماض المكونة لها: كلما زاد محتوى الأحماض المشبعة، زاد ارتفاعها.

الدهون قابلة للذوبان في الأثير ومشتقات البوليهالوجين وثاني كبريتيد الكربون والهيدروكربونات العطرية (البنزين والتولوين) والبنزين. الدهون الصلبة قابلة للذوبان بشكل سيئ في الأثير البترولي. غير قابلة للذوبان في الكحول البارد. الدهون غير قابلة للذوبان في الماء، لكنها يمكن أن تشكل مستحلبات تستقر في وجود المواد الخافضة للتوتر السطحي (المستحلبات) مثل البروتينات والصابون وبعض أحماض السلفونيك، خاصة في بيئة قلوية قليلاً. الحليب هو مستحلب دهني طبيعي مثبت بالبروتينات.

الخصائص الكيميائية للدهون

تدخل الدهون في جميع التفاعلات الكيميائية المميزة للإسترات، لكن سلوكها الكيميائي له عدد من السمات المرتبطة ببنية الأحماض الدهنية والجلسرين.

من بين التفاعلات الكيميائية التي تنطوي على الدهون، هناك عدة أنواع من التحولات.

الدهون هي أهم مصدر لاحتياطيات الطاقة في الجسم. الحقيقة واضحة حتى على مستوى التسميات: الكلمة اليونانية "lipos" تُترجم على أنها دهون. وبناء على ذلك تتحد فئة الدهون مواد تشبه الدهونالأصل البيولوجي. وظائف المركبات متنوعة تمامًا، ويرجع ذلك إلى عدم تجانس تكوين هذه الفئة من الكائنات البيولوجية.

ما هي الوظائف التي تؤديها الدهون؟

اذكر الوظائف الرئيسية للدهون في الجسم، وهي أساسية. في المرحلة التمهيدية، من المستحسن تسليط الضوء على الأدوار الرئيسية للمواد الشبيهة بالدهون في خلايا الجسم البشري. القائمة الأساسية هي الوظائف الخمس للدهون:

1. الطاقة الاحتياطية
2. تشكيل الهيكل؛
3. ينقل؛
4. عازلة؛
5. إشارة

تشمل المهام الثانوية التي تؤديها الدهون مع مركبات أخرى الأدوار التنظيمية والإنزيمية.

احتياطي الطاقة في الجسم

وهذا ليس فقط أحد الأدوار المهمة، بل ذات الأولوية للمركبات الشبيهة بالدهون. في الواقع، جزء من الدهون هو مصدر الطاقة للكتلة الخلوية بأكملها. في الواقع، الدهون في الخلايا هي نظير للوقود الموجود في خزان السيارة. يتم تحقيق وظيفة الطاقة للدهون بالطريقة التالية. تتأكسد الدهون والمواد المماثلة في الميتوكوندريا، وتتحلل إلى الماء وثاني أكسيد الكربون. ويرافق هذه العملية إطلاق كمية كبيرة من ATP - المستقلبات عالية الطاقة. يسمح إمدادها للخلية بالمشاركة في التفاعلات المعتمدة على الطاقة.

كتل البناء

في الوقت نفسه، تؤدي الدهون وظيفة البناء: بمساعدتهم، يتم تشكيل غشاء الخلية. تشارك المجموعات التالية من المواد الشبيهة بالدهون في العملية:

1. الكوليسترول هو كحول محب للدهون.
2. الجليكوليبيدات – مركبات الدهون مع الكربوهيدرات.
3. الفوسفوليبيدات هي استرات للكحوليات المعقدة والأحماض الكربوكسيلية الأعلى.

وتجدر الإشارة إلى أن الغشاء المتشكل لا يحتوي على الدهون بشكل مباشر. تبين أن الجدار الناتج بين الخلية والبيئة الخارجية يتكون من طبقتين. يتم تحقيق ذلك بسبب ثنائية المحبة. تشير خاصية الدهون هذه إلى أن جزءًا واحدًا من الجزيء كاره للماء، أي غير قابل للذوبان في الماء، والثاني، على العكس من ذلك، محب للماء. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل طبقة ثنائية من جدار الخلية بسبب الترتيب المرتب للدهون البسيطة. تقوم الجزيئات بتحويل مناطقها الكارهة للماء تجاه بعضها البعض، بينما تشير ذيولها المحبة للماء إلى داخل الخلية وخارجها.

هذا يحدد الوظائف الوقائية للدهون الغشائية. أولاً، يعطي الغشاء الخلية شكلها بل ويحافظ عليها. ثانيا، الجدار المزدوج هو نوع من نقاط مراقبة الجوازات التي لا تسمح بمرور الزوار غير المرغوب فيهم.

نظام التدفئة المستقلة

بالطبع، هذا الاسم تعسفي تمامًا، ولكنه قابل للتطبيق تمامًا إذا أخذنا في الاعتبار الوظائف التي تؤديها الدهون. لا تقوم المركبات بتسخين الجسم بقدر ما تحتفظ بالحرارة في الداخل. يتم تعيين دور مماثل للرواسب الدهنية التي تتشكل حول الأعضاء المختلفة وفي الأنسجة تحت الجلد. وتتميز هذه الفئة من الدهون بخصائص عزل حراري عالية، مما يحمي الأعضاء الحيوية من انخفاض حرارة الجسم.

احتياطي الذهب للفرد

بالإضافة إلى ذلك، تؤدي رواسب الدهون وظيفة احتياطية. وهو في الواقع مخزن للطاقة يستخدمه الجسم عند الضرورة، مثل الصيام أو النشاط البدني المكثف. يتم تنفيذ الآلية بأكملها بمساعدة الخلايا الشحمية. هذه خلايا خاصة يرتبط تركيبها ووظائفها ارتباطًا وثيقًا بالدهون الثلاثية. تحتل الدهون الحجم الهائل من الخلايا الشحمية.

هل طلبت سيارة أجرة؟

يعتبر دور نقل الدهون وظيفة ثانوية. في الواقع، يتم نقل المواد (بشكل رئيسي الدهون الثلاثية والكوليسترول) عن طريق هياكل منفصلة. وهي عبارة عن مجمعات مرتبطة من الدهون والبروتينات تسمى البروتينات الدهنية. كما هو معروف، فإن المواد الشبيهة بالدهون غير قابلة للذوبان في الماء، على التوالي، في بلازما الدم. في المقابل، تشمل وظائف البروتينات المحبة للماء. ونتيجة لذلك، فإن جوهر البروتين الدهني عبارة عن مجموعة من الدهون الثلاثية واسترات الكولسترول، في حين أن القشرة عبارة عن خليط من جزيئات البروتين والكوليسترول الحر. في هذا الشكل، يتم تسليم الدهون إلى الأنسجة أو إعادتها إلى الكبد لإزالتها من الجسم.

العوامل البسيطة

قائمة الوظائف الخمسة للدهون المدرجة بالفعل تكمل عددًا من الأدوار التي لا تقل أهمية:

• الأنزيمية.
• إشارة؛
• التنظيمية

وظيفة الإشارة

تسمح بعض الدهون المعقدة، وخاصة بنيتها، بنقل النبضات العصبية بين الخلايا. الجليكوليبيدات تتوسط هذه العملية. ولا تقل أهمية عن ذلك القدرة على التعرف على النبضات داخل الخلايا، والتي تتحقق أيضًا من خلال الهياكل الشبيهة بالدهون. يتيح لك ذلك اختيار المواد التي تحتاجها الخلية من الدم.

الوظيفة الأنزيمية

الدهون، بغض النظر عن موقعها في الغشاء أو خارجه، ليست جزءًا من الإنزيمات. ومع ذلك، فإن تخليقها الحيوي يحدث مع وجود مركبات شبيهة بالدهون. بالإضافة إلى ذلك، تشارك الدهون في حماية جدار الأمعاء من إنزيمات البنكرياس. يتم تحييد الفائض من الأخير عن طريق الصفراء، حيث يتم تضمين الكوليسترول والدهون الفوسفاتية بكميات كبيرة.

الوظيفة التنظيمية

دور آخر يسمى الثانوي. دون المشاركة بشكل مباشر في العمليات التنظيمية، تعتبر الدهون جزءًا من مركبات تؤدي وظائف مماثلة. على وجه الخصوص، هذا هو غشاء الخلية الذي ينفذ وضع الإنتاجية. مثال آخر هو الهرمونات الستيرويدية التي تنظم عملية التمثيل الغذائي والقدرة الإنجابية والدفاع المناعي للجسم.

يُعتقد عادةً أن الدهون في جسم الإنسان تعمل كمورد للطاقة (السعرات الحرارية). ولكن هذا ليس صحيحا تماما. وبطبيعة الحال، يتم استهلاك جزء كبير من الدهون كمواد طاقة. علاوة على ذلك، تعمل الدهون كمصدر للطاقة في الجسم، إما من خلال الاستخدام المباشر، أو على شكل احتياطيات في الأنسجة الدهنية. ومع ذلك، إلى حد ما، الدهون هي مادة بلاستيكية، لأنها جزء من المكونات الخلوية (في شكل مجمعات مع البروتينات - البروتينات الدهنية)، على وجه الخصوص، الأغشية، أي. هي عامل غذائي أساسي. بالإضافة إلى ذلك، توفر دهون الجسم العزل من خلال تراكمها في الطبقة تحت الجلد وحول أعضاء معينة. بالإضافة إلى ذلك، تعمل الدهون كمذيبات غذائية للفيتامينات التي تذوب في الدهون وتكون بمثابة مصدر للأحماض الدهنية الأساسية المتعددة غير المشبعة (اللينولينيك، الأراكيدونيك).

مع تقييد الدهون لفترة طويلة في النظام الغذائي، لوحظت اضطرابات في الحالة الفسيولوجية للجسم: نشاط الجهاز المركزي الجهاز العصبي، تضعف المناعة ويقل متوسط ​​العمر المتوقع. ومع ذلك، فإن الاستهلاك المفرط للدهون المشبعة يؤدي إلى انتهاك استقلاب الكوليسترول، وزيادة خصائص تخثر الدم، وأمراض الكلى والكبد، ويساهم في تطور تصلب الشرايين والسمنة مع كل العواقب المترتبة على ذلك.

تعريف الدهون الوارد في الأدبيات غامض. الدهون (وتسمى بشكل صحيح الدهون) هي مركبات عضوية قابلة للذوبان في عدد من المذيبات العضوية وغير قابلة للذوبان في الماء. المكونات الرئيسية للدهون هي الدهون الثلاثية والمواد الدهنية، والتي تشمل الدهون الفوسفاتية، والستيرول، والشموع، وما إلى ذلك. وفي تكنولوجيا الأغذية، يستخدم مصطلح "الدهون"، وهو ما يعني مجموع المواد المستخرجة بواسطة المذيبات العضوية. مع استخلاص شبه كامل للدهون من المنتجات الغذائيةمصطلح "الدهون" يعادل مصطلح "الدهون".

ويبدو من الأفضل تعريف الدهون على أنها مشتقات طبيعية من الأحماض الدهنية والمركبات المرتبطة بها والتي تشكل جزءا من جميع الخلايا الحية ويتم استخلاصها من الكائنات الحية والأنسجة بمذيبات غير قطبية.

تنقسم الدهون حسب تصنيف بلور إلى ثلاث مجموعات:

بسيط،

معقد،

سلائف ومشتقات الدهون.

الدهون البسيطة. الدهون البسيطة هي استرات الأحماض الدهنية مع كحولات مختلفة. وتشمل هذه، على سبيل المثال، الدهون والشموع.

الدهون (الدهون الثلاثية).الدهون (الدهون الثلاثية) هي استرات للأحماض الدهنية مع الجلسرين. وإذا كانت في حالة سائلة تسمى زيوتًا. تشتمل تركيبة الدهون الثلاثية على الجلسرين (حوالي 9٪) والأحماض الدهنية ذات أطوال مختلفة من سلاسل الهيدروكربون ودرجات التشبع، والتي يحدد تركيبها خصائص الدهون الثلاثية.

الدهون الحيوانية والنباتية لها خصائص وتركيبة فيزيائية مختلفة. الدهون الحيوانية هي مواد صلبة تحتوي على كميات كبيرة من الأحماض الدهنية المشبعة ذات درجة انصهار عالية. الدهون النباتية هي عادة مواد سائلة تحتوي بشكل رئيسي على أحماض دهنية غير مشبعة ذات نقطة انصهار منخفضة. مصدر الدهون النباتية هو الزيوت النباتية (99.9٪ دهون) والمكسرات (53-65٪) والشوفان (6.1٪) والحنطة السوداء (3.3٪). مصدر الدهون الحيوانية هو شحم الخنزير (90-92٪ دسم)، الزبدة (72-82٪)، لحم الخنزير الدهني (49٪)، النقانق (20-40٪)، القشدة الحامضة (30٪)، الجبن (15-40٪). 30%).

المكون الرئيسي للدهون هي الأحماض الدهنية. تحتوي الدهون الثلاثية الموجودة بشكل طبيعي على اثنين على الأقل من الأحماض الدهنية المختلفة.

1-بالميتويل-2،3-ديسيتيرويلجيسرين

يتم تحديد الخصائص الكيميائية والبيولوجية والفيزيائية للدهون من خلال الدهون الثلاثية الموجودة في تركيبتها، وقبل كل شيء، من خلال طول السلسلة ودرجة تشبع الأحماض الدهنية. يتكون تكوين الدهون بشكل رئيسي من الأحماض الدهنية غير المتفرعة التي تحتوي على عدد زوجي من ذرات الكربون (4-26)، سواء المشبعة أو الأحادية أو المتعددة غير المشبعة.

يستخدم الجسم الأحماض الدهنية المشبعة (البالمتيك، دهني، الخ) ككل كمواد طاقة. تم العثور على الأحماض البالمتيكية والأحماض الدهنية في جميع الدهون الحيوانية والنباتية. تم العثور على أكبر كمية من الأحماض الدهنية المشبعة في الدهون الحيوانية: على سبيل المثال، في لحم البقر ولحم الخنزير - 25٪ بالميتيك، 20٪ و 13٪ أحماض دهنية، على التوالي، في الزبدة - 7٪ دهني، 25٪ بالمتيك و 8٪ ميريستيك. الأحماض. يمكن تصنيعها جزئيًا في الجسم من الكربوهيدرات (وحتى من البروتينات).

تختلف الأحماض الدهنية غير المشبعة في درجة "عدم التشبع". تحتوي الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة على رابطة هيدروجينية غير مشبعة بين ذرات الكربون، وتحتوي الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة على عدة روابط (2-6). تشمل الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة الأكثر شيوعًا حمض الأوليك، الموجود بكثرة في زيت الزيتون (65٪)، والسمن (43-47٪)، ولحم الخنزير ولحم البقر، والزبدة ولحم الأوز (11-16٪).

تحتوي معظم الأحماض الدهنية التي تشكل الدهون الثلاثية على 20 ذرة كربون لكل جزيء. هناك 18 ذرة كربون في جزيئات حمض الأوليك واللينوليك واللينولينيك وهي مشتقات ديهيدرو من حامض دهني، أيزومرات رابطة الدول المستقلة.

الأحماض الدهنية المشبعة الأكثر شيوعًا في الدهون الثلاثية هي: دهني (C 17 H 35 COOH)، البالمتيك (C 15 H 31 COOH)، ميريستيك (C 13 H 27 COOH)، الأرشيديك (C 19 H 39 COOH)، اللوريك (C 11). ح 23 كون).

ذات أهمية خاصة هي الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة، مثل أحماض اللينوليك واللينولينيك والأراكيدونيك، والتي تعد جزءًا من أغشية الخلايا والعناصر الهيكلية الأخرى للأنسجة وتؤدي عددًا من الوظائف المهمة في الجسم، بما في ذلك ضمان النمو الطبيعي والتمثيل الغذائي، ومرونة الأوعية الدموية، إلخ. لا يمكن تصنيع معظم الأحماض المتعددة غير المشبعة في جسم الإنسان، وبالتالي فإن هذه الأحماض ضرورية، تمامًا كما أن بعض الأحماض الأمينية والفيتامينات ضرورية. من ناحية أخرى، تعمل هذه الأحماض، وخاصة اللينوليك والأراكيدونيك، بمثابة سلائف للمواد الشبيهة بالهرمونات - البروستاجلاندين، وتمنع ترسب الكوليسترول في جدران الأوعية الدموية (تعزز إزالته من الجسم)، وتزيد من مرونة الأوعية الدموية. جدران الأوعية الدموية. تجدر الإشارة إلى أن هذه الوظائف يتم تنفيذها فقط بواسطة أيزومرات رابطة الدول المستقلة للأحماض غير المشبعة.

تؤدي الأحماض الدهنية المشبعة بشكل أساسي وظيفة الطاقة في الجسم، وغالبًا ما يؤدي فائضها في النظام الغذائي إلى ضعف التمثيل الغذائي للدهون وزيادة مستويات الكوليسترول في الدم.

يختلف تكوين الدهون المركبة في أجزاء مختلفة من نفس الجسم. وهكذا، في الخنازير، تكون الطبقات الخارجية من الدهون تحت الجلد غير مشبعة أكثر من الطبقات الداخلية. التركيب الحمضي للدهون البشرية قريب من تكوين شحم البقر.

الشموع.الشموع عبارة عن استرات للأحماض الدهنية مع كحولات أحادية الهيدريك. الشموع هو الاسم التاريخي للمنتجات ذات التركيب والأصل المختلف، ومعظمها طبيعي، والتي تقترب خصائصها من شمع النحل. تحتوي معظم الشموع الطبيعية على استرات أحماض كربوكسيلية مشبعة أحادية القاعدة ذات بنية طبيعية وستيرولات تحتوي على 12-46 ذرة كربون لكل جزيء. مثل هذه الشموع الخصائص الكيميائيةوهي قريبة من الدهون (الدهون الثلاثية)، ولكنها تتصبن فقط في بيئة قلوية. تختلف الشموع عن الدهون في أنها تحتوي بدلاً من الجلسرين على ستيرول أو كحولات أليفاتية أعلى مع عدد زوجي من ذرات الكربون (16-36). تحتوي الشموع النباتية أيضًا على الهيدروكربونات البارافينية.

يتم توزيع الشموع على نطاق واسع في الطبيعة. في النباتات، تغطي الأوراق والسيقان والفواكه بطبقة رقيقة، وتحميها من التبلل بالماء والجفاف وعمل الكائنات الحية الدقيقة. محتوى الشمع في الحبوب والفواكه منخفض. تحتوي قشور بذور عباد الشمس على ما يصل إلى 0.2% من الشمع من وزن القشرة، وبذور فول الصويا - 0.01%، والأرز - 0.05%.

الدهون المعقدة. الدهون المعقدة هي استرات الأحماض الدهنية مع الكحوليات، بالإضافة إلى أنها تحتوي على مجموعات أخرى.

الفوسفوليبيدات.أهم ممثلي الدهون المعقدة هم الدهون الفوسفاتية. هذه هي الدهون التي تحتوي، بالإضافة إلى الأحماض الدهنية والكحول، على بقايا حمض الفوسفوريك. أنها تحتوي على قواعد نيتروجينية (في أغلب الأحيان الكولين + OH - أو إيثانولامين HO-CH 2 -CH 2 -NH 2) وبقايا الأحماض الأمينية ومكونات أخرى. اعتمادًا على الكحول المتضمن في الجزيء، يكون الفوسفوليبيد إما جليسيروفوسفوليبيد (يعمل الجلسرين ككحول) أو سفينغوفوسفوليبيد، والذي يتضمن سفنجوزين. تحتوي جزيئات الفسفوليبيد على جذور هيدروكربونية غير قطبية كارهة للماء - "ذيول" و"رأس" قطبي محب للماء (بقايا حمض الفوسفوريك وقاعدة نيتروجينية)، مما يحدد قدرة الدهون الفسفورية على تكوين أغشية بيولوجية. كونها جزءًا من أغشية الخلايا، تلعب الدهون الفوسفاتية دورًا مهمًا في نفاذيتها واستقلابها بين الخلايا والفضاء داخل الخلايا.

المجموعة الأكثر شيوعًا من الدهون الفوسفاتية هي الفوسفوجليسيريد. أنها تحتوي على الجلسرين والأحماض الدهنية وحمض الفوسفوريك والكحول الأميني (على سبيل المثال، الكولين في الليسيثين، والإيثانولامين في السيفالين). يحدد الكحول الأميني الموجود في الفسفوليبيد التأثير البيولوجي للفوسفوليبيد. على سبيل المثال، الليسيثين عبارة عن جلسريد يتم تقديره باستخدام اثنين من الأحماض الدهنية المختلفة عادة (على سبيل المثال، دهني وأوليك) ويحتوي على مجموعة فسفوكولين، والتي، عند التصبن، تعطي فوسفات غير عضوي وقاعدة رباعية - الكولين.

يُظهر الليسيثين تأثيرًا مضادًا للدهون، أي. يساعد على إزالة الكولسترول من الجسم. يمنع الليسيثين والكولين الكبد الدهني وتستخدم هذه الأدوية للوقاية من أمراض الكبد. الكولين، بالإضافة إلى ذلك، هو جزء من الأنسجة العصبية، وخاصة في أنسجة المخ. يلعب الأسيتيل كولين دورًا مهمًا في نقل النبضات العصبية. في جسم الإنسان، يمكن تكوين الكولين من السيرين، لكن التخليق الحيوي للكولين محدود ويجب توفير الكولين بشكل إضافي من الطعام. وبالتالي، يعتبر الكولين، مثل الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة وعدد من الأحماض الأمينية، عنصرًا غذائيًا أساسيًا.

تختلف الدهون الفوسفاتية الموجودة في المنتجات الغذائية في التركيب الكيميائي والتركيب الكيميائي التأثير البيولوجي. هذا الأخير، كما ذكرنا سابقًا، يعتمد إلى حد كبير على طبيعة الكحول الأميني الموجود في تركيبته. تشمل الأطعمة الموجودة بشكل أساسي الليسيثين، الذي يحتوي على الكولين، والكحول الأميني، والسيفالين، الذي يحتوي على الإيثانولامين.

تعمل الفوسفوليبيدات الموجودة في المنتجات الغذائية على تعزيز امتصاص الدهون بشكل أفضل. وبالتالي، فإن الدهون الموجودة في الحليب تكون في حالة متناثرة بشكل ناعم، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الدهون الفوسفاتية في الحليب. تعتبر دهون الحليب من أكثر الدهون سهولة في الهضم. وتوجد أكبر كمية من الدهون الفوسفاتية في البيض (3.4%)، وتوجد نسبة عالية نسبياً (0.3-0.9%) في الحبوب والبقوليات والزيوت غير المكررة. عند تخزين الزيوت النباتية غير المكررة، تترسب الدهون الفوسفاتية. عند تكرير الزيوت النباتية، يتم تقليل محتوى الدهون الفوسفاتية فيها إلى 0.2-0.3٪. ويعتقد أن المحتوى الأمثل للفوسفوليبيدات في الطعام يجب أن يكون 5-10 جم يوميًا.

بالإضافة إلى الدهون الفوسفاتية، تشمل الدهون المعقدة ز اللايكوليبيدات(الجليكوسفينجوليبيدز) الذي يحتوي على حمض دهني وسفينجوزين ومكون كربوهيدرات. تتواجد الجليكوليبيدات بكميات ملحوظة في المنتجات النباتية (الدهون الموجودة في القمح والشوفان والذرة وعباد الشمس) وتوجد أيضًا في الحيوانات والكائنات الحية الدقيقة. تؤدي الجليكوليبيدات وظائف هيكلية، وتشارك في بناء الأغشية، وتلعب دورًا مهمًا في تكوين بروتينات جلوتين القمح، التي تحدد خصائص خبز الدقيق. الدهون المعقدة هي أيضًا كبريتيدات وأمينوليبيدات. تقع البروتينات الدهنية أيضًا ضمن هذه الفئة.

سلائف ومشتقات الدهون. تشمل هذه المجموعة الأحماض الدهنية والجلسرين والمنشطات والكحوليات الأخرى والألدهيدات والأحماض الدهنية أجسام الكيتونوالهيدروكربونات والفيتامينات التي تذوب في الدهون والهرمونات.

ستيرول (ستيرول).الستيرولات (الستيرولات) هي كحولات طبيعية حلقية (كحولات ثانوية أحادية الهيدريك من سلسلة سيكلوبنتانوبيرهيدروفينانثرين، تحتوي على مجموعة هيدروكسيل عند ذرة الكربون في الموضع 3 ومجموعات الميثيل في ذرات C10 وC13)، مرتبطة بالستيرويدات. الجامدة – عنصرجزء غير قابل للتصبن من الدهون الحيوانية والنباتية. هناك ستيرول حيواني (zoosterols)، وستيرول نباتي (phytosterols)، وستيرول فطري (mycosterols). الستيرول الرئيسي للحيوانات العليا هو الكوليسترول، والستيرول الرئيسي للنباتات هو ب-سيتوستيرول. يوجد الكوليسترول في أنسجة جميع الحيوانات وهو غائب أو موجود بكميات صغيرة في النباتات. على عكس الكولسترول، لا يمتص الجسم الفيتوستيرول.

تعتبر الستيرولات، إلى جانب الدهون والدهون الفوسفاتية، المكونات الهيكلية الرئيسية لأغشية الخلايا. ويعتقد أنها تؤثر على التمثيل الغذائي الخلوي. تؤدي الستيرول وظائفها في الجسم على شكل مجمعات تحتوي على البروتينات (البروتينات الدهنية) واسترات الأحماض الدهنية العليا، حيث تكون حاملة لها إلى جميع الأعضاء والأنسجة عبر نظام مجرى الدم. ويشارك الكوليسترول أيضًا في استقلاب الأحماض الصفراوية والهرمونات. يتم تصنيع ما يصل إلى 80٪ من الكوليسترول في جسم الإنسان في الكبد والأنسجة الأخرى. يصل محتوى الكوليسترول في البيض إلى 0.57٪ وفي الجبن 0.28-1.61٪. تحتوي الزبدة على حوالي 0.20%، واللحوم 0.06-0.10%. ويعتقد أن المدخول اليومي من الكوليسترول من الطعام يجب ألا يتجاوز 0.5 جرام وإلا فإن مستوى محتواه في الدم يزيد مما يعني زيادة خطر حدوث وتطور تصلب الشرايين.

أهمية الدهون. عند الحديث عن مجموعات الدهون تم ذكر وظائفها المختلفة في الجسم. تلخيص ما سبق، يمكننا تسليط الضوء الوظائف التاليةالدهون في الكائن الحي.

الدهون، كونها جزءًا من جدران الخلايا، تؤدي وظيفة بلاستيكية في الجسم وتسمى هيكلية. إنها جزء من غشاء الخلية وتشارك في مجموعة متنوعة من العمليات التي تحدث في الخلية.

علاوة على ذلك، كما ذكرنا سابقًا، يمكن للدهون أن تكون بمثابة مصدر للطاقة في الجسم، إما من خلال الاستخدام المباشر، أو على شكل احتياطيات في الأنسجة الدهنية. في حين أن دهون الجسم تتكون بشكل أساسي من الجلسريدات، فإن أنسجة المخ والعمود الفقري تحتوي على وحدات هيكلية معقدة مصنوعة من البروتين والكوليسترول والدهون الفوسفاتية مثل الليسيثين.

تسمى الدهون الموجودة في الخلايا "الدهنية" الخاصة بالدهون المخزنة وتتكون بشكل أساسي من الدهون الثلاثية. هذه الدهون عبارة عن تراكم للطاقة الكيميائية وتستخدم عندما يكون هناك نقص في الغذاء. تحتوي الدهون على نسبة عالية من السعرات الحرارية: 1 جرام يساوي 9 سعرة حرارية - وهذا أعلى مرتين من محتوى السعرات الحرارية في البروتينات والكربوهيدرات. تحتوي معظم أنواع النباتات أيضًا على دهون مخزنة، خاصة في البذور. تساعد الدهون النبات على تحمل التأثيرات الضارة البيئة الخارجيةعلى سبيل المثال، درجات الحرارة المنخفضة، أي. أداء وظيفة وقائية.

في النباتات، تتراكم الدهون بشكل رئيسي في البذور والفواكه، ويعتمد محتواها على التنوع والموقع وظروف النمو. في الحيوانات والأسماك، تتركز الدهون في الأنسجة تحت الجلد والدماغ والجهاز العصبي والأنسجة المحيطة بالأعضاء المهمة (القلب والكلى). يتم تحديد محتوى الدهون في الحيوانات حسب الأنواع وتكوين الأعلاف وظروف السكن وما إلى ذلك.

تشتمل تركيبة المنتجات الغذائية على ما يسمى بالدهون "غير المرئية" (في اللحوم والأسماك والحليب) و"المرئية" - الزيوت النباتية والدهون الحيوانية المضافة خصيصًا إلى الطعام. في الأطعمة، يتم احتواء الدهون في شكل خلايا دهنية فردية، حيث يتم استخلاصها بسهولة بواسطة معظم المذيبات العضوية (غالبًا ما تسمى "الدهون الحرة") أو هي جزء من جميع الخلايا الحيوية تقريبًا. وفي الحالة الأخيرة، تكون مرتبطة بشكل أكثر إحكامًا بالخلايا (ما يسمى بالدهون المرتبطة بإحكام). أساليب قياس كمية الدهون تأخذ هذه الميزات في الاعتبار.

بالإضافة إلى أن الدهون ضرورية في التغذية كطاقة ومواد بنائية، فهي تشارك في استقلاب العناصر الغذائية الأخرى، فهي تساهم على سبيل المثال في امتصاص الفيتامينات A وD، وتعتبر الدهون الحيوانية مصدراً لهذه الفيتامينات. المصدر الوحيد لفيتامين E وب كاروتين هو الدهون النباتية.

لا يمكن لأي من الدهون، إذا تم تناولها بشكل منفصل، أن تلبي احتياجات الجسم من المواد الدهنية بشكل كامل. محتوى السعرات الحرارية الموصى به من الدهون في النظام الغذائي هو 30-35٪، وهو أعلى قليلاً بوحدات الوزن (في المتوسط ​​102 جرام) من كمية البروتينات. من بين 102 جرام، يوصى باستهلاك 45-50 جرام مباشرة على شكل دهون. عند العمل في البرد، يجب زيادة كمية الدهون في النظام الغذائي، لأن الدهون تشارك في عمليات التنظيم الحراري للجلد. جسم. وينبغي أن تأتي هذه الزيادة من حصة الكربوهيدرات، وليس البروتينات، لأن البروتينات ضرورية للمعالجة السليمة للدهون.

يوصى باستهلاك الدهون الحيوانية والنباتية معًا. النسبة المثالية هي 70% دهون حيوانية و30% دهون نباتية. تضمن هذه النسبة حصول الجسم على الكميات اللازمة من الأحماض المتعددة غير المشبعة والمشبعة. مع تقدمك في العمر، يوصى بتقليل استهلاكك للدهون الحيوانية.



يعد تصنيف الدهون، مثل المركبات الأخرى ذات الطبيعة البيولوجية، عملية مثيرة للجدل وإشكالية للغاية. التصنيف المقترح أدناه، على الرغم من انتشاره في علم الدهون، ليس هو التصنيف الوحيد. ويعتمد في المقام الأول على الخصائص الهيكلية والتخليقية الحيوية لمجموعات مختلفة من الدهون.

الدهون البسيطة

الدهون البسيطة هي الدهون التي تحتوي على الكربون (C) والهيدروجين (H) والأكسجين (O) في بنيتها.

أمثلة على الأحماض الدهنية: ميريستيك (حمض دهني مشبع) وميريستوليك (حمض أحادي غير مشبع) يحتويان على 14 ذرة كربون.

• الأحماض الدهنية - أحادية الأليفاتية الأحماض الكربوكسيليةمفتوحة السلسلة، موجودة بشكل أستري في الدهون والزيوت والشموع ذات الأصل النباتي والحيواني.
• · الألدهيدات الدهنية هي ألدهيدات عالية الجزيئية، حيث يزيد عدد ذرات الكربون في الجزيء عن 12 ذرة.
• الكحولات الدهنية - كحولات عالية الوزن الجزيئي تحتوي على 1-3 مجموعات هيدروكسيل
• · الهيدروكربونات المشبعةمع سلسلة أليفاتية طويلة
• قواعد السفينجوزين
• · الشموع عبارة عن استرات للأحماض الدهنية العالية والكحوليات العالية الجزيئية.

الدهون المعقدة

الدهون المعقدة هي دهون تشتمل في بنيتها، بالإضافة إلى الكربون (C)، والهيدروجين (H)، والأكسجين (O)، وغيرها العناصر الكيميائية. في أغلب الأحيان: الفوسفور (P)، الكبريت (S)، النيتروجين (N).

الهيكل العام لبدائل الفسفوليبيدات R1 و R؟ - بقايا الأحماض الدهنية، X يعتمد على نوع الفوسفوليبيد.

• · القطبية
• الفوسفوليبيدات - استرات كحولات متعددة الهيدراتوالأحماض الدهنية العليا، التي تحتوي على بقايا حمض الفوسفوريك ومجموعة إضافية من الذرات ذات الطبيعة الكيميائية المختلفة المرتبطة بها.
• · الجليكوليبيدات هي دهون معقدة تتكون من اتحاد الدهون مع الكربوهيدرات.
• · الفوسفوجليكوليبيدات
• · الشحميات السفينجولية هي فئة من الدهون تنتمي إلى مشتقات الكحولات الأمينية الأليفاتية.
• الدهون الزرنيخ
• · حيادي
• أسيلجليسريد
• · الدهون الثلاثية (الدهون)
• ثنائي الجلسريد
• أحادي الجلسريد
• · سيراميدات
• استرات الستيرول
• ن-أسيتيل إيثانولاميدات

أوكسيليبيدز

• أوكسيليبيدز من مسار شحميات الأكسجين
• أوكسيليبيدات مسار انزيمات الأكسدة الحلقية

بناء

تتكون جزيئات الدهون البسيطة من الكحول، والأحماض الدهنية، والمعقدة - من الكحول، والأحماض الدهنية عالية الجزيئية، وربما بقايا حمض الفوسفوريك، والكربوهيدرات، والقواعد النيتروجينية، وما إلى ذلك. ويعتمد هيكل الدهون في المقام الأول على مسار تخليقها الحيوي.

الوظائف البيولوجية

وظيفة الطاقة (الاحتياطي).

يستخدم الجسم العديد من الدهون، وخاصة الدهون الثلاثية، كمصدر للطاقة. مع الأكسدة الكاملة لـ 1 جرام من الدهون، يتم إطلاق حوالي 9 كيلو كالوري من الطاقة، أي ما يقرب من ضعف ما يتم تحريره عند أكسدة 1 جرام من الكربوهيدرات (4.1 كيلو كالوري). تُستخدم رواسب الدهون كمصادر احتياطية للعناصر الغذائية، وذلك في المقام الأول من قبل الحيوانات التي تضطر إلى حمل احتياطياتها على عاتقها. غالبًا ما تخزن النباتات الكربوهيدرات، لكن بذور العديد من النباتات تحتوي على نسبة عالية من الدهون (يتم استخراج الزيوت النباتية من بذور عباد الشمس والذرة وبذور اللفت والكتان وغيرها من النباتات التي تحتوي على الزيت).

تخزن جميع الكائنات الحية تقريبًا الطاقة على شكل دهون. هناك سببان رئيسيان يجعلان هذه المواد مناسبة بشكل أفضل لأداء هذه الوظيفة. أولا، تحتوي الدهون على بقايا الأحماض الدهنية، ومستوى الأكسدة منخفض للغاية (تقريبا نفس مستوى الهيدروكربونات البترولية). لهذا السبب الأكسدة الكاملةتتيح لك الدهون إلى الماء وثاني أكسيد الكربون الحصول على أكثر من ضعف الطاقة التي تحصل عليها من أكسدة نفس كتلة الكربوهيدرات. ثانيا، الدهون هي مركبات كارهة للماء، وبالتالي فإن الجسم، الذي يخزن الطاقة بهذا الشكل، لا ينبغي أن يحمل كتلة إضافية من الماء اللازم للترطيب، كما هو الحال مع السكريات، التي يمثل 1 جرام منها 2 جرام من الماء. ومع ذلك، فإن الدهون الثلاثية هي مصدر أبطأ للطاقة من الكربوهيدرات.

يتم تخزين الدهون على شكل قطرات في سيتوبلازم الخلية. تحتوي الفقاريات على خلايا متخصصة - الخلايا الشحمية، المملوءة بالكامل تقريبًا بقطرة كبيرة من الدهون. بذور العديد من النباتات غنية أيضًا بالدهون الثلاثية. تتم تعبئة الدهون في الخلايا الشحمية وخلايا البذور النابتة بفضل إنزيمات الليباز، التي تقسمها إلى جلسرين وأحماض دهنية.

في البشر، تقع أكبر كمية من الأنسجة الدهنية تحت الجلد (وتسمى الأنسجة تحت الجلد)، وخاصة في منطقة البطن والثدي. بالنسبة لشخص يعاني من السمنة المفرطة (15-20 كجم من الدهون الثلاثية)، قد تكون هذه الاحتياطيات كافية لتوفير الطاقة لمدة شهر، في حين أن احتياطي الجليكوجين بأكمله سيستمر أقل من يوم واحد.