Khám phá cấu trúc lipid và vai trò của lipid đối với cơ thể con người

1. Định nghĩa của lipid là gì?

Lipid, còn được gọi là chất béo, được tạo thành thông qua quá trình este hóa giữa glycerol và các axit béo. Lipid có đặc tính không tan trong nước, tồn tại dưới 2 dạng là dạng lỏng (dầu) và dạng rắn (mỡ).

Bạn có thể tìm thấy lipid từ nguồn thức ăn động vật và thực vật. Lipid từ nguồn gốc động vật thường xuất phát từ thịt, cá, trứng, hải sản,... Trong khi đó, lipid từ nguồn gốc thực vật có thể được tìm thấy trong bơ, đậu nành, vừng, đậu phụ, dầu thực vật tinh chế,...

Các dạng của lipid trong cơ thể con người được chia thành 3 loại như sau:

• Lipid dự trữ: chủ yếu là Triglyceride được tích trữ trong các cấu trúc mỡ dưới da, màng ruột và các khu vực lưu trữ mỡ. Khi đói, cơ thể sẽ sử dụng năng lượng từ mỡ dự trữ;
• Lipid cấu trúc: bao gồm Cholesterol và Phospholipid, là thành phần quan trọng trong việc hình thành màng tế bào;
• Lipid lưu hành: gồm Phospholipid, Cholesterol, Triglyceride và các axit béo tự do lưu hành trong huyết thanh. 

Con người có thể cung cấp lipid từ thực vật

2. Cấu trúc của lipid

Cấu trúc của lipid đơn giản bao gồm Hydro (H), Oxy (O), Carbon (C). Ngoài ra, lipid phức tạp còn bao gồm các nguyên tố như P, S,...

Lipid đơn giản được hình thành từ gốc axit béo (là loại axit đơn chức có chuỗi dài, số C chẵn, không phân nhánh) kết hợp với gốc hydrocarbon của glycerol. 

Trong chất béo thường chứa một số loại axit béo như:

• Axit panmitic (CH3[CH2]14COOH);
• Axit stearic (CH3[CH2]16COOH);
• Axit oleic (cis-CH3[CH2]7CH=CH[CH2]7COOH).

Công thức cấu trúc của lipid được minh họa qua sơ đồ dưới đây: 

Trong đó: R1, R2, R3 là biểu tượng của các phân tử hydrocarbon, chúng có thể tương đồng hoặc không đồng nhất.

3. Các thành phần của chất béo trong máu

Chất béo trong máu còn được biết đến với tên gọi khác là mỡ máu, bao gồm những thành phần chính như sau:

Cholesterol

Hầu hết Cholesterol trong máu được gan và các cơ quan khác tổng hợp, chỉ một phần nhỏ được hấp thụ từ chế độ ăn. Cholesterol tham gia vào hoạt động của tế bào thần kinh, sản xuất hormone và nhiều chức năng khác của cơ thể. Do lipid không hòa tan trong nước, nó sẽ kết hợp với protein để tạo thành lipoprotein trong máu. Có 3 loại lipoprotein, bao gồm:

• HDL-Cholesterol: là loại lipoprotein có tỷ trọng cao, hay còn được gọi là cholesterol có lợi, chiếm 25 - 30% tỷ lệ cholesterol trong máu. Nhiệm vụ của HDL là thu hồi cholesterol thừa từ các cơ quan khác trong cơ thể và đưa về gan để loại bỏ;
• LDL-Cholesterol: là loại lipoprotein có tỷ trọng thấp, hay còn gọi là cholesterol xấu. Sự tích tụ quá nhiều LDL trong máu có thể gây ra xơ vữa trong động mạch và gây ra các bệnh về tim mạch;
• VLDL-Cholesterol: là loại lipoprotein có tỷ trọng rất thấp, cũng là cholesterol xấu vì nó là tiền chất của LDL. Sự khác biệt chính là LDL chủ yếu chứa cholesterol trong khi VLDL chủ yếu chứa Triglyceride.

Triglyceride

Đây là dạng chất béo trung tính, thuộc nhóm lipid dự trữ dưới da, có thể biến đổi tùy thuộc vào tình trạng của cơ thể và chế độ ăn uống hàng ngày. Triglyceride chủ yếu được tổng hợp tại hệ tiêu hóa và gan. Khi phân hủy, lipid này sẽ chuyển hóa thành năng lượng phục vụ cho các hoạt động của cơ thể.

Lipid cũng có trong thực phẩm từ nguồn gốc động vật

Phospholipid 

Một thành phần khác của lipid là Phospholipid tham gia vào quá trình xây dựng màng tế bào. Một đầu của Phospholipid có tính chất hydrophobic với 2 axit béo, còn đầu kia là hydrophilic do chứa nhóm phosphate. Phân tử glycerol liên kết hai đầu này với nhau.

Phospholipid tham gia vào quá trình chuyển hóa mỡ và tế bào, vì vậy nó đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa, sử dụng, hấp thụ và điều chỉnh Cholesterol.

Chylomicron 

Chylomicron là hạt lipoprotein lớn nhất, với hàm lượng Triglyceride rất cao (90%). Chúng được sản xuất bởi niêm mạc ruột để vận chuyển Cholesterol và Triglyceride từ thức ăn vào hệ tuần hoàn.

Enzyme lipoprotein lipase trong máu thủy phân Chylomicron thành acid béo tự do, sau đó chúng được hấp thụ vào cơ và mỡ. Tại đây, chúng trải qua quá trình oxy hóa để trở thành năng lượng hoặc tái tổng hợp thành Triglyceride và tích hợp vào Chylomicron trong ruột. Như vậy, Chylomicron sau quá trình này sẽ chứa ít Triglyceride hơn và nhiều Cholesterol tự do.

4. Lipid ảnh hưởng như thế nào đến cơ thể con người?

4.1. Lipid giúp sản xuất và dự trữ năng lượng

Sản xuất và dự trữ năng lượng là vai trò chính của chất béo đối với cơ thể. Mỗi gram lipid cung cấp 9 calo, trong khi carbohydrate và protein chỉ cung cấp 4 calo. Khoảng 50% năng lượng sử dụng hàng ngày của cơ thể con người được lấy từ lipid. Nếu hấp thụ quá nhiều calo mỗi ngày, chúng sẽ trở thành dư thừa năng lượng, được cơ thể lưu trữ dưới dạng lipid và tích tụ vào tế bào mỡ.

4.2. Lipid đóng vai trò trong việc hình thành các cơ quan và tổ chức

Chất béo như cholesterol, glycolipid đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng màng tế bào, tủy não và hệ thống mô thần kinh. Đặc biệt, khoảng 60% tế bào não được hình thành từ lipid, đặc biệt là axit béo không no Omega-3 và Omega-6.

Chất béo hỗ trợ xây dựng cấu trúc của bao myelin bọc quanh các sợi thần kinh, đặc biệt là Phospholipid. Điều này giúp tăng cường hoạt động trí não và bảo vệ chức năng não trước nguy cơ suy giảm trí nhớ liên quan đến tuổi tác.

Lipid đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các cơ quan, tổ chức và màng tế bào

4.3. Lipid hỗ trợ việc hấp thu vitamin 

Các loại vitamin như vitamin A, D, E, K không hòa tan trong nước mà chỉ tan trong chất béo. Do đó, chất béo tạo một môi trường dung môi để hòa tan những loại vitamin này, giúp cơ thể hấp thu chúng hiệu quả.

4.4. Chất béo ổn định thân nhiệt và bảo vệ cơ thể

Lipid giúp ngăn chặn mất nhiệt dưới da và ngăn chặn dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài xâm nhập sâu vào cơ thể. Tóm lại, lipid giúp duy trì sự ổn định của thân nhiệt trước sự biến động nhiệt độ từ môi trường bên ngoài.

Ngoài ra, chất béo tập trung ở các phủ tạng và hoạt động như một lớp bảo vệ bảo vệ các cơ quan này khỏi va đập, giữ chúng ổn định ở vị trí đúng và bảo vệ khỏi ảnh hưởng của môi trường bên ngoài.