Lipid là gì? Lipid có những loại nào? Chúng có chức năng gì trong cơ thể? Và tại sao chúng lại quan trọng đến vậy? Hãy tham khảo bài viết NOVAGEN chia sẻ sau để được giải đáp các vấn đề trên một cách chi tiết!
Nội dung:
1. Lipid là gì?
Lipid là một nhóm hợp chất hữu cơ rộng bao gồm chất béo, sáp, sterol, vitamin tan trong chất béo (như vitamin A, D, E và K), monoglyceride, diglyceride, phospholipid và các loại khác. Chức năng của lipid bao gồm lưu trữ năng lượng, truyền tín hiệu và hoạt động như các thành phần cấu trúc của màng tế bào. Lipid có ứng dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, thực phẩm và trong công nghệ nano.
Lipid có thể được định nghĩa rộng rãi là các phân tử nhỏ kỵ nước hoặc lưỡng tính; bản chất lưỡng tính của một số lipid cho phép chúng tạo thành các cấu trúc như túi, liposome đa lớp/đơn lớp hoặc màng trong môi trường nước. Lipid sinh học có nguồn gốc hoàn toàn hoặc một phần từ hai loại tiểu đơn vị sinh hóa hoặc “khối xây dựng” riêng biệt: nhóm ketoacyl và isoprene. Sử dụng phương pháp này, lipid có thể được chia thành tám loại: acyl béo, glycerolipid, glycerophospholipid, sphingolipid, saccharolipid, polyketide (có nguồn gốc từ sự ngưng tụ của các tiểu đơn vị ketoacyl), lipid sterol và lipid prenol (có nguồn gốc từ sự ngưng tụ của các tiểu đơn vị isoprene).
Thuật ngữ “lipid” đôi khi được sử dụng như một từ đồng nghĩa với chất béo nhưng chất béo lại là một phân nhóm lipid và được gọi là triglyceride. Lipid cũng bao gồm các phân tử như axit béo và các dẫn xuất của chúng (bao gồm tri-, di-, monoglyceride và phospholipid), cũng như các chất chuyển hóa chứa sterol khác như cholesterol. Mặc dù con người và các động vật có vú khác có thể sử dụng nhiều con đường tổng hợp sinh học khác nhau để phân hủy và tổng hợp lipid nhưng một số lipid thiết yếu không thể được tạo ra theo cách này mà phải lấy từ chế độ ăn uống.
2. Chuyển hóa lipid
Các lipid chính trong chế độ ăn uống của con người và các loài động vật khác là triglyceride (động vật và thực vật), sterol, phospholipid màng. Quá trình chuyển hóa lipid sẽ gồm việc tổng hợp và phân hủy các kho dự trữ lipid để tạo ra các lipid cấu trúc và chức năng đặc trưng của từng mô.
2.1. Tổng hợp sinh học
Ở động vật, khi có quá nhiều carbohydrate trong chế độ ăn, lượng carbohydrate dư thừa sẽ được chuyển thành triglyceride. Quá trình này bao gồm quá trình tổng hợp axit béo từ acetyl-CoA và quá trình este hóa axit béo trong quá trình sản xuất triglyceride, gọi là lipogenesis. Axit béo được tạo ra bởi các synthase axit béo trùng hợp và sau đó khử các đơn vị acetyl-CoA. Các chuỗi acyl trong axit béo được kéo dài bằng một chu trình phản ứng thêm nhóm acetyl, khử nó thành rượu, khử nước thành nhóm anken và sau đó khử nó một lần nữa thành nhóm ankan. Các enzyme sinh tổng hợp axit béo được chia thành hai nhóm, ở động vật và nấm, tất cả các phản ứng synthase axit béo này đều được thực hiện bởi một protein đa chức năng duy nhất, trong khi ở lục lạp thực vật và vi khuẩn, các enzyme thực hiện riêng biệt từng bước. Các axit béo sau đó có thể được chuyển đổi thành triglyceride được đóng gói trong lipoprotein và tiết ra từ gan.
Quá trình tổng hợp axit béo không bão hòa liên quan đến phản ứng khử bão hòa, trong đó một liên kết đôi được đưa vào chuỗi acyl béo. Ví dụ, ở người, quá trình khử bão hòa axit stearic bởi stearoyl-CoA desaturase-1 tạo ra axit oleic. Axit linoleic axit béo không bão hòa kép cũng như axit α-linolenic không bão hòa ba không thể tổng hợp được trong mô động vật có vú và do đó là axit béo thiết yếu và phải lấy từ chế độ ăn.
Sự tổng hợp triglyceride diễn ra trong lưới nội chất thông qua các con đường chuyển hóa trong đó các nhóm acyl trong acyl-CoA béo được chuyển đến các nhóm hydroxyl của glycerol-3-phosphate và diacylglycerol.
Terpen và isoprenoid, bao gồm carotenoid, được tạo ra bằng cách lắp ráp và biến đổi các đơn vị isopren được cung cấp từ các tiền chất phản ứng isopentenyl pyrophosphate và dimethylallyl pyrophosphate. Các tiền chất này có thể được tạo ra theo nhiều cách khác nhau. Ở động vật và vi khuẩn cổ, con đường mevalonate tạo ra các hợp chất này từ acetyl-CoA, trong khi ở thực vật và vi khuẩn, con đường không phải mevalonate sử dụng pyruvate và glyceraldehyde 3-phosphate làm chất nền. Một phản ứng quan trọng sử dụng các chất cung cấp isopren hoạt hóa này là quá trình tổng hợp steroid. Tại đây, các đơn vị isopren được nối lại với nhau để tạo thành squalene rồi gấp lại và tạo thành một bộ vòng để tạo thành lanosterol. Sau đó, lanosterol có thể được chuyển đổi thành các steroid khác như cholesterol và ergosterol.
2.2. Phân hủy
Beta oxy hóa là quá trình chuyển hóa trong đó các axit béo bị phân hủy trong ty thể hoặc trong peroxisome để tạo ra acetyl-CoA. Phần lớn, các axit béo bị oxy hóa theo cơ chế tương tự nhưng không giống hệt với quá trình đảo ngược quá trình tổng hợp axit béo. Nghĩa là, các mảnh hai carbon được loại bỏ tuần tự khỏi đầu carboxyl của axit sau các bước khử hydro, hydrat hóa và oxy hóa để tạo thành axit beta-keto, sau đó được phân tách bằng quá trình thiolysis. Acetyl-CoA sau đó cuối cùng được chuyển đổi thành adenosine triphosphate (ATP), CO2 và H2O bằng cách sử dụng chu trình axit citric và chuỗi vận chuyển điện tử. Do đó, chu trình axit citric có thể bắt đầu tại acetyl-CoA khi chất béo đang bị phân hủy để tạo năng lượng nếu có ít hoặc không có glucose. Năng lượng thu được từ quá trình oxy hóa hoàn toàn axit béo palmitate là 106 ATP. Các axit béo không bão hòa và chuỗi lẻ yêu cầu các bước enzym bổ sung để phân hủy.
3. Các vấn đề về dinh dưỡng, sức khỏe xung quanh lipid
Hầu hết chất béo có trong thực phẩm ở dạng triglyceride, cholesterol và phospholipid. Một số chất béo trong chế độ ăn uống là cần thiết để tạo điều kiện hấp thụ các vitamin tan trong chất béo (A, D, E và K) và carotenoid. Con người và các động vật có vú khác có nhu cầu dinh dưỡng đối với một số axit béo thiết yếu, chẳng hạn như axit linoleic (axit béo omega-6) và axit alpha-linolenic (axit béo omega-3) vì chúng không thể tổng hợp được từ các tiền chất đơn giản trong chế độ ăn uống. Cả hai axit béo này đều là axit béo không bão hòa đa 18 carbon khác nhau về số lượng và vị trí của các liên kết đôi. Hầu hết các loại dầu thực vật đều giàu axit linoleic (dầu cây rum, dầu hướng dương và dầu ngô). Axit alpha-linolenic có trong lá xanh của thực vật và trong một số loại hạt, quả hạch và cây họ đậu (đặc biệt là hạt lanh, hạt cải dầu, quả óc chó và đậu nành). Dầu cá đặc biệt giàu axit béo omega-3 chuỗi dài hơn là axit eicosapentaenoic và axit docosahexaenoic. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra những lợi ích tích cực cho sức khỏe liên quan đến việc tiêu thụ axit béo omega-3 đối với sự phát triển của trẻ sơ sinh, ung thư, bệnh tim mạch và nhiều bệnh tâm thần khác (như trầm cảm, rối loạn tăng động giảm chú ý và chứng mất trí).
Ngược lại, hiện nay đã được xác định rõ ràng rằng việc tiêu thụ chất béo chuyển hóa, chẳng hạn như chất béo có trong dầu thực vật hydro hóa một phần, là một yếu tố nguy cơ gây bệnh tim mạch. Chất béo tốt cho một người có thể bị chuyển thành chất béo chuyển hóa do phương pháp nấu ăn không đúng cách dẫn đến nấu quá chín lipid.
Tham khảo: Wikipedia
