2.4: ما هي الدهون؟
نظره عامه
الدهون(الليبيدات) هي مجموعة من المركبات العضوية المتنوعة هيكلياً و وظيفياً و الغير قابلة للذوبان في الماء. تعتبر فئات معينة من الدهون ، مثل الدهون(الليبيدات) ، والدهون الفوسفورية ، والستيرويدات ضرورية لجميع الكائنات الحية. تعمل كمكونات هيكلية للأغشية الخلوية وخزانات الطاقة وجزيئات الإشارة.
الدهون هي مجموعة متنوعة من الجزيئات الكارهة للماء
الدهون(الليبيدات) هي مجموعة متنوعة هيكلياً و وظيفياً من الهيدروكربونات. الهيدروكربونات هي مركبات كيميائية تتكون من ذرات الكربون و الهيدروجين. إن روابط الكربون و الكربون و الهيدروجين هي روابط غير قطبية ،مما يعني أن الإلكترونات بين الذرات متشاركة بالتساوي. الروابط الفردية غير القطبية تضفي صفة غير قطبية عامة على مركب الهيدروكربون. بالإضافة إلى ذلك ، تكون المركبات غير القطبيةكارهة للماء ، أو ”تكره الماء“. و هذا يعني أنها لا تشكل روابط الهيدروجين مع جزيئات الماء ، مما يجعلها غير قابلة للذوبان في الماء تقريبا.
اعتمادا على التركيب الكيميائي ، يمكن تقسيم الدهون إلى فئات مختلفة. لفئات المهمة بيولوجياً من الدهون(الليبيدات) هي الدهون ، الفوسفوليبيدات ، والستيرويدات.
الدهون هي ترايستر من الأحماض الدهنية و الجلسرين
يحتوي العمود الفقري للهيدروكربونات في الدهون على ثلاث ذرات كربون. يحمل كل كربون مجموعة هيدروكسيل (OH–) ، مما يجعلها جلسرين. لتكوين دهون ، ترتبط كل مجموعة من مجموعات الهيدروكسيل في الجلسرين بحمض دهني. الأحماض الدهنية عبارة عن سلسلة هيدروكربونية طويلة مع مجموعة كربوكسيل (COOH–) في أحد طرفيها. تشكل مجموعة الكربوكسيل من الأحماض الدهنية ومجموعة الهيدروكسيل في الجلسرين رابطة مستقرة مع إطلاق جزيء الماء. يسمى الجزيء الناتج إستر (COOR–). الدهون تتكون من إستر من الجلسرين وثلاثة أحماض دهنية. ومن ثم يشار إليه أيضاً باسم الدهون الثلاثية. يمكن أن تكون الأحماض الدهنية الثلاثة المكونة متطابقة أو مختلفة وعادة ما تكون بطول ١٢-١٨ ذرة كربون.
الدهون المشبعة مقابل غير المشبعة
الدهون إما المشبعة أو غير المشبعة اعتمادا على وجود أو عدم و جود روابط مزدوجة في سلاسل الهيدروكربون لأحماضها الدهنية. إذا لم يكن لسلسلة الأحماض الدهنية روابط مزدوجة بين ذرات الكربون ، فإن ذرات الكربون الفردية تربط أكبر عدد من الهيدروجين. هذا الحمض الدهني مشبع تماما بالهيدروجين ، و يسمى الأحماض الدهنية المشبعة. من ناحية أخرى ، إذا كانت الأحماض الدهنية تحتوي على واحد أو أكثر من ذرات الكربون برابطة مزدوجة ، فإنها تسمى الأحماض الدهنية غير المشبعة.
وتسمى الدهون التي تحتوي على جميع الأحماض الدهنية المشبعة الدهون المشبعة. الدهون التي يتم الحصول عليها من مصادر حيوانية ، على سبيل المثال ، الزبدة و الحليب و الجبن و شحم الخنزير ، هي في الغالب مشبعة. الدهون من الأسماك أو مصادر النباتات غالبا ما تكون غير مشبعة ، مثل زيت الزيتون ، و زيت الفول السوداني ، و زيت كبد سمك القد. عدم و جود روابط مزدوجة في سلاسل الهيدروكربون من الأحماض الدهنية المشبعة ، يجعلها مرنة. يمكن أن تحزم سلاسل الأحماض الدهنية المرنة مع بعضها البعض بإحكام ؛ ومن ثم فإن الدهون المشبعة تكون صلبة في الغالب في درجة حرارة الغرفة.
معظم الأحماض الدهنية غير المشبعة توجد بشكل طبيعي على هيئة التشكل ”cis“ ، و هذا يعني أن ذرات الهيدروجين المجاورة لرابطة الكربون و الأكسجين المزدوجة على نفس الجانب. يتسبب وجود الروابط cis _ مزدوجة حدوث انحناء في سلسلة الهيدروكربون مما يجعل سلسلة الهيدروكربون الطويلة أقل مرونة و يصعب حزمها. و نتيجة لذلك ، فإن معظم الأحماض الدهنية غير المشبعة سائلة في درجة حرارة الغرفة.
الدهون هي مخزون طويل الأمد للطاقة في العديد من الكائنات الحية. إذا دعت الحاجة ، يقوم الكائن الحي بتكسير الدهون لإنتاج الطاقة. في الحيوانات ، توفر الدهون توسيداً حول الأعضاء الحيوية ، و طبقة ما تحت الجلد من الدهون تعزل الجسم عن درجات الحرارة الخارجية.
الفوسفوليبيدات هي جزء لا يتجزأ من الأغشية الخلوية
تعتبر الفوسفوليبيدات ضرورية للخلية لأنها مكونات رئيسية لأغشية الخلية. تشبه الفوسفوليبيدات من الناحية الهيكلية الدهون ولكنها تحتوي فقط على نوعين من الأحماض الدهنية المرتبطة بالجلسرين بدلاً من ثلاثة. يمكن أن تكون بقايا الأحماض الدهنية مشبعة أو غير مشبعة. في الفسفوليبيدات ، ترتبط مجموعة الهيدروكسيل الثالثة من الجلسرين بمجموعة الفوسفات سالبة الشحنة.
يمكن أن تؤدي مجموعة وظيفية إضافية مرتبطة بمجموعة الفوسفات إلى خصائص كيميائية متنوعة للفوسفوليبيدات. المواد المضافة الأكثر شيوعاً هي مجموعات قطبية صغيرة مثل الكولين أو السيرين.
فوسفوليبيدات هي جزيئات مزدوجة الصيغة ، مما يعني أنها تحتوي على أجزاء كارهة للماء وأخرى هيدروفيلية ، أو محبة للماء. عندما تضاف فوسفوليبيدات إلى الماء ، فإنها تشكل تلقائيا طبقة ثنائية ، وهي عبارة عن غشاء رقيق يتكون من جزيئين فوسفوليبيد سميكين. يحدث هذا التنظيم الذاتي لأن الرؤوس القطبية تنجذب إلى الماء ، بينما يتم دفن الأحماض الدهنية الكارهة للماء في وسط الطبقة لتجنب ملامسة الماء. تشكل الطبقة ثنائية الفسفوليبيد هذه غشاء الخلية في جميع الكائنات الحية. و هو يقسم السوائل إلى داخل وخارج الخلية. تدمج في الطبقة الثنائي البروتينات والستيرويدات ، كفئة أخرى من الدهون (الليبيدات). قد تؤدي الطبقات ثنائية الفسفوليبيد الإضافية إلى تقسيم الجزء الداخلي للخلية حقيقية النواة ، على سبيل المثال ، الليزوزومات والشبكة الإندوبلازمية.
تتكون المنشطات من هيكل رباعي الحلقات
الستيرويدات هي فئة أخرى من الدهون المهمة من الناحية البيولوجية. تتكون الستيرويدات من أربع حلقات كربون مدمجة مع بعضها البعض. تختلف الستيرويدات فيما بينها بناءً على المجموعات الكيميائية المرتبطة بحلقات الكربون. على الرغم من اختلاف الستيرويدات من الناحية الهيكلية ، إلا أنها كارهة للماء وغير قابلة للذوبان في الماء. الستيرويدات تقلل من سيولة غشاء الخلية. كما أنها تعمل كجزيئات إشارات داخل الخلية. الكوليسترول هو الستيرويد الأكثر شيوعاً ويتم تصنيعه بواسطة الكبد. و هو موجود في غشاء الخلية وهو مقدمة للهرمونات الجنسية في الحيوانات.
