În chimie , un acid gras este un acid carboxilic cu un lanț alifatic . Acizii grași naturali au un lanț de carbon de 4 până la 36 de atomi de carbon (rareori mai mult de 28) și de obicei în număr par, deoarece biosinteza acizilor grași , catalizată de sintaza fazei acizilor grași , are loc prin adăugarea iterativă de grupuri de doi atomi de carbon datorită acetil-CoA . Prin extensie, termenul este uneori folosit pentru a desemna toți acizii carboxilici cu un lanț de hidrocarburi neciclice . Vorbim de acizi grași cu lanț lung pentru o lungime de 14 până la 24 de atomi de carbon și de lanț foarte lung dacă există mai mult de 24 de atomi de carbon. Acizii grași sunt prezenți în grăsimile animale și grăsimile vegetale , uleiurile vegetale sau cerurile , sub formă de esteri .
În biochimie , acizii grași sunt o categorie de lipide care include în special acizii carboxilici alifatici și derivații acestora (acizi grași metilați , hidroxilați , hidroperoxilați etc.) și eicosanoizi . Acestea sunt derivate din acidul eicosapentaenoic ( omega-3 ) sau acidul arahidonic ( omega-6 ) și au adesea rolul hormonilor . Acizii grași joacă un rol structural fundamental în toate formele de viață cunoscute prin diferite tipuri de lipide ( fosfogliceride , sfingolipide etc.) care, într- un mediu apos , se organizează în rețele bidimensionale structurând toate membranele biologice ( membrana celulară , plasma , mitocondrial , reticul endoplasmatic , tilacoizi etc.).
Sunt, de asemenea, surse importante de energie metabolică : acizii grași permit ființelor vii să stocheze în jur de 37 kJ de energie ( 9 kcal ) pe gram de lipide, față de aproximativ 17 kJ pentru carbohidrați ( 4 kcal ). Acestea sunt stocate de organism sub formă de trigliceride , în care trei molecule de acizi grași formează un ester cu o moleculă de glicerol . Când nu sunt legați de alte molecule, se spune că acizii grași sunt „liberi”. Degradarea lor produce cantități mari de ATP , molecula de energie preferată a celulelor : β-oxidare urmată de degradarea de către ciclul Krebs a unui acid gras saturat cu n = 2 p atomi de carbon eliberează într-adevăr (10 p - 2) ATP + ( p - 1) × ( FADH 2 + NADH + H + ) , sau echivalentul energetic al 106 ATP pentru o moleculă de acid palmitic CH 3 (–CH 2 ) 14 –COOH, care conține 16 atomi de carbon ( n = 16 și, prin urmare, p = 8) .
Acizii grași pot fi sintetizați de organism printr-un set de procese metabolice numite lipogeneza . De asemenea, sunt furnizate în cantități mari prin dietă . În medie, necesarul zilnic de energie este de 2000 kcal pentru o femeie și de 2500 kcal pentru un bărbat adult, a cărui grăsime nu ar trebui să reprezinte în mod ideal mai mult de 35% sau 65 g pentru o femeie și 90 g pentru un bărbat adult. Hrana umană occidentală oferă totuși mult mai multe grăsimi, valorile anuale individuale pentru Franța , toate grupele de vârstă combinate, însumând în medie 125 g pe zi pe persoană, cu alte cuvinte 160% din cantitatea maximă recomandată pentru un adult.
Există mai multe nomenclaturi paralele pentru desemnarea acizilor grași.
| Folosește numele | Structura | C : D |
|---|---|---|
| Acid caprilic | CH 3 (–CH 2 ) 6 –COOH | 8: 0 |
| Acidul capric | CH 3 (–CH 2 ) 8 –COOH | 10: 0 |
| Acid lauric | CH 3 (–CH 2 ) 10 –COOH | 12: 0 |
| Acidul miristic | CH 3 (–CH 2 ) 12 –COOH | 14: 0 |
| Acid palmitic | CH 3 (–CH 2 ) 14 –COOH | 16: 0 |
| Acid stearic | CH 3 (–CH 2 ) 16 –COOH | 18: 0 |
| Acid arahidic | CH 3 (–CH 2 ) 18 –COOH | 20: 0 |
| Acid behenic | CH 3 (–CH 2 ) 20 –COOH | 22: 0 |
| Acid lignoceric | CH 3 (–CH 2 ) 22 –COOH | 24: 0 |
| Acid cerotic | CH 3 (–CH 2 ) 24 –COOH | 26: 0 |
Un acid gras saturat este un acid carboxilic alifatic care are de obicei 12 până la 24 de atomi de carbon și nu are duble legături carbon-carbon: toți atomii de carbon sunt saturați cu hidrogen, formula semi-structurală a unui astfel de acid n- atom gras de carbon fiind H 3 C (–CH 2 ) n -2 –COOH.
Moleculele acestor compuși organici sunt liniare de lungime variabilă. Cu cât membranele biologice sunt mai bogate în acizi grași saturați, cu atât lipidele care transportă acești acizi grași vor tinde să „ cristalizeze ”, formând rețele ordonate a căror fluiditate este împiedicată de numeroase legături de hidrogen ; rata acizilor grași saturați este un mijloc de reglare a fluidității membranelor biologice în funcție de temperatură. Un exces de acizi grași saturați în membranele celulare poate totuși să-și modifice funcția ca interfețe biologice între citoplasmă și mediul extracelular , de exemplu prin reducerea permeabilității acestor membrane sau prin modificarea comportamentului anumitor receptori de membrană .
Un acid gras nesaturat este un acid gras care are una sau mai multe duble legături carbon-carbon. Aceste legături duble pot fi reduse la legături covalente simple prin adăugarea a doi atomi de hidrogen, rezultând un acid gras saturat. Acestea introduc un izomerism cis - trans în fiecare dintre ele, configurația cis fiind favorizată în structurile biologice, în timp ce configurația trans rămâne destul de rară în mediul natural și este în general rezultatul manipulării umane asupra structurii acizilor grași.
Acizi grași transO configurație trans înseamnă că atomii de carbon adiacenți legăturii duble sunt situate de ambele părți ale acesteia. Lanțul de hidrocarburi adoptă o configurație rectilinie foarte asemănătoare cu cea a acidului gras saturat corespunzător. Majoritatea acizilor grași trans nu sunt sintetizați în mod natural de organismele vii și sunt produși industrial prin procese precum hidrogenarea parțială, de exemplu în procesele din industria agroalimentară destinate să ofere o rezistență mai bună la alimente (mai „crocantă”) și o rezistență mai mare la râncezire ( în special la peroxidarea lipidelor ), acizii grași nesaturați fiind deosebit de sensibili în acest sens.
Acizi grași CisO configurație cis înseamnă că atomii de carbon adiacenți legăturii duble sunt localizați pe aceeași parte a acesteia. Această configurație introduce o curbură a lanțului de hidrocarburi al acidului gras, reducând totodată flexibilitatea sa mecanică. Cu cât un acid gras are mai multe legături duble, care sunt în mod natural cis , cu atât lanțul său alifatic este răsucit și rigid: cu o legătură dublă, molecula de acid oleic ( cis -Δ 9 18: 1) este îndoită în mijloc, în timp ce cu două legături duble molecula acidului linoleic (all- cis -Δ 9,12 18: 2) are o formă deformată, iar cu trei legături duble molecula acidului α-linolenic (all- cis - Δ 9,12,15 18: 3) are formă de cârlig.
Aceste forme particulare, asociate cu rigiditatea mai mare a acestor molecule, reduc capacitatea acestora din urmă de a forma rețele de molecule ordonate care interacționează între ele prin legături de hidrogen , care tinde să scadă temperatura de topire a structurilor biologice care conțin astfel de molecule. în special membranele , a căror fluiditate crește odată cu nivelul lor de acizi grași nesaturați.
| Folosește numele | Formula semi-dezvoltată | Δ x | C : D | n - x | |
|---|---|---|---|---|---|
| Acid mirristoleic | CH 3 (–CH 2 ) 3 - CH = CH (–CH 2 ) 7 –COOH | cis -Δ 9 | 14: 1 | n −5 | |
| Acid palmitoleic | CH 3 (–CH 2 ) 5 - CH = CH (–CH 2 ) 7 –COOH | cis -Δ 9 | 16: 1 | n −7 | |
| Acid sapienic | CH 3 (–CH 2 ) 8 - CH = CH (–CH 2 ) 4 –COOH | cis -Δ 6 | 16: 1 | n −10 | |
| Acid oleic | CH 3 (–CH 2 ) 7 - CH = CH (–CH 2 ) 7 –COOH | cis -Δ 9 | 18: 1 | n −9 | |
| Acid elaidic | CH 3 (–CH 2 ) 7 - CH = CH (–CH 2 ) 7 –COOH | trans -Δ 9 | 18: 1 | n −9 | |
| Trans -vaccenic Acid | CH 3 (–CH 2 ) 5 - CH = CH (–CH 2 ) 9 –COOH | trans -Δ 11 | 18: 1 | n −7 | |
| Acid linoleic | THE | CH 3 (–CH 2 ) 3 (–CH 2 - CH = CH ) 2 (–CH 2 ) 7 –COOH | all- cis -Δ 9.12 | 18: 2 | n −6 |
| Acid linolelaidic | CH 3 (–CH 2 ) 3 (–CH 2 - CH = CH ) 2 (–CH 2 ) 7 –COOH | all- trans -Δ 9.12 | 18: 2 | n −6 | |
| Acidul Α-linolenic | LA | CH 3 (–CH 2 - CH = CH ) 3 (–CH 2 ) 7 –COOH | toate- cis -Δ 9,12,15 | 18: 3 | n −3 |
| Acidul olen-linolenic | GLA | CH 3 (–CH 2 ) 3 (–CH 2 - CH = CH ) 3 (–CH 2 ) 4 –COOH | all- cis -Δ 6,9,12 | 18: 3 | n −6 |
| Acid dihomo-γ-linolenic | DGLA | CH 3 (–CH 2 ) 3 (–CH 2 - CH = CH ) 3 (–CH 2 ) 6 –COOH | all- cis -Δ 8,11,14 | 20: 3 | n −6 |
| Acid arahidonic | AA | CH 3 (–CH 2 ) 3 (–CH 2 - CH = CH ) 4 (–CH 2 ) 3 –COOHNIST | all- cis -Δ 5,8,11,14 | 20: 4 | n −6 |
| Acid eicosapentaenoic | EPA | CH 3 (–CH 2 - CH = CH ) 5 (–CH 2 ) 3 –COOH | all- cis -Δ 5,8,11,14,17 | 20: 5 | n −3 |
| Acid clupanodonic | DPA | CH 3 (–CH 2 - CH = CH ) 5 (–CH 2 ) 5 –COOH | all- cis -Δ 7,10,13,16,19 | 22: 5 | n −3 |
| Acid docosahexaenoic | DHA | CH 3 (–CH 2 - CH = CH ) 6 (–CH 2 ) 2 –COOH | all- cis -Δ 4,7,10,13,16,19 | 22: 6 | n −3 |
Cei Acizii grași esențiali sunt numite astfel deoarece acestea nu pot fi biosintetizată în cantități suficiente de către organismul uman. Dintre acestea, acizi grași omega-3 și omega-6 sunt acizi grași nesaturați a căror primă legătură dublă numărare de metil -CH 3terminalul este respectiv pe a treia (ω-3) și pe a șasea (ω-6) legătură carbon-carbon .
La om, numai acidul acidul α - linolenic (ALA, all- cis -Δ 9,12,15 18: 3 acid gras ω-3 ) și acid linoleic (LA, all- cis -Δ 9, 12 18: 2, un acid gras ω-6 ) sunt strict esențiale, deoarece nu sunt sintetizate de organism și, prin urmare, trebuie să fie complet furnizate acestuia prin dietă; alți acizi grași calificați ca esențiali sunt, în realitate, în funcție de circumstanțe, deoarece pot fi sintetizați de organism din alți acizi grași, dar în cantități care pot fi insuficiente, de unde necesitatea de a compensa această lipsă, eventual, prin aportul de alimente:
Acești acizi grași acționează într-un mod complex în organism. De Metaboliții din omega-6 sunt pro-inflamatorii , protrombotice și hipertensivi, iar cei din omega-3 au , în general efectul opus. Raportul dietetic optim dintre aceste două clase de acizi grași este, în general, estimat a fi între 1 și 4 ori mai mult omega-6 decât omega-3 . Cu toate acestea, dieta umană occidentală oferă în medie de 16 ori mai mult omega-6 decât omega-3 , cu valori care pot depăși de 30 de ori în anumite diete deosebit de dezechilibrate. Prea pronunțat un exces de omega-6 în comparație cu omega-3 ar tinde să promoveze dezvoltarea diferitelor boli, cum ar fi bolile cardiovasculare , cancerele și diferite boli inflamatorii și autoimune .
Cele eicosanoide sunt lipide implicate în semnalizarea celulară din oxidarea de acizi grași polinesaturați la 20 atomi de carbon. Aceștia acționează în moduri complexe asupra multor procese fiziologice, în primul rând inflamația și sistemul imunitar și ca mesageri în sistemul nervos central . Acestea sunt derivate din acizi grași esențiali omega-3 sau omega-6, în funcție de caz. Eicosanoidele ω-6 sunt în general pro-inflamatorii , în timp ce eicosanoidele ω-3 sunt semnificativ mai puțin. Echilibrul dintre aceste două tipuri de eicosanoide conduce funcțiile fiziologice guvernate de aceste molecule, un dezechilibru care poate afecta bolile cardiovasculare , rata serică a trigliceridelor , tensiunea arterială sau artrita . Nonsteroidal medicamente anti-inflamatorii , cum ar fi aspirina acționează prin reducerea sintezei de eicosanoide.
Există patru familii de eicosanoizi - prostaglandine , prostacicline , tromboxani și leucotriene - fiecare având două sau trei seturi de compuși derivați dintr-un acid gras esențial ω-3 sau ω-6 :
Activitatea fiziologică a acestor serii diferite explică în mare măsură efectele pe care acizii grași ω-3 și ω-6 le pot avea asupra sănătății.
Unii acizi grași nesaturați naturali au una sau mai multe legături triple în lanțul lor de carbon. Acesta este cazul , de exemplu cu acidul crepenynic , obținut din acid oleic prin dehidrogenarea de cis -A 12 dublă legătură cu o anumită enzimă , Δ 12 gras dehidrogenaza acidului ( EC ) .
Dacă cei mai frecvenți acizi grași din structurile biologice au un lanț alifatic liniar, există totuși, la bacterii , alge și anumite plante , precum și la animale în cantități mici, acizi grași cu un lanț hidrocarbonat ramificat sau ciclic, cum ar fi acidul tuberculostearic (Acid 10-metilstearic ), acid fitanic (un terpenoid ), acid lactobacilic ( ciclopropanic ), acid malvalic ( ciclopropenic ), acid 11-ciclohexilundecanoic (terminat cu un ciclohexan ), acid 13-feniltridecanoic (terminat de un grup fenil ) sau altfel acidul chaulmoogric (terminat de un ciclobuten ). Există, de asemenea , acizi grași furanici , sintetizați de plante, dar care se găsesc într-un număr foarte mare de ființe vii, în special animale , în care joacă un rol de antioxidant protector împotriva radicalilor liberi . În plus, unii bureți de pe coasta australiană conțin așa-numiții acizi grași „ amfimici ” (numiți după genul bureților Amphimedon ) care conțin un grup metileneciclopropan . În cele din urmă, vom remarca existența acizilor grași de tip ladderane , dintre care primul care a fost descoperit este acidul pentacicloanamoxic .
Exemple de acizi amfimici .
Metabolismul acizilor grași cuprinde două principale căi metabolice :
Lipogeneza permite sinteza acizilor grași saturați prin condensarea moleculelor de acetat cu doi atomi de carbon. La mamifere , acest proces are loc în citoplasma celulelor, în primul rând ficatul , țesutul gras și glandele mamare . Cu toate acestea, nu permite biosinteza acizilor grași saturați cu mai mult de 16 atomi de carbon ( acid palmitic ) și nici a acizilor grași nesaturați . Întreaga sinteză este efectuată la nivelul unui complex multi-enzimatic numit sintază a acizilor grași . Bilanțul sintezei acidului palmitic este:
8 Acetil-CoA + 7 ATP + 14 NADPH + H + → Acid palmitic (16: 0) + 8 CoA + 7 ( ADP + Pi ) + 14 NADP + + 6 H 2 O.Această sinteză este consumatoare de energie sub formă de ATP și necesită ca cofactor al coenzimei A (CoA) și al nicotinamidei adenin fosfat dinucleotidic (NADP). Coenzima A facilitează utilizarea acetatului de către celulă. Acetil-CoA provine în principal din mitocondrii , unde este sintetizat din piruvat de ciclul Krebs . NADP este reducătorul sintezei acizilor grași. De fapt, este oxidat la sfârșitul reacției și trebuie regenerat.
Alungirea acizilor grași saturați dincolo de 16 atomi de carbon se realizează în reticulul endoplasmatic și mitocondriile . În primul caz, alungirea implică elongaze ale acizilor grași . În al doilea caz, alungirea implică paradoxal anumite enzime ale lipolizei.
Sinteza acizilor grași nesaturați din acizii grași saturați are loc la membrana reticulului endoplasmatic prin desaturaze ale acizilor grași . Desaturarea consumă oxigen molecular O 2și folosește ca cofactor al nicotinamidei adenine dinucleotide (NAD):
Acid stearic (18: 0) + 2 NADH + H + + O 2→ Acid oleic (18: 1) + NAD + + 2 H 2 O.Nu toate organismele sintetizează în mod necesar toți acizii grași saturați și nesaturați care există. Astfel, oamenii nu pot sintetiza acidul linoleic și acidul acid α-linolenic : acești acizi grași sunt numiți esențiali și trebuie furnizați de alimente.
Alimentele sunt o sursă importantă de acizi grași. Acest aport este vital pentru menținerea lipidemiei stabile și pentru a oferi organismului acizi grași esențiali . Acizii grași clasificați ca esențiali includ omega-3 și omega-6 . Corpul uman neștiind cum să le sintetizeze sau să le sintetizeze în cantitate insuficientă, este necesară o contribuție minimă și regulată a alimentelor.
În prezent, conform AFSSA, alimentele oferă suficient omega-6 și prea puțin omega-3 , cu un raport insuficient de omega-3 / omega-6.
Pe de altă parte, numeroase studii au arătat că un exces de acizi grași (în special grăsimi trans nesaturate ) ar putea avea consecințe asupra sănătății și, în special, crește foarte semnificativ riscul de boli cardiovasculare . Unele studii se concentrează pe consumul excesiv de acizi grași trans nesaturați rezultat din procese industriale, cum ar fi hidrogenarea parțială a acizilor grași de origine vegetală (uleiuri).
| Acizi grași : | saturat | mono- nesaturate |
poli- nesaturați |
Omega 3 | omega-6 | Colesterol | Vitamina E |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| g / 100 g | g / 100 g | g / 100 g | g / 100 g | g / 100 g | mg / 100 g | mg / 100 g | |
| Grăsimi animale | |||||||
| Slănină | 40,8 | 43,8 | 9.6 | 93 | 0,0 | ||
| Unt | 54.0 | 19,8 | 2.6 | 230 | 2.0 | ||
| Grăsime de rață | 33.2 | 49.3 | 12.9 | 0,101 | |||
| Grăsimi vegetale | |||||||
| Ulei de cocos | 85.2 | 6.6 | 1.7 | 0 | 0,7 | ||
| Ulei de in | 11 | 10-20 | 52 - 80 | 45 - 70 | 12-24 | 17.5 | |
| ulei de palmier | 45.3 | 41.6 | 8.3 | 0 | 33.1 | ||
| Ulei din semințe de bumbac | 25.5 | 21.3 | 48.1 | 0 | 42,8 | ||
| Germeni de grâu ulei | 18.8 | 15.9 | 60.7 | 8 | 53 | 0 | 136,7 |
| Ulei de soia | 14.5 | 23.2 | 56,5 | 5 | 50 | 0 | 16.3 |
| Ulei de masline | 14.0 | 69,7 | 11.2 | 0 | 7.5 | 0 | 5.1 |
| Ulei de porumb | 12.7 | 24.7 | 57,8 | 0 | 17.4 | ||
| Ulei de floarea soarelui | 11.9 | 20.2 | 63.0 | 0 | 62 | 0 | 49.0 |
| Ulei de șofrănel | 10.2 | 12.6 | 72.1 | 0,1-6 | 63-72 | 0 | 40.7 |
| Ulei de colza | 5.3 | 64.3 | 21-28 | 6-10 | 21-23 | 0 | 22.2 |
Într-un aviz publicat în 1992, American Heart Association (AHA) a făcut următoarele recomandări:
NB: Pentru analizele efectuate în cadrul reprimării fraudei, originea grăsimii este determinată în funcție de profilul acizilor grași și în funcție de steroli (insaponificabili). Acizii grași ai lanțului de carbon sunt foarte minori și adesea nu sunt cuantificați în analizele actuale.
Deoarece anumite tipuri de lipide (acizi grași, alcooli grași, hidrocarburi sau steroli) sunt produse numai de anumite plante, monitorizarea lor (și / sau a descendenților lor metabolici) în rețelele alimentare poate face posibilă identificarea surselor și a chiuvetelor anumitor materie organică în dieta unui individ, a unei specii, a unei populații și a aporturilor de nutrienți sau carbon într-un compartiment al unui ecosistem și pentru a înțelege mai bine anumite dinamici (Pimm et al., 1991 citat de Napolitano), pe lângă alte mijloace de studii, de exemplu bazate pe inspecția conținutului stomacului, intestinului sau fecalelor, pe markeri biochimici, imunologici (Grisley și Boyle, 1985, citat de Napolitano) sau analize izotopice (de izotopi naturali stabili sau de markeri izotopici artificiali (Peterson și Fry, 1987 citat de Napolitano) .Când lipidele (acidul gras aici) sunt metabolice stabile și / sau își păstrează structura bazică după ce au Dacă a fost digerat sau integrat, poate face posibilă urmărirea transferurilor de carbon și energie într-un lanț alimentar și, de exemplu, rafinarea cunoașterii unei relații prădător-pradă .