Lipid adalah molekul dengan kelompok luas senyawa kimia organik alami, yang merupakan salah satu komponen utama makhluk hidup, terutama dibentuk oleh karbon, hidrogen, dan oksigen, meskipun dapat juga mengandung fosfor, nitrogen, dan belerang, yang meliputi lemak, lilin, sterol, vitamin yang larut dalam lemak (seperti vitamin A, D, E, dan K), fosfolipid, dan lain-lain.
Beberapa lipid adalah molekul linier atau melengkung dan lainnya adalah senyawa siklik. Mereka dapat secara luas didefinisikan sebagai molekul hidrofobik atau amphipathic yang relatif kecil. Hidrofob dapat larut dalam pelarut nonpolar. Amfipati memiliki bagian polar dan non-polar, dan dapat melarutkan struktur seperti vesikel, liposom atau membran dalam media air.
Di antara fungsi biologis utama lipid adalah penyimpanan energi, fakta bahwa mereka adalah molekul struktural dalam membran dan untuk campur tangan dalam pensinyalan sel.Setiap gram lipid menyimpan 9 kilokalori energi, sedangkan setiap gram glikida atau protein hanya menyimpan 4 kilokalori.
Lipid biologis berasal seluruhnya atau sebagian dari dua jenis subunit biokimia, yaitu ketoasil dan gugus isoprena. Berdasarkan pendekatan ini, lipid dapat dibagi menjadi beberapa jenis: asam lemak, gliserolipid, fosfogliserida (atau gliserofosfolipid), sfingolipid, sakarolipid dan poliketida, yang berasal dari kondensasi subunit asam keto dan lipid steroid (sterol dan steroid) dan lipid prenolik (isoprenoid), berasal dari kondensasi subunit isoprena.
Meskipun istilah lipid kadang-kadang digunakan sebagai sinonim untuk lemak, pada kenyataannya istilah ini memiliki arti yang lebih luas, karena lemak hanya merupakan triasilgliserida. Banyak lipid mengandung asam lemak sebagai komponen utama (trigliserida, fosfolipid). Asam lemak memiliki reaksi karakteristik yang disebut saponifikasi jika bereaksi secara kimiawi dengan basa yang menghasilkan sabun. Lipid dengan asam lemak yang menunjukkan reaksi saponifikasi ini disebut saponifiable.
Manusia dan mamalia lain memiliki beberapa jalur metabolisme untuk mensintesis sebagian besar lipidnya atau memecahnya, tetapi beberapa lemak yang disebut asam lemak esensial tidak dapat disintesis dari prekursor sederhana di dalam tubuh, sehingga harus diperoleh dari makanan. Lipid digunakan dalam kosmetik dan industri makanan dan nanoteknologi.
Sejarah
Di antara landmark utama penemuan yang berkaitan dengan lipid, pembentukan model membran sel menonjol. Pada tahun 1924, Frick menentukan ketebalan membran sel melalui eksperimen untuk mengukur kapasitansi larutan eritrosit. Gorter dan Grandel melakukan eksperimen ekstraksi lipid dari membran sel dan mampu mengamati pembentukan lapisan tunggal. Model mosaik fluida yang saat ini dikenal diusulkan oleh Singer dan Nicolson pada tahun 1972.
Selain itu, tonggak sejarah lain yang terkait dengan sejarah lipid secara umum, terdiri dari penyelenggaraan Kongres Biokimia Internasional pada tahun 1922, di mana ditetapkan bahwa ester yang melalui hidrolisis menghasilkan asam karboksilat (asam lemak) unggul akan dimasukkan dalam kelompok umum, lipid atau lipid (dari bahasa Yunani lipo, lemak).
Sifat Lipid:
- Lipid umumnya tidak berwarna, berminyak saat disentuh, tidak terlalu konsisten, memiliki kepadatan lebih rendah daripada air, di mana tidak larut tetapi dapat diemulsi.
- Mereka sulit larut dalam etanol dingin, tetapi larut dalam panas.
- Mereka larut dalam karbon sulfida, kloroform, etil eter, aseton, benzena, bensin, dan pelarut organik lainnya.
- Mereka meninggalkan noda berminyak dan tembus cahaya di atas kertas yang tidak hilang dengan panas.
- Mereka tidak dapat distilasi dengan pemanasan atau pada tekanan rendah dan terurai pada pemanasan.
Perubahan panas
Karena lemak digunakan dalam proses penggorengan kemudian dilakukan dalam wadah terbuka, pada temperatur tinggi (180 – 200 ° C) terjadi kontak langsung dengan udara. Kondisi ini memberikan perubahan fisikokimia pada minyak (seperti termo-oksidasi dan rancifikasi), beberapa di antaranya terlihat karena lemak menjadi cokelat, peningkatan viskositas, pembentukan busa dan produksi asap. Transformasi ini memengaruhi rasa yang diberikan produk gorengan pada produk yang digoreng, membuat produk sulit diterima, tetapi juga menghasilkan efek toksik seperti iritasi gastrointestinal, penghambatan enzim, kerusakan vitamin dan karsinogenesis, ketika konsumsi produk yang diubah secara kimiawi terus menerus dan berkepanjangan dan dibangkitkan.
Makanan
Lemak adalah sejenis lipid. Beberapa makanan yang kaya senyawa ini adalah: mentega, margarin, gorengan, manisan, kue isi, daging berlemak, keju kuning, susu murni, dadih, sosis.
Setelah makan kaya lipid, darah terlihat seperti susu. Penting untuk diperhatikan bahwa makanan renyah adalah makanan yang mengandung paling banyak lemak trans, dan menghindari konsumsi daging dengan lemak yang terlihat adalah perawatan yang sederhana dan sangat bermanfaat. Makanan berlemak yang berlebihan dapat menyebabkan penyakit kardiovaskuler. Namun, ketiadaan zat ini di tubuh kita bisa menyebabkan rakhitis. Oleh karena itu, perlu adanya keseimbangan.
Fungsi
Sumber energi
Mereka memberikan lebih banyak energi daripada karbohidrat, tetapi ini lebih disukai digunakan oleh sel. Kapanpun sel eukariotik membutuhkan substansi energi, ia akan memilih untuk segera menggunakan glukosa, dan kemudian mengkonsumsi lipid.
Struktural
Fosfolipid adalah komponen utama membran sel. Secara kimiawi, fosfolipid adalah gliserida yang digabungkan dengan gugus fosfat. Molekulnya menyerupai batang korek api, dengan “kepala” polar, dan batang non-polar, yang terdiri dari dua rantai asam lemak.
Dalam membran biologis, mereka disusun menjadi dua lapisan, yang bertatahkan molekul protein tertentu.
Isolasi termal
Mereka membantu dalam menjaga suhu tubuh, melalui lapisan jaringan yang disebut hipodermis, yang melindungi individu terhadap variasi suhu sambil mempertahankan homeostasis tubuh.
Perlindungan mekanis
Lemak bertindak sebagai penyangga mekanis untuk organ dalam tertentu dan di bawah kulit burung dan mamalia, melindungi mereka dari guncangan dan cedera.
Klasifikasi
Karena asalnya dari makanan kita, tidak sulit untuk melihat klasifikasi yang sepele dan berguna dalam nutrisi lemak dalam lemak hewani dan lemak nabati. Contoh lemak hewani adalah lemak babi, lemak nabati yang umum adalah minyak zaitun.
Gliserida
Mereka adalah minyak dan lemak, yang berbeda dalam hal titik leleh. Pada suhu kamar, minyak berbentuk cair, karena satu atau lebih asam lemak memiliki dominasi ketidakjenuhan dalam rantai. Dan lemak itu padat karena asam lemak sebagian besar jenuh di rantai. Gliserida memiliki tingkat energi yang tinggi dan merupakan komponen lemak utama dari makanan manusia.
Pada mamalia yang hidup di daerah kutub, seperti paus, lemak membentuk lapisan subkutan yang tebal atau “kasur adiposa”, yang mengelilingi tubuh dan memungkinkan isolasi termal hewan dari lingkungan dingin. Molekul gliserida dapat memiliki satu, dua atau tiga asam lemak yang terkait dengan gliserol, alkohol yang dikenal sebagai gliserin. Asam lemak tersusun dari rantai karbon panjang, jenuh atau tidak, yang membentuk ester lemak dan minyak.
Asam lemak
Mereka adalah asam karboksilat yang terdiri dari rantai hidrokarbon dari empat hingga tiga puluh enam atom karbon dan merupakan sumber energi penting bagi sel. Mereka dianggap amphipathic karena mereka memiliki ujung polar (hidrofilik) dan apolar (hidrofobik).
Pada suhu kamar (25 ° C), asam lemak jenuh dari 12 hingga 24 atom karbon memiliki konsistensi seperti lilin, sedangkan asam lemak tak jenuh dengan panjang yang sama berbentuk cair dan berminyak. Dengan demikian, titik leleh asam lemak tak jenuh lebih rendah dibandingkan dengan asam lemak jenuh.
Di antara berbagai asam lemak yang diesterifikasi dalam lipid, berikut ini yang menonjol:
- Asam butirat: H3C-CH2-CH2-COOH
- Asam palmitat: H3C- (CH2) 14-COOH
- Asam stearat: H3C- (CH2) 16-COOH
- Asam oleat: H3C- (CH2) 7-CH = CH- (CH2) 7-COOH
- Asam Ricinoleic: H3C- (CH2) 5-HC (OH) -CH2-CH = CH- (CH2) 7-COOH
- Asam linoleat: H3C-CH2-CH = CH-CH2-CH = CH-CH2-CH = CH- (CH2) 7-COOH
- Asam Eleoesteearic: H3C- (CH2) 3-CH = CH-CH = CH-CH = CH- (CH2) 7-COOH
Derajat Unsaturasi
Sifat asam lemak dan lipid yang diturunkan darinya sangat bergantung pada panjang rantai dan tingkat kejenuhan. Asam lemak tak jenuh memiliki titik leleh yang lebih rendah daripada asam lemak tak jenuh dengan panjang yang sama. Misalnya, titik leleh asam stearat adalah 69,6 ° C, sedangkan asam oleat (yang mengandung ikatan cis ganda) adalah 13,4 ° C. Titik leleh asam lemak tak jenuh ganda seri C18 bahkan lebih rendah. Panjang rantai juga mempengaruhi titik leleh, seperti yang digambarkan oleh fakta bahwa suhu leleh asam palmitat (C16) adalah 6,5 derajat di bawah asam stearat (C18). Dengan demikian, rantai pendek dan unsaturation menonjolkan fluiditas asam lemak dan turunannya.
Lipid amfipatik
Mereka termasuk gliserofosfolipid, sfingolipid dan sfingomielin.
Sfingomielin mengandung fosfokolin, atau phosphoethanolanine sebagai kelompok kepala polarnya, dan diklasifikasikan sebagai fosfolipid bersama dengan gliserofosfolipid. Sfingomielin ini serupa, dengan fosfatidilkolin dalam sifat umum dan struktur tiga dimensinya, dan karena fakta bahwa tidak ada muatan di kelompok kepalanya. Mereka juga ada di membran plasma sel hewan, dan sangat penting di mielin, lapisan membran yang mengelilingi dan mengisolasi akson di beberapa neuron, oleh karena itu dinamai sphingomyelin.
Glikosphingolipid, yang terjadi terutama di permukaan luar membran plasma, memiliki gugus kepala dengan satu atau lebih gula yang secara langsung terkait dengan – OH, dalam C-1 dari bagian ceramide, tidak mengandung fosfat. Cerebrosides, memiliki gula tunggal yang terikat ke ceramide, yang dengan galaktosa secara khas ditemukan dalam membran plasma sel di jaringan saraf yang berbeda. Globosida, di sisi lain, adalah glikosphingolipid netral (tanpa muatan listrik), dengan dua atau lebih gula; biasanya D – glukosa, D – galaktosa atau N – asetil – D galaktosamin. Cerebrosides dan globosides terkadang juga disebut glikolipid netral, karena tidak memiliki muatan ph 7.
Gangleosida, adalah sfingolipid paling kompleks, menampilkan oligosakarida sebagai gugus kepala polarnya, dan sebagai unit yang diakhiri dalam satu atau lebih residu asam N-acetylneuramine (Neu SAc), juga disebut asam sialat, ini terjadi pada gangliosida dengan residu asam sialat, dalam seri GM (M untuk monoseri), asam sialat dengan dua asam sialat ada dalam seri GD (D untuk di), dan dengan tiga asam sialat dalam seri GT, dan seterusnya.
Alkohol amino dengan rantai hidrokarbon tak jenuh yang panjang. Sphingosine dan turunannya sphinganin adalah basis utama sphingolipid pada mamalia.
Fosfolipid
Mereka membentuk lapisan ganda membran sel. Molekul fosfolipid larut pada saat yang sama dengan air dan lipid. Ini dimungkinkan karena ia memiliki kepala hidrofilik (kasih sayang terhadap air), fosfat, dan ekor hidrofobik (keengganan terhadap air) yang terdiri dari rantai lipid. Contoh utama fosfolipid adalah lesitin dan cephaline.
Lipid dan multiple sclerosis
Selubung mielin adalah struktur membran yang mengelilingi akson sel saraf. Ia memiliki kandungan sphingolipid yang sangat tinggi dan terdiri dari beberapa lapisan membran plasma yang mengelilingi sel saraf. Tidak seperti membran sel lainnya, mielin adalah lapisan ganda yang seluruhnya lipid dengan sejumlah kecil protein terkait. Strukturnya memungkinkan transmisi impuls saraf yang cepat antara segmen yang dipisahkan oleh simpul Ranvier. Dengan hilangnya atau penurunan efisiensi selubung mielin, transmisi impuls saraf terganggu. Pada multiple sclerosis, penyakit yang melumpuhkan dan (terkadang) fatal, selubung mielin secara progresif dihancurkan oleh plak sklerotik, yang mempengaruhi otak dan sumsum tulang belakang. Asal usul plak ini mungkin karena autoimun atau karena infeksi virus pada awal penyakit (belum diketahui secara pasti).