جزوه بیوشیمی 1 (دکتر کریمی) PDF

‫بسم اهلل الرحمن الرحیم‬ ‫جزوه بیوشیمی ‪( 1‬دکتر کریمی)‬ ‫تعریف علم بیوشیمی‪:‬‬ ‫بیوشیمی با زیست شیمی دانشی است که در مورد سلول و اجزای تشکیل دهنده سلول...

‫بسم اهلل الرحمن الرحیم‬ ‫جزوه بیوشیمی ‪( 1‬دکتر کریمی)‬ ‫تعریف علم بیوشیمی‪:‬‬ ‫بیوشیمی با زیست شیمی دانشی است که در مورد سلول و اجزای تشکیل دهنده سلول و واکنش های شیمیایی که در آنها انجام می‬ ‫شود صحبت می کند‪.‬‬ ‫هدف علم بیوشیمی‪:‬‬ ‫شرح و توصیف جزییات مولکولی تمام فرایندهای شیمیایی در سلول های زنده است‪.‬هدف کلی علم بیوشیمی مطالعه و بررسی‬ ‫ساختار ماکرومولکول ها و سپس متابولیسم این ترکیبات و همچنین نقش آب در این شکل از حیات است‪.‬‬ ‫ارتباط بیوشیمی و سالمتی‪:‬‬ ‫از دیدگاه بیوشیمی سالمتی وضعیتی است که در آن تمامی واکنش های درون سلولی و برون سلولی با سرعت مناسب در حال انجام‬ ‫باشند‪.‬بیشتر بیماری ها و به عبارتی تمام بیماری ها زمینه بیوشیمی دارند‪.‬اعتقاد بر این است که بیشتر بیماری ها به دلیل اختالل‬ ‫در کار مولکول های زیستی (بیومولکول ها) به وجود می آیند و تظاهری از اختالل در عملکرد مولکول ها‪ ،‬واکنش ها و فرایندهای‬ ‫بیوشیمیایی هستند‪.‬‬ ‫بیومولکول ها‪:‬‬ ‫بیومولکول‪ ،‬مولکولی است که توسط یک ارگانیسم یا سامانه زنده ساخته می شود‪.‬از نظر شیمی مشتقات هیدروکربنی هستند که‬ ‫دارای استخالفهایی با انواعی از گروه های عاملی هستند‪.‬تمام بیومولکول ها ترکیبات کربنی هستند‪.‬عنصر اصلی در ایجاد بیومولکول‬ ‫ها کربن میباشد‪.‬زیرا کربن اندازه کوچکی دارد و خاصیت الکترون خواهی متوسطی دارد‪.‬کربن قادر است پیوندهای کوواالن از نوع‬ ‫یگانه‪ ،‬دوگانه و سه گانه تشکیل دهند‪.‬اتم های کربن میتوانند ساختارهای متفاوت از جمله زنجیره های حلقوی و شاخه دار ایجاد‬ ‫کنند‪.‬به همین دلیل اکثر بیومولکولها ترکیبات هیدروکربنی هستند که ممکن است به صورت آلیفاتیک (ترکیبات با ساختار خطی)‬ ‫یا آروماتیک (نرکیبات با ساختار حلقوی) باشند‪.‬‬ ‫تقسیم بندی کلی بیومولکول ها‪:‬‬ ‫‪.1‬ماکرومولکول های زیستی (مولکول های بزرگ) شامل پروتﺌین ها‪ ،‬اسیدهای نوکلﺌیک‪ ،‬کربوهیدراتها و لیپیدها هستند‪.‬‬ ‫‪.2‬میکرومولکول های زیستی (مولکول های کوچک) شامل اسیدهای آمینه‪ ،‬نوکلﺌوتیدها‪ ،‬منوساکاریدها و اسیدهای چرب‬ ‫هستند‪.‬‬ ‫اسیدهای نوکلﺌیک حاوی اطالعات توارثی در سلول ها هستند و نقش مهمی در حمل این اطالعات دارند‪.‬پروتﺌینها‬ ‫محصول بیان اطالعات توارثی هستند و نقش ساختمانی و نقش آنزیمی دارند‪.‬کربوهیدراتها در سلول نقش ذخیره ای یا‬ ‫ساختمانی دارند‪.‬چربی ها در ذخیره انرژی و ساختار غشا نقش دارند‪.‬اختالف بین پروتﺌین ها و اسیدهای نوکلﺌیک با‬ ‫کربوهیدراتها و لیپیدها این است که پروتﺌین ها و اسیدهای نوکلﺌیک جز درشت مولکول های آگاه کننده هستند‪.‬زیرا از‬ ‫نظر ساختمانی حامل اطالعات هستند‪.‬اما چربی ها و کربوهیدراتها جز درشت مولکول های آگاه کننده نیستند‪.‬‬ ‫اعضای هر دو گروه با اندکی تنوع در تمامی اشکال حیات یکی هستند‪.‬به عبارتی واحد ساختمانی یکسان دارند‪.‬به عنوان‬ ‫مثال دی ان ا اطالعات ژنتیکی را در همه موجودات سلولی ذخیره می کند‪.‬یا مثال پروتﺌین ها در همه موجودات از ‪20‬‬ ‫اسید آمینه تشکیل شده است‪.‬فرآیندهای متابولیکی کلیدی نیز در بسیاری از موجودات مشابه است‪.‬به عنوان مثال فرایند‬ ‫گلیکولیز تقریبا در همه موجودات انجام می شود‪.‬‬ ‫عناصر سازنده بدن انسان‪:‬‬ ‫شامل دو دسته ماکروالمنت ها و میکروالمنت ها هستند‪.‬ماکروالمنت ها چهار عنصر اصلی بدن انسان هیدروژن‪ ،‬کربن‪،‬‬ ‫نیتروژن و اکسیژن است که اکثریت وزن سلولها را تشکیل می دهد‪.‬انتخاب این عناصر به خاطر است که این عناصر‬ ‫قادرند به بهترین وجه با هم ترکیب شده و ترکیبات پایداری را برای بوجود آوردن حیات حاصل کنند‪.‬عناصر کمیاب شامل‬ ‫مس‪ ،‬روی‪ ،‬کبالت منگنز‪ ،‬مولیبدن و ‪...‬هستند که در بسیاری از فعل و انفعاالت شیمیایی نقش دارند‪.‬‬ ‫انواع پیوندهای شیمیایی قوی‪:‬‬ ‫‪.1‬پیوندکوواالنسی پیوندی است که بین دو نافلز با به اشتراک گذاشتن جفت الکترون برقرار میشود‪.‬پیوند کوواالنسی بین‬ ‫دو اتم ممکن است یگانه‪ ،‬دوگانه و یا سه گانه باشد‪.‬منظور از پیوند کوواالنسی ‪ ،‬نیروی جاذبه ای است که هسته هر اتم به‬ ‫الکترونهای اتم دیگر که با هم به اشتراک گذاشته اند وارد می کند‪.‬هر چه بار موثر هسته دو اتم بیشتر باشد ‪ ،‬پیوند‬ ‫کوواالنسی قویتر خواهد بود‪.‬‬ ‫‪.2‬پیوند یونی زمانی تشکیل می شود که یک الکترون از یک اتم جدا شده و به اتم دیگر متصل می شود‪.‬در نهایت یک کاتیون‬ ‫و آنیون با بار مثبت و منفی تشکیل می شود که به سمت هم جذب میشوند‪.‬منظور از پیوند یونی یک نیروی جاذبه‬ ‫الکترواستاتیک قوی بین دو یون مثبت و منفی است که یون هارا در یک ترکیب یونی کنار هم نگه می دارد‪.‬در این پیوند‬ ‫ساختار شبکه ای تشکیل می شود که به سختی گسسته می شود‪.‬هرچه چگالی بار دو یون مثبت و منفی بیشتر باشد‪،‬‬ ‫پیوند یونی قویتر است‪.‬‬ ‫‪.3‬انواع پیوندهای ضعیف‪:‬‬ ‫‪.1‬پیوند هیدروژنی‪ :‬بین اتم هیدروژن و اتم هایی با الکترونگاتیوی باال (اکسیژن‪،‬فلوئور و نیتروژن) رخ میدهد‪.‬این پیوند بین‬ ‫اتم های یک مولکول و یا بین مولکول های مختلف ایجاد می شود‪.‬این پیوند در ساختار دوم پروتﺌین ها و نیز بین بازهای‬ ‫مکمل در ‪ DNA‬نقش دارد‪.‬‬ ‫‪.2‬پیوندهای هیدروفوب یا آبگریز‪ :‬روابط بین آب و مولکول های هیدروفوب (آبگریز) را توصیف می کند‪.‬مولکول های آبگریز‬ ‫غیرقطبی بوده و درون آب به هم پیوسته و تشکیل ساختارهایی مانند میسل را می دهند‪.‬این پیوندها تاثیر بسیار زیادی‬ ‫در تا شدن پروتﺌین ها‪ ،‬اتصال سوبسترا به آنزیم و تشکیل غشا دارند‪.‬‬ ‫‪.3‬پیوندهای واندروالسی‪ :‬نیرویی که مولکول های یک ماده را در حالت جامد یا مایع به هم مرتبط می کند و به نیروی بین‬ ‫مولکولی معروف است‪.‬‬ ‫‪.4‬پیوند الکترواستاتیک‪ :‬وقتی دو یون در فاصله مناسبی نسبت به یکدیگر قرار میگیرند‪ ،‬براساس نوع بار ممکن است یکدیگر‬ ‫را جذب یا دفع کنند‪.‬این تعامالت در شکل گیری ساختمان های ماکرومولکولی و تعامالت پروتﺌینی نقش دارد‪.‬‬  ‫گروه های عاملی در بیوشیمی‪:‬‬ ‫گروهی از اتم ها می باشند که با پیوند کواالن به هم متصل شده و خواص فیزیکوشیمیایی ویژه ای به بیومولکولها می‬ ‫دهند‪.‬گروه های عاملی خود به دو دسته تقسیم می شوند‪:‬‬ ‫‪.1‬گروه های عاملی هیدروکربنی آلیفاتیک (ترکیباتی که ساختار خطی دارند مثل آلکان‪ ،‬آلکن‪ ،‬آلکین) و آروماتیک‬ ‫(ترکیباتی که حلقوی باشند و پیوند دوگانه انها مزدوج باشد مثل بنزن و فنیل)‬ ‫آشنایی با هیدروکربن های آلیفاتیک در ساختار و متابولیسم اسیدهای چرب اهمیت دارد‪.‬‬ ‫بنزن‬ ‫فنیل‬ ‫آشنایی با هیدروکربن های آروماتیک در ساختار اسیدآمینه آروماتیک نظیر فنیل آالنین اهمیت دارد‪.‬‬ ‫‪.2‬گروه های عاملی مشتقات هیدروکربنی در اثر جایگزین شدن اکسیژن (شامل الکل‪ ،‬اتر)‪ ،‬کربونیل (شامل آلدهید‪،‬‬ ‫کتون‪ ،‬کربوکسیلیک اسید‪ ،‬استر‪ ،‬آمید و آسیل) نیتروژن (آمین‪ ،‬ایمین) ‪ ،‬سولفور (تیول) و فسفر (فسفریل) به جای‬ ‫هیدروژن و کربن ایجاد می شوند‪.‬‬ ‫گروه های عاملی شامل الکل‪ ،‬اتر‪ ،‬آلدهید و کتون در ساختار کربوهیدراتها نقش دارد‪.‬گروه عاملی کربوکسیلیک اسید‬ ‫در ساختمان اسیدهای چرب نقش دارد‪.‬گروه عاملی استر و آمید به ترتیب در ساختمان تری گلیسریدها و در پیوند‬ ‫پیوندی حضور دارند‪.‬‬  ‫در همه انواع اسید آمینه‪ ،‬آمین نوع یک وجود دارد‪.‬به جز اسید آمینه پرولین که در آن آمین نوع دو وجود دارد‪.‬‬ ‫اسید و باز‬ ‫اسیدها موادی هستند که ظرفیت پروتون دهی دارند‪.‬یعنی دهندهی پروتون هستند‪.‬بازها موادی هستند که پروتون میگیرند یعنی‬ ‫گیرنده پروتون هستند‪.‬‬ ‫طبق نظر آرنیوس اسیدها موادی هستند که در محلولهای آبی‪ ،‬تولید یون هیدروژن یعنی ‪ H+‬میکنند و بازها موادی هستند که در‬ ‫محلول آبی یون هیدروکسیل یا همان ‪ OH-‬را تولید میکنند‪.‬‬ ‫طیق نظر برونشتد و لوری‪ ،‬این دو دانشمند اسیدها را موادی میدانستند که در محیط های غیرآبی و یا واکنشهای شیمیایی توانایی‬ ‫پروتوندهی داشتند و بازها را گونههای توصیف کردند که در واکنشهای شیمیایی توانایی پذیرش پروتون دارند‪.‬این تعریف پرکاربردتر‬ ‫است و طیق نظر لوئیس‪ ،‬اسید گیرنده الکترون و باز دهنده الکترون است‪.‬‬ ‫اسیدهای قوی و اسیدهای ضعیف‪:‬‬ ‫میزان تفکیک پذیری تعیین می کند که آن ها اسیدهای قوی یا ضعیف هستند‪.‬اسیدهای قوی به شکل صد در صد در محلول تفکیک‬ ‫و تجزیه می شوند‪.‬واکنش تجزیه برگشت ناپذیر است‪.‬مثال در محلول ‪ HCL‬تقریبا همه مولکول ها تجزیه شده و به صورت یون های‬ ‫‪H+‬و‪ CL-‬وجود دارند‪.‬بنابراین غلظت ‪ H+‬خیلی باالست و یک اسید قوی است‪.‬‬ ‫‪𝐻𝐶𝑙 → 𝐻 + + 𝐶𝑙 −‬‬ ‫اسیدهای ضعیف به شکل جزئی تفکیک شده و تعداد مولکول های اسید به شکل یونیزه خیلی کم است و واکنش ممکن است برگشت‬ ‫پذیر باشد‪.‬مثال استیک اسید فقط به صورت جزئی تجزیه می شود و تعداد مولکول های یونیزه در حدود ‪ %50‬است‪.‬‬ ‫‪𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 ↔ 𝐻 + + 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂−‬‬ ‫ثابت تفکیک‪:‬‬ ‫از آن جایی که تجزیه یک اسید واکنشی برگشت پذیر است‪ ،‬نسبت بین اجزای تجزیه شده و نشده ثابت است‪.‬ثابت تفکیک‬ ‫یک اسید )‪ (Ka‬با فرمول زیر بیان می شود‪.‬که [‪ ] H+‬غلظت یون هیدروژن است‪ ] A-[.‬غلظت آنیون یا باز کونژوگه و [‬ ‫‪ ]HA‬غلظت مولکول های تجزیه نشده است‪.‬‬ ‫] ‪[𝐻 + ] × [𝐴−‬‬ ‫= 𝑎𝑘 ثابت تفکیک اسیدها‬ ‫]𝐴𝐻[‬ ‫‪ Ka‬معیاری جهت سنجش قدرت اسید ی است و با قدرت اسید رابطه مستقیم دارد‪.‬اگرچه 𝑎𝑘𝑃 با قدرت اسید رابطه عکس‬ ‫دارد‪.‬قدرت یک اسید از روی غلظت آن تعیین نمیشود بلکه از روی ‪ Ka‬تعیین می شود‪.‬افزایش مقدار ‪ Ka‬برابر با افزایش‬ ‫قدرت اسیدی‪ ،‬افزایش قدرت تفکیک و کاهش میزان ‪ Pka‬است‪.‬اسیدهای قوی ‪ Ka‬بزرگتر و ‪ Pka‬کوچکتری دارند‪.‬‬ ‫] 𝑎𝑘[𝑔𝑜𝑙‪𝑃𝑘𝑎 = −‬‬ ‫‪:pH‬‬ ‫معیاری جهت سنجش غلظت اسیدیته یا میزان یون هیدروژن در محلولهاست‪.‬سورنسون بیان کرد که ‪ pH‬برابر به صورت‬ ‫لگاریتم منفی غلظت یون هیدروژن است‪:‬‬ ‫‪+‬‬ ‫] ‪pH = −log[H‬‬ ‫‪ pH‬با غلظت یون هیدروژن رابطه عکس دارد‪.‬در‪ pH‬کمتر‪ ،‬غلظت یون هیدروژن یا اسیدیته باالتر است و در ‪ PH‬باالتر غلظت‬ ‫یون هیدروژن یا اسیدیته کمتر است‪ pH.‬یک مقیاس لگاریتمی بین ‪ 0‬تا ‪ 14‬دارد‪ pH.‬محلول اسیدی کمتر از ‪ 7‬و ‪ pH‬محلول‬ ‫بازی بیشتر از ‪ 7‬است‪.‬در ‪ pH‬یک‪ ،‬غلظت یون هیدروژن ‪ 10‬برابر محلولی با ‪ pH‬دو و صد برابر محلولی با ‪ pH‬سه است‪.‬‬ ‫محلولها را با دستگاهی بهنام "‪ pH‬مِتِر" و همچنین کاغذهای مخصوص سنجش پیاچ اندازهگیری میکنند‬ ‫اهمیت ‪pH‬‬ ‫در بدن ما هر اندام ‪ pH‬خاص خود را دارد که بر عملکرد آن اندام تاثیرگذار است‪.‬به طور مثال ‪ pH‬بزاق (‪ ،6-7 )Saliva‬معده‬ ‫‪ 1/2‬و خون ‪ 7/35-7/45‬میباشد‪.‬در گاو نیز برای مثال‪ pH‬شکمبه ‪ 6-7‬و شیردان ‪ 3/5-4‬را دارد‪.‬آنزیم پپسین در معده به‬ ‫‪ pH‬پایینتری برای فعالیت خود نیاز دارد ولی آنزیم های روده به ‪ pH‬باالتری برای عملکرد خود نیاز دارند‪.‬‬ ‫یون هیدروژن در همه قسمت های بدن وجود دارد و حفظ غلظت مناسب ‪ H+‬جهت عملکرد طبیعی سلول ها ضروری است‪.‬‬ ‫زمانی که ‪ pH‬بدن در حالت اسیدی قرار گیرد بدن مستعد بسیاری از بیماری ها میشود‪.‬‬ ‫رابطه بین ‪ Pka ،pH‬و غلظت اسید و باز کونژوگه توسط معادله هندرسن‪-‬هاسلباخ بیان می شود‪.‬در این معادله زمانی که غلظت‬ ‫اسید و باز برابر میشود 𝑎𝑘𝑃 با 𝐻𝑝 برابر میشود‪.‬‬ ‫‪−‬‬ ‫] 𝐴[‬ ‫𝑔𝑜𝑙 ‪𝑝𝐻 = 𝑃𝑘 +‬‬ ‫]𝐴𝐻[‬  ‫بافر یا تامپونها‪:‬‬ ‫محلولهایی هستند که در برابر تغییرات ‪ PH‬از خود مقاومت نشان میدهند‪.‬این قابلیت مهم و ارزشمند باعث شده تا این محلول ها‬ ‫در زمینه های مختلفی چون تهیه نگهدارنده های غذایی‪ ،‬مواد شوینده‪ ،‬فرآورده های آرایشی و بهداشتی‪ ،‬چرم‪ ،‬رنگ و… کاربرد های‬ ‫زیادی داشته باشند‪.‬به طور کلی توانایی یک محلول برای مقاومت در برابر تغییرات ‪ PH‬را ظرفیت یک بافر می گویند‪.‬هنگامی که‬ ‫یک اسید یا باز به محلول بافری اضافه می شود‪ ،‬تغییر میزان ‪ PH‬می تواند کم یا زیاد باشد که این موضوع به ‪ PH‬اولیه محلول و‬ ‫همچنین ظرفیت بافر بستگی دارد‪.‬‬ ‫𝑎𝑘𝑃 ‪ = ± 1 +‬ظرفیتبافری‬ ‫بافرها دو نوع میباشند‪:‬‬ ‫‪ ‬مخلوط یک اسید ضعیف با نمک آن‪.‬مثال‪:‬‬ ‫بافر بی کربنات )‪(H2CO3/NaHCO3‬‬ ‫باافر استات (‪)CH3COOH/CH3COONa‬‬ ‫‪ ‬مخلوط یک باز ضعیف با نمک آن‪.‬مثال‪:‬‬ ‫بافر آمونیوم )‪)NH4OH/NH4CL‬‬ ‫مکانیسم عمل بافرها‪:‬‬ ‫زمانی که اسیدی قوی مانند ‪ HCl‬به سیستم اضافه شود‪ ،‬یون هیدروژن با یون استات ترکیب شده و استیک اسید به ما میدهد و‬ ‫یون کلر نیز با یون سدیمِ استاتسدیم ترکیب شده و نمک سدیمکلرید را به ما میدهد‪.‬‬ ‫𝐻𝑂𝑂𝐶 ‪𝐻𝐶𝑙 + 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 ↔ 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐶𝐻3‬‬ ‫به طور مشابه زمانی که ‪ NAOH‬اضافه شود‪ ،‬اسید ضعیف با آن برای تشکیل نمک و آب واکنش میدهد‪ OH.‬باز با استیک اسید‬ ‫موجود در محلول ترکیب شده و یون های استات سدیم و آب را تشکیل می دهد‪.‬بنابراین تغییری در ‪ pH‬رخ نمی دهد‪.‬‬ ‫𝑎𝑁𝑂𝑂𝐶 ‪𝑁𝑎𝑜𝐻 + 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 ↔ 𝐻20 + 𝐶𝐻3‬‬ ‫‪.‬‬ ‫اختالالت اسید و باز‬ ‫‪ pH‬خون در حالت طبیعی باید بین دو مقدار ‪ 7/38‬و‪ 7/42‬باشد‪.‬اگر ‪ pH‬کمتر از ‪ 7/38‬بود به حالت پیشآمده اسیدوز میگوییم‪.‬‬ ‫اسیدوز حاد میتواند ‪ CNS‬را تضعیف کند‪ ،‬بروز کما و حتی منجر به مرگ شود‪.‬اسیدوز مزمن نیز پوکی استخوان و تضعیف‬ ‫ماهیچهها را به دنبال دارد‪.‬زیرا در اسیدوز غلظت الکترولیتها دچار تغییر شده و بدن برای حفظ حالت بازی مجبور است‬ ‫کلسیم را از استخوان آزاد کند‪.‬اگر ‪ pH‬باالتر از ‪ 7/45‬بود به آن آلکالوز میگویند‪.‬آلکالوز میتواند منجر به افزایش تحریکپذیری‬ ‫سیستم عصبی‪-‬عضالنی‪ ،‬اسپاسم عضالنی و تتانی شود‪.‬‬ ‫در بدن انسان روزانه در اثر متابولیسم مواد گوناگون اسیدها و بازهای مختلفی تولید می شود‪.‬عموما کفه این ترازو به سمت‬ ‫تولید اسیدها است‪.‬اسیدهای تولیدی به دو دسته فرار و غیرفرار تقسیم می شوند‪.‬اسید کربنیک یکی از اسیدهای تولیدی بدن‬  ‫است که به شکل ‪ CO2‬از دستگاه تنفسی دفع می شود‪.‬اسیدهای غیر فرار معدنی شامل اسید سولفوریک و اسید فسفریک‬ ‫هستند‪.‬اسیدهای غیر فرار آلی شامل اسید الکتیک و اجسام کتونی هستند‪.‬هر دو دسته اسیدهای غیر فرار در نتیجه متابولیسم‬ ‫مواد در بدن حاصل می شوند‪.‬لذا عموما سه سد دفاعی کنترل اسید و باز برای دفع و خنثی سازی این اسیدها و حفظ ‪pH‬‬ ‫داخلی حدود ‪ 7.7‬عمل میکنند‪.‬بدن برای تنظیم ‪ pH‬از سه سیستم بافری‪ ،‬تنفسی و کلیوی استفاده میکند‪.‬‬ ‫سیستم بافری‪:‬‬ ‫بافرها اولین خط دفاعی در برابر تغییرات ‪ pH‬هستند و تا زمانی موثر هستند که بار اسید بیش از حد نیست و ذخیره قلیایی کاهش‬ ‫نیافته است‪.‬بافرها می توانند به اضافه شدن اسید یا باز پاسخ دهند اما اسید را از بدن حذف نمی کنند و قادر به پر کردن دخایر‬ ‫قلیایی نیستند‪.‬سیستم بافری خود به دو دسته سیستم بافری داخل سلولی و خارج سلولی تقسیم میشود‪.‬سیستم بافری‬ ‫کربنیکاسید‪-‬بیکربنات‪ ،‬مهمترین سیستم بافری خارج سلولی جهت تنظیم پالسما (‪ % 65‬ظرفیت بافری پالسما را تشکیل میدهد)‬ ‫و نمونه ای از سیستم بافری خارج سلولی میباشد‪.‬بخش بازی این سیستم بی کربنات ‪ HCO3‬است و توسط کلیه تنظیم میشود‪.‬‬ ‫در حالی که قسمت اسیدی این بافر یا اسید کربنیک ‪ H2CO3‬تحت تنظیم تنفسی است‪.‬این سیستم خود با دو سیستم تنفسی و‬ ‫کلیوی همکاری دارد‪.‬‬ ‫مقدار طبیعی بیکربنات پالسما ‪ 24 mmol/L‬است‪ PCO2.‬طبیعی خون شریانی ‪ 40 mmHG‬است‪.‬غلظت طبیعی اسید کربنیک‬ ‫پالسما ‪ 1/2 mmol/L‬است‪ Pka.‬برای اسید کربنیک ‪ 6/1‬است‪.‬وقتی این مقادیر در معادله هندسون هاسلباخ قرار گیرد ‪7.4 pH‬‬ ‫می شود‪.‬‬ ‫زمانی که غلظت یون هیدروژن خون افزایش پیدا کند این واکنش به سمت چپ میرود‪.‬یعنی هیدروژن با بیکربنات ترکیب شده و‬ ‫کربنیک اسید می سازد‪.‬سپس کربنیک اسید به سیستم تنفسی میرود و در آنجا به دیاکسید کربن و آب تجزیه شده که دیاکسید‬ ‫کربن آن دفع میشود‪.‬کلیه نیز به کمک افزایش ترشح یون هیدروژن و یا افزایش بازجذب یون بیکربنات ‪ pH‬را تنظیم میکند‪.‬‬ ‫زمانی که غلظت یون هیدروژن خون کاهش پیدا کند این واکنش به سمت راست میرود‪.‬دفع دیاکسید کربن کاهش می یابد و با‬ ‫آب ترکیب می شود تا کربنیک اسید ساخته شود‪.‬و تعادل به سمت راست بر می گردد تا یون هیدروژن بیشتری تولید شود‪.‬کلیه‬ ‫نیز به کمک کاهش ترشح یون هیدروژن و یا کاهش بازجذب یون بیکربنات ‪ pH‬را تنظیم میکند‪.‬‬ ‫سیستم بافری فسفات یک سیستم بافری درون سلولی است‪.‬زمانی که افزایش غلظت یون هیدروژن رخ دهد واکنشها به سمت‬ ‫چپ و در صورت کاهش آن به سمت راست پیشروی میکنند‪.‬‬ ‫سیستم بافری پروتئینی ( داخل – خارج ) سلولی بسته به مقدار ‪ pKa‬زنجیره جانبی قابل یونیزه اسیدهای آمینه دارد‪.‬‬ ‫هیستیدین‪ :‬مهمترین اسید آمینهای که در ساختمان پروتﺌینی میتواند نقش بافری داشته باشد است که گروه عاملی ایمیدازول‬ ‫دارد و ‪ pKa‬آن ‪ 6/1‬است‪.‬‬ ‫‪His‬‬ ‫سیستم ریوی‪ :‬به واسطه تغییر در غلظت ‪ PCO2‬تنظیم میشود و نسبت به تغییرات ‪ pH‬خون پاسخ میدهد‪.‬تنظیم سرعت‬ ‫تنفس توسط کمورسپتورها در مرکز تنفس صورت می گیرد و این کمورسپتورها به تغییرات ‪ pH‬حساس هستند‪.‬زمانی که‬ ‫اسیدوز رخ میدهد‪ ،‬سرعت تنفس در ریه افزایش یافته (هایپرونتیالسیون) و ‪ PCO2‬کاهش مییابد‪.‬زمانی که آلکالوز رخ دهد‪،‬‬ ‫سرعت تنفس در ریه کاهش یافته (هایپوونتیالسیون) و ‪ PCO2‬افزایش مییابد‪.‬ریه از طریق افزایش سرعت تنفس یا کاهش‬ ‫سرعت تنفسی به ترتیب باعث کاهش فشار کربنیک اسید و یا افزایش فشار کربنیک اسید میشود‪.‬‬ ‫سیستم کلیوی از طریق افزایش ترشح یون ‪ +H‬و افزایش بازجذب بی کربنات ‪ pH‬را تنظیم میکند‪.‬در توبول های پیچیده‬ ‫نزدیک ابتدا ‪ CO2‬با آب ترکیب شده تا با کمک کربونیک انیدراز اسید کربونیک تشکیل شود‪.‬سپس کربونیک اسید به یون‬ ‫هیدروژن و بیکربنات یونیزه میشود‪.‬سپس یون های هیدروژن در تبادل جهت بازجذب سدیم درون لومن ترشح می شوند‪.‬‬ ‫یون سدیم همراه با بیکربنات به درون خون بر می گردند‪.‬‬ ‫‪𝐻𝐶𝑂3‬‬ ‫𝐻 ‪pH = pKa + log‬‬ ‫‪2 𝐶𝑂3‬‬ ‫اختالالت اسید و باز‪:‬‬ ‫اختالالت اسید باز به دو دسته اسیدوز و آلکالوز تبدیل میشود‪.‬اختالالت تنفسی مرتبط با افزایش یا کاهش ‪ PCO2‬است‪.‬در‬ ‫اسیدوز تنفسی افزایش ‪ PCO2‬و در آلکالوز تنفسی کاهش ‪ PCO2‬رخ می دهد‪.‬اختالالت متابولیک مرتبط با افزایش یا کاهش بی‬ ‫کربنات هستند‪.‬افزایش بی کربنات در آلکالوز متابولیک و کاهش بی کربنات در اسیدوز متابولیک رخ می دهد‪.‬هر یک از این اختالالت‬ ‫با جبران ثانویه هم جهت در متغییر دیگر اصالح می شو‪.‬ند‪.‬‬ ‫الف) اختالالت متابولیک‬ ‫‪ -‬اسیدوز متابولیک‪ :‬زمانی است که غلظت یون هیدروژن در خون زیاد و یا غلظت بی کربنات در خون کاهش مییابد‪.‬مثال‪:‬‬ ‫‪1‬‬ ‫کتواسیدوزیس در گاوها‪ ،‬زمانی که بعد از زایمان گاوها دچار کمبود انرژی شده و برای تامین سوخت مورد نیاز خود به‬ ‫سوخت و ساز چربیها رو میآ ورند‪.‬این امر منجر به تولید کتون بادی ها و کتواسیدوز و کاهش ‪ pH‬خون میشود‪.‬در‬ ‫الکتیک اسیدوز مصرف علوفه کم و غالت زیاد منجر به افزایش تولید الکتیک اسید در شکمبه شده و کاهش ‪ pH‬رخ می‬ ‫دهد‪.‬مکانیسم جبرانی در جهت کاهش ‪ CO2‬در ریهها از طریق افزایش میزان تنفس‪.‬‬ ‫‪ -2‬آلکالوز متابولیک‪ :‬زمانی که ‪ pH‬خون افزایش پیدا میکند‪.‬چون غلظت یون بی کربنات افزایش و ‪ H+‬کاهش پیدا میکند‪.‬‬ ‫مکانیسم جبرانی در جهت افزایش فشار ‪ CO2‬در ریه رخ می دهد و منجر به کاهش میزان تنفس میشود‪.‬آلکالوز متابولیک‬ ‫با مصرف برخی دیورتیکها (داروهای ادرارآور) رخ میدهد‪.‬استفراغ نیز با افزایش دفع یون هیدروژن سبب افزایش بیکربنات‬ ‫میشود‪.‬‬ ‫ب)اختالالت تنفسی‬ ‫‪ -1‬اسیدوز تنفسی‪ :‬به دلیل کاهش سرعت تنفس‪ ،‬فشار ‪ CO2‬در ریهها افزایش پیدا میکند مثالً بیماری آسم یا بیماری مزمن‬ ‫انسدادی ریه (‪ )COPD‬که احتباس ‪ CO2‬در ریه ها رخ می دهد‪.‬جبران در جهت افزایش بازجذب بی کربنات از‬ ‫کلیههاست‪.‬‬ ‫‪ -2‬آلکالوز تنفسی‪ :‬در آلکالوز تنفسی فشار ‪ CO2‬در ریهها کم میشود‪.‬له له زدن )‪ (panting‬در حیوانات و استرس گرمایی‬ ‫(‪ (Heat stress‬به دلیل افزایش تنفس‪ ،‬منجر به کاهش ‪ PCO2‬میشوند‪.‬مکانیسم جبرانی در این اختالل با کاهش بازجذب‬ ‫بیکربنات از کلیهها همراه است‪.‬مسمومیت با سالیسیالتها نیز با تحریک مراکز تنفس سبب آلکالوز تنفسی میشوند‪.‬‬ ‫الکترولیتها ‪ :‬به دو دسته تقسیم میشوند‪ :‬کاتیون ها و آنیون ها‪.‬مهمترین کاتیون داخل سلولی ‪ ، k+‬مهمترین کاتیون خارج‬ ‫سلولی ‪.Na+‬مهمترین آنیون داخل سلولی فسفر و مهمترین آنیون خارج سلولی کلرید است‪.‬‬ ‫کربوهیدراتها‪:‬‬ ‫کربوهیدراتها ترکیبات جامد کربن داری هستند که از اتصال تعداد زیادی گروه هیدروکسیل تشکیل شده اند و فرمول عمومی‬ ‫‪ Cn(H2O)n‬دارند‪.‬سادهترین کربوهیدراتها از یک گروه کتون و یا یک گروه آلدهیدی تشکیل شدهاند‪.‬به عبارتی پلی‬ ‫هیدروکسی کتون یا پلی هیدروکسی آلدهید هستند‪.‬قندها دو دسته اند‪ :‬یا گروه کتونی دارند و کتوز هستند‪.‬یا گروه آلدهیدی‬ ‫دارند و آلدوز هستند‪.‬‬ ‫کربوهیدراتها فراوان ترین مادهی آلی موجود در طبیعت هستند‪.‬آنها به شکل اولیه تحت تاثیر انرژی خورشیدی و آنزیمهای‬ ‫متعدد با فتوسنتز در گیاهان تولید میشوند‪.‬در پروسه ی معکوس تنفس سلولی که در بدن انسان و یا حیوانات رخ میدهد‪،‬‬ ‫انرژی مورد نیاز از اکسیداسیون قندها حاصل میگردد و ‪ CO2‬و ‪ H2O‬حاصل می شود و وارد طبیعت میشوند‪.‬‬ ‫‪CO2+H2O ↔ C6H12O6+O2‬‬ ‫وظایف کربوهیدراتها‪:‬‬ ‫‪ ‬مهمترین وظیفه آنها تولید انرژی در بدن است (حدود ‪ 60‬درصد از انرژی بدن از شکسته شدن کربوهیدراتها حاصل میشود‪.‬‬ ‫سوخت اصلی متابولیک در اکثر گونه ها به جز نشخوارکنندگان است‪.‬سوخت انتخابی اول در انواع سلولها است‪.‬تنها سوخت‬ ‫مورد استفاده در گلبول های قرمز است‪.‬سلول های مغز به کاهش غلظت گلوکز بسیار حساس هستند‪.‬‬ ‫‪ ‬ذخیره انرژی؛ زمانی که بدن با مازاد انرژی مواجه است‪ ،‬گلوکز را به شکل ذخایر گلیکوژن در سلولهای کبدی و ماهیچهای‬ ‫ذخیره می کند‪.‬گلوکز در گیاهان به شکل نشاسته ذخیره میشود‪.‬‬ ‫کربوهیدراتها در متابولیسم اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب نقش دارند‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫نقش وراثتی؛ در ساختار ‪ DNA‬و ‪ ATP ، RNA‬و ‪ NADPH‬نقش دارند‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ ‬بهبود عملکرد دستگاه گوارش نقش دارند ‪ :‬فیبرهای نامحلول (سلولز و همی سلولز و پکتین ) باعث افزایش حرکات پریستالتیک‬ ‫روده میشوند‪.‬همچنین باعث رشد باکتریهای مفید روده (تولیدکننده ویتامین ‪ )B‬میشوند‪.‬‬ ‫‪ ‬نقش ساختمانی دارند؛ در ساخت اجزای سلولی مانند هپارین‪ ،‬هیالورونیک اسید‪ ،‬کندرویتین سولفات و گلوکورونیک سولفات‪،‬‬ ‫کپسول باکتریها و دیواره سلولهای گیاهی نقش دارد‪.‬‬ ‫‪ ‬در صنایع غذایی به عنوان طعم دهنده به کار می رود‪.‬کربوهیدراتها در واکنشی به نام میالرد شرکت کرده و باعث رنگ مطلوب‬ ‫میشوند‪.‬‬ ‫کربوهیداتها به ‪ 4‬دسته تقسیم میشوند‪:‬‬ ‫مونوساکاریدها ‪ :‬متشکل از یک واحد قندی(پلی هیدروکسی کتونی یا پلی هیدروکسی آلدهیدی) هستند و تجزیه ناپذیر‬ ‫‪‬‬ ‫میباشند‪.‬مثال ‪ :‬گلوکتوز‪ ،‬فروکتوز‪ ،‬گاالکتوز‪ ،‬مانوز‪ ،‬ریبوز‬ ‫‪ ‬دی ساکاریدها ‪ :‬متشکل از ‪ 2‬واحد قندی هستند که با پیوند کوواالن به هم متصل شده اند و تجزیه پذیرند‪.‬با هیدرولیز آنزیمی‬ ‫و یا اسیدی به دو واحد مونوساکاریدی تجزیه می شود‪.‬مثال‪ :‬الکتوز ‪ ،‬ساکارز ‪ ،‬مالتوز‬ ‫‪ ‬اولیگوساکاریدها ‪ :‬بین ‪ 3‬تا ‪ 10‬واحد قندی هستند و تجزیه پذیرند‪.‬مثال‪ :‬رافینوز و استاکیوز‪.‬‬ ‫‪ ‬پلی ساکاریدها ‪ :‬بیش از ‪ 10‬واحد قندی تشکیل شده اند‪.‬تجزیه پذیرند ‪.‬دارای ساختمان خطی یا منشعب هستند‪.‬مثال ‪:‬‬ ‫گلیکوژن‪ ،‬نشاسته‪ ،‬سلولز‬ ‫کربوهیدرات به صورتهای زیر تقسیمبندی میشوند‪:‬‬ ‫‪ ‬تعداد اتمهای کربن در مونوساکاریدها ‪ :‬بین ‪ 3‬تا ‪ 7‬عدد کربن متغییر است‪.‬بر حسب طول زنجیره کربن کربنه‪( 3‬تریوز)‪،‬‬ ‫‪ 4‬کربنه (تتروز)‪ 5 ،‬کربنه (پنتوز)‪ 6 ،‬کربنه (هگزوز)‪ 7 ،‬کربنه ( هپتوز) نام گذاری می شوند‪.‬‬ ‫‪ ‬نوع گروه کربونیل ‪ :‬به دو گروه تقسیم می شوند‪ :‬آلدوزها و کتوزها‪.‬آلدوزها ‪:‬گروهی از قندها که کربن شمارهی ‪ 1‬عامل‬ ‫آلدهیدی دارد‪.‬مثال‪ :‬گلوکز‪.‬کتوزها‪ :‬گروهی از قندها که کربن شمارهی ‪ 2‬عامل کتونی دارد‪.‬مثال‪ :‬فروکتوز‬ ‫کانفیگوراسیون یا پیکربندی فضایی ‪ :‬قندها در ساختمان خود دارای کربن نامتقارن یا کایرال هستند‪.‬کربن کایرال‪ :‬کربنی‬ ‫که به ‪ 4‬گروه متفاوت متصل باشد‪.‬حضور کربن کایرال سبب تشکیل ایزومرهای فضایی و یا فعالیت نوری در قندها میشود‪.‬‬ ‫مثال‪ :‬گلوکز ‪ 4‬کربن کایرال و ‪ 16‬ایزومر فضایی دارد‪.‬‬ ‫تعداد ایزومرهای فضایی یک قند‪2n :‬‬ ‫‪‬‬  ‫تعداد کربن کایرال =‪n‬‬ ‫‪‬‬ ‫در آلدوز خطی ‪n=N-2 :‬‬ ‫‪‬‬ ‫در کتوزهای خطی‪n=N-3 :‬‬ ‫‪‬‬ ‫ایزومری در قندها‬ ‫ایزومر‪ :‬از واژه یونانی ‪ ISO‬به معنای یکسان و ‪ MER‬به معنای بخش تشکیل شده است‪.‬ترکیباتی با فرمول نوشتاری یکسان‬ ‫ولی آرایش فضایی متفاوت هستند‪.‬نظیر گلوکز‪،‬گاالکتوز و فروکتوز که هر سه ایزومر شش کربنی هستند‪.‬‬ ‫ایزومر فضایی ‪ :‬نحوه ی اتصال اتمها به هم در ساختمانشان مشابه است ولی آرایش فضایی اتمها با هم متفاوت است‪.‬‬ ‫انانتیومرها ‪ :‬ایزومرهایی که تصویر آینه ای یکدیگرند‪.‬نظیر ایزومری ‪ L‬و ‪D‬‬ ‫انانتیومر ‪ D‬یا راست‪ :‬اگر گروه هیدروکسیل دورترین کربن نامتقارن نسبت به کربن کربونیل یا نزدیکترین گروه هیدروکسیل‬ ‫نسبت به کربن الکلی‪ ،‬در سمت راست قرار گیرد این نوع ایزومر تشکیل میشود‪.‬در طبیعت این نوع ایزومر غالب بوده و آنزیم‬ ‫های بدن تنها قادرند نوع ‪ D‬را متابولیزه کنند‪.‬‬ ‫انانتیومر ‪ L‬یا چپ ‪ :‬اگر گروه هیدروکسیل دورترین کربن نامتقارن نسبت به کربن کربونیل یا نزدیکترین گروه هیدروکسیل‬ ‫نسبت به کربن الکلی‪ ،‬در سمت چپ قرار گیرد این ایزومر تشکیل میشود‪.‬‬ ‫نکته‪ :‬این تقسیم بندی بر مبنای ساختمان مادر کربوهیدراتها یعنی گلیسرآلدهید (آلدوز سه کربنه) صورت گرفته است‪.‬‬ ‫ایزومری ‪ : +‬محلول یک ایزومر نوری که نور پالریزه را به سمت راست منحرف کند راست گردان (‪ d‬یا ‪ ) +‬نامیده می شود‪.‬‬ ‫نظیر گلوکز‬ ‫ایزومری ‪ : -‬محلول یک ایزومر که نور پالریزه را به سمت چپ منحرف کند‪ ،‬چپ گردان (‪ l‬یا ‪ ) -‬نامیده می شود‪.‬نظیر فروکتوز‬ ‫نکته ‪ :‬چرخش نور پالریزه مستقل از ‪ L‬و ‪ D‬بودن قند است مثال گلوکز ‪ D‬و راست گردان است ولی فروکتوز ‪ D‬و چپ‬ ‫گردان است‪.‬‬ ‫نکته‪ :‬اگر محلولی تعداد برابری ایزومرهای راست گردان و چپ گردان داشته باشد‪ ،‬به دلیل خنثی شدن فعالیت هر ایزومر توسط‬ ‫دیگری فاقد فعالیت نوری است و محلول راسمیک نامیده میشود‪.‬‬ ‫دیاسترومرها ‪ :‬ایزومرهایی که تصویر آینه ای یکدیگر نیستند و در خواص فیزیکی و شیمیایی با هم متفاوتند‪.‬مثل اپیمرها‬ ‫ایزومری اپیمری‪ :‬هرگاه تفاوت ‪ 2‬مولکول قند تنها در آرایش فضایی یک اتم کربن باشد آنها را اپیمر گویند‪.‬مثال‪:‬‬ ‫گلوکز و گاالکتوز ‪ :‬کربن ‪4‬‬  ‫ریبوز و آرابیوز ‪ :‬کربن ‪2‬‬ ‫گلوکز و مانوز ‪ :‬کربن ‪2‬‬ ‫ریبوز و گزیلوز ‪ :‬کربن ‪3‬‬ ‫ایزومر آنومری‪ :‬مربوط به شکل حلقوی کربوهیدرات هاست و به ‪ 2‬شکل آلفا و بتا وجود دارد‪.‬دو شرط وجود دارد‪.‬دو ایزمر‬ ‫فضایی از یک قند که تنها در شکل فضایی کربن کربونیل با هم متفاوت هستند آنومر یکدیگر هستند‪.‬‬ ‫آنومری بتا‪ ،‬اگر گروه هیدروکسیل کربن آنومری باالی حلقه قرار گیرد‪.‬یا اگر گروه ‪ CH2OH‬کربن شماره شش با گروه‬ ‫هیدروکسیل کربن آنومری هم جهت هم باشند‪.‬‬ ‫آنومری آلفا‪ ،‬اگر گروه هیدروکسیل کربن آنومری در پایین حلقه قرار گیرد‪.‬اگر گروه ‪ CH2OH‬کربن شماره شش با گروه‬ ‫هیدروکسیل کربن آنومری در خالف جهت هم باشند‪.‬‬ ‫کربن آنومری ‪ :‬کربن شماره یک که قبال حاوی گروه کربونیل بوده و حاال نامتقارن است و سبب ایجاد دو آنومر مختلف شده‬ ‫است را کربن آنومری گویند‪.‬‬ ‫نکته‪ :‬در محلول های گلوکز حدود ‪ 2/3‬به فرم بتاگلوکوزیداز و حدود ‪ 1/3‬به فرم آلفاگلوکوزیداز هستند‪.‬‬ ‫ایزومر ساختاری‪ :‬ایزومرهایی که هم در نحوه ی اتصال اتمها متفاوتند و هم در آرایش اتمها مثل گلوکز و فروکتوز‪.‬‬ ‫شیمی فضایی کربوهیدراتها که برای نمایش ‪ 3‬بعدی قندها به کار میرود ‪ 2‬مدل است ‪ :‬فیشر (خطی) و هاورث (حلقوی)‬ ‫خطی‪ :‬کربنها از طریق پیوند عمودی به هم وصل شدند و گروههای هیدروکسیل و هیدروژن از طریق پیوندهای افقی به‬ ‫کربنها متصل شدند‪.‬باالترین گروه اکسیدترین گروه است و پایین ترین گروه گروه الکلی است‪.‬‬ ‫سیستم حلقوی‪ :‬قندهایی که داخل محلولها هستند در اکثر موارد حلقوی میباشند‪.‬‬ ‫میتواند ‪ 5‬ضلعی باشد‪ :‬فورانوز ( پایداری ترمودینامیکی کمتر ولی کینتیکی بیشتر)‪ ،‬مثل ریبوز‬  ‫میتواند ‪ 6‬ضلعی باشد‪ :‬پیرانوز ( پایداری ترمودینامیکی بیشتر)‪ ،‬مثل گلوکز و گاالکتوز‬ ‫واکنش حلقوی شدن در کتوزها‪:‬‬ ‫حمله نوکلﺌوفیلی گروه هیدروکسیل کربن ‪ 5‬یا ‪ 6‬به گروه کتونی کربن ‪ 2‬به ترتیب اشکال فورانوزی و پیرانوزی در کتوزها شکل‬ ‫میگیرند‪.‬ساختار حد واسط همی کتال در اینجا شکل میگیرد‪..‬همی کتال ها ترکیبات ناپایدار هستند که با افزودن الکل به‬ ‫گروه کتونی تشکیل میشوند‪.‬‬ ‫ واکنش حلقوی شدن در آلدوزها‪:‬‬ ‫حمله نوکلﺌوفیلی گروه هیدروکسیل کربن ‪ 4‬یا ‪ 5‬به گروه آلدهیدی کربن ‪ 1‬به ترتیب اشکال فورانوزی و پیرانوزی تشکیل‬ ‫میشوند‪.‬ساختار حد واسط همی استال در اینجا شکل میگیرد‪.‬همی به معنی نیم یا نصف می باشد‪.‬همی استال ها ترکیبات‬ ‫ناپایدار هستند که با افزودن الکل به گروه آلدهید تشکیل می شوند‪.‬‬ ‫نکته‪ :‬همیشه قسمت هایی با جزئی بار منفی مورد حمله الکتروفیل قرار می گیرند ‪.‬و همیشه قسمت هایی با جزئی بار مثبت‬ ‫مورد حمله نوکلﺌوفیل قرار می گیرند‪.‬کربن کربونیل به علت اختالف الکترونگاتیویته بین کربن و اکسیژن قطبی است‪.‬کربن‬ ‫گروه کربونیل از باال و پایین مورد حمله نوکلﺌوفیل غیر حجیم قرار می گیرد‪.‬اک سیژن از طریق القا بار منفی را می پذیرد و‬ ‫کربن مثبت می شود و واکنش پذیری افزایش می یابد‪.‬‬ ‫نکته‪ :‬مونوساکاریدهای سه کربنه و کتوزهای ‪ 4‬کربنه توانائی حلقوی شدن را ندارند‪.‬وقنی قندها بصورت ساختمان حلقوی‬ ‫پیدا می کنند به تعداد کربن نامتقارن آنها یکی اضافه می شود‪.‬قندها با حلقوی شدن با به حداقل رساندن ممانعت فضایی بین‬ ‫گروه هیدروکسیل پایدارتر می شوند‪.‬‬ ‫نکته‪ :‬گلوکز در محیط خشک ساختمان خطی و زنجیره ای دارند ولی هنگامی که در آب یا در مایعات بیولوژیک حل شوند‪،‬‬ ‫به فرم حلقوی تبدیل میشوند‪.‬‬ ‫‪ ‬نحوه ی تبدیل ساختمان خطی به حلقوی ‪:‬‬  ‫گروههای هیدروکسیل که سمت راست فرم خطی هستند در سمت پایین فرم حلقوی قرار میگیرند‪.‬‬ ‫گروههای هیدروکسیل که سمت چپ فرم خطی هستند در سمت باالی فرم حلقوی قرار میگیرند‪.‬‬ ‫در قندهای ‪ D‬کربن ‪ 6‬در باالی حلقه قرار میگیرد‪.‬‬ ‫در قندهای ‪ L‬کربن ‪ 6‬در پایین حلقه قرار میگیرد‬ ‫نکته‪ :‬در محلولهای آبی ‪ 63‬درصد گلوکز به فرم بتا و ‪ 37‬درصد آن به شکل آلفا وجود دارد‪.‬‬ ‫سوال‪:‬‬ ‫کدامیک از قندهای زیر ایزومرهای فضایی بیشتری دارد؟‬ ‫‪ -1‬فرم خطی آرابینوز ‪-2‬فرم حلقوی اریتروز ‪ -3‬فرم خطی گلوکز ‪-4‬فرم حلقوی مانوز‬ ‫هگزوزهای دارای اهمیت فیزیولوژیک‪:‬‬ ‫گلوکز ‪ :‬سوخت اصلی متابولیک در اکثر گونهها به جز نشخوارکنندگان و در اکثر میوه جات و سبزیجات وجود دارد‪.‬‬ ‫فروکتوز ‪ :‬شیرین ترین کربوهیدرات که در عسل یافت میشود‪.‬در بدن به گلوکز متابولیزه میشود‪.‬در مایع منی پستانداران به‬ ‫عنوان سوخت اصلی است‪.‬در خون جنینی هم یافت میشود‪.‬در برخی گونهها غلظت فروکتوز خونی جنینی بیشتر از گلوکوز‬ ‫است (مثال خوک(‪.‬‬ ‫گاالکتوز ‪ :‬در غدد شیری پستانداران برای سنتز الکتوز به کار گرفته میشود‪.‬در ساختمان گلیکولیپید و گلیکوپروتﺌینها به کار‬ ‫میرود‪.‬‬ ‫مانوز ‪ :‬در ساختمان گلیکوپروتﺌینها به کار میرود‪.‬‬ ‫پنتوزهای دارای اهمیت فیزیولوژیک‪:‬‬ ‫ریبوز ‪ :‬در ساختمان ‪ DNA , RNA , ATP‬به کار میرود‪.‬‬ ‫مشتقات مونوساکاریدها‪:‬‬ ‫‪ ‬قندهای اسیدی (‪ : (Sugar Acid‬در حضور یک اکسید کننده قوی (آب برم) عامل آلدهیدی (کربن ‪ 1‬در آلدوزها) و یا‬ ‫گروه الکلی کربن ‪ 6‬به گروه کربوکسیل تبدیل میشود‪.‬این نوع اکسیداسیون روی عامل کتونی بی اثر است‪.‬‬ ‫‪.1‬اگر کربن ‪ 1‬گلوکز اکسید شود ‪ :‬گلوکونیک اسید حاصل میشود‪.‬‬ ‫‪.2‬اگر کربن ‪ 6‬گلوکز اکسید شود ‪ :‬گلوکورونیک اسید حاصل میشود‪.‬‬ ‫‪.3‬اگر کربن ‪ 1‬و ‪ 6‬گلوکز اکسید شود ‪ :‬گلوکاریک اسید حاصل میشود‪.‬‬ ‫سدیم گلوکونات ‪ :‬از مشتقات گلوکونیک اسید است که به عنوان نگهدارنده در موادغذایی به کار برده میشود‪.‬گلوکورونیک‬ ‫اسید در کبد تولید می شود‪.‬به داروها‪ ،‬توکسینها و هورمونها متصل شده و سبب تسهیل حمل آنها در خون میشود‪.‬بنابراین‬ ‫به دفع کمک میکنند‪.‬‬ ‫‪ ‬قندهای احیا شده ی پلی اُلها (قندهای الکلی) ‪ :‬در اثر افزوده شدن یک ‪ H‬به قند (احیاشدن گروه آلدهیدی یا کتونی)‬ ‫قندهای احیا حاصل میشوند‪.‬قندهای احیا برای افراد رژیمی مناسباند ‪:‬‬ ‫‪.1‬در اثر احیا گلوکز و فروکتوز‪ ،‬قند سوربیتول حاصل میشود‪.‬‬ ‫‪.2‬در اثر احیا مانوز‪ ،‬قند مانیتول حاصل میشود‪.‬‬ ‫‪.3‬در اثر احیا گاالکتوز‪ ،‬قند گاالکتیتول (دلسیتول) حاصل میشود‪.‬‬ ‫‪.4‬در اثر احیا گزیلوز‪ ،‬قند گزیلیتول حاصل میشود‪.‬‬ ‫تجمع سوربیتول سبب آب مروارید (کاتاراکت) در افراد دیابتی میشود‪.‬‬ ‫برای آدامسها و شکالتهای رژیمی از سوربیتول و گزیلیتول استفاده میشود چون شیرینی این قندها کمتر است‪.‬‬  ‫ قندهای آمینه ‪ :‬در اثر جایگزینی یکی از گروههای هیدروکسیل با گروه آمین حاصل میشود ‪:‬‬ ‫گلوکز آمین‬ ‫‪.1‬‬ ‫گاالکتوز آمین‬ ‫‪.2‬‬ ‫‪ N.3‬استیلنورآمینیک اسید (مانوزآمین‪+‬پیرووات)‪ :‬از خانواده ی سیالیک اسیدهاست که بار منفی سلول را تامین میکند‪.‬‬ ‫‪ N.4‬استیل مورامیک اسید (الکتیک اسید‪+‬گلوکز آمین) ‪ :‬جز اصلی دیوارهی سلولی باکتری‬ ‫ قندهای دئوکسی‪ :‬یک اتم اکسیژن کمتر دارند مثل دئوکسی ریبوز‪ ،‬فوکوز‪ ،‬رامنوز‪.‬گروه ‪ OH‬در ریبوز (‪ )RNA‬به هیدرولیز‬ ‫حساس است و یه روند تکاملی از ریبوز به دئوکسی ریبوز رخ داده است‪.‬درنتیجه ‪ DNA‬پایدارتر است‪.‬فوکوز (‪-6‬داکسی‪-‬بتا‬ ‫گاالکتوز) رامنوز (‪-6‬داکسی‪-‬ال مانوز)‬  ‫دی ساکاریدها ‪:‬‬ ‫محصول تراکم (پیوند گلیکوزیدی) ‪ 2‬مونوساکارید حلقوی هستند زمانی تشکیل میشوند که گروه هیدروکسیل یک مونو ساکارید‬ ‫با گروه هیدروکسیل (مونوساکارید دیگر و یا ترکیب غیرقندی نظیر اسیدهای آمینه) و یا گروه ‪ NH‬ترکیب دیگر واکنش دهد و‬ ‫یک مولکول آب آزاد شود‪.‬پیوند گلیکوزید اساس تشکیل دی ساکاریدها‪ ،‬الیگوساکاریدها و پلی ساکاریدهاست‪.‬دو مونوساکارید‬ ‫می توانند در واکنش تشکیل استال یا کتال که همراه با حذف یک مولکول آب است‪ ،‬شرکت کنند و یک دی ساکارید بوجود‬ ‫آورند‪.‬بعبارتی حذف مولکول آب و تشکیل استال یا کتال باعث پیوند خوردن مونوساکاریدها بهم می شود و دی ساکاریدها را‬ ‫ایجاد می کند که می تواند ادامه پیدا کند و اولیگو ساکاریدها و پلی ساکاریدها را نتیجه دهد‬ ‫پیوند ‪o‬گلیکوزیدی‪ :‬در صورتیکه گروه هیدروکسی کربن آنومری قند با گروه هیدروکسیل ترکیب دیگر پیوند برقرار کرده باشد به پیوند‬ ‫ایجاد شده ‪ O‬گلیکوزیدی و به کل ترکیب ‪o‬گلیکوزید گویند‪.‬تمامی پیوندهای گلیکوزیدی بین‪.‬قندها مثال دی‪ ،‬الیگو و پلی ساکاریدها‬ ‫از این نوع است‪.‬‬ ‫پیوند ‪ N‬گلیکوزیدی‪ :‬در صورتیکه گروه هیدروکسی کربن آنومری قند به گروه آمینی متصل شده باشد به پیوند ایجاد شده ‪N‬‬ ‫گلیکوزیدی و به کل ترکیب‪ N‬گلیکوزید گویند‪.‬مثل پیوند قند ریبوز با بازهای الی در نوکلیوتیدها‬ ‫‪.‬‬ ‫دی ساکاریدها دو گروهاند‪:‬‬ ‫الف‪.‬احیاکننده ‪ :‬حاصل اتصال بین کربن آنومری یک مونوساکارید و کرین غیرآنومری مونوساکارید بعدی است‪.‬بنابراین کربن‬ ‫آنومری مونوساکارید دوم در واکنش شرکت نکرده و آزاد است در نتیجه توانایی احیای ‪ Cu2+‬و ‪ Fe2+‬را دارد‪.‬‬ ‫مثال‪:‬الکتوز_مالتوز_ایزومالتوز‪-‬‬ ‫در دی ساکاریدهای احیاکننده پسوند –یل را به مونوساکاریدی که با کربن آنومری وارد واکنش شده اضافه کرده و مونوساکرید‬ ‫دوم را ساده می نویسیم‪.‬مثال‪ :‬نام دیگر سلوبیوز گلوکوپیرانوزیل گلوکوپیرانوز است‪.‬‬ ‫مالتوز ‪ :‬محصول پیوند گلیکوزیدی ‪ α:1,4‬بین دو مولکول گلوکز است و از آنجا که سر گروه هیدروکسیل کربن آنومری اول رو‬ ‫به پایین است نوع پیوند که تشکیل میدهد ‪ α‬است و از آنجا کربن آنومری گلوکز دوم در واکنش شرکت نکرده و آزاد است است‬ ‫قند را احیا کننده مینامند‪.‬‬ ‫الکتوز ‪ :‬مجصول پیوند گلیکوزیدی ‪ β:1,4‬بین گلوکز و گاالکتوز است‪.‬چون کربن آنومری دوم در واکنش شرکت نکرده قند‬ ‫احیا کننده است‪.‬قند اصلی شیر میباشد‪.‬الکتوز از اتصال گلیکوزیدی کربن ‪ 1‬از گاالکتوز با کربن ‪ 4‬از گلوکز تشکیل شده است‪،‬‬ ‫بنابراین پیوند گلیکوزیدی بصورت ‪ β1-4‬است و نام کامل دی ساکارید عبارتست از ‪D‬گاالکتوپیرانوزیل بتا ‪ 1‬به ‪ 4‬گلوکوپیرانوز‬ ‫ب‪.‬غیراحیا کننده ‪ :‬هر دو مونوساکارید از طریق کربن آنومری به هم متصل می شوند‪.‬مثال‪:‬ساکارز_ترههالوز‪.‬در دی‬ ‫ساکاریدهای غیراحیاکننده مونوساکارید اول با پسوند –یل و مونوساکارید دوم با پسوند –اید مشخص می شود‪.‬مثال نام دیگر‬ ‫ساکارز گلوکوپیرانوزیل فروکتوفورانوزاید است‪.‬‬ ‫‪.‬‬ ‫ساکارز ‪ :‬محصول پیوند گلیکوزیدی ‪ α1,β2‬به ترتیب بین فروکتوز و گلوکز است و از آنجا که هر دو کربن آنومری در واکنش‬ ‫شرکت میکنند در نتیجه قند اغیراحیاکننده است‪.‬‬ ‫الیگوساکاریدها ‪:‬‬ ‫در اثر اتصال و تراکم ‪ 3‬تا ‪ 10‬مونوساکارید حاصل میشود‪.‬مثال رافینوز و استاکیوز‪.‬آنتی ژن های خونی‪.‬‬ ‫پلی ساکاریدها ‪:‬‬ ‫بیش از ‪ 10‬نوع واحد قندی یا مونوساکاریدی دارند که براساس نوع واحد مونوساکاریدی ‪.‬نوع پیوند ‪.‬طول زنجیره ‪.‬و میزان‬ ‫شاخه دار شدن متنوع هستند‪.‬دو دسته اند‪.‬هموپلی ساکاریدها واحدهای مونوساکاریدی یکسان دارد‪(.‬مثال ‪ :‬سلولز‪ ،‬نشاسته‪،‬‬ ‫گلیکوژن‪ ،‬کیتین) و هترو پلی ساکاریدها که متشکل از ‪ 2‬نوع یا بیشتر از دو نوع واحد مونوساکاریدی میباشند که از اتصال‬ ‫دایمرها تکراری تشکیل شده است‪(.‬مثال ‪ :‬پروتﺌوگلیکان و گلیکوپروتیین و گلیکولیپیدها(‪.‬‬ ‫هموپلی ساکاریدها‪:‬‬ ‫سلولز ‪ :‬پلیمری خطی از گلوکز با پیوندهای )‪ ( β:1-4‬هستند که دیواره ی سلولی گیاهان را تشکیل میدهند‪.‬بسیاری از‬ ‫پستانداران قادر به هضم سلولز نیستند چون آنزیم سلوالز ندارند در عوض نشخوارکنندگان قادر به هضم آن هستند چون‬ ‫شکمبه سرشار از میکروارگانیسم هایی است که سلوالز ترشح میکند‪.‬‬ ‫نشاسته ‪:‬‬ ‫مواد غذایی در گیاهان به فرم نشاسته ذخیره میشوند‪.‬نشاسته از ‪ 2‬قسمت تشکیل شده است‪:‬‬ ‫‪. 1‬آمیلوز ‪ 20 :‬درصد نشاسته را تشکیل میدهد‪.‬جز محلول در آب است‪.‬پلیمری خطی از گلوکز که با پیوندهای )‪( α:1-4‬‬ ‫متصل شده اند‪.‬‬ ‫‪.2‬آمیلوپکتین ‪ 80 :‬درصد نشاسته را تشکیل میدهد‪.‬ساختمانی شاخه دار است که با پیوندهای )‪ ( α:1-4‬و )‪ (α:1-6‬متصل‬ ‫شده اند‪.‬پیوندهای )‪ ( α:1-4‬تحت تاثیر آمیالز شکسته میشوند و پیوندهای )‪ (α:1-6‬محل شاخه دار شدن زنجیره هستند‪.‬‬ ‫به ازای هر ‪ 20‬تا ‪ 25‬عدد گلوکز یک انشعاب تشکیل می شود‪.‬‬ ‫گلیکوژن ‪:‬‬ ‫کربوهیدرات ذخیره شده در سلولهای جانوری ( ذخیره در ماهیچه و کبد و قلب )‪.‬ازنظر ساختمانی کامال مشابه آمیلوپکتین‬ ‫است فقط تعداد انشعابات بیشتر است یعنی به ازای هر ‪ 8‬تا ‪12‬گلوکز یک انشعاب تشکیل میشود‪.‬‬ ‫کیتین ‪:‬‬ ‫اسکلت بدن حشرات است‪.‬پلیمری از واحدهای‪ N‬استیل گلوکز آمین است که به وسیله ی پیوندهای ‪ β‬به هم متصل شدند‪.‬‬  ‫هتروپلی ساکاریدها ‪:‬‬ ‫از واحدهای گلیکوز آمینو گلیکانی )‪ (GAG‬تشکیل شده اند‪.‬گلیکوز آمینو گلیکان)‪ (GAG‬ها خود از دو جز تشکیل شده‬ ‫اند ‪:‬‬ ‫هگزوزآمینها (مثل گلوکزآمین و گاالکتوز آمین)‬ ‫‪.1‬‬ ‫واحدهای گلوکورونیک اسید‬ ‫‪.2‬‬ ‫به یک یا هر دوی این قندها دست کم یک گروه آنیونی (با بار منفی‪ ،‬مانند کربوکسیالت یا سولفات) متصل می شود‪.‬بنابراین‬ ‫هر پلیمر ‪ GAG‬چندین بار منفی دارد‪.‬گلیکوز آمینوگلیکان ها بر اساس نوع تکرار قندی به پنج دسته عمده تقسیم می شوند‪.‬‬ ‫از آنجا که تجمع گلیکوزآمینوگلیکانهای متعدد در اطراف یک هسته پروتﺌین یک مولکول پروتﺌوگلیکان را تشکیل میدهد‪.‬‬ ‫بار منفی زنجیره های ‪ GAG‬با جذب کاتیون ها در پی آن‪ ،‬جذب آب‪ ،‬باعث می شود بستره بیرون سلولی به صورت ژلی آبدار‬ ‫درآید‪.‬این ژل‪ ،‬سلول ها را مرطوب نگه می دارد‪ ،‬م حیط کافی برای تسهیل انتشار مولکول های کوچک را فراهم می کند و‬ ‫همچنین می تواند فشردگی و تغییر فشار را بدون تغییر شکل قابل توجه تحمل کند‪.‬‬ ‫در جدول زیر انواع مختلف گلیکوز آمینو گلیکانها و کاربرد آن ها مشخص شده است‪.‬‬  ‫پروتئوگلیکان ‪:‬‬ ‫از یک پروتﺌین مرکزی تشکیل شدند که از طریق پیوندهای کوواالن به زنجیرههای گلوکزآمینوگلیکان متصل میشوند و حاوی‬ ‫‪ 95‬درصد کربوهیدرات بوده و در ماتریکس خارج سلولی‪ ،‬ساختمان غضروفها‪ ،‬مایع مفصلی و مایع زجاجیه چشم یافت میشوند‪.‬‬ ‫ساختاری شبیه برس شیشه شور دارند‪.‬شکل زیر ساختار غضروف بینی گاو را نشان می دهد‪.‬‬ ‫گلیکوپروتئین ‪:‬‬ ‫زنجیرههای الیگوساکارید (کربوهیدرات) از طریق پیوند کواالنسی به یک زنجیرهی جانبی پپتید متصل هستند‪.‬خارج سلول یا‬ ‫روی سطح سلول یافت میشوند‪.‬بخش پروتﺌینی بیشتر و بخش کربوهیدراتی کمتری دارند‪.‬گلیکوپروتﺌینها به عنوان‬ ‫پروتﺌین های غشایی منسجم عمل کرده و نقش مهمی را در تشخیص و پیام رسانی سلول – سلول ایفاء میکنند‪.‬بعضی‬ ‫هورمونها مثل ‪ TSH‬و ‪ ، FSH‬بسیاری پروتﺌینهای پالسما ‪ ،‬بسیاری گیرندههای سطح سلولها ساختمان گلیکوپروتﺌینی‬ ‫دارند و نوع پیوند در آنها از نوع ‪( O-link‬اتصال با اسید آمینه سرین یا ترئونین) یا ‪ ) N-link‬اتصال با اسید آمینه آسپارژین)‬ ‫است‪.‬‬ ‫لیپیدها‬ ‫لیپید از واژه یونانی لیپو به معنی چربی گرفته شده است‪.‬لیپیدها شکل اصلی ذخیره انرژی در اکثر موجودات هستند‪.‬عدم‬ ‫حاللیت در آب و حاللیت در حاللهای غیر قطبی (کلروفرم‪ ،‬اتر‪ ،‬بنزن) وجه تمایز چربی و روغنها نسبت به سایر مولکولهای‬ ‫بیولوژیک است‪.‬این گروه از ترکیبات تنوع شیمیایی فروانی دارند‪.‬‬ ‫وظایف لیپیدها‪:‬‬  ‫‪-1‬ذخیره انرژی‪.‬‬ ‫‪ -2‬سوخت اصلی سلولهای ماهیچه قبلی هستند‪.‬‬ ‫‪ -3‬در ساختمان غشاهای زیستی انواع سلول ها نظیر اریتروسیتها‪ ،‬لوکوسیتها‪ ،‬سلول های عضالنی‪ ،‬عصبی و غیره حضور‬ ‫ال در نورونها ترکیب اصلی ساختمان میلین (میلین به عنوان عایق الکتریکی عمل میکند و سبب انتقال سریع‬ ‫دارند‪.‬مث ً‬ ‫پیامهای عصبی میشود) از لیپیدها تشکیل شده است‪.‬‬ ‫‪ -4‬در ساخت اسیدهای صفراوی‪ ،‬لیپوپروتﺌین ها‪ ،‬هورمونهای استروئیدی و ویتامینهای محلول در چربی مشارکت میکند‪.‬‬ ‫‪ -5‬به عنوان ضربهگیر و عایق گرمایی عمل میکنند‪.‬‬ ‫‪ -6‬در ساختمان آنتیاکسیدانها ‪ (E)vit‬و رنگدانههای میوه جات و سبزیجات بکار می روند‪.‬‬ ‫‪ -7‬در انتقال پیام و ساخت پیامبرهای داخل سلولی شرکت می کنند‪.‬‬ ‫‪ -8‬برخی از انواع لیپیدها نقش تنفسی دارند‪.‬فسفاتیدیل کولین در تنفس ریوی نقش دارد‪.‬‬ ‫‪ -9‬سایر موارد‪ :‬در سنتز گلیکولیپیدها‬ ‫لیپیدها به طور کلی از نظر ساختمانی به ‪ 2‬دسته تقسیم میشود‪:‬‬ ‫‪ - 1‬لیپیدهای ساده که استر اسید چرب با الکل هستند‪(.‬پیوند استری پیوندی است که بین گروه کربوکسیل از یک‬ ‫ماکرومولکول مانند سر اسید چرب و گروه هیدروکسیل از ماکرومولکول دیگر مانند الکلهای مختلفی چون گلیسرول و کلسترول‬ ‫برقرار می شود)‪.‬لیپیدهای ساده خود به ‪ 2‬دسته تریگلیسیریدها (استر اسید چرب با الکل گلیسرول) و مومها (استر اسید‬ ‫چرب با الکل بلند زنجیر) تقسیم میشوند‪.‬‬ ‫‪ - 2‬لیپیدهای مرکب که استر اسید چرب با الکل و گروههای دیگر هستند‪.‬لیپیدهای مرکب خود به ‪ 4‬دسته تقسیم میشوند‪:‬‬ ‫فسفولیپیدها که استر اسید چرب و الکل به همراه یک واحد اسید فسفریک هستند‪(.‬فسفات( فسفولیپیدها خود به‬ ‫‪‬‬ ‫‪ 2‬دسته تقسیم میشوند‪ -1 :‬گلیسروفسفولیپیدها (الکل گلیسرول دارند) و ‪ -2‬اسفنگولیپیدها (الکل اسفنگوزین‬ ‫دارند)‪.‬‬ ‫دسته دوم گلیکولیپیدها (گلیکواسفنگولیپیدها) هستند که عالوه بر اسید چرب و الکل اسفنگوزین‪ ،‬واحد‬ ‫‪‬‬ ‫کربوهیدراتی دارند‪.‬‬ ‫لیپیدهای مشتق شده و پیشساز شامل اسید چرب‪ ،‬گلیسرول‪ ،‬استروئید‪ ،‬کتون بادی‬ ‫‪‬‬ ‫شامل لیپوپروتﺌینها هستند‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫از نظر عملکردی لیپیدها به ‪ 2‬دسته ساختمانی (فسفولیپیدها و گلیکولیپیدها) و لیپیدهای ذخیرهای مثل تریگلیسیریدها‬ ‫تقسیم میشوند‪.‬‬ ‫اسیدهای چرب‪ :‬پیشساز سایر لیپیدها هستند‪.‬معموالً زنجیره هیدروکربنی هستند که بین ‪ 4‬تا ‪ 36‬اتم کربن دارند‪.‬یک‬ ‫انتهای مولکول اسید چرب گروه کربوکسیل (قطبی‪ ،‬هیدروفیلیک یا آب دوست) و دم هیدروکربنی آن (غیرقطبی یا‬ ‫هیدروفوبیک) است‪.‬بنابراین اسیدهای چرب ساختاری آمفی پات (دوگانه دوست) دارند‪.‬این ترکیبات به ندرت به صورت آزاد‬ ‫در بافت ها و سلول ها دیده می شوند و به صورت جزئی از چربی های خنثی‪ ،‬فسفوگلیسریدها و گلیکولیپیدها هستند‪.‬اسیدهای‬ ‫چرب در خون نامحلول بوده و به شکل متصل به آلبومین حرکت میکنند‪.‬در ‪ pH‬فیزیولوژیک گروه کربوکسیل به شکل‬ ‫دپروتونه و اسید چرب به شکل آنیونی وجود دارد‪.‬زنجیره هیدروکربنی تعدادی از اسیدهای چرب کامال اشباع و تعدادی نیز‬ ‫دارای یک یا تعداد بیشتری پیوند دوگانه (غیر اشباع) است‪.‬اسیدهای چرب بر اساس تعداد کربن ها در سه گروه هستند‪:‬‬ ‫اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه ‪ 2‬تا ‪ 4‬اتم کربن‪.‬اسیدهای چرب زنجیر متوسط با ‪ 6‬تا ‪ 10‬کربن‪.‬اسیدهای چرب زنجیر بلند با‬ ‫‪ 12‬تا ‪ 26‬کربن‪.‬‬ ‫اسید چرب اشباع‪ :‬زنجیره هیدروکربنی فاقد پیوند دوگانه است معموالً بسیار احیا شده با اکسیداسیون پایین و بدون شاخه‬ ‫هستند در دمای اتاق حالت مومی دارند‪.‬در بسیاری از منابع حیوانی و گیاهی (کره‪ ،‬گوشت‪ ،‬و روغن پالم) حضور دارند‪.‬فرمول‬ ‫پایه این نوع از اسیدهای چرب‪ CH3-(CH2) n- COOH‬است‪.‬استیک اسید (‪ )CH3COOH‬اولین عضو این گروه است‪.‬‬ ‫یک اسید چرب دارای دو نام متداول و سیستماتیک است‪.‬در نام گذاری سیستماتیک مثال نام ددکانوئیک اسید برای لوریک‬ ‫اسید بکار می رود‪.‬تعداد اتم های کربن در بخش اول کلمه و سپس پسوند آنوئیک اسید قرار میگیرد‪.‬‬ ‫پالمیتیک اسید (‪ )3c‬معمولترین اسید چرب سنتز شده در بدن انسان است‪.‬‬ ‫اسیدهای چرب غیر اشباع‪ :‬بین ‪ 1‬تا ‪ 6‬پیوند دوگانه در ساختمانشان دارند‪.‬در دمای اتاق مایع هستند‪.‬مثل روغن گیاهی‪،‬‬ ‫روغنهای ماهی و چربیهای داخل آجیلها هستند‪.‬در پایان نام اسیدهای چرب غیراشباع پسوند انوئیک اسید به کار می رود‪.‬‬ ‫مانند اکتادکنوئیک اسید (اولﺌیک اسید)‪.‬اسیدهای چرب غیراشباع سه دسته هستند‪.‬‬ ‫اسیدهای تک غیراشباع (‪ :)MUFA‬مونوانوئیک اسید‪ :‬یک پیوند دوگانه دارند‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫اسیدهای چند غیراشباع (‪ :)PUFA‬پلی انوئیک اسید‪ :‬دو یا چند پیوند دوگانه دارند‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫ایکوزانوئیدها‪ :‬این ترکیبات از اسیدهای چرب ‪ 20‬کربنه (ایکوزا) آراشیدونیک اسید حاصل می شوند‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫شماره گذاری اسیدهای چرب‪:‬‬ ‫برای شمارهگذاری اسیدهای چرب از ‪ 2‬سیستم استفاده میشود‪:‬‬ ‫‪- 1‬شماره گذاری استاندارد‪ :‬در این سیستم شمارهگذاری از سمت کربن کربوکسیل آغاز میشود‪.‬کربنهای بعدی به ترتیب‬ ‫کربن‪ ،β ، α‬و ‪ γ‬با شمارههای ‪2‬و ‪3‬و ‪ 4‬نامیده میشود‪.‬و کربن انتهایی کربن آمگا ‪ ω‬نامیده میشود‪.‬از دلتا (‪ )∆n‬برای نمایش‬ ‫تعداد و موقعیت پیوند دوگانه از سمت گروه کربوکسیل استفاده میکنند‪ n).‬عدد باال نگاشتی محل اولین پیوند دوگانه را از‬ ‫سمت کربن کربوکسیل مشخص میکند)‪.‬برای نمایش اسیدهای چرب اشباع از تعدا اتمهای کربن و عدد صفر استفاده میشود‪.‬‬ ‫مثال پالمیتیک اسید ‪.16:0‬برای نمایش اسیدهای چرب غیراشباع از تعدا اتمهای کربن و تعداد پیوندهای دوگانه استفاده‬ ‫میشود‪.‬مثال یک اسید چرب ‪ 20‬کربنه با دو پیوند دوگانه بین کربن های ‪ 9‬و ‪ 10‬و دیگری بین کربن های‪ 12‬و ‪ 13‬به صورت‬ ‫(‪ 20:2)∆ 12،9‬نمایش میدهند‪.‬‬ ‫‪- 2‬شماره گذاری با استفاده از کربن امگا‪.‬شمارهگذاری اسیدهای چرب از خالف جهت یعنی از سمت کربن آمگا ‪( ω‬دورترین‬ ‫کربن نسبت به گروه کربوکسیل یا کربن انتهایی متیلی) آغاز میشود‪.‬این روش عموما برای اسیدهای چرب با زنجیره طویل‬ ‫هیدروکربنی و دارای چند پیوند دوگانه به کار میرود‪.‬به عنوان مثال ‪ ω9‬یعنی اولین پیوند دوگانه از اتم کربن بر روی‬ ‫نهمین کربن قرار دارد‪.‬‬  ‫اسیدهای تک غیراشباع (‪ :)MUFA‬مونوانوئیک اسید‪ :‬یک پیوند دوگانه دارند‪.‬اولﺌیک اسید و پالمیتولﺌیک اسید‬ ‫‪‬‬ ‫اسیدهای چند غیراشباع (‪ :)PUFA‬پلی انوئیک اسید‪ :‬دو یا چند پیوند دوگانه دارند‪.‬مثل لینولﺌیک اسید ( ‪ )ω‬لینولنیک‬ ‫‪6‬‬ ‫اسید (‪. )ω3‬این اسیدهای چرب اهمیت تغذیه ای فراوانی دارند‪.‬نسبت اسیدهای چرب ‪ ω6‬به‪ ω3‬در بدن تا نسبت چهار به‬ ‫یک طبیعی است و بیش از آن سبب افزایش خطر بیماری های قلبی عروقی می شود‪.‬از آنجایی که بدن انسان و حیوانات قادر‬ ‫به سنتز این اسیدهای چرب نیست‪ ،‬بنابراین جز اسیدهای چرب ضروری هستند‪.‬در گربه آراشیدونیک اسید هم جز اسیدهای‬ ‫چرب ضروری است‪.‬چون بدن گربه آنزیم مورد نیاز برای ساخت آراشیدوئیک اسید را ندارد‪.‬‬ ‫ایکوزانوئیدها‪ :‬این ترکیبات از حلقوی شدن اسیدهای چرب ‪ 20‬کربنه (ایکوزا) آراشیدونیک اسید حاصل می شوند‪.‬در‬ ‫‪‬‬ ‫تمام بافتهای بدن ترشح میشوند و خواص مختلفی دارند‪.‬‬ ‫ایکوزانوئیدها سه دسته هستند‪:‬‬ ‫‪ :1‬پروستانوئیدها‪ :‬شامل پروستاگلندین ها (‪ ،)PG‬پروستاسیکلین ها (‪ )PGI‬و ترومبوکسان ها (‪ )TX‬هستند و از‬ ‫اکسیداسیون آراشیدونیک اسید در مسیر سیکلواکسیژناز تولید می شوند‪.‬پروستاگلندینها دارای یک حلقه پنج ضلعی‬ ‫هستند‪.‬پروستاگلندین ها عنوان هورمونهای موضعی عمل میکنند و باعث ایجاد التهاب‪ ،‬انقباض عضالت صاف رحم در‬ ‫هنگام قاعدگی و زایمان و گشاد شدن رگها میشود‪.‬پروستاسیکلین ها از اندوتلیوم عروق خونی ترشح و دارای دو حلقه‬ ‫پنج ضلعی هستند‪ PGI2.‬ماده ضد انعقاد است که تجمع پالکت ها و تشکیل لخته خون را مهار می کند و همچنین‬ ‫موجب شل شدن عضالت صاف و گشاد شدن رگ ها میشود‪.‬ترومبوکسانها توسط پالکتها ترشح شده و با انقباض‬ ‫عروق باعث کاهش جریان خون ‪ ،‬تجمع پالکتی و تشکیل لخته میشوند‪.‬دارای یک حلقه شش ضلعی با یک اتم اکسیژن‬ ‫هستند‪.‬عملکرد معکوس ‪ PGI2‬دارند‪.‬‬  ‫‪ :2‬لکوترین ها‪ :‬از اکسیداسیون آراشیدونیک اسید در مسیر لیپواکسیژناز در گلبول های سفید‪ ،‬ماستوسیت ها‪ ،‬پالکتها‪،‬‬ ‫ماکروفاژها و‪...‬تولید می شوند‪.‬در ساختمان لکوترین ها حلقه کربنی وجود ندارد و سه پیوند دوگانه کونزوگه دارند‪.‬‬ ‫‪ LTB4‬سبب افزایش نفوذپذیری و چسبندگی گلبول های سفید می شود‪.‬مجموع ‪ LTC4 LTD4 LTE4‬سبب‬ ‫انقباض قوی عضالت مجاری هوایی می شود‪.‬‬ ‫‪ :3‬لیپوکسین ها‪ :‬تنظیم کننده سیستم ایمنی هستند‪.‬چهار پیوند دوگانه کونژوگه دارند‪.‬‬ ‫‪.‬‬ ‫خصوصیات فیزیکی اسیدهای چرب‪:‬‬ ‫تحت تأثیر طول زنجیره و میزان اشباع بودن زنجیره هیدروکربنی است‪.‬در اسیدهای چرب غیراشباع پیوند دوگانه سیس سبب‬ ‫خمیدگی در زنجیره هیدروکربنی شده و مانع از کونفورماسیون متراکم آن ها شده و یک ساختمان کریستالی نامنظم به‬ ‫اسیدهای چرب میدهدکه مانع چرخش آزاد اتم ها در طول پیوند کربن‪-‬کربن میشود‪.‬خمیدگی در زنجیره سبب کاهش‬ ‫تماسهای واندروالس زنجیره هیدروکربنی با اتم های مجاور آن میشوند‪.‬پس انرژی حرارتی (نقطه ذوب) کمتری برای به هم‬ ‫ریختن این ساختار نسبت به اسیدهای چرب اشباع با طول یکسان نیاز است‪.‬اگرچه وجود پیوند دوگانه باعث کاهش نقطه‬ ‫ذوب اسید چرب میشود ولی افزایش طول زنجیره هیدروکربنی با افزایش نیاز به انرژی به دلیل افزایش تعاملهای واندروالس‪،‬‬ ‫باعث افزایش دمای ذوب خواهد شد‪.‬‬ ‫زنجیره هیدروکربنی به خودی خود غیرقطبی و هیدروفوبیک اسید است‪ ،‬بنابراین افزایش هر چه بیشتر طول زنجیره و کاهش‬ ‫پیوندهای دوگانه به افزایش آبگریزی و کاهش حاللیت اسید چرب منجر می شود‪.‬‬  ‫انواع ایزومری در اسیدهای چرب غیراشباع‪:‬‬ ‫بستگی به موقعیت اتمهای یا گروه های مجاور پیوند دوگانه دارد‪.‬دو نوع سیس و ترانس دارد‪.‬اگر هردو اتم مشارکت کننده در‬ ‫یک جهت باشند ایزومتری سیس و اگر در دو جهت مخالف باشند ایزومتری ترنس گفته میشود‪.‬اسیدهای چرب ترانس در‬ ‫سیر ابی حیوانات شیرده تولید می شود و به همراه محصوالت لبنی و گوشت وارد بدن انسان می شود‪.‬در جریان اشباع کر?