معلومة

هل فيتامين أ قابل للذوبان في الدهون؟

هل فيتامين أ قابل للذوبان في الدهون؟


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.

قرأت في كتاب الكيمياء أن الستيرويد هو فئة من الدهون ، وأن الفيتامينات التي تذوب في الدهون مثل فيتامين د هي جزء من المنشطات. فهل فيتامين أ قابل للذوبان في الدهون؟ هذا يجعلني في حيرة من أمري لأن المغذيات الدهنية يبدو أنها تحتوي على الفيتامينات التي تصنع نوعًا آخر من العناصر الغذائية.


نعم المنشطات هي فئة من الدهون التي تشمل الكوليسترول والهرمونات الجنسية مثل هرمون التستوستيرون والإستروجين. ينتمي فيتامين د فقط إلى فئة المنشطات.

الفيتامينات A و E و K هي أشباه الأيزوبرينويدات. في الواقع ، حتى الستيرويدات يتم تصنيعها من إيزوبرينويدات بسيطة. يمكنك الرجوع إلى كتاب الكيمياء الحيوية القياسي لفهم مسار التخليق الحيوي للستيرويد.

هناك فئات أخرى من الدهون أيضًا ، مثل الأحماض الدهنية والفوسفوليبيد والسيراميد وما إلى ذلك.

نعم ، كل الفيتامينات التي تذوب في الدهون هي دهون. هذا هو تعريف الدهون من كتاب الذهب IUPAC:

مصطلح معرّف بشكل فضفاض للمواد ذات الأصل البيولوجي القابلة للذوبان في المذيبات غير القطبية. وهي تتكون من دهون قابلة للتصبن ، مثل الجلسريدات (الدهون والزيوت) والفوسفوليبيدات ، وكذلك الدهون غير القابلة للتصبن ، وخاصة المنشطات.

تعتبر كل من الدهون والفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون من العناصر الغذائية ولكنها مختلفة وظيفيًا. توفر الدهون الطاقة بينما تؤدي الفيتامينات نشاطًا تنظيميًا وهي مطلوبة بكميات قليلة في النظام الغذائي مقارنة بالأحماض الدهنية الأساسية.


وظائف فيتامين أ والفوائد الصحية

فيتامين أ هو مصطلح عام لمجموعة من المركبات المماثلة تسمى الرتينويدات. الريتينول هو شكل فيتامين أ الموجود في الأطعمة المشتقة من الحيوانات ، ويتم تحويله في الجسم إلى الأشكال النشطة بيولوجيًا لفيتامين أ: حمض الشبكية والريتينويك (وبالتالي يشار إلى الريتينول أحيانًا باسم "فيتامين أ المشكل مسبقًا"). يمكن تحويل حوالي 10 في المائة من الكاروتينات المشتقة من النباتات ، بما في ذلك بيتا كاروتين ، في الجسم إلى الريتينويد وهي مصدر آخر لفيتامين أ. تم تحديد أكثر من ستمائة كاروتينات ، مع استثناءات قليلة فقط ، تم العثور عليها جميعًا في المملكة النباتية. هناك نوعان من الكاروتينات - الزانثوفيل ، التي تحتوي على الأكسجين ، والكاروتينات التي لا تحتوي على ذلك.

في النباتات ، تمتص الكاروتينات الضوء لاستخدامها في التمثيل الضوئي وتعمل كمضادات للأكسدة. يتم تحويل بيتا كاروتين وألفا كاروتين وبيتا كريبتوكسانثين إلى حد ما إلى الريتينول في الجسم. الكاروتينات الأخرى ، مثل الليكوبين ، ليست كذلك. تُعزى العديد من الإجراءات البيولوجية للكاروتينات إلى نشاطها المضاد للأكسدة ، ولكن من المحتمل أن تعمل من خلال آليات أخرى أيضًا.

فيتامين أ قابل للذوبان في الدهون ويتم تعبئته في كيلوميكرونات في الأمعاء الدقيقة ، وينتقل إلى الكبد. يخزن الكبد ويصدر فيتامين (أ) حسب الحاجة ويتم إطلاقه في الدم المرتبط ببروتين مرتبط بالريتينول ، والذي ينقله إلى الخلايا. لا يتم امتصاص الكاروتينات مثل فيتامين أ ، ولكنها تشبه فيتامين أ ، فهي تتطلب دهونًا في الوجبة لامتصاصها. في الخلايا المعوية ، يتم حزم الكاروتينات في الكيلوميكرونات المحتوية على الدهون داخل الخلايا المخاطية للأمعاء الدقيقة ثم يتم نقلها إلى الكبد. في الكبد ، يتم إعادة تجميع الكاروتينات في البروتينات الدهنية ، والتي تنقلها إلى الخلايا.

سميت الرتينويدات على نحو ملائم لأن وظيفتها الأكثر بروزًا هي شبكية العين حيث تساعد في الرؤية ، لا سيما في ظروف الإضاءة المنخفضة. هذا هو السبب في أن العمى الليلي هو العلامة الأكثر تحديدًا لنقص فيتامين أ ، لفيتامين أ العديد من الوظائف المهمة في الجسم ، بما في ذلك الحفاظ على الرؤية ونظام المناعة الصحي. تتشابه العديد من وظائف فيتامين أ في الجسم مع وظائف الهرمونات (على سبيل المثال ، يمكن أن يتفاعل فيتامين أ مع الحمض النووي ، مما يتسبب في حدوث تغيير في وظيفة البروتين). يساعد فيتامين أ في الحفاظ على صحة الجلد وبطانات وأغلفة الأنسجة ، كما ينظم النمو والتطور. كمضاد للأكسدة ، يحمي فيتامين أ الأغشية الخلوية ، ويساعد في الحفاظ على مستويات الجلوتاثيون ، ويؤثر على كمية ونشاط الإنزيمات التي تزيل سموم الجذور الحرة.

رؤية

الريتينول الذي يدور في الدم يتم امتصاصه من قبل خلايا شبكية العين ، حيث يتم تحويله إلى شبكية ويستخدم لمساعدة صبغة رودوبسين ، والتي تشارك في قدرة العين على الرؤية في ظروف الإضاءة المنخفضة. وبالتالي يؤدي نقص فيتامين (أ) إلى تقليل رودوبسين وانخفاض في الكشف عن مستوى الضوء المنخفض ، وهي حالة يشار إليها بالعمى الليلي.

يمكن أن يؤدي تناول كمية غير كافية من فيتامين أ مع مرور الوقت إلى فقدان البصر بشكل كامل. في الواقع ، نقص فيتامين أ هو السبب الأول للعمى الذي يمكن الوقاية منه في جميع أنحاء العالم. لا يدعم فيتامين أ وظيفة الرؤية للعينين فحسب ، بل يحافظ أيضًا على أغطية وبطانات العين. يمكن أن يؤدي نقص فيتامين أ إلى خلل في بطانات وأغلفة العين (على سبيل المثال ، بقع بيتوت) ، مما يسبب جفاف العين ، وهي حالة تسمى جفاف الملتحمة. يمكن أن يؤدي تطور هذه الحالة إلى تقرح القرنية والعمى في النهاية.

الشكل 9.3 بقعة بيتوت ناتجة عن نقص فيتامين أ

سوء التغذية - Bitot & # 8217s Spots / Bitot & # 8217s Spots الناتجة عن نقص فيتامين A عن طريق CDC / برنامج التغذية

الشكل 9.4 خريطة العالم لنقص فيتامين أ

الخريطة بواسطة مستخدم Wikipedia Chris55 / CC BY-SA 4.0

أدى الحدوث الشائع لجفاف الملتحمة المتقدم في الأطفال الذين ماتوا بسبب الأمراض المعدية إلى افتراض العلماء أن مكملات فيتامين أ في النظام الغذائي للأطفال المصابين بجفاف الملتحمة قد تقلل الوفيات المرتبطة بالأمراض. في آسيا في أواخر الثمانينيات ، تم إعطاء السكان المستهدفين من الأطفال مكملات فيتامين أ ، وانخفضت معدلات الوفيات الناجمة عن الحصبة والإسهال بنسبة تصل إلى 50 في المائة. لم تقلل مكملات فيتامين أ في هذه المجموعات السكانية التي تعاني من نقص عدد الأطفال الذين أصيبوا بهذه الأمراض ، لكنها قللت من شدة الأمراض بحيث لم تعد قاتلة. بعد فترة وجيزة من إرسال نتائج هذه الدراسات إلى بقية العالم ، بدأت منظمة الصحة العالمية (WHO) وصندوق الأمم المتحدة للطفولة (اليونيسف) حملات عالمية ضد نقص فيتامين أ. تقدر اليونيسف أن توزيع أكثر من نصف مليار كبسولة فيتامين أ يمنع 350.000 حالة وفاة بين الأطفال سنويًا. [1]

في القرن الحادي والعشرين ، أثبت العلم أن فيتامين (أ) يؤثر بشكل كبير على جهاز المناعة. ما زلنا نفتقر إليه هو التجارب السريرية التي تبحث في الجرعات المناسبة من فيتامين أ المطلوبة للمساعدة في درء الأمراض المعدية ومدى تأثير مكملات فيتامين أ على السكان الذين لا يعانون من نقص في هذا الفيتامين. يُظهر هذا أحد موضوعاتنا المشتركة في هذا النص - قد يساهم نقص المغذيات الدقيقة في تطور المرض وتطوره وشدته ، ولكن هذا لا يعني أن زيادة تناول هذه المغذيات الدقيقة لن يؤدي إلا إلى الوقاية من المرض أو علاجه. التأثير ، كالعادة ، تراكمي ويعتمد على النظام الغذائي ككل ، من بين أمور أخرى.

النمو والتنمية

يعمل فيتامين (أ) بشكل مشابه لبعض الهرمونات من حيث أنه قادر على تغيير كمية البروتينات في الخلايا من خلال التفاعل مع الحمض النووي. هذه هي الطريقة الأساسية التي يؤثر بها فيتامين أ على النمو والتطور. يرتبط نقص فيتامين أ عند الأطفال بتأخر النمو ، ومع ذلك ، غالبًا ما يكون نقص فيتامين أ مصحوبًا بسوء تغذية البروتين ونقص الحديد ، مما يؤدي إلى إرباك التحقيق في التأثيرات المحددة لفيتامين أ على النمو والتطور.

في مراحل حياة الجنين ، فيتامين (أ) مهم لنمو الأطراف والقلب والعين والأذن ، وفي كل من النقص والزيادة ، فيتامين (أ) يسبب تشوهات خلقية. علاوة على ذلك ، يحتاج كل من الذكور والإناث إلى فيتامين أ في النظام الغذائي للتكاثر بشكل فعال.

سرطان

يشير دور فيتامين أ في تنظيم نمو الخلايا وموتها ، خاصة في الأنسجة التي تبطن وتغطي الأعضاء ، إلى أنه قد يكون فعالًا في علاج بعض أنواع سرطان الرئة والرقبة والكبد. لقد ثبت في بعض الدراسات القائمة على الملاحظة أن السكان الذين يعانون من نقص فيتامين (أ) لديهم مخاطر أعلى للإصابة ببعض أنواع السرطان. ومع ذلك ، فقد وجد أن مكملات فيتامين أ تزيد من خطر الإصابة بسرطان الرئة لدى الأشخاص المعرضين لخطر كبير للإصابة بالمرض (مثل المدخنين والمدخنين السابقين والعاملين المعرضين للأسبستوس). وجدت تجربة Beta-Carotene و Retinol Efficacy Trial (CARET) التي شملت أكثر من ثمانية عشر ألف مشارك كانوا معرضين لخطر الإصابة بسرطان الرئة أن الأشخاص الذين تناولوا مكملات تحتوي على جرعات عالية جدًا من فيتامين أ (25000 وحدة دولية) وبيتا كاروتين لديهم 28 بالمائة ارتفاع معدل الإصابة بسرطان الرئة في منتصف الدراسة ، والتي تم إيقافها نتيجة لذلك. [2]

سمية فيتامين أ

تسمم فيتامين أ ، أو فرط الفيتامين أ ، أمر نادر الحدوث. عادةً ما يتطلب منك تناول عشرة أضعاف الـ RDA لفيتامين أ المُشكل مسبقًا في شكل مكملات (سيكون من الصعب استهلاك مثل هذه المستويات العالية من نظام غذائي منتظم) لفترة طويلة من الوقت ، على الرغم من أن بعض الأشخاص قد يكونون أكثر عرضة للفيتامين سمية بجرعات أقل. تشمل علامات وأعراض التسمم بفيتامين أ الجلد الجاف والحكة وفقدان الشهية وتورم الدماغ وآلام المفاصل. في الحالات الشديدة ، قد تؤدي سمية فيتامين أ إلى تلف الكبد وغيبوبة.

فيتامين (أ) ضروري أثناء الحمل ، ولكن الجرعات التي تزيد عن 3000 ميكروغرام في اليوم (10000 وحدة دولية) ارتبطت بزيادة حدوث العيوب الخلقية. يجب على النساء الحوامل التحقق من كمية فيتامين (أ) الموجودة في أي فيتامينات متعددة قبل الولادة أو أثناء الحمل والتي تتناولها للتأكد من أن الكمية أقل من UL.

المدخول الغذائي لفيتامين أ

يوجد أكثر من مصدر واحد لفيتامين أ في النظام الغذائي. يوجد فيتامين أ مُشكل بوفرة في العديد من الأطعمة المشتقة من الحيوانات ، وهناك الكاروتينات التي توجد بتركيزات عالية في الفواكه والخضروات ذات الألوان الزاهية وبعض الزيوت.

يتم تحويل بعض الكاروتينات إلى الريتينول في الجسم عن طريق خلايا الأمعاء وخلايا الكبد. ومع ذلك ، يتم تحويل كميات ضئيلة فقط من بعض الكاروتينات إلى الريتينول ، مما يعني أن الفواكه والخضروات ليست بالضرورة مصادر جيدة لفيتامين أ.

يشمل الـ RDA لفيتامين A جميع مصادر فيتامين أ. يتم إعطاء الـ RDA لفيتامين A في ميكروغرام من متطلبات نشاط الريتينول (RAE) لمراعاة العديد من الأشكال المختلفة المتوفرة فيه. يقوم جسم الإنسان بتحويل جميع المصادر الغذائية للفيتامين أ في الريتينول. لذلك ، 1 ميكروغرام من الريتينول يعادل 12 ميكروغرام من بيتا كاروتين ، و 24 ميكروغرام من ألفا كاروتين أو بيتا كريبتوكسانثين. على سبيل المثال ، ينتج 12 ميكروغرامًا من بيتا كاروتين القائم على الفاكهة أو الخضروات 1 ميكروجرام من الريتينول. يستخدم فيتامين أ المدرج حاليًا في الطعام وعلى ملصقات المكملات وحدات دولية (IUs). التحويلات التالية مذكورة أدناه [3]:

  • 1 وحدة دولية ريتينول = 0.3 ميكروغرام RAE
  • 1 IU بيتا كاروتين من المكملات الغذائية = 0.15 ميكروغرام RAE
  • 1 وحدة دولية بيتا كاروتين من الطعام = 0.05 ميكروغرام RAE
  • 1 IU alpha-carotene أو beta-cryptoxanthin = 0.025 mcg RAE

تعتبر RDA لفيتامين A كافية لدعم النمو والتطور والتكاثر والرؤية ووظيفة الجهاز المناعي مع الحفاظ على مخازن كافية (جيدة لمدة أربعة أشهر) في الكبد.

الجدول 9.1 المدخول الغذائي المرجعي لفيتامين أ

الفئة العمرية ذكور وإناث RDA mcg RAE / يوم ماي
الرضع (0-6 أشهر) 400* 600
الرضع (7-12 شهرًا) 500* 600
الأطفال (1 - 3 سنوات) 300 600
الأطفال (4-8 سنوات) 400 900
الأطفال (9-13 سنة) 600 1,700
المراهقون (14-18 سنة) ذكور: 900 2,800
المراهقون (14-18 سنة) إناث: 700 2,800
الكبار (GT 19 سنة) ذكور: 900 3,000
الكبار (GT 19 سنة) إناث: 700 3,000
* تشير إلى كمية كافية

المصدر: المصدر: صحيفة وقائع المكملات الغذائية: فيتامين أ. المعاهد الوطنية للصحة ، مكتب المكملات الغذائية. http://ods.od.nih.gov/factsheets/VitaminA-QuickFacts/. تم التحديث في 5 سبتمبر 2012. تم الوصول إليه في 7 أكتوبر 2017.

المصادر الغذائية لفيتامين أ وبيتا كاروتين

يوجد فيتامين أ المُشكل مسبقًا فقط في الأطعمة المأخوذة من الحيوانات ، حيث يُعد الكبد المصدر الأكثر ثراءً لأن هذا هو المكان الذي يتم فيه تخزين فيتامين أ (انظر الجدول 9.2 & # 8220 ، محتوى فيتامين أ في الأطعمة المختلفة & # 8221). سيتم إعطاء المصادر الغذائية للكاروتينات في النص التالي.

الجدول 9.2 محتوى فيتامين أ في الأطعمة المختلفة

طعام خدمة فيتامين أ (IU) النسبة المئوية للقيمة اليومية
لحم كبد البقر 3 أوقية. 27,185 545
كبدة دجاج 3 أوقية. 12,325 245
حليب خالي الدسم 1 ج. 500 10
حليب كامل الدسم 1 ج. 249 5
جبنة الشيدر 1 أوقية. 284 6

المصدر: صحيفة وقائع المكملات الغذائية: فيتامين أ. المعاهد الوطنية للصحة ، مكتب المكملات الغذائية. http://ods.od.nih.gov/factsheets/VitaminA-QuickFacts/. تم التحديث في 5 سبتمبر 2012. تم الوصول إليه في 7 أكتوبر 2017.

في الولايات المتحدة ، فإن الكاروتينات الأكثر استهلاكًا هي ألفا كاروتين ، وبيتا كاروتين ، وبيتا كريبتوكسانثين ، ولايكوبين ، ولوتين ، وزياكسانثين. انظر الجدول 9.3 & # 8220Alpha- and Beta-Carotene Content of Various Foods & # 8221 لمعرفة محتوى الكاروتين في الأطعمة المختلفة.

الجدول 9.3 محتوى ألفا وبيتا كاروتين من الأطعمة المختلفة

طعام خدمة بيتا كاروتين (ملغ) ألفا كاروتين (ملغ)
القرع المعلب 1 ج. 17.00 11.70
عصير جزر 1 ج. 22.00 10.20
جزر مطبوخ 1 ج. 13.00 5.90
الجزر الخام 1 وسط 5.10 2.10
قرع الشتاء ، خبز 1 ج. 5.70 1.40
Collards مطبوخة 1 ج. 11.60 0.20
طماطم 1 وسط 0.55 0.10
يوسفي 1 وسط 0.13 0.09
البازلاء المطبوخة 1 ج. 1.20 0.09

المصدر: 2010. قاعدة بيانات المغذيات الوطنية التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية كمرجع معياري ، الإصدار 23. وزارة الزراعة الأمريكية ، خدمة البحوث الزراعية. http://www.ars.usda.gov/ba/bhnrc/ndl. تم الوصول إليه في 22 أكتوبر 2017.


محتويات

يمكن اعتبار الدهن كمواد عضوية غير قابلة للذوبان نسبيًا في الماء ، قابلة للذوبان في المذيبات العضوية (كحول ، الأثير إلخ) في الواقع أو يحتمل أن تكون مرتبطة بالأحماض الدهنية وتستخدمها الخلايا الحية.

في عام 1815 ، صنف هنري براكونوت الدهون (ينبت) في فئتين ، suifs (شحوم صلبة أو شحم) و هويلز (زيوت سائلة). [8] في عام 1823 ، طور ميشيل أوجين شيفرويل تصنيفًا أكثر تفصيلاً ، بما في ذلك الزيوت ، والشحوم ، والشحم ، والشمع ، والراتنجات ، والبلسم ، والزيوت المتطايرة (أو الزيوت الأساسية). [9] [10] [11]

تم الإبلاغ عن أول الدهون الثلاثية الاصطناعية من قبل Théophile-Jules Pelouze في عام 1844 ، عندما أنتج تريبوترين عن طريق معالجة حمض الزبد مع الجلسرين في وجود حمض الكبريتيك المركز. [12] بعد عدة سنوات ، قام Marcellin Berthelot ، أحد طلاب بيلوز ، بتصنيع tristearin و tripalmitin عن طريق تفاعل الأحماض الدهنية المماثلة مع الجلسرين في وجود كلوريد الهيدروجين الغازي عند درجة حرارة عالية. [13]

في عام 1827 ، اعترف ويليام بروت بأن الدهون (المواد الغذائية "الزيتية") ، إلى جانب البروتين ("الزلال") والكربوهيدرات ("السكرين") ، كمغذيات مهمة للإنسان والحيوان. [14] [15]

لمدة قرن من الزمان ، اعتبر الكيميائيون "الدهون" مجرد دهون بسيطة مصنوعة من الأحماض الدهنية والجلسرين (الجلسريدات) ، ولكن تم وصف أشكال جديدة فيما بعد. اكتشف ثيودور جوبلي (1847) الفسفوليبيدات في دماغ الثدييات وبيضة الدجاج ، أطلق عليها اسم "الليسيثين". اكتشف Thudichum في دماغ الإنسان بعض الفسفوليبيدات (السيفالين) ، الجليكوليبيدات (سيريبروسيد) والسفينجوليبيد (السفينجوميلين). [10]

تم استخدام المصطلحات ليبويد ، ليبين ، ليبيد ، دهن مع معاني متنوعة من مؤلف إلى مؤلف. [16] في عام 1912 ، اقترح Rosenbloom and Gies استبدال "ليبويد" بكلمة "ليبين". [17] في عام 1920 ، قدم Bloor تصنيفًا جديدًا لـ "الدهون": الشحوم البسيطة (الشحوم والشموع) ، والدهون المركبة (الفسفوليبويدات والجليكوليبويدات) ، والدهون المشتقة (الأحماض الدهنية والكحول والستيرولات). [18] [19]

الكلمة دهن، والتي تنبع اشتقاقيًا من اليونانية λίπος ، دهون تم تقديم "الدهون" في عام 1923 من قبل الصيدلاني الفرنسي غابرييل برتراند. [20] شمل برتراند في المفهوم ليس فقط الدهون التقليدية (الجلسريدات) ، ولكن أيضًا "الدهون" ، ذات التكوين المعقد. [10] بالرغم من أن الكلمة دهن تمت الموافقة بالإجماع من قبل اللجنة الدولية لل Société de Chimie Biologique خلال الجلسة العامة في 3 يوليو 1923. الكلمة دهن في وقت لاحق anglicized as دهون بسبب نطقه ('lɪpɪd). بالفرنسية ، اللاحقة جانب، من اليونانية القديمة -ίδης (تعني "ابن" أو "سليل") ، يتم نطقها دائمًا (ɪd).

في عام 1947 ، قسم T. P. Hilditch الدهون إلى "دهون بسيطة" ، مع شحوم وشموع (شموع حقيقية ، ستيرول ، كحول).

تم تصنيف الدهون إلى ثماني فئات من قبل اتحاد ليبيد مابس [4] على النحو التالي:

تحرير الأحماض الدهنية

الأحماض الدهنية ، أو بقايا الأحماض الدهنية عندما تكون جزءًا من الدهون ، هي مجموعة متنوعة من الجزيئات يتم تصنيعها بواسطة استطالة سلسلة من مادة أسيتيل CoA التمهيدي مع مجموعات malonyl-CoA أو methylmalonyl-CoA في عملية تسمى تخليق الأحماض الدهنية. [21] [22] إنها مصنوعة من سلسلة هيدروكربونية تنتهي بمجموعة حمض الكربوكسيل ، وهذا الترتيب يمنح الجزيء بنهاية قطبية محبة للماء ونهاية غير قطبية كارهة للماء غير قابلة للذوبان في الماء. تعد بنية الأحماض الدهنية واحدة من أكثر الفئات الأساسية للدهون البيولوجية وتستخدم بشكل شائع كحجر بناء للدهون الأكثر تعقيدًا من الناحية الهيكلية. قد تكون سلسلة الكربون ، عادةً ما بين أربعة و 24 ذرة كربون طويلة ، [23] مشبعة أو غير مشبعة ، ويمكن ربطها بمجموعات وظيفية تحتوي على الأكسجين ، والهالوجينات ، والنيتروجين ، والكبريت. إذا كان أحد الأحماض الدهنية يحتوي على رابطة مزدوجة ، فهناك احتمال وجود إما رابطة الدول المستقلة أو عبر التماثل الهندسي ، والذي يؤثر بشكل كبير على تكوين الجزيء. رابطة الدول المستقلةتتسبب الروابط المزدوجة في ثني سلسلة الأحماض الدهنية ، وهو تأثير يتفاقم مع المزيد من الروابط المزدوجة في السلسلة. ثلاث روابط مزدوجة في 18 كربون حمض اللينولينيك، سلاسل الأسيل الدهنية الأكثر وفرة في النبات أغشية الثايلاكويد، تجعل هذه الأغشية عالية مائع على الرغم من درجات الحرارة البيئية المنخفضة ، [24] وكذلك يجعل حمض اللينولينيك يعطي قممًا حادة مهيمنة في أطياف الرنين المغناطيسي النووي عالية الدقة 13-C من البلاستيدات الخضراء. وهذا بدوره يلعب دورًا مهمًا في بنية ووظيفة أغشية الخلايا. [٢٥] معظم الأحماض الدهنية الموجودة بشكل طبيعي هي من رابطة الدول المستقلة التكوين ، على الرغم من أن ملف عبر الشكل موجود في بعض الدهون والزيوت الطبيعية والمهدرجة جزئيًا. [26]

تتضمن أمثلة الأحماض الدهنية المهمة بيولوجيًا الإيكوسانويدات ، المشتقة أساسًا من حمض الأراكيدونيك وحمض الإيكوسابنتاينويك ، والتي تشمل البروستاجلاندين ، الليكوترين ، والثرموبوكسانات. حمض الدوكوساهيكسانويك مهم أيضًا في النظم البيولوجية ، خاصة فيما يتعلق بالبصر. [27] [28] فئات الدهون الرئيسية الأخرى في فئة الأحماض الدهنية هي الإسترات الدهنية والأميدات الدهنية. تشتمل الإسترات الدهنية على مواد وسيطة كيميائية حيوية مهمة مثل استرات الشمع ومشتقات الإنزيم المساعد ثيويستر الأحماض الدهنية ومشتقات الأحماض الدهنية ثيويستر ACP والكارنيتينات الدهنية. تشمل الأميدات الدهنية N-acyl ethanolamines ، مثل الناقل العصبي cannabinoid anandamide. [29]

تحرير الجلسرين

تتكون الجلسرينات من جلسرين أحادي وثنائي وثلاثي الاستبدال ، [30] أشهرها الأحماض الدهنية الثلاثية في الجلسرين ، والتي تسمى الدهون الثلاثية. تستخدم كلمة "triacylglycerol" أحيانًا بشكل مترادف مع "triglyceride". في هذه المركبات ، يتم أسترة كل مجموعات الهيدروكسيل الثلاث من الجلسرين ، عادةً بواسطة أحماض دهنية مختلفة. لأنها تعمل كمخزن للطاقة ، فإن هذه الدهون تشكل الجزء الأكبر من الدهون المخزنة في الأنسجة الحيوانية. التحلل المائي لروابط الإستر للدهون الثلاثية وإطلاق الجلسرين والأحماض الدهنية من الأنسجة الدهنية هي الخطوات الأولية في عملية التمثيل الغذائي للدهون. [31]

يتم تمثيل فئات فرعية إضافية من الجليسيروليبيدات بواسطة الجليكوزيل الجلسرين ، والتي تتميز بوجود واحد أو أكثر من بقايا السكر المرتبطة بالجلسرين عبر ارتباط جليكوسيد. أمثلة على الهياكل في هذه الفئة هي digalactosyldiacylglycerols الموجودة في أغشية النبات [32] و semolipid من خلايا الحيوانات المنوية في الثدييات. [33]

تحرير الجلسيروفوسفوليبيدات

Glycerophospholipids ، وعادة ما يشار إليها باسم phospholipids (على الرغم من أن sphingomyelins تصنف أيضًا على أنها phospholipids) ، فهي موجودة في كل مكان بطبيعتها وهي مكونات رئيسية في طبقة الدهون الثنائية للخلايا ، [34] بالإضافة إلى مشاركتها في التمثيل الغذائي وإشارات الخلية. [35] تحتوي الأنسجة العصبية (بما في ذلك الدماغ) على كميات عالية نسبيًا من الجلسيروفوسفوليبيد ، وقد تم ربط التغيرات في تركيبتها في العديد من الاضطرابات العصبية. [36] يمكن تقسيم شحميات الجلسرين إلى فئات متميزة ، بناءً على طبيعة مجموعة الرأس القطبية في sn-3 موضع العمود الفقري الجلسرين في حقيقيات النوى والبكتيريا ، أو sn-1 الموقف في حالة البكتيريا البدائية. [37]

أمثلة على الجلسروفوسفوليبيدات الموجودة في الأغشية البيولوجية هي فوسفاتيديل كولين (المعروف أيضًا باسم PC أو GPCho أو الليسيثين) ، وفوسفاتيديل إيثانولامين (PE أو GPEtn) وفوسفاتيديل سيرين (PS أو GPSer). بالإضافة إلى كونها مكونًا أساسيًا للأغشية الخلوية ومواقع الربط للبروتينات داخل الخلايا وبين الخلايا ، فإن بعض شحميات الجليسيروفوسفوليبيد في الخلايا حقيقية النواة ، مثل فوسفاتيديل إينيوزيتول وأحماض الفوسفاتيد هي إما سلائف أو ، في حد ذاتها ، رسل ثان مشتق من الغشاء. [38] بشكل نموذجي ، يتم معالجة إحدى مجموعات الهيدروكسيل هذه أو كلتا المجموعتين بالأحماض الدهنية طويلة السلسلة ، ولكن هناك أيضًا مرتبط بالألكيل و 1 Z-alkenyl (plasmalogen) glycerophospholipids ، بالإضافة إلى متغيرات Dialkylether في البكتيريا البدائية. [39]

تحرير الشحميات السفينغولية

الشحميات السفينغولية هي عائلة معقدة من المركبات [40] التي تشترك في سمة هيكلية مشتركة ، وهي العمود الفقري لقاعدة السفينغويد التي يتم تصنيعها من جديد من حمض أميني سيرين وحمض دهني طويل السلسلة CoA ، ثم يتم تحويله إلى سيراميد ، فسفوسفينجوليبيد ، جليكوسفينجوليبيد ومركبات أخرى. يشار عادةً إلى القاعدة السفينجويدية الرئيسية للثدييات باسم السفينجوزين. Ceramides (قواعد N-acyl-sphingoid) هي فئة فرعية رئيسية من مشتقات قاعدة السفينجويد مع حمض دهني مرتبط بالأميد. الأحماض الدهنية عادة ما تكون مشبعة أو أحادية غير مشبعة بأطوال سلاسل من 16 إلى 26 ذرة كربون. [41]

إن شحميات الفسفوسفينج الرئيسية في الثدييات هي السفينجوميلين (سيراميد فوسفوكولين) ، [42] بينما تحتوي الحشرات بشكل أساسي على فوسفويثانول أمين سيراميد [43] والفطريات تحتوي على فيتوسيراميد فوسفوينوزيتول ومجموعات رأس تحتوي على مانوز. [44] الجليكوسفينجوليبيدات هي عائلة متنوعة من الجزيئات تتكون من واحد أو أكثر من بقايا السكر المرتبطة عبر رابطة جليكوسيدية بقاعدة السفينجويد. ومن أمثلة هذه الدهون الجليكوسفينجوليبيدات البسيطة والمعقدة مثل cerebrosides و gangliosides.

تحرير ستيرول

تعتبر الستيرولات ، مثل الكوليسترول ومشتقاته ، مكونًا مهمًا لدهون الأغشية ، [45] جنبًا إلى جنب مع شحميات الجليسيروفوسفوليبيد والسفينجوميلين. ومن الأمثلة الأخرى على الستيرولات الأحماض الصفراوية ومقارناتها ، [46] والتي تكون في الثدييات مشتقات مؤكسدة من الكوليسترول ويتم تصنيعها في الكبد. مكافئات النبات هي فيتوستيرول ، مثل بيتا-سيتوستيرول ، ستيغماستيرول ، وبراسيكستيرول ، ويستخدم المركب الأخير أيضًا كمؤشر حيوي لنمو الطحالب. [47] الستيرول السائد في أغشية الخلايا الفطرية هو إرغوستيرول. [48]

الستيرولات هي منشطات يتم فيها استبدال إحدى ذرات الهيدروجين بمجموعة هيدروكسيل ، في الموضع 3 في سلسلة الكربون. لديهم قواسم مشتركة مع المنشطات نفس البنية الأساسية المكونة من أربع حلقات. المنشطات لها أدوار بيولوجية مختلفة مثل الهرمونات وجزيئات الإشارة. تشتمل المنشطات المكونة من ثمانية عشر كربون (C18) على عائلة الإستروجين بينما تشتمل الستيرويدات C19 على الأندروجين مثل التستوستيرون والأندروستيرون. تشتمل الفئة الفرعية C21 على المركبات بروجستيرونية المفعول وكذلك القشرانيات السكرية والقشرانيات المعدنية. [49] السيكوسترويدات ، التي تتكون من أشكال مختلفة من فيتامين د ، تتميز بانقسام الحلقة ب من الهيكل الأساسي. [50]

تحرير Prenols

يتم تصنيع دهون البرينول من سلائف مكونة من خمس وحدات كربون إيزوبنتنيل ثنائي فوسفات وثنائي ميثيل الأيل ثنائي الفوسفات التي يتم إنتاجها بشكل أساسي عبر مسار حمض الميفالونيك (MVA). [51] تتشكل الإيزوبرينويدات البسيطة (الكحوليات الخطية ، ثنائي الفوسفات ، إلخ) عن طريق الإضافة المتتالية لوحدات C5 ، وتصنف وفقًا لعدد وحدات التربين هذه. تُعرف الهياكل التي تحتوي على أكثر من 40 كربونًا باسم polyterpenes. الكاروتينات هي أشباه إيزوبرينويدات بسيطة مهمة تعمل كمضادات للأكسدة وكسلائف لفيتامين أ. [52] هناك فئة أخرى مهمة بيولوجيًا من الجزيئات تتمثل في الكينونات والهيدروكينون ، والتي تحتوي على ذيل إيزوبرينويد مرتبط بنواة كينونويد من أصل غير إيزوبرينويد. [53] فيتامين E وفيتامين K ، بالإضافة إلى اليوبيكوينون ، أمثلة على هذه الفئة. تقوم بدائيات النوى بتجميع البوليبرينول (تسمى البكتوبرينول) حيث تظل وحدة الأيزوبرينويد الطرفية المتصلة بالأكسجين غير مشبعة ، بينما في البوليبرينول الحيواني (dolichols) يتم تقليل الأيزوبرينويد الطرفي. [54]

تحرير السكريات

تصف السكرياتوليبيدات المركبات التي ترتبط فيها الأحماض الدهنية بالعمود الفقري للسكر ، وتشكل هياكل متوافقة مع طبقات الغشاء الثنائية. في السكاروليبيدات ، السكاريد الأحادي يحل محل العمود الفقري للغليسيرول الموجود في الجليسيروليبيدات والجليسيروفوسفوليبيد. السكاروليبيدات الأكثر شيوعًا هي سلائف الجلوكوزامين المؤكسدة لمكون الليبيد أ من عديدات السكاريد الدهنية في البكتيريا سالبة الجرام. جزيئات الدهن (أ) النموذجية عبارة عن ثنائيات السكاريد من الجلوكوزامين ، والتي يتم اشتقاقها مع ما يصل إلى سبع سلاسل أسيل الدهنية. الحد الأدنى من عديدات السكاريد الدهنية اللازمة للنمو في بكتريا قولونية هو Kdo2- ليبيد أ ، سداسي السكاريد من الجلوكوزامين سداسي الأسيلات وهو غليكوزيلاتي مع اثنين من بقايا حمض 3-deoxy-D-manno-octulosonic (Kdo). [55]

Polyketides تحرير

يتم تصنيع البوليكيتيدات عن طريق بلمرة الوحدات الفرعية للأسيتيل والبروبيونيل بواسطة الإنزيمات الكلاسيكية بالإضافة إلى الإنزيمات التكرارية ومتعددة الوحدات التي تشترك في الميزات الميكانيكية مع تركيبات الأحماض الدهنية. وهي تتألف من العديد من المستقلبات الثانوية والمنتجات الطبيعية من المصادر الحيوانية والنباتية والبكتيرية والفطرية والبحرية ، ولها تنوع هيكلي كبير. [56] [57] العديد من البوليكيتيدات عبارة عن جزيئات حلقية غالبًا ما يتم تعديل العمود الفقري بشكل أكبر عن طريق الارتباط بالجليكوزيل أو المثيلة أو الهيدروكسيل أو الأكسدة أو عمليات أخرى. العديد من العوامل الشائعة الاستخدام المضادة للميكروبات ، والطفيليات ، ومضادة للسرطان هي بوليكيتيدات أو مشتقات بوليكيتيد ، مثل الإريثرومايسين ، التتراسكلين ، أفيرمكتين ، و epothilones المضادة للورم. [58]

تحرير الأغشية

تتميز الخلايا حقيقية النواة بالعضيات المجزأة المرتبطة بالغشاء والتي تؤدي وظائف بيولوجية مختلفة. الغليسيروفوسفوليبيدات هي المكون الهيكلي الرئيسي للأغشية البيولوجية ، مثل غشاء البلازما الخلوي والأغشية داخل الخلايا للعضيات في الخلايا الحيوانية ، يفصل غشاء البلازما فعليًا المكونات داخل الخلايا عن البيئة خارج الخلية. [ بحاجة لمصدر ] الجلسروفوسفوليبيدات عبارة عن جزيئات أمفيباثيك (تحتوي على مناطق كارهة للماء ومحبة للماء) تحتوي على لب الجلسرين مرتبط ب "ذيول" مشتق من الأحماض الدهنية عن طريق روابط الإستر ومجموعة "رأس" واحدة بوصلة إستر الفوسفات. [ بحاجة لمصدر ] في حين أن الغليسيروفوسفوليبيد هو المكون الرئيسي للأغشية البيولوجية ، توجد أيضًا مكونات دهنية أخرى غير الجلسريد مثل السفينجوميلين والستيرولات (بشكل رئيسي الكوليسترول في أغشية الخلايا الحيوانية). [59] في النباتات والطحالب ، الجلاكتوزيلدياسيل الجلسرين ، [60] والسلفوكينوفوزيلدياسيل الجلسرين ، [32] التي تفتقر إلى مجموعة الفوسفات ، هي مكونات مهمة لأغشية البلاستيدات الخضراء والعضيات ذات الصلة وهي أكثر الدهون وفرة في أنسجة التمثيل الضوئي ، بما في ذلك تلك التي تحتوي على نسبة عالية من الفوسفات. النباتات والطحالب وبعض البكتيريا. [ بحاجة لمصدر ]

تحتوي أغشية الثايلاكويد النباتية على أكبر مكون دهني من غير ثنائي الطبقات مكون أحادي الجلاكتوزيل ثنائي الجليسريد (MGDG) ، وقليل من الفوسفوليبيدات على الرغم من هذه التركيبة الفريدة للدهون ، فقد ثبت أن أغشية البلاستيدات الخضراء تحتوي على مصفوفة ثنائية الطبقة ديناميكية كما يتضح من الرنين المغناطيسي والإلكترون دراسات مجهرية. [61]

الغشاء البيولوجي هو شكل من أشكال الطبقة الدهنية ثنائية الطور الرقائقي. يعتبر تكوين طبقات ثنائية الدهون عملية مفضلة بقوة عندما تكون الجلسيروفوسفوليبيدات الموصوفة أعلاه في بيئة مائية. [62] يُعرف هذا بالتأثير الكارثي للماء. في النظام المائي ، تتماشى الرؤوس القطبية للدهون مع البيئة القطبية المائية ، بينما تقلل الذيل الكارهة للماء من ملامستها للماء وتميل إلى التجمع معًا ، وتشكل حويصلة اعتمادًا على تركيز الدهون ، وقد يؤدي هذا التفاعل البيوفيزيائي إلى تشكيل المذيلات ، الجسيمات الشحمية ، أو طبقات ثنائية الدهون. كما لوحظت تجمعات أخرى وتشكل جزءًا من تعدد أشكال سلوك البرمائيات (الدهن). سلوك المرحلة هو مجال دراسة ضمن الفيزياء الحيوية وهو موضوع حالي [ عندما؟ ] بحث اكاديمي. [63] [64] تتكون الميسيلات والطبقات الثنائية في الوسط القطبي من خلال عملية تُعرف باسم التأثير الكارثي للماء. [65] عند إذابة مادة محبة للدهون أو مادة برمائية في بيئة قطبية ، تصبح الجزيئات القطبية (أي الماء في محلول مائي) أكثر ترتيبًا حول المادة المحبة للدهون الذائبة ، نظرًا لأن الجزيئات القطبية لا يمكنها تكوين روابط هيدروجينية بالمناطق المحبة للدهون في برمائي. لذلك في البيئة المائية ، تشكل جزيئات الماء قفص "clathrate" مرتب حول الجزيء المحب للدهن المذاب. [66]

يمثل تكوين الدهون في أغشية الخلايا الأولية خطوة أساسية في نماذج التولد الذاتي ، أصل الحياة. [67]

تحرير تخزين الطاقة

الدهون الثلاثية المخزنة في الأنسجة الدهنية هي شكل رئيسي من أشكال تخزين الطاقة في كل من الحيوانات والنباتات. إنها مصدر رئيسي للطاقة لأن الكربوهيدرات هي هياكل مختزلة تمامًا. بالمقارنة مع الجليكوجين الذي يساهم فقط بنصف الطاقة لكل كتلته النقية ، فإن كربونات الدهون الثلاثية مرتبطة بالهيدروجين ، على عكس الكربوهيدرات. [68] تم تصميم الخلية الدهنية ، أو الخلية الدهنية ، للتخليق المستمر وتفكيك الدهون الثلاثية في الحيوانات ، مع التحكم في التحلل بشكل أساسي عن طريق تنشيط إنزيم الليباز الحساس للهرمونات. [69] توفر الأكسدة الكاملة للأحماض الدهنية محتوى عاليًا من السعرات الحرارية ، حوالي 38 كيلو جول / جم (9 كيلو كالوري / جم) ، مقارنة بـ 17 كيلو جول / جم (4 كيلو كالوري / جم) لتفكيك الكربوهيدرات والبروتينات. الطيور المهاجرة التي يجب أن تطير لمسافات طويلة دون أن تأكل تستخدم الطاقة المخزنة من الدهون الثلاثية لتزويد رحلاتها بالوقود. [70]

تحرير الإشارات

ظهرت أدلة تظهر أن إشارات الدهون هي جزء حيوي من إشارات الخلية. [71] [72] [73] [74] قد تحدث إشارات الدهون عن طريق تنشيط المستقبلات النووية المقترنة ببروتين G ، وقد تم تحديد أعضاء من عدة فئات دهنية مختلفة على أنها جزيئات إشارات ورسائل خلوية. [75] وتشمل سفينغوزين -1 فوسفات ، سفينجوليبيد مشتق من سيراميد وهو جزيء رسول قوي يشارك في تنظيم تعبئة الكالسيوم ، [76] نمو الخلايا ، وموت الخلايا المبرمج [77] دياسيل جلسرين (DAG) وفوسفاتيدينوسيتول فوسفات (PIPs) ، يشارك في تنشيط بروتين كيناز سي بوساطة الكالسيوم [78] البروستاجلاندين ، وهو نوع واحد من الإيكوسانويد المشتق من الأحماض الدهنية ويشارك في الالتهاب والمناعة [79] وهرمونات الستيرويد مثل الإستروجين والتستوستيرون والكورتيزول ، والتي تعدل المضيف من الوظائف مثل التكاثر والتمثيل الغذائي وضغط الدم والأوكسيستيرول مثل 25 هيدروكسي كوليسترول التي تعتبر منبهات مستقبلات الكبد X. [80] من المعروف أن دهون الفوسفاتيديل سيرين تشارك في إرسال الإشارات من أجل البلعمة للخلايا الأبوطوزية أو قطع الخلايا. ينجزون هذا من خلال التعرض للوجه خارج الخلية لغشاء الخلية بعد تعطيل flippases التي تضعها حصريًا على الجانب العصاري الخلوي وتفعيل scramblases ، مما يؤدي إلى التدافع في اتجاه الفوسفوليبيد. After this occurs, other cells recognize the phosphatidylserines and phagocytosize the cells or cell fragments exposing them. [81]

وظائف أخرى تحرير

The "fat-soluble" vitamins (A, D, E and K) – which are isoprene-based lipids – are essential nutrients stored in the liver and fatty tissues, with a diverse range of functions. Acyl-carnitines are involved in the transport and metabolism of fatty acids in and out of mitochondria, where they undergo beta oxidation. [82] Polyprenols and their phosphorylated derivatives also play important transport roles, in this case the transport of oligosaccharides across membranes. Polyprenol phosphate sugars and polyprenol diphosphate sugars function in extra-cytoplasmic glycosylation reactions, in extracellular polysaccharide biosynthesis (for instance, peptidoglycan polymerization in bacteria), and in eukaryotic protein N-glycosylation. [83] [84] Cardiolipins are a subclass of glycerophospholipids containing four acyl chains and three glycerol groups that are particularly abundant in the inner mitochondrial membrane. [85] [86] They are believed to activate enzymes involved with oxidative phosphorylation. [87] Lipids also form the basis of steroid hormones. [88]

The major dietary lipids for humans and other animals are animal and plant triglycerides, sterols, and membrane phospholipids. The process of lipid metabolism synthesizes and degrades the lipid stores and produces the structural and functional lipids characteristic of individual tissues.

تحرير التخليق الحيوي

In animals, when there is an oversupply of dietary carbohydrate, the excess carbohydrate is converted to triglycerides. This involves the synthesis of fatty acids from acetyl-CoA and the esterification of fatty acids in the production of triglycerides, a process called lipogenesis. [89] Fatty acids are made by fatty acid synthases that polymerize and then reduce acetyl-CoA units. The acyl chains in the fatty acids are extended by a cycle of reactions that add the acetyl group, reduce it to an alcohol, dehydrate it to an alkene group and then reduce it again to an alkane group. The enzymes of fatty acid biosynthesis are divided into two groups, in animals and fungi all these fatty acid synthase reactions are carried out by a single multifunctional protein, [90] while in plant plastids and bacteria separate enzymes perform each step in the pathway. [91] [92] The fatty acids may be subsequently converted to triglycerides that are packaged in lipoproteins and secreted from the liver.

The synthesis of unsaturated fatty acids involves a desaturation reaction, whereby a double bond is introduced into the fatty acyl chain. For example, in humans, the desaturation of stearic acid by stearoyl-CoA desaturase-1 produces oleic acid. The doubly unsaturated fatty acid linoleic acid as well as the triply unsaturated α-linolenic acid cannot be synthesized in mammalian tissues, and are therefore essential fatty acids and must be obtained from the diet. [93]

Triglyceride synthesis takes place in the endoplasmic reticulum by metabolic pathways in which acyl groups in fatty acyl-CoAs are transferred to the hydroxyl groups of glycerol-3-phosphate and diacylglycerol. [94]

Terpenes and isoprenoids, including the carotenoids, are made by the assembly and modification of isoprene units donated from the reactive precursors isopentenyl pyrophosphate and dimethylallyl pyrophosphate. [51] These precursors can be made in different ways. In animals and archaea, the mevalonate pathway produces these compounds from acetyl-CoA, [95] while in plants and bacteria the non-mevalonate pathway uses pyruvate and glyceraldehyde 3-phosphate as substrates. [51] [96] One important reaction that uses these activated isoprene donors is steroid biosynthesis. Here, the isoprene units are joined together to make squalene and then folded up and formed into a set of rings to make lanosterol. [97] Lanosterol can then be converted into other steroids such as cholesterol and ergosterol. [97] [98]

Degradation Edit

Beta oxidation is the metabolic process by which fatty acids are broken down in the mitochondria or in peroxisomes to generate acetyl-CoA. For the most part, fatty acids are oxidized by a mechanism that is similar to, but not identical with, a reversal of the process of fatty acid synthesis. That is, two-carbon fragments are removed sequentially from the carboxyl end of the acid after steps of dehydrogenation, hydration, and oxidation to form a beta-keto acid, which is split by thiolysis. The acetyl-CoA is then ultimately converted into ATP, CO2، و H.2O using the citric acid cycle and the electron transport chain. Hence the citric acid cycle can start at acetyl-CoA when fat is being broken down for energy if there is little or no glucose available. The energy yield of the complete oxidation of the fatty acid palmitate is 106 ATP. [99] Unsaturated and odd-chain fatty acids require additional enzymatic steps for degradation.

Most of the fat found in food is in the form of triglycerides, cholesterol, and phospholipids. Some dietary fat is necessary to facilitate absorption of fat-soluble vitamins (A, D, E, and K) and carotenoids. [100] Humans and other mammals have a dietary requirement for certain essential fatty acids, such as linoleic acid (an omega-6 fatty acid) and alpha-linolenic acid (an omega-3 fatty acid) because they cannot be synthesized from simple precursors in the diet. [93] Both of these fatty acids are 18-carbon polyunsaturated fatty acids differing in the number and position of the double bonds. Most vegetable oils are rich in linoleic acid (safflower, sunflower, and corn oils). Alpha-linolenic acid is found in the green leaves of plants and in some seeds, nuts, and legumes (in particular flax, rapeseed, walnut, and soy). [101] Fish oils are particularly rich in the longer-chain omega-3 fatty acids eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA). [102] Many studies have shown positive health benefits associated with consumption of omega-3 fatty acids on infant development, cancer, cardiovascular diseases, and various mental illnesses (such as depression, attention-deficit hyperactivity disorder, and dementia). [103] [104]

In contrast, it is now well-established that consumption of trans fats, such as those present in partially hydrogenated vegetable oils, are a risk factor for cardiovascular disease. Fats that are good for one may be turned into trans fats by improper cooking methods that result in overcooking the lipids. [105] [106] [107]

A few studies have suggested that total dietary fat intake is linked to an increased risk of obesity [108] [109] and diabetes, [110] however, a number of very large studies, including the Women's Health Initiative Dietary Modification Trial, an eight-year study of 49,000 women, the Nurses' Health Study, and the Health Professionals Follow-up Study, revealed no such links. [111] [112] None of these studies suggested any connection between percentage of calories from fat and risk of cancer, heart disease, or weight gain. The Nutrition Source, [113] a website maintained by the department of nutrition at the T. H. Chan School of Public Health at Harvard University, summarizes the current evidence on the effect of dietary fat: "Detailed research—much of it done at Harvard—shows that the total amount of fat in the diet isn't really linked with weight or disease." [114]


Selective Permeability

Recall that plasma membranes have hydrophilic and hydrophobic regions. This characteristic helps the movement of certain materials through the membrane and hinders the movement of others. Lipid-soluble material (hydrophobic molecules) can easily slip through the hydrophobic lipid core of the membrane. مواد مثل الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون A و D و E و K تمر بسهولة عبر أغشية البلازما في الجهاز الهضمي والأنسجة الأخرى. Fat-soluble drugs also gain easy entry into cells and are readily transported into the body’s tissues and organs. Small non-polar molecules such as oxygen and carbon dioxide have no charge and can pass directly through the membrane.

Polar substances, with the exception of water, present problems for the membrane. While some polar molecules connect easily with the outside of a cell, they cannot readily pass through the hydrophobic core of the plasma membrane. Additionally, whereas small ions (charged particles) could easily slip through the spaces in the mosaic of the membrane, their charge prevents them from doing so. Ions such as sodium, potassium, calcium, and chloride must have a special means of penetrating plasma membranes. Simple sugars and amino acids (which are relatively large and polar) also need help with transport across plasma membranes.


Lipid

Structures of some common lipids. At the top are cholesterol [1] and oleic acid. [2] The middle structure is a triglyceride composed of oleoyl, stearoyl, and palmitoyl chains attached to a glycerol backbone. At the bottom is the common phospholipid phosphatidylcholine.

في علم الأحياء ، أ lipid is a substance of biological origin that is soluble in nonpolar solvents. [3] It comprises a group of naturally occurring molecules that include fats, waxes, sterols, fat-soluble vitamins (such as vitamins A, D, E, and K), monoglycerides, diglycerides, triglycerides, phospholipids, and others. The main biological functions of lipids include storing energy, signaling, and acting as structural components of cell membranes. [4] [5] Lipids have applications in the cosmetic and food industries as well as in nanotechnology. [6]

Scientists sometimes broadly define lipids as hydrophobic or amphiphilic small molecules the amphiphilic nature of some lipids allows them to form structures such as vesicles, multilamellar/unilamellar liposomes, or membranes in an aqueous environment. Biological lipids originate entirely or in part from two distinct types of biochemical subunits or “building-blocks”: ketoacyl and isoprene groups. [4] Using this approach, lipids may be divided into eight categories: fatty acids, glycerolipids, glycerophospholipids, sphingolipids, saccharolipids, and polyketides (derived from condensation of ketoacyl subunits) and sterol lipids and prenol lipids (derived from condensation of isoprene subunits). [4]

Although the term lipid is sometimes used as a synonym for fats, fats are a subgroup of lipids called triglycerides. Lipids also encompass molecules such as fatty acids and their derivatives (including tri-, di-, monoglycerides, and phospholipids), as well as other sterol-containing metabolites such as cholesterol. [7] Although humans and other mammals use various biosynthetic pathways both to break down and to synthesize lipids, some essential lipids cannot be made this way and must be obtained from the diet.

الكلمة lipid stems etymologically from the Greek lipos (fat).


فيتامين هـ

Vitamin E, also known as tocopherol, has eight possible forms, the most common of which is alpha (&alpha) tocopherol.

This nutrient is an antioxidant and protects the body&rsquos cells from the harmful effects of free radicals. The vitamin is crucial for our nervous system, skeletal muscle and retina.

It also prevents blood vessels from becoming clogged with plaque. This plaque is nothing but fatty deposits, and when these build up in the arteries, it leads to atherosclerosis. However, the exact role of how vitamin E prevents atherosclerosis is still unclear.

Fat-containing foods, such as fish, egg yolks, almonds and peanut butter, can also be your go-to for regular doses of this vitamin. Seed oils, such as those from sunflower and mustard, are also rich in vitamin E. Adding large amounts of red and green peppers, spinach and beet greens to your diet will also supply you with sufficient amounts of Vitamin E.

The general consensus is that vitamin E is required for vitamin A to be utilized optimally. Studies have shown that if a diet contains adequate amounts of vitamin E, then more vitamin A is stored in the liver.


Which Vitamins are Fat-Soluble Vitamins?

There are four fat-soluble vitamins, these are_

Vitamin A isn’t technically a single compound rather it is a group of fat-soluble compounds collectively known as retinoids. The most common dietary form of vitamin A is retinol. Other forms – retinal and retinoic acid - can be found in the body, but are rare or even absent in foods.

What does vitamin A do?

Vitamin A is vital in maintaining vision, hair growth, immune function, cell growth, and reproductive function.

Where is vitamin A found?

You’ll find trace amounts of vitamin A in a range foods, but the richest dietary sources of vitamin A is in foods such as fish liver oil, butter, carrots, and spinach.

Are vitamin A deficiencies common?

Vitamin A deficiencies are rare, and although it is found in many vegetables, “preformed” vitamin A is only found in animal-sourced foods. A deficiency in vitamin A may lead to hair loss, poor immune function, and skin conditions such as hyperkeratosis. Most people get a sufficient amount of Vitamin A from their diets, but a supplement is often beneficial, especially for those who eat largely or completely plant-based diet, but don’t always eat as many unprocessed vegetables as they should!

This vitamin is also known as calciferol, or more colloquially, the sunshine vitamin, because it is produced by the skin when exposed to sunlight. Like vitamin A, vitamin D is actually a collective term that is used to describe a few related fat-soluble compounds.

What does vitamin D do?

Vitamin D is responsible for regulating and strengthening the immune system. It also works to regulate the circulating levels of calcium and phosphorus, which are vital minerals for bone growth and maintenance. It also promotes the absorption of these minerals from the diet.

Where can I find vitamin D?

Vitamin D comes in two main dietary forms_ vitamin D2 (ergocalciferol) which is found in mushrooms and some plants, and vitamin D3 (cholecalciferol), which can be found in animal-sourced foods, such as eggs and fish oil, and produced by your skin when exposed to sunlight. Due to its appearance in animal-based foods, it is not uncommon for vegans to take a combination supplement of Vitamin B12 and D3.

Are vitamin D deficiencies common?

Just like vitamin A, deficiencies in vitamin D are uncommon. Factors that may increase likelihood of being deficient include old age, dark skin colour, obesity, low sun exposure, and diseases that impair fat absorption.

This is also not only one vitamin in itself, rather it is a family of eight structurally similar antioxidants that are divided into two groups_ tocopherols and tocotrienols. Alpha-tocopherol is a tocopherol and is the most common form of vitamin E, making up around 90% of vitamin E in the blood.

What does vitamin E do?

The main role of Vitamin E in the body is to act as an antioxidant, preventing oxidative stress and protecting fatty acids in your cell membranes from free radicals. These antioxidant properties are more effective when taken in addition to other nutrients like vitamin C, selenium, and vitamin B3.

Where can I find vitamin E?

Good sources of vitamin E include vegetable oils, avocados, seeds, nuts, and nut butters.

Are vitamin E deficiencies common?

Just like the other vitamins, we have looked at, it is very uncommon to be deficient in vitamin E. Symptoms of true vitamin E deficiency include weakened immune function, difficulty walking as a result of muscle weakness, tremors, vision problems, and numbness in the hands and feet.

Again, this vitamin is broken down into two groups known as Vitamin K1, which is found in plant-based foods, and Vitamin K2, which is primarily found in animal-products. Technically there are an additional 3 compounds, vitamins K3, K4 and K5, but they are synthetic (and so aren’t found naturally in our diets).

What does vitamin K do?

The K in actually stands for “koagulation”, which is the Danish word, similar to the English word which basically means “to clot”. Besides helping to keep your blood clotting as it should, vitamin K also aids in supporting bone health and helping prevent the calcification of blood vessels, potentially reducing the risk of heart disease.

Where can I find Vitamin K?

Vitamin K1 (phylloquinone) can be found in leafy green vegetables, whereas vitamin K2 (menaquinone) is mainly found in animal-sourced foods and fermented soy products, such as tofu and natto.

Are vitamin K deficiencies common?

Unlike other fat-soluble vitamins, Vitamin K is not stored in the body easily. In fact, it can take as little as 7 to 10 days for an average adult to become deficient in Vitamin K if they do not ingest it regularly in their diet. Due to vitamin K’s support of the body’s ability to clot blood, any small wound to a Vitamin K deficient body would cause continual bleeding. Despite this, Vitamin K deficiency is very rare.


فيتامين أ

Vitamin A Deficiency

Since vitamin A is stored in the liver and released as needed, the liver acts as a buffer for vitamin A. As a result, serum vitamin A levels are not a good indicator of total body vitamin A stores. Normal serum vitamin A levels are 30–70 μg/dl (normal values are lower for younger children) and a decrease to <15 μg/dl indicates substantial deficiency. Since RBP is necessary for hepatic vitamin A delivery to peripheral tissues, individuals subject to protein-calorie malnutrition are especially prone to vitamin A deficiency.

Night blindness (nyctalopia) is usually the earliest and perhaps the best known clinical indicator of clinical deficiency. Night blindness can also be seen in general protein and zinc deficiency, but it usually suggests vitamin A deficiency. Indeed, measurements of dark adaptation and electroretinography are probably much better indicators of clinical vitamin A deficiency than serum vitamin A levels but are too complex to be used as screening tests. If vitamin A deficiency continues, other signs, possibly related to the vitamin's trophic effect on epithelial cells, develop. The cornea and bulbar conjunctiva become dry and wrinkled, and small yellow-gray spots with foamy surfaces may develop on the conjunctivae. These so-called Bitôt spots are usually regarded as reversible by vitamin A but herald more serious keratomalacia and corneal ulceration, which are often not reversible. Dryness and keratinization of other epithelial tissue such as the skin and respiratory and urinary tissue, reflecting systemic epithelial damage, may also occur. Vitamin A-deficient children also appear more susceptible to develop complications of measles infection, possibly due to an effect on the immune system.

Paradoxically, both vitamin A deficiency and vitamin A intoxication have been implicated in the production of increased intracranial pressure, although vitamin A deficiency is only rarely the cause. There have been reports of increased intracranial pressure in patients with cystic fibrosis, with the implication that vitamin A deficiency is responsible.

Night blindness and the milder conjunctival changes (i.e., Bitôt spots) respond to vitamin A at 5000 IU/kg/day for 5–7 days, followed by 2000–6000 IU/day for 1 or 2 months. Corneal ulceration is a medical emergency and requires immediate treatment with vitamin A at 20,000 IU/kg for 5 days.


(Worksheet)

Structures of some common lipids. At the top are cholesterol [1] and oleic acid. [2] The middle structure is a triglyceride composed of oleoyl, stearoyl, and palmitoyl chains attached to a glycerol backbone. At the bottom is the common phospholipid phosphatidylcholine.

في علم الأحياء ، أ lipid is a substance of biological origin that is soluble in nonpolar solvents. [3] It comprises a group of naturally occurring molecules that include fats, waxes, sterols, fat-soluble vitamins (such as vitamins A, D, E, and K), monoglycerides, diglycerides, triglycerides, phospholipids, and others. The main biological functions of lipids include storing energy, signaling, and acting as structural components of cell membranes. [4] [5] Lipids have applications in the cosmetic and food industries as well as in nanotechnology. [6]

Scientists sometimes broadly define lipids as hydrophobic or amphiphilic small molecules the amphiphilic nature of some lipids allows them to form structures such as vesicles, multilamellar/unilamellar liposomes, or membranes in an aqueous environment. Biological lipids originate entirely or in part from two distinct types of biochemical subunits or “building-blocks”: ketoacyl and isoprene groups. [4] Using this approach, lipids may be divided into eight categories: fatty acids, glycerolipids, glycerophospholipids, sphingolipids, saccharolipids, and polyketides (derived from condensation of ketoacyl subunits) and sterol lipids and prenol lipids (derived from condensation of isoprene subunits). [4]

Although the term lipid is sometimes used as a synonym for fats, fats are a subgroup of lipids called triglycerides. Lipids also encompass molecules such as fatty acids and their derivatives (including tri-, di-, monoglycerides, and phospholipids), as well as other sterol-containing metabolites such as cholesterol. [7] Although humans and other mammals use various biosynthetic pathways both to break down and to synthesize lipids, some essential lipids cannot be made this way and must be obtained from the diet.

الكلمة lipid stems etymologically from the Greek lipos (fat).


ملخص

The intake of carotenoid-rich foods is inversely associated with risk of lung cancers of the types associated with cigarette smoking. Persons who smoke cigarettes and rarely or never eat carotenoid-rich foods have an appreciably greater risk of lung cancer than do comparable cigarette smokers who usually eat one or more servings of such foods daily. However, the consumption of carotenoid-rich foods does not necessarily serve as a protective factor against lung cancer for persons who smoke. The magnitude of the relative risk of both of these factors has not yet been well characterized. Studies also suggest an inverse association between β-carotene in serum and risk of lung cancer, but the evidence does not yet permit a conclusion that the association is with β-carotene specifically rather than some other carotenoid. In addition, intake of carotenoid-rich foods may be associated with a decreased risk of carcinomas at other sites𠅏or example, the uterine cervix𠅋ut the data are inconclusive.

Neither intake of foods rich in preformed vitamin A nor serum concentrations of retinol appear to be associated with risk of cancer in humans, including cancer of the lung. However, the ability of retinoids to prevent, suppress, or retard some chemically induced cancers at sites such as the pancreas, prostate, lung, esophagus, and colon in animal models is well established.

Evidence regarding anticancer roles for other fat-soluble vitamins is not persuasive. Intake of vitamin E by itself has not been related to overall risk of cancer, but the combination of low serum levels of vitamin E and selenium may be related to increased risk of some cancers, such as breast and lung cancers. Results of animal studies have been inconsistent, and anticancer mechanisms for vitamin E have not been established.

Vitamin D influences bone mineralization by enhancing absorption of calcium from the intestinal tract and maintaining serum calcium concentrations. However, the exact mechanism by which this occurs is unknown. There is a higher incidence of osteomalacia among populations that avoid exposure to sunlight and such people often have low serum levels of vitamin D metabolites. The contribution of vitamin D deficiency to osteomalacia in the elderly is not known.

Vitamin K2 is synthesized by intestinal microflora. A decrease in this synthesis, especially if dietary intake of vitamin K is low, can lead, for example, to vitamin K deficiency in infants. Vitamins K1 وك3 act at different metabolic sites and consequently their roles in the causation or prevention of cancer are not the same. Vitamin K status is affected by certain drugs such as sulfa drugs and other broad spectrum antibiotics. High levels of vitamin E can interfere with the clotting activity of vitamin K.