Prof. Dr. Suat ERDOĞAN 6 Mart 2014
İçerik Lipidlerin tanımı Lipidlerin fonksiyonları Yağ asitleri Trigliserdiler Beslenmede önemi Fosfolipidler Kolesterol Steroidler
Lipid Lipos Grekçede yağ anlamına gelir Lipidler (veya yağlar) çözünürlüklerine göre sınıflandırılan ve doğal olarak bulunan organik moleküllerdir. Suda çözünmezler, fakat eter, kloroform, benzen ve aseton gibi polar olmayan solventlerde (çözücü) çözünürler.
Önemli lipidler Lipidler polar ya da nonpolar polar olabilir (amfipatik). Bazı önemli lipidler trigliserol, fosfatidilgliserol, sfingolipidler, glikolipidler, yağda çözünen vitaminler, prostaglandinler kolesterol, steroid hormonlar, safra asitleri
Lipidlerin özellikleri Suda çözünmezler Yağlar (fat) oda ısısında katıdırlar Sıvı yağlar (oil) oda ısısında sıvıdır Trigliseridler besin maddeleri ve insan vücudundaki (depo) lipidlerin büyük çoğunluğunu oluşturur Hidrolizlerinde yüksek enerji verirler (9 kcal/g)
Lipidlerin fonksiyonları Biyolojik enerji kaynağı Enerjinin etkili formda depo edilmesi Izolasyon Organizmayı dış etkenlerden koruma İç organlara destek sağlama Yağda çözünen vitaminlerin taşınması Isı ve elektrik izolasyonu Hücre membranlarının yapıtaşı Yiyeceklere gevreklik, lezzet ve doygunluk verirler
Enerji verirler ve enerji deposudurlar Yağlar vücutta önemli enerji depolarıdır (ATP). Adipoz dokuda depo edilirler.
Vücuttaki yağ hücreleri Yağlar yapılarında yağ hücreleri (= adiposit) adı verilen anlı hücreleri bulundurur. Adipositler adipoz dokuyu oluşturur.
Izolasyon Yağlar deri altında ve bazı organların çevresinde (böbrek gibi) ısı izolatörü gibi rol oynar ve Sinir hücrelerinin myelin kılıflarında elektrik izolatörü gibi görev yaparak iletinin hızlı akışına yardımcı olur.
Koruma Deri altındaki yağlar vücudu ısı ve soğuğa karşı koruyucu izolasyon görevi yapar. Koruyucu ped etkisi ve enerji deposu olarak bulunur.
Taşıma: yağda çözünen vitaminlerin kanda taşırlar Yağ ve proteinlerin karışımından oluşan yapılar (lipoproteinler) önemli hücresel yapılardır. Bu yapılar kanda lipidlerin taşınmasından sorumludur.
Membran yapısında lipidler Membran lipidleri hücre yüzeyinde çift katmanlı tabaka oluşturan ve yapısal olarak yağ ve lipidlere benzerlik gösteren yapılardır. Membranda yer alan başlıca lipidler: fospholipidler, glikolipidler ve kolesterol.
Tokluk hissi Lipidler insan ve hayvaların ince bağırsaklarında bulundukları sürede gıda alımını baskılarlar.
Lezzet ve ağızda hoş tat bırakırlar Yağlar lezzetsiz olmaların arağmen damak tadı bırakırlar! Yağlar gıdaların alımını kolaylaştırır ve lezzeti artırırlar. Lipid içerik ise gıdalarda aroma, lezzet ve görünümünü belirler.
Lipidler iki sınıfa ayrılır: basit ve bileşik I. Basit lipitler Yağ asitlerinin çeşitli alkollerle yapmış olduğu esterleridir. a. Katı yağlar (fat): yağ asitlerinin gliserol ile yaptığı esterlerdir. b. Mumlar: gliserolün haricinde yüksek alkollerle esterleşmiş yağ asitleridir.
II. Bileşik (kompleks) lipitler Yapılarında alkol ve yağ asidine ilaveten farklı gruplar içeren lipitlerdir. a. Fosfolipidler: Bu lipitlerde yağ asidi ve alkolün yanı sıra fosforik asit bulunur. b. Glikolipidler: Yağ asidi, karbonhidrat ve azot içerirler c. Diğer karışık lipidler: Sülfolipit, aminolipit ve lipoproteinler bu grupta yer alır.
Yağ asitleri Karbon uzunluğuna göre: Kısa zincirli yağ asitleri (2-4 C) Orta zincirli yağ asitleri (6-10 C) Uzun yağ asitleri (12-28 C) - Yağ asitlerinin karbon uzunluğu beslenmede önem taşır. -En sık rastlanan yağ asitleri 14-22 C atomlu olanlarıdır. -Yağ asitleri doğal katı ve sıvı yağlarda eseterleşmiş olarak bulunurken, plazmada serbet yağ asitleri (free fatty acids (FFA) şeklinde taşınır.
Yağ asitleri Bir yağ asidi doymuş (sature, çift bağ bulundurmayan) veya doymamış (ansature, bir veya daha fazla çift bağ bulunduran) yapıda olabilir. Ansatura yağ asitleri de iki şekilde bulunabilir: a. Monoansature yağ asitleri, yapısında bir adet çift bağ bulunanlar (örn. oleik sit). b. Poliansature yağ asitleri iki veya dada fazla çift bağ bulundururlar (örn. linoleik asit, araşidonik asit).
Doymuş (sature) yağ asitleri H H H H H H H H H H H H H H H H H O H-C--C--C--C--C--C--C--C--C--C--C--C--C--C--C--C--C-C-OH H H H H H H H H H H H H H H H H H omega uç alfa uç Stearik asit: C18H38O2
Yağ Asitlerinin Numaralandırılması ve Gösterilmesi Yağ asitlerindeki C atomları, karboksil grubundan (COOH) numaralandırılır. COOH grubuna bitişik Catomu 2 nolu C atomudur ve bu C atomu aynı zamanda α-karbon diye de bilinir. 3 nolu C atomu -karbondur. Son metil (CH3) grubundaki C atomu ise omega ( ) veya n-karbon atomu olarak bilinir. CH3 CH2...CH2 CH2 CH= CH 4 CH2 3 CH2 2 CH2 1 COOH CH3 CH2...CH2 CH2 CH= CH CH2 CH2 CH2 COOH
Doymuş yağ asitleri Laurik asit (12 C) Miristik asit (14 C) Palmitik asit (16 C) Stearik asit (18 C) Araşidik asit (20 C)
Yağ asidinin doğal (cis) ve yapay (trans) formu Cis kelimesi aynı taraf, aynı yön anlamına gelir. Doğal olarak çift bağlı cis yapısındaki yağ asitleri bir eğrilik (kavis) oluşmaktadır. Doyamamış yağ asitleri herhangi bir koşulda (diyette, organizmada) kolay okside olur. Bunun önlenmesi için yağa antioksidan maddeler (örn. E vitamini, kükürt içeren amino asitler) katılabilir.
Trans yağlar Trans ise ters taraf demektir. Doymamış yağ asitleri hidrojenlenerek kısmen veya tamamen doyurulduğunda bu eğrilik düzelerek zincir aynı yönde uzar ve ters taraf (trans) yapısı oluşur. Margarinler, ticari kızartma yağları trans yağ asitlerinden zengindir.
Trans yağlar nasıl elde edilir? Doymamış yağ asitlerinden zengin sıvı yağların uygun bir katalizör eşliğinde (örn. nikel) karıştırma, ısı ve hidrojen basıncının uygulanması ile elde edilir. İnek sütü, eti, tereyağı ve peyniri % 2-8 oranında trans yağları içerir. Endüstriyel yolla üretilen margarinler ise çok daha yüksek oranlarda trans yağ bulundurur.
Trans yağlar niçin zararlı? Trans yağlar (veya yağ asitleri) LDL (kötü) kolesterolü yükseltirken, HDL (iyi) düzeyini düşürür. Trans yağlar aynı zamanda vücutta kalp sağlığı için gerekli olan omega-3 yağ asitleri dengesini bozar. Bu sebeple kardiyovasküler hastalıklar için risk faktörüdür. Diyette trans yağların % 2 artırılması kardiyovasküler hastalık riskini % 23 oranında yükseltir. Organizmada büyük yağ dokusu oluşumuna neden olurak beziteye neden olur. İnsüline direnç gelişerek diyabete yatkınlığı artırır.
Trans ve cis yağ asitleri
Doymamış yağ asitleri Palmitoleik asit (16:1) Oleik asit (18:1) Linoleik asit (18:2) -Linolenik asik asit (18:3) -Linolenik asit (18:3) Araşidonik asit (20:4) 16:1 mean: a fatty acid contains 16C and 1 double bond in the structure Colored in red demonstrates essential fatty acids.
Monoansature (tek çift bağ) yağ asidi yapısı H H H H H H H H H H H H H H H O H-C--C--C--C--C--C--C--C--C=C--C--C--C--C--C--C--C--C-OH H H H H H H H H H H H H H H H H H omega end One double bond alpha end
Poliansature (birden fazla çift bağ) yağ asidi yapısı H H H H H H H H H H H H H O H-C--C--C--C--C--C=C--C--C=C--C--C--C--C--C--C--C--C-OH H H H H H H H H H H H H H H H H H omega end > 2 double bonds alpha end
Esansiyel yağ asitleri Organizmada sentezlenemeyen ve diyetle alınması zorunlu yağ asitlerine esansiyel (elzem) yağ asidi adı verilir. Metil (CH3) grubundan sonraki ilk çift bağa kadar olan yapı organizmada üretilemez. İnsanlar için esansiyel yağ asitleri: Linoleik (ω-6) Linolenik (ω-3) Araşidonik asitler
Esansiyel yağ asidi- Omega-6 (linoleik asit) H H H H H H H H H H H H H O H-C--C--C--C-- C--C =C--C--C=C--C--C--C--C--C--C--C--C-OH H H H H H H H H H H H H H H H H H omega end Ilk çift bağ omega uçtaki 6. karbon atomunda bulunur alpha end
Omega-6 (linoleik) yağ asidi Bitkisel yağlarda bulunur Günde yalnızca ~ 1 yemek kaşığı kadar gereklidir Araşidonik asit omega-6 yağ asidinden üretilebilir Eikosanoidlere metabolize edilir
Esansiyel yağ asidi- Omega-3 (linolenik asit) H H H H H H H H H H H H H H H H H O H-C--C--C=C--C--C =C--C--C=C--C--C--C--C--C--C--C--C-OH H H H H H H H H H H H omega end alpha end 1st double bond is located on the 3rd carbon from the omega end
Omega-3 (linolenik) yağ asidi Balık yağında bol bulunur Kanola ve soya yağında da vardır Günlük alınması gereken miktar haftada ~2 balık yenmesi ile sağlanabilir.
Çeşitli Yağlarda Doymuş ve Doymamış Yağ Asidi Düzeyleri Yağ Doymuş Yağ Asidi % Doymamış Tek Çift Bağ Taşıyan Yağ Asidi % Doymamış Çok Çift Bağ Taşıyan Yağ Asidi % Kuyruk Yağı 57 38 5 Tereyağ 66 30 4 Zeytinyağı 14 77 9 Mısırözü Yağı 16 32 52 Soya Yağı 16 22 62 Ayçiçek Yağı 13 21 66 Palmiye Yağı 50 39 11 Balıkyağı 29 48 23
Besinsel ω-3 kaynakları Omega-3 kaynakları hayvansal ve bitkisel olmak üzere ikiye ayrılır. Hayvansal omega-3 kaynakları aktif metabolit olarak EPA ve DHEA içerirler. Bitkisel olanlarda aktif metabolitler değil, alfa-linolenik asit (ALA) vardır. ALA nın %10-15 i insan vücudunda bulunan enzimler aracılığı ile aktif metabolitlere (EPA ve DHEA) dönüşür. Bebeklerde ve kronik hastalarda bu dönüşüm daha da azdır.
EPA ve DHEA Omega-3 yağ asitlerinin kaynağını alfa-linolenik asit (ALA) oluşturur. ALA, 18 karbonlu olup, 3 çift bağ içerir; ilk çift bağı, metil grubuna en yakın 3. karbondadır (C18:3: w-6). Alfa-linolenik asit insan vücudunda bulunan desatüraz ve elongazlar ile eikozapentaneoik asit (EPA) (C20:5: w-3) ve dokozapentaneoik asit (DHEA) (C22:6: w-3) gibi metabolitlere dönüşür.
Erişkin bir insanın 1-1,5 g hayvansal omega-3 e ihtiyacı vardır. Hayvansal omega-3 ten en zengin besin balık yağlarıdır. Özgür dolaşıp beslenen hayvanların et, süt ve yumurtaları da omega-3 ten zengindirler. Çiftlik balıkları yosunla değil suni yemlerle beslendikleri için omega-3 içerikleri oldukça düşüktür. Özgür dolaşan tavuklar çok miktarda ot ve böcek yerler. Bu nedenle et ve yumurtalarındaki omega-6/omega-3 oranı yaklaşık 1/1 dir. Otlakta otlayan hayvanların et ve sütlerindeki omega-3 oranı da benzer şekildedir. Kapalı yerlerde tutulan çiftlik tavuklarında ve hayvanlarında (özel bir beslenme rejimi uygulanmamışsa) bu oran aşırı yükselir (20/1-50/1).
Balıkların omega-3 içerikleri de farklıdır. En çok omega-3 içeren balıklar soğuk su ya da derin dip balıklarıdır. Omega-3 ler balıkların soğuğa dayanıklılıklarını artırırlar. Uskumru, ringa, tuna, somon, sardalye gibi soğuk su (dip) balıkları yağlı olup, omega-3 ten zengindir. Balıklar omega-3 yağ asitlerini algler ve planktonlardan sentezlerler. Yağsız balıklarda çok az omega-3vardır. Haftada iki üç öğün yağlı balık yiyerek günde 0.5-1 g kadar omega-3 alabilirsiniz.
Esansiyel (zorunlu) yağ asitleri Diyette mutlaka bulunmalıdır. Vücutta üretilemezler Bağışıklık fonksiyonları (immun sistem), görme, hücre membranı yapısı ve hormon benzeri moleküllerin sentezi için gereklidir.
Esansiyel yağ asidi yetmezliklerinde görülen belirtiler Deride kaşınma Ishal (diyare) Enfeksiyonlar Büyümede gerileme ve yara iyileşmesinde güçlük Anemi
Esansiyel yağ asidi yetersizlikleri Esansiyel (zorunlu) yağ asitleri yetmezliği dermatitis ile sonuçlanır. Klinik belirtileri, deride kuruluk, bebekler ve çocuklarda büyümede gerileme, enfeksiyonlara duyarlılık ve yara iyileşmesinde gecikme.
Mono-, di-, trigliseridler Monogliserid: gliserolün 1 yağ asidi ile oluşturduğu esterler Digliserid: gliserolün 2 yağ asidi ile oluşturduğu esterler Trigliserid: gliserolün 3 yağ asidi ile oluşturduğu esterler
Trigliseridler (=triasilgliserol) Gerek hayvansal yağlar gerekse bitkisel yağlar (trigliseridler), yağ asitlerinin gliserol ile oluşturdukları esterlerdir. Trigliseridler yağ asitlerinin başlıca depo şekilleridir.
Trigliseridler
Yağlarda acılaşma Doymamış yağ asitlerinin çift bağlarının (-C=C-) havanın moleküler oksijeni (O2) ile reaksiyona girerek peroksit, enodil, epoksit, ketohidroksit gibi çeşitli grupları ortaya çıkar. Oluşan grupların yüksek ısı derecelerinde parçalanmaları ile asit ve aldehitlerden oluşan çeşitli ürünler meydana gelir. Yağlardaki acılaşma kısmen bu tür oksidasyonlar sonucudur. Ortamda serbest kalan bu kimyasal moleküller yağa karakteristik acımış yağ tat ve kokusunu verir. Acılaşmayı önlemek amacıyla doğal A ve E vitaminleri katılabilir.
Mumlar Yağ asitlerinin gliserol yerine molekül ağırlığı daha yüksek olan alkoller ile esterleşmesi ile oluşurlar. Beslenme açısından fazla önemleri yoktur. Çünkü vücutta yağları metabolize eden enzimlerle parçalanamazlar.
Fosfolipidler Fosfolipidler yapısında digliserid, bir fosfat grubu, gliserol ve kolin bulundurur. Hücre membranlarında bulunan en önemli yapısal lipidlerdir. Vücut ihtiyaç duyduğu kadarını üretebilir
Fosfolipidlerin fonksiyonları Hücre membranını oluştururlar Eikozonoid sentezini Emülsifiyer görevi Safra tuzları Lektinler
Emülsifikasyon Suda çözünmeyen maddelerin daha küçük parçalara ayrıştırılarak çözünür duruma getirilmesine emülsifikasyon denir. Fosfolipidler yağ moleküllerinin etrafını sararak suda çözer.
Glikolipidler Glikolipidler, lipidlerin OH uçlarına karbonhidrat birimlerinin bağlanması ile oluşan lipidlerdir. Görevleri enerji sağlamak ve hücresel tanınmada (reseptör) rol almaktır. a unit of -D-glucopyranose HO HO H OH H H H HO O OH H ( CH 2 ) 12 CH 3 O O NHCR a -glucoside bond
Steroller Steroller steroid alkoller olarak da bilinir ve organik moleküllerin önemli bir grubunu oluşturur. Bitki, insan ve hayvanlarda doğal olarak oluşur. En önemli hayvansal sterol kolesteroldür. Kolesterol, insanlar için hayati öneme sahiptir. Membran yapıda bulunur, yağda çözünen vitaminlerin ve steroid hormonların sentezinde öncül moleküldür. Çok halkalı bir yapı gösterir. Gliserol taşımaz. Suda çözülmez.
Kolesterolün fonksiyonları Hücre membranlarının esansiyel bileşenidir Önemli hormonların yapıtaşıdır: Östrojenler, testosteron, vitamin D Safra asitlerinin öncül maddesi Karaciğerde üretilir Hayvansal besinlerde bulunur ve insanlar için önemli kaynaktır.
Androjenler Erkek cinsiyet hormonlarıdır (ör. testosteron) Testiste üretilir İkincil erkeklik karakterlerinin gelişiminden sorumludur. H 3 C OH H H 3 C O H 3 C H H 3 C H H H H H O Testosterone HO Androsterone
Östrojenler Östrojenler dişilerde cinsiyet hormonudur Ovaryumlarda (yumurtalık) üretilir İkincil dişilik karakterlerinin gelişiminden sorumludur CH 3 H 3 C C= O H H 3 C OH H 3 C H H H H H H O Progesterone HO Estradiol
Eikozanoidler Eikozanoidler, omurgalı hayvanların çeşitli dokularında son derece güçlü hormon benzeri etkilerinin çeşitliliği ile bilinen, 20 karbonlu araşidonik asit türevi bileşiklerdir. Kan basıncı, pıhtılaşma, immun yanıt, enflamasyon yanıtı, pıhtılaşma gibi fonksiyonları vardır
Eikozanoidler farklı etkilere sahiptir Omega-6 eikozanoidler; araşidonik asit Kanda pıhtılaşmayı artırır Enflamasyona neden olur Omega-3 eikozanoidler Kanda pıhtılaşmayı azaltırlar Kalp krizini azaltırlar Yüksek miktarları kanamalı inmeye neden olabilir Eikozanoidler farklı dokularda farklı etkilere sahiptir.
Eikozanoidler: 3 çeşittir Prostaglandinler: eikozanoidlerin alt sınıfından olup, enflamasyon ve anaflaktik şok reaksiyonlarına aracılık ederler. Tromboksanlar: trombositler tarafından sentezlenir, arterleri daraltır ve trombosit agregasyonunu tetikler. Prostasiklinler: trombositlerin kümeleşmesini engeller ve arterleri genişletici (vazodilatasyon) etkilidirler.
Lipoproteinler Lipoproteinler lipid ve proteinlerin karışımından oluşan özel biyokimyasal yapılardır. Lipid veya diğer türevleri proteinlere kovalent veya nonkovalent olarak bağlanır. HDL: Yüksek yoğunluklu lipoproteinler. LDL: düşük yoğunluklu lipoproteinler.
Lipoproteinlerin sınıflandırılması
Atheroskloroz
İnsan plazmasındaki lipidler Lipit türü Düzey ( mg/100ml) Ortalama Sınır aralığı Toplam lipit 570 360-820 Trigliserit 142 80-180 Toplam fosfolipid 215 123-390 Toplam kolesterol < 200 107-320 LDL (kötü) < 130 HDL (iyi) > 35 Serbest kolesterol 55 26-106 Serbest yağ asidi 12 6-16
Özet Lipid biyokimyasının öğrenilmesi obezite, diabet, ateroskleroz gibi birçok biyomedikal alanın kavranmasında fayda sağlayacaktır.
Bilinmesi gerekenler Lipidlerin vucuttaki önemli fonksiyonları nelerdir? Esansiyel yağ asitleri nelerdir? Doymuş yağ asitlerinin doymamış olanlardan farkları Besinsel lipitler Lipoproteinler, yapı ve çeşitleri, önemi Plazma lipit düzeyleri