البروتينات الدهنية: التركيب ، التركيب ، الوظائف ، الأنواع ، الأمثلة - مادة الاحياء - 2025

و البروتينات الدهنية هي جسيمات المعقدة التي تعمل في نقل وامتصاص الدهون عن طريق الدم من وإلى الأنسجة المختلفة. وهي تتكون أساسًا من دهون غير قطبية مثل الكوليسترول والدهون الثلاثية ، بالإضافة إلى بعض الدهون الفوسفورية والبروتينات.

هذه عبارة عن تجمعات جزيئية يتم تصنيعها بشكل أساسي في الأمعاء والكبد ، والتي عند دخولها الدورة الدموية ، تكون في حالة تدفق مستمر ، مما يعني أنها تغير تكوينها وبنيتها الفيزيائية بانتظام كما يتم "التقاطها". "ويتم استقلابه بواسطة أنسجة الجسم الطرفية" المستهدفة ".

هيكل البروتين الدهني (المصدر: AntiSense عبر ويكيميديا ​​كومنز)

عادة ما تعود المكونات الدهنية التي لا يتم امتصاصها من خلال البروتينات الدهنية في أنسجة معينة على أنها "مرحل" إلى الكبد ، حيث تتم معالجتها بشكل أكبر.

تتم دراسة معظم البروتينات الدهنية نظرًا لعلاقتها بصحة الإنسان ، والتي وفقًا لها تم تحديد أربعة أنواع ذات صلة إكلينيكية ، ولكل منها وظائف فسيولوجية مختلفة: الكيلومكرونات ، والبروتينات الدهنية المنخفضة جدًا. الكثافة والبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة والبروتينات الدهنية عالية الكثافة.

وبهذا المعنى ، ترتبط البروتينات الدهنية في البلازما ارتباطًا وثيقًا بالعمليات المرضية ذات الأهمية الكبيرة للإنسان ، مثل تصلب الشرايين ومرض الشريان التاجي.

بناء

البروتينات الدهنية في البلازما عبارة عن جزيئات لها شكل هيكلي كروي تقريبًا ، نظرًا لأنها في الواقع مذيلات معقدة من الدهون والبروتينات ، حيث تواجه المناطق الكارهة للماء أو القطبية للدهون بعضها البعض في المركز ، في حين أن المحبة للماء أو تتعرض الأعمدة نحو السطح ، عند ملامستها للوسط المائي.

يتكون "الغلاف" أو "الغلاف" المحب للماء من هذه الجسيمات أساسًا من جزيئات الكولسترول غير المُسترة ، والفوسفوليبيدات مع "رؤوس" القطبية "المواجهة" للخارج ، وبروتينات تسمى البروتينات البروتينية ؛ بينما يتكون الجزء المركزي أو "اللب" من استرات الكوليسترول والدهون الثلاثية.

تكوين البروتينات الدهنية

كما هو موضح ، فإن البروتينات الدهنية عبارة عن جزيئات تتكون أساسًا من خليط من الدهون والبروتينات التي تؤدي وظائف النقل.

- جزء الدهون

اعتمادًا على نوع البروتين الدهني الذي تم النظر فيه ، يمكن أن تختلف تركيبة الدهون ، خاصة فيما يتعلق بكميات الدهون الفوسفورية وجزيئات الكوليسترول الحرة أو المستقرة.

بالإضافة إلى التركيب ، فإن كتلة أو نسبة الدهون في البروتينات الدهنية متغيرة أيضًا بشكل كبير. في chylomicrons ، على سبيل المثال ، تمثل الدهون أكثر من 98٪ من كتلة البروتين الدهني ، بينما يمكن أن تكون أقل من 50٪ للبروتينات الدهنية عالية الكثافة.

ترتبط البروتينات الدهنية عمومًا بنقل الدهون الثلاثية للتخزين (الأنسجة الدهنية) أو استخدامها في التمثيل الغذائي (الخلايا أو ألياف العضلات).

يمكن أن تكون هذه الدهون الثلاثية من أصل خارجي (تمتصه الأمعاء من الطعام) أو من أصل داخلي (يتم تصنيعها وإفرازها بواسطة خلايا الكبد والأمعاء).

Chylomicrons والبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة للغاية هما نوعان من البروتينات الدهنية التي تحتوي على أعلى وفرة من الدهون الثلاثية والكوليسترول ، لذا فإن كثافتها أقل بكثير من تلك الموجودة في البروتينات الدهنية الأخرى.

في المقابل ، يتكون المكون الدهني للبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة وعالية الكثافة بشكل أساسي من الكوليسترول والدهون الفوسفورية. من بين الدهون الفسفورية الأكثر وفرة الموجودة في البروتينات الدهنية هي سفينجوميلين وفوسفاتيديل كولين ، التي تختلف نسبها المولية من البروتين الدهني إلى البروتين الدهني.

من المهم ملاحظة أن العديد من الخصائص الفيزيائية للبروتينات الدهنية ترتبط بمحتواها من الدهون وتكوينها ، بما في ذلك خصائص التعويم ، والشحنة السطحية ، وميل الهجرة في المجالات الكهربائية.

- جزء البروتين

تُعرف البروتينات المرتبطة بجميع البروتينات الدهنية في البلازما باسم البروتينات الدهنية أو البروتينات الدهنية ، وكما هو الحال مع الدهون ، فإن كمية هذه الجزيئات الموجودة في الفئات المختلفة من البروتينات الدهنية متغيرة للغاية.

تحتوي Chylomicrons ، من البروتينات الدهنية الأقل كثافة ، على حوالي 1 ٪ بروتين وتم الإبلاغ عن أقصى محتوى في بعض البروتينات الدهنية عالية الكثافة (من أصغر البروتينات الدهنية) بقيم قريبة من 50 ٪.

تم عزل أكثر أو أقل من 10 أنواع مختلفة من البروتينات الوراثية في البشر ، والتي تمت تسميتها وفقًا لتسمية "ABC" ، مثل: Apo AI ، Apo A-II ، Apo A-IV ، Apo B- 100 و Apo B-48 و Apo CI و Apo C-II و Apo C-III و Apo D و Apo E.

يُعرف البروتين الرئيسي للبروتينات الدهنية عالية الكثافة بالبروتين الشحمي A (Apo AI و Apo A-II) ، والبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة هو البروتين B (الموجود أيضًا في الكيلومكرونات والجزيئات منخفضة الكثافة جدًا).) والبروتين البروتيني للكلومكرونات هو Apo B-48 ، وهو أصغر من Apo B للبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة.

البروتينات المفصلية CI و C-II و C-III هي بروتينات منخفضة الوزن الجزيئي توجد في البلازما كجزء من جزيئات عالية ومنخفضة الكثافة جدًا.

بعض البروتينات المرتبطة بالبروتينات الدهنية هي بروتينات سكرية ، مثل حالة Apo E ، التي تم عزلها من البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة وعالية الكثافة.

الوظائف الرئيسية

بشكل عام ، البروتينات الدهنية هي المسؤولة عن وظائف مثل:

- كن جزءًا من التركيب الرئيسي للبروتينات الدهنية.

- لتعمل كعوامل مساعدة إنزيمية لبعض البروتينات ذات النشاط الأنزيمي التي تشارك في عملية التمثيل الغذائي.

- روابط محددة لمستقبلات البروتين الدهني على سطح خلايا الأنسجة "المستهدفة" أو "المستهدفة" لنقل الدهون الثلاثية والكوليسترول.

المميزات

تشارك البروتينات الدهنية بنشاط في نقل وامتصاص الأمعاء للأحماض الدهنية التي يتم الحصول عليها من الطعام ، بالإضافة إلى أن هذه الجزيئات تساهم أيضًا في نقل الدهون من الكبد إلى الأنسجة المحيطية وفي النقل العكسي ، أي ، ، من الأنسجة المحيطية إلى الكبد والأمعاء.

استقلاب البروتين الدهني (المصدر: Npatchett عبر ويكيميديا ​​كومنز)

هذه التراكمات الجزيئية تجعل المواد الدهنية الكارهة للماء "متوافقة" مع الوسط المائي الذي يشكل معظم سوائل جسم الحيوان ، مما يسمح "بنقلها وإيصالها" إلى الأنسجة عند الحاجة.

تتمثل الوظيفة الثانوية التي تُنسب إلى البروتينات الدهنية ، بالإضافة إلى ذلك ، في نقل المركبات السامة الأجنبية ذات الخصائص الكارهة للماء و / أو الأمفيباثيك (أحدهما شديد الكراهية للماء والآخر محب للماء) ، كما هو الحال بالنسبة لبعض السموم البكتيرية ، إلخ.

يمكنهم أيضًا نقل الفيتامينات التي تذوب في الدهون وجزيئات مضادات الأكسدة في جميع أنحاء الجسم.

أنواع (تصنيف)

تصنف البروتينات الدهنية وفقًا لكثافتها ، وهي خاصية ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالعلاقة بين نسبة الدهون والبروتينات التي تتكون منها ، وهي مفيدة جدًا عندما يتم فصلها عن طريق عمليات التنبيذ الفائق.

وهكذا ، تم تصنيف هذه الجسيمات إلى أربع مجموعات مختلفة ، كل منها تؤدي وظيفة محددة ولها خصائص مختلفة. هذه المجموعات هي: chylomicrons والبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة والبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة والبروتينات الدهنية عالية الكثافة.

الكيلومكرونات

تتشكل مادة الكيلومكرونات (CMs) من الأحماض الدهنية والدهون التي تدخل الجسم مع الطعام ، والتي بمجرد امتصاصها من قبل خلايا ظهارة الأمعاء ، تختلط وتتحد مع بعضها البعض ومع بعض البروتينات.

هيكل الكيلوميكرون (المصدر: Posible2006 عبر ويكيميديا ​​كومنز)

يسبق تكوين الكيلومكرونات إطلاقها أو إفرازها في الجهاز اللمفاوي وبعد ذلك في الدورة الدموية.

بمجرد وصولها إلى أنسجة معينة خارج الكبد ، يتم استقلاب هذه الجسيمات مبدئيًا بواسطة إنزيم يعرف باسم ليباز البروتين الدهني ، القادر على تحلل الدهون الثلاثية وإطلاق الأحماض الدهنية التي يمكن دمجها في الأنسجة أو أكسدة كوقود.

البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة للغاية

يتم إنتاج البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة جدًا أو VLDL (البروتين الدهني منخفض الكثافة جدًا) ، والمعروف أيضًا باسم "البروتينات الدهنية المسبقة" في الكبد وتؤدي وظيفة تصدير الدهون الثلاثية ، والتي تمثل أحد مكوناته الرئيسية.

هذه هي واحدة من البروتينات الدهنية الموجودة في بلازما الحيوانات الصائمة ويزداد تركيزها مع تقدم العمر.

البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة

تمثل هذه البروتينات الدهنية ، المعروفة باسم LDL (البروتين الدهني منخفض الكثافة) أو البروتينات الدهنية β ، الخطوات النهائية في هدم البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة جدًا وغنية بجزيئات الكوليسترول.

البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة هي الأكثر وفرة ، وتمثل حوالي 50٪ من الكتلة الكلية للبروتينات الدهنية في البلازما ومسؤولة عن نقل أكثر من 70٪ من الكوليسترول في الدم. مثل البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة جدًا ، يزداد تركيز البلازما لهذه البروتينات الدهنية مع تقدم الجسم في العمر.

البروتينات الدهنية عالية الكثافة

البروتينات الدهنية عالية الكثافة (HDL) أو البروتينات الدهنية ألفا ، هي بروتينات دهنية تشارك في عملية التمثيل الغذائي للبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة والكيلومكرونات ، ولكنها تشارك أيضًا في نقل الكوليسترول. هذه الجسيمات غنية بالفوسفوليبيدات.

يقترح بعض المؤلفين أيضًا أن هناك أنواعًا أخرى من البروتينات الدهنية مثل ما يسمى بالبروتين الدهني متوسط ​​الكثافة (IDL) وتقسيمات فرعية مختلفة من البروتينات الدهنية عالية الكثافة (HDL1 و HDL2 و HDL3 وما إلى ذلك).

أمثلة على البروتينات الدهنية

ترتبط البروتينات الدهنية عالية الكثافة ببعض الأمراض المهمة عند الإنسان. تشارك هذه الجسيمات في نقل الكولسترول الزائد من الأنسجة المحيطية إلى الكبد ، وتعرف جزيئات الكوليسترول هذه باسم "الكوليسترول الجيد".

استقلاب الكوليسترول أو "الدورة" (المصدر: هيساشي شينكاي عبر ويكيميديا ​​كومنز)

ومع ذلك ، في العقود الأخيرة ، ارتبط الكوليسترول المرتبط بالبروتينات الدهنية عالية الكثافة بمخاطر أكبر من المعاناة من "الأحداث" أو أمراض القلب والأوعية الدموية ، وهذا هو السبب في أنه كان أحد عوامل الخطر الأكثر دراسة لمثل هذه الحالات المرضية.

مثال جيد آخر على البروتينات الدهنية هو مادة الكيلومكرونات ، وهي الجزيئات التي تتكون من الدهون المستهلكة مع الطعام والتي يتم نقلها في المقام الأول عن طريق مجرى الدورة الدموية ، بمجرد تشكيلها بواسطة الخلايا الظهارية للغشاء المخاطي معوي.

المراجع

1. Chiesa، ST، & Charakida، M. (2019). وظيفة البروتين الدهني عالي الكثافة والخلل في الصحة والمرض. أدوية وعلاج أمراض القلب والأوعية الدموية ، 33 (2) ، 207-219.
2. كريستي ، دبليو دبليو (2019). الويب الدهني. تم الاسترجاع في 28 يناير 2020 من www.lipidhome.co.uk/lipids/simple/lipoprot/index.htm
3. Durstine ، JL ، Grandjean ، PW ، Cox ، CA ، & Thompson ، PD (2002). الدهون والبروتينات الدهنية والتمارين الرياضية. مجلة إعادة التأهيل القلبي الرئوي والوقاية منه ، 22 (6) ، 385-398.
4. آيزنبرغ ، س ، وليفي ، ري (1975). استقلاب البروتين الدهني. في التقدم في أبحاث الدهون (المجلد 13 ، الصفحات 1-89). إلسفير.
5. Feingold KR ، Grunfeld C. مقدمة في الدهون والبروتينات الدهنية.. في: Feingold KR، Anawalt B، Boyce A، et al.، Editors. نص داخلي. ساوث دارتموث (ماجستير): MDText.com، Inc. 2000-. متاح من: www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK305896/
6. جينست ، ج. (2003). اضطرابات البروتين الدهني ومخاطر القلب والأوعية الدموية. مجلة الأمراض الأيضية الموروثة، 26 (2-3) ، 267-287.
7. موراي ، آر كيه ، جرانر ، دي كيه ، مايز ، بنسلفانيا ، ورودويل ، فولكس فاجن (2014). الكيمياء الحيوية المصورة هاربر. ماكجرو هيل.