Lipidler Yrd. Doç. Dr. Ahmet GENÇ Adıyaman Üniversitesi Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksekokulu

Lipidler Suda çözünmeyen fakat kloroform gibi polar olmayan organik çözücülerde çözünebilen bileşiklerin heterojen yapıda bir grubudur. Bu grup steroid hormonlar, safra asitleri ve prostaglandinler gibi biyolojik olarak aktif maddeleri ve yapısal işlevleri olan (sfingozin gibi) bileşik lipidleri içerir. Kanda bulunan ana lipidler kolesterol, trigliseridler, fosfolipidler ve esterleşmemiş (serbest) yağ asitleridir.

Lipidler Ortak özellikleri: Sulu çözeltilerde çözünmediklerinden dolayı, vücutta bulunan lipidler genellikle ya membran lipidleri veya adipositlerde triasilgliserol damlacıkları olarak bulunur yada lipoprotein partikülleri olarak proteinlerle birlikte plazmada taşınırlar. Lipidler vücut için ana enerji kaynağıdırlar ve hücrelerin sulu bölümlerinin ve hücre içi yapılarının bölünmesine olanak sağlayan hidrofobik bariyer görevi görürler. Ayrıca, yağda çözünen bazı vitaminlerin düzenleyicisi ve koenzim olarak görev alırlar. Prostaglandinler ve steroid hormonların vücut homeostazisinde önemli rol üstlenirler

Lipidlerin fonksiyonları Kolesterol: Hücre membranlarının bileşeni, steroid hormonların, D vitaminin ve safra asitlerinin öncül maddesi Trigliseridler: Enerjinin depolanma ve taşınması, ısının izolasynu Fosfolipidler: Hücre membranlarının ve lipoproteinlerin bileşeni Yağ asitleri: Enerji metabolizması, trigliserid ve fosfolipidlerin bileşeni

Trigliserid, kolesterol ve fosfolipidlerin değişik oranlarda protein ile kombinasyonu sonucu oluşan moleküler agregatlar lipoproteinlerdir Lipoproteinler suda çözünürler ve lipidler böylece kanda taşınabilirler

Yağ asitleri Yağ asitleri, hidrokarbon zincirli monokarboksilik organik asitlerdir. Yapılarında, 4-36 karbonlu hidrokarbon zincirinin ucunda karboksil grubu bulunur 1 2 3 4 Doymuş (satüre) yağ asitleri: Doymamış (ansatüre) yağ asitleri:

Hidrokarbon zincirinde bir çift bağ içeren doymamış yağ asitleri, monoansatüre (monoenoik) yağ asitleridirler. Hidrokarbon zincirinde iki veya daha fazla çift bağ içeren doymamış yağ asitleri, poliansatüre yağ asitleridirler ki poliansatüre yağ asitleri, içerdikleri çift bağ sayısına göre dienoik, trienoik, tetraenoik yağ asitleri olarak adlandırılırlar Hayvansal yağlarda en çok bulunan doymamış yağ asitleri, palmitoleik asit, oleik asit, linoleik asit, araşidonik asittir. Bunların bazıları esansiyeldir: Linoleik asit 18:2;9,12 6 yağ asidi (Esansiyel yağ asidi) Linolenik asit  18:3; 9,12,15 3 yağ asidi (Esansiyel yağ asidi) Araşidonik asit  20:4; 5,8,11,14 6 yağ asidi (Esansiyel yağ asidi)

Yağ asitlerinin karboksil grupları ile alkollerin hidroksil grupları arasından su çıkışı suretiyle yağ asidi ve alkolün birbirine ester bağıyla bağlanması sonucu esterler oluşur. Trigliseridler, gliserolün yağ asidi esterleridirler:

Yağ asitlerinin kimyasal özellikleri -Yağ asitleri, karboksil grupları vasıtasıyla metallerle tuzları oluştururlar. Karbon sayısı 6’dan fazla olan yağ asitlerinin metallerle oluşturduğu tuzlara sabun denir -Doymamış yağ asitlerinin yapısında yer alan etilen bağı (CHCH), platin, nikel veya bakır varlığında kolaylıkla hidrojenle doyurulabilir. İki hidrojen çift bağa girer ve doymamış yağ asidi doymuş hale geçer

Trigliseridler (triaçilgliseroller, nötral yağlar, yağlar) Gerek hayvansal yağlar gerekse bitkisel yağlar, yağ asitlerinin gliserin (gliserol) ile oluşturdukları oldukça kompleks esterlerdir. Bu esterlere gliserid adı verilir Gliserinin bir alkol grubu bir molekül yağ asidi ile esterleşirse monogliserid meydana gelir. Gliserinin iki alkol grubu iki molekül yağ asidi ile esterleşirse digliserid meydana gelir. Gliserinin üç alkol grubu da üç yağ asidi ile esterleşirse trigliserid meydana gelir

Trigliseridlerin kimyasal özellikleri -Yağlar, ya yüksek basınç altında su ile, ya da normal basınç altında asitlerle kaynatılarak ya da lipaz gibi belirli enzimlerin katalitik etkisiyle hidrolize olurlar; gliserol ve yağ asitlerine parçalanırlar -Yağlar, kuvvetli bazlarla kaynatılırlarsa, sabunlar ve gliserine ayrılırlar. -Yağlardaki yağ asitlerinin doymamış bağları hidrojen ile doyurulabilir ve böylece doymuş yağlar meydana gelir -Yağlar, hava, ışık, rutubet, ısı ve bakteri etkisiyle kendilerine özgü koku ve tatlarını kaybederek acılaşırlar

Fosfolipidler Fosfolipidler, fosfat içeren lipidlerdir; fosfatidler olarak da bilinirler Fosfolipidler, molekül yapılarındaki alkol türüne göre fosfogliseridler (gliserofosfolipidler) ve fosfosfingozidler (sfingomyelinler) olmak üzere iki grupta incelenirler Fosfogliseridlerin molekül yapısında gliserolün -karbonunda doymuş yağ asidi, -karbonunda doymamış yağ asidi, '-karbonunda fosfat ve fosfogliseridin türüne göre değişen bir grup içerirler Sfingomiyelinler, alkol olarak gliserol yerine kompleks bir amino alkol olan sfingozin içeren fosfolipidlerdir

Steroidler 17 karbonlu steran halkası (gonan halkası, siklopentano-perhidrofenantren halkası) içeren bileşikler Steroller (sterinler). Safra asitleri. Cinsiyet hormonları. Adrenal korteks hormonları. Vitamin D grubu maddeler.

Kolesterolün biyofonksiyonları -Kolesterol, impulsların oluştuğu ve taşındığı beyin ve sinir sisteminde yalıtıcılık görevi görür -Kolesterol, insan ve hayvanlarda hücre membranları ve subsellüler partiküllerin yapısal elemanlarındandır. Kolesterol, hayvansal dokularda en çok beyin, sinir dokusu, adrenal bezler ve yumurta sarısında hem serbest halde hem de esterleşmiş halde bulunur -Serbest kolesterol, mikrozomlardaki bazı enzimlerin regülasyonuna katkıda bulunur -Kolesterol oksitlenir ve konjuge çift bağ içerirse deride bulunan 7-dehidroksikolesterol meydana gelir. 7-dehidroksikolesterol UV ışığa maruz kalırsa kolekalsiferol (vitamin D3) oluşur -Kolesterol, steroid hormonların ve safra asitlerinin ön maddesidir

Safra asitleri Safra asitleri, 24 karbonlu steroidlerdir Safra asitleri, yapılarındaki steran halkasında bir veya daha fazla hidroksil grubu ve 5 karbonlu yan zincirlerinde bir karboksil grubu içerirler Safra asitleri insan safrasında sodyum tuzları şeklinde bulunduklarından sıklıkla safra asitleri yerine safra tuzlarından söz edilir

Safra asitlerinin biyofonksiyonları -Safra asitleri, safra içindeki kolesterolün çökmesini önlerler. -Safra asitleri, intestinal motiliteyi artırırlar -Safra asitleri, yüzey gerilimini azaltıcı etkileriyle suda çözünmeyen lipidlerin emülsiyonlaşmasını, böylece enzimlerin bağırsak lümenindeki lipidlere daha iyi etki yapmalarını sağlarlar. Safra asitleri, hem yağların hem yağda çözünen vitaminlerin emülsiyon veya miseller halinde emilmelerini sağlarlar

Lipid Metabolizması

Yağ asidi metabolizması Yağ asitleri, çeşitli lipidlerin yapısında esterleşmiş halde vücuda alınmaktadırlar Vücutta, asetil KoA haline dönüşebilen karbohidrat, amino asit, etil alkol gibi maddelerden de gerektiğinde kullanılmak üzere de novo yağ asidi biyosentezi olur

Lipidlerin vücuda alınması ve taşınması Besin maddelerinin büyük bir kısmı önemli oranda lipid içerir. Lipidler yağlı yiyecek ve içeceklerde, ette bulunurlar ki günlük diyet 15-40 g kadar lipid içerir. Diyetteki lipidlerin büyük çoğunluğu trigliserid, az bir kısmı da fosfolipid, kolesterol ve kolesterol esteridir Trigliseridler, fosfolipidler, kolesterol ve kolesterol esterleri ağızda ve midede değişikliğe uğramadan ince bağırsağa gelirler; ağızda ve midede bunlara etkili enzim yoktur. Mideden ince bağırsağa gelen kimus, asit reaksiyondadır; safra ve pankreas sıvısı tarafından nötralize edilir.

Nötralize kimus içindeki lipidler üç basamakta sindirilirler Nötralize kimus içindeki lipidlerin ince bağırsakta sindiriminde ilk basamak emülsiyon oluşumudur Lipid sindiriminin ikinci basamağında emülsiyon partiküllerine safra tuzlarının katılmasıyla miseller oluşur Misellerdeki lipidlere enzimlerin etkisi sonucu lipidler hidrolitik olarak parçalanırlar ve parçalanma ürünlerinin de misele katılmasıyla miks miseller oluşur

Lipidlerin ince bağırsakta sindirilmelerinin sonunda ince bağırsaktaki misellerde az miktarda trigliserid, bol miktarda 2-monogliserid, yağ asidi, gliserol, fosfolipid, serbest kolesterol ve safra tuzları bulunur. Bunların %95’i ileumdan pinositoz veya pasif diffüzyonla emilerek ince bağırsak mukoza hücresi içine geçerler

İnce bağırsak mukoza hücresinde yağ asitleri, koenzim A ile aktiflendikten sonra 2-monogliseridlerle esterleşirler ve tekrar trigliserid oluştururlar. İnce bağırsak mukoza hücresinde 2-monogliseridlerden oluşan ekzojen trigliseridler, az miktarda serbest kolesterol, kolesterol esteri ve fosfolipid ile biraraya gelirler; bir protein tabakasıyla da kaplanarak suda çözünebilir ve transport edilebilir şilomikronları oluştururlar. Şilomikronlar da lenf sistemi yoluyla dolaşıma katılırlar

Şilusun beyazlığı içerdiği şilomikronlardan ileri gelir Beslenmeden sonra emilen ve lipoproteinler halinde kana karışan lipidler nedeniyle plazma da bulanık görülür ki bu durum emilim lipemisi olarak tanımlanır. Emilim lipemisinin şiddeti ve plazmada lipoproteinler halinde bulunan lipid miktarı yağlı madde alınmasından 5-6 saat sonra maksimum olur, daha sonra yavaş yavaş azalır ve yemekten 8-10 saat sonra plazma yeniden berrak görünümünü kazanır.

Yağ asitleri hücreye girer Diyetle alınan yağlar Yağ asitleri yakıt olarak oksitlenir veya yeniden esterleştirilerek depo edilir Safra kesesi Miyosit veya adipoz İnce barsak Yağ asitleri hücreye girer Safra tuzları ince barsaklarda diyet yağlarını emülsifiye eder, karışık miçelleri oluşturur Lipoprotein lipaz Kapillerde, Apo C-II ile aktifleştirilen serbest yağ asitleri ve gliserol salınımını sağlar İntestinal lipazlar triaçilgliserolleri parçalar Kapiller İntestinal mukoza 6. Şilomikronlar lenfatik sisteme ve dokulara gitmek üzere kan dolaşımına geçerler Yağ asitleri ve diğer yıkım ürünleri intestinal mukoza tarafından alınır ve triaçilgliserollere çevrilir Şilomikron Triaçilgliseroller kolesterol ve apolipoproteinlerle birleşerek şilomikrnları oluşturur

Yağ asitlerinin oksidasyonu Hayvan hücrelerinde yağ asidi oksidasyonu mitokondride gerçekleşir. Bunun için gerekli enzimler mitokondriyal matrikste lokalizedirler. Yağ açil-KoA mitokondriyal matrikse alındıktan sonra  oksidasyon denen yolda yağ asitlerinden, karboksilli uçtan başlayarak asetil-KoA şeklinde iki karbonlu üniteler art arda çıkarılır Yağ asitlerinin  oksidasyonu -Hücre için gerekli enerjiyi sağlar -Karaciğer ve yağ doku arasındaki dengenin devamına yardım eder -Yağ asitlerini, diğer dokuların da yararlanabileceği suda çözünür maddeler haline dönüştürür

Yağ asitlerinin  oksidasyonu ile oluşan asetil-KoA’lar 1) Başka yağ asitlerinin sentezinde kullanılır 2) Keton cisimlerinin yapımında kullanılır 3) Kolesterol sentezinde kullanılır 4) Steroidlerin ön maddesi olarak kullanılır 5) N-asetilglukozamin gibi maddelerin oluşumu için bazı maddelerin asetillendirilmesinde kullanılır 6) Sitrik asit döngüsünde yıkılarak organizmaya gerekli olan enerjinin sağlanmasında kullanılır

Uzun zincirli yağ asidi asetil KoA formundaki asetilleri oluşturmak üzere oksitlenir. Bu işlem β-oksidasyon olarak adlandırılır. Asetil grupları sitrik asit döngüsüyle CO2’ye oksitlenir 1. ve 2. aşamadaki oksidasyonlardan elde edilen elektronlar mitokondri slonum zincirinde O2’ye aktarılırken oluşan enerji, oksidatif fosforillenmeyle ATP sentezlenmesine yol açar

Yağ asitlerinin biyosentezi Yağ asitlerinin de novo biyosentezi sitoplazmada olur. Mikrozomlarda malonil KoA eklenmesi suretiyle, mitokondrilerde ise asetil KoA eklenmesi suretiyle yağ asidi zinciri uzar Sitoplazmada de novo yağ asidi biyosentezinin ilk basamağı, asetil KoA’nın irreversibl bir reaksiyonda malonil KoA’ya karboksilasyonudur Sitoplazmada asetil KoA’dan malonil KoA oluştuktan sonra yağ asitlerinin biyosentezi özel bir yolda ilerler. Yağ asidi sentezindeki reaksiyonların tümü yağ asidi sentaz diye bilinen bir multienzim kompleksi tarafından katalizlenir

Glukagon ve epinefrin de asetil KoA karboksilaz’ı inhibe ederler İnsülin/glukagon oranı yüksekliğinde yağ asidi sentezi artar Karbohidrattan zengin diyet ve yağsız diyet yağ asidi sentezini artırır. Açlık ve yağdan zengin diyet ise yağ asidi sentezini azaltır

Karbohidrat ve proteinlerin fazla miktarda alınması durumunda glukoz ve amino asitlerden trigliserid oluşur ki bu olay liponeojenez olarak tanımlanır Hayvanlarda trigliserid sentezi, hormonlar vasıtasıyla düzenlenir. İnsülin, glukozun trigliseride dönüşümünü uyarır Diyetle alınan karbohidratlar Diyetle alınan proteinler Glukoz Amino asitler İnsülin Keton cisimleri Diyabette artar Yağ asitleri Triaçilgliseroller

Lipoliz Lipidlerin adipoz doku depolarından oksidasyon için karaciğere ve diğer dokulara yağ asitleri şeklinde mobilize edildiklerine inanılır. Yağ dokuda trigliseridlerin hidrolizi lipoliz olarak tanımlanır Lipoliz, hormona duyarlı triaçilgliserol lipaz tarafından katalizlenir ve düzenlenir