17.1: Acizi grași

Acizii grași sunt acizi carboxilici care sunt componente structurale ale grăsimilor, uleiurilor și ale tuturor celorlalte categorii de lipide, cu excepția steroizilor. Mai mult de 70 au fost identificați în natură. Aceștia conțin de obicei un număr par de atomi de carbon (de obicei 12-20), sunt în general neramificați și pot fi clasificați în funcție de prezența și de numărul de legături duble de carbon la carbon. Astfel, acizii grași saturați nu conțin nici o legătură dublă carbon-carbon, acizii grași mononesaturați conțin o legătură dublă carbon-carbon, iar acizii grași polinesaturați conțin două sau mai multe legături duble carbon-carbon.

Tabelul \(\PageIndex{1}\) enumeră câțiva acizi grași comuni și o sursă importantă pentru fiecare. Atomii sau grupările din jurul dublei legături din acizii grași nesaturați pot fi dispuși fie în forma izomerică cis, fie în forma izomerică trans. Acizii grași naturali sunt în general în configurația cis.

.

.

.

.

.

Doi acizi grași polinesaturați – linoleic și α-linolenic – sunt numiți acizi grași esențiali, deoarece oamenii trebuie să îi obțină din alimentație. Ambele substanțe sunt necesare pentru creșterea și dezvoltarea normală, dar organismul uman nu le sintetizează. Organismul folosește acidul linoleic pentru a sintetiza mulți dintre ceilalți acizi grași nesaturați, cum ar fi acidul arahidonic, un precursor pentru sinteza prostaglandinelor. În plus, acizii grași esențiali sunt necesari pentru transportul și metabolismul eficient al colesterolului. Dieta zilnică medie ar trebui să conțină aproximativ 4-6 g de acizi grași esențiali.

Pentru sănătatea dumneavoastră: Prostaglandinele

Prostaglandinele sunt mesageri chimici sintetizați în celulele în care se exprimă activitatea lor fiziologică. Ele sunt acizi grași nesaturați care conțin 20 de atomi de carbon și sunt sintetizate din acid arahidonic – un acid gras polinesaturat – atunci când o anumită celulă are nevoie de ele. Se numesc prostaglandine deoarece au fost izolate inițial din materialul seminal găsit în glanda prostatică. Acum se știe că sunt sintetizate în aproape toate țesuturile mamiferelor și afectează aproape toate organele corpului. Cele cinci clase majore de prostaglandine sunt denumite PGA, PGB, PGE, PGF și PGI. La sfârșitul acestor abrevieri se atașează indicele pentru a indica numărul de legături duble în afara inelului cu cinci atomi de carbon dintr-o anumită prostaglandină.

Prostaglandinele sunt printre cele mai puternice substanțe biologice cunoscute. Ușoare diferențe structurale le conferă efecte biologice extrem de distincte; cu toate acestea, toate prostaglandinele prezintă o anumită capacitate de a induce contracția mușchilor netezi, de a scădea tensiunea arterială și de a contribui la răspunsul inflamator. Aspirina și alți agenți antiinflamatori nesteroidieni, cum ar fi ibuprofenul, obstrucționează sinteza prostaglandinelor prin inhibarea ciclooxigenazei, enzima necesară pentru pasul inițial în conversia acidului arahidonic în prostaglandine.

Gama largă de activitate fiziologică a acestora a condus la sinteza a sute de prostaglandine și a analogilor acestora. Derivații de PGE2 sunt utilizați în prezent în Statele Unite pentru a induce travaliul. Alte prostaglandine au fost utilizate clinic pentru scăderea sau creșterea tensiunii arteriale, inhibarea secrețiilor gastrice, ameliorarea congestiei nazale, ameliorarea astmului și prevenirea formării cheagurilor de sânge, care sunt asociate cu atacurile de cord și accidentele vasculare cerebrale.

Deși deseori desenăm atomii de carbon în linie dreaptă, aceștia au de fapt o configurație mai degrabă în zigzag [partea (a) din figura \(\PageIndex{2}\)]. Privită în ansamblu, totuși, molecula de acid gras saturat este relativ dreaptă (partea (b) din figura \(\PageIndex{2}\)). Astfel de molecule se împachetează strâns împreună într-o rețea cristalină, maximizând puterea forțelor de dispersie și făcând ca acizii grași și grăsimile derivate din aceștia să aibă puncte de topire relativ ridicate. În schimb, fiecare legătură dublă cis de la carbon la carbon dintr-un acid gras nesaturat produce o curbură pronunțată în moleculă, astfel încât aceste molecule nu se suprapun în mod ordonat. Ca urmare, atracțiile intermoleculare ale acizilor grași nesaturați (și ale grăsimilor nesaturate) sunt mai slabe, ceea ce face ca aceste substanțe să aibă puncte de topire mai scăzute. Majoritatea sunt lichide la temperatura camerei.

Figura \(\PageIndex{2}\): Structura acizilor grași saturați. (a) Există un model în zigzag format de legăturile simple de la carbon la carbon în modelul cu bilă și baston al unei molecule de acid palmitic. (b) Un model de umplere a spațiului al acidului palmitic arată rectitudinea generală a unei molecule de acid gras saturat.

Cerurile sunt esteri formați din acizi grași cu lanț lung și alcooli cu lanț lung. Cele mai multe dintre cerurile naturale sunt amestecuri de astfel de esteri. Ceara vegetală de pe suprafețele frunzelor, tulpinilor, florilor și fructelor protejează planta de deshidratare și de invazia microorganismelor dăunătoare. Ceara Carnauba, utilizată pe scară largă în ceara de pardoseală, ceara pentru automobile și în lustruirea mobilei, este în mare parte cerotat de miricil, obținut din frunzele anumitor palmieri brazilieni. Animalele produc, de asemenea, ceruri care servesc drept straturi protectoare, menținând suprafețele penelor, pielii și părului flexibile și impermeabile. De fapt, dacă stratul de ceară de pe penele unei păsări acvatice se dizolvă ca urmare a faptului că pasărea înoată într-o maree neagră, penele devin umede și grele, iar pasărea, incapabilă să-și mențină flotabilitatea, se îneacă.

• Summary
• Exerciții de recapitulare a noțiunilor
• Răspunsuri
• Exerciții
• Răspunsuri

Summary

Acizii grași sunt acizi carboxilici care sunt componentele structurale ale multor lipide. Ei pot fi saturați sau nesaturați. Majoritatea acizilor grași sunt neramificați și conțin un număr par de atomi de carbon. Acizii grași nesaturați au puncte de topire mai mici decât acizii grași saturați care conțin același număr de atomi de carbon.

Exerciții de recapitulare a noțiunilor

1. Dați un exemplu pentru fiecare compus.

   1. acid gras saturat
   2. acid gras polinesaturat
   3. acid gras mononesaturat

2. De ce acizii grași nesaturați au puncte de topire mai mici decât acizii grași saturați?

Răspunsuri

1. 1. Acid stearic (răspunsurile vor varia)
   2. Acid linoleic (răspunsurile vor varia)
   3. Acid palmitolic (răspunsurile vor varia)
   4. Acid palmitolic (răspunsurile vor variază)

2. Acizii grași nesaturați nu se pot împacheta la fel de strâns ca și acizii grași saturați din cauza prezenței dublei legături cis care pune o „încovoiere” sau o curbură în lanțul hidrocarbonat.

Exerciții

1. Clasificați fiecare acid gras ca fiind saturat sau nesaturat și indicați numărul de atomi de carbon din fiecare moleculă.

   1. acidul palmitoleic
   2. acidul miristic
   3. acidul linoleic

2. Clasificați fiecare acid gras ca fiind saturat sau nesaturat și indicați numărul de atomi de carbon din fiecare moleculă.

   1. acid stearic
   2. acid oleic
   3. acid palmitic

3. Scrieți formula structurală condensată pentru fiecare acid gras.

   1. acidul lauric
   2. acidul palmitoleic
   3. acidul linoleic

4. Scrieți formulele structurale condensate pentru fiecare acid gras.

   1. acidul oleic
   2. acidul α-linolenic
   3. acidul palmitic

5. Aranjați acești acizi grași (toți conțin 18 atomi de carbon) în ordinea creșterii punctului de topire. Justificați aranjamentul.

   1. 
   2. 
   3. 

6. Aranjați acești acizi grași (toți conțin 16 atomi de carbon) în ordinea creșterii punctului de topire. Justificați aranjamentul dumneavoastră.

   1. CH3(CH2)14COOH
   2. 
   3. 

Răspunsuri

1. 1. insaturate; 16 atomi de carbon
   2. saturați; 14 atomi de carbon
   3. insaturați; 18 atomi de carbon

1. 1. CH3(CH2)10COOH
   2. CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH

   .

   3. CH3(CH2)3(CH2CH=CH)2(CH2)7COOH

1. c < a < b; o creștere a numărului de legături duble va scădea punctul de topire, deoarece este mai dificil să se împacheteze strâns acizii grași între ei.