Что входит в состав липидов


Состав, свойства и функции липидов в организме

Липиды объединяют большое количество жиров и жироподобных веществ растительного и животного происхождения, имеющих ряд общих признаков:

а) нерастворимость в воде (гидрофобность и хорошая растворимость в органических растворителях, бензине, диэтиловом эфире, хлороформе и др.);

б) наличие в их молекулах длинноцепочечных углеводородных радикалов и сложноэфирных

группировок ().

О

Большинство липидов не являются высокомолекулярными соединениями и состоят из нескольких, связанных одна с другой молекул. В состав липидов могут входить спирты и линейные цепи ряда карбоновых кислот. В некоторых случаях их отдельные блоки могут состоять из высокомолекулярных кислот, разнообразных остатков фосфорной кислоты, углеводов, азотистых оснований и других компонентов.

Липиды вместе с белками и углеводами составляют основную массу органических веществ, всех живых организмов, являясь обязательным компонентом каждой клетки.

При выделении липидов из масличного сырья, в масло переходит большая группа сопутствующих им жирорастворимых веществ: стероиды, пигменты, жирорастворимые витамины и некоторые другие соединения. Извлекаемая из природных объектов смесь, состоящая из липидов и растворимых в них соединений, получила название «сырого» жира.

Основные компоненты сырого жира

Вещества сопутствующие липидам играют большую роль в пищевой технологии, влияют на пищевую и физиологическую ценность полученных продуктов питания. Вегетативные части растений накапливают не более 5% липидов, главным образом в семенах и плодах. Например, содержание липидов в различных растительных продуктах составляет (г/100г): подсолнечник 33-57, какао (бобы) 49-57, соя 14-25, конопля 30-38, пшеница 1,9-2,9, арахис 54-61, рожь 2,1-2,8, лён 27-47, кукуруза 4,8-5,9, кокосовая пальма 65-72. Содержание в них липидов зависит не только от индивидуальных особенностей растений, но и от сорта, места, условий произрастания. Липиды играют важную роль в процессах жизнедеятельности организма.

Их функции весьма разнообразны: важна их роль в энергетических процессах, в защитных реакциях организма, в его созревании, старении и т.д.

Липиды входят в состав всех структурных элементов клетки и в первую очередь клеточных мембран, оказывая влияние на их проницаемость. Они участвуют в передаче нервного импульса, обеспечивают межклеточный контакт, активный перенос питательных веществ через мембраны, транспорт жиров в плазме крови, синтез белка и различные ферментативные процессы.

По своим функциям в организме условно делят на две группы: запасные и структурные. Запасные (в основном ацилглицерины) обладают высокой калорийностью, являются энергетическим резервом организма и используются им при недостатке питания и заболеваниях.

Запасные липиды являются запасными веществами, помогающими организму переносить неблагоприятные воздействия внешней среды. Большая часть растений (до 90%) содержит запасные липиды, главным образом в семенах. Они легко извлекаются из жиросодержащего материала (свободные липиды).

Структурные липиды (в первую очередь фосфолипиды) образуют сложные комплексы с белками и углеводами. Они участвуют в разнообразных сложных процессах, протекающих в клетке. По массе они составляют значительно меньшую группу липидов (в масличных семенах 3-5%). Это трудноизвлекаемые «связанные» липиды.

Природные жирные кислоты, входящие в состав липидов, животных и растений, имеют много общих свойств. Они содержат, как правило, четкое число углеродных атомов и имеют неразветвленную цепь. Условно жирные кислоты делят на три группы: насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные. Ненасыщенные жирные кислоты животных и человека обычно содержат двойную связь между девятым и десятым атомами углерода, остальные карбоновые кислоты, входящие в состав жиров следующие:

Большинство липидов имеют некоторые общие структурные особенности, однако строгой классификации липидов пока не существует. Один из подходов к вопросу классификации липидов химический, согласно которому к липидам относятся производные спиртов и высших жирных кислот.

Схема классификации липидов.

Простые липиды. Простые липиды представлены двухкомпанентными веществами, сложными эфирами жирных высших кислот с глицерином, высшими или полициклическими спиртами.

К ним относятся жиры и воски. Наиболее важными представителями простых липидов являются ацилглицериды (глицерины). Они составляют основную массу липидов (95-96%) и именно их называют маслами и жирами. В состав жров входят в основном триглицериды, но присутствуют моно− и диацилглицерины:

Свойства конкретных масел определяются составом жирных кислот, участвующих в построении их молекул и положением, которое занимают остатки этих кислот в молекулах масел и жиров.

В жирах и маслах обнаружено до 300 карбоновых кислот различного строения. Однако большинство из них присутствуют в небольшом количестве.

Стеариновые и пальмитиновые кислоты входят в состав практически всех природных масел и жиров. Эруковая кислота входит в состав рапсового масла. В состав большинства наиболее распространенных масел входят ненасыщенные кислоты, содержащие 1-3 двойные связи. Некоторые кислоты природных масел и жиров имеют, как правило, цис-конфигурацию, т.е. заместители распределены по одну сторону плоскости двойной связи.

Кислоты, имеющие разветвлённые углеводные цепи, содержащие окси, кето и другие группы, в липидах, как правило, содержатся в незначительном количестве. Исключение составляет рацинолевая кислота в касторовом масле. В природных растительных триацилглицеринах положения 1 и 3 заняты предпочтительно остатками насыщенных жирных кислот, а положение 2 ненасыщенными. В животных жирах картина обратная.

Положение остатков жирных кислот в триацилглицеринах существенно влияет на их физико-химические свойства.

Ацилглицерины − это жидкость или твердые вещества с низкими температурами плавления и довольно высокими температурами кипения, с повышенной вязкостью, без цвета и запаха, легче воды, нелетучи.

В воде жиры практически нерастворимы, но образуют с ней эмульсии.

Помимо обычных физических показателей жиры характеризуются рядом физико-химических констант. Эти константы для каждого вида жира и его сорта предусмотрены стандартом.

Кислотное число, или коэффициент кислотности, показывает сколько свободных жирных кислот содержится в жире. Оно выражается числом мг KOH, которое требуется для нейтрализации свободных жирных кисло в 1 г жира. Кислотное число служит показателем свежести жира. В среднем оно колеблется для разных сортов жира от 0,4 до 6.

Число омыления, или коэффициент омыления, определяет общее количество кислот, как свободных, так и связанных в триацилглицеринах, находящихся в 1 г жира. Жиры, содержащие остатки высокомолекулярных жирных кислот, имеют меньшее число омыления, чем жиры, образуемые низкомолекулярными кислотами.

Йодное число – показатель ненасыщенности жира. О определяется количеством граммов йода, присоединяющихся к 100 г жира. Чем выше йодное число, тем более ненасыщенным является жир.

Воски. Восками называют сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов (18-30 атомов углерода). Жирные кислоты, входящие в состав восков такие же, как и для жиров, но есть и специфические, характерные только для восков.

Например: карнаубовая ;

церотиновая ;

монтановая .

Общая формула восков может быть записана так:

Воски широко распространены в природе, покрывая тонким слоем листья, стебли, плоды растений, они предохраняют их от смачивания водой, высыхания, действия микроорганизмов. Содержание воска в зерне и плодах невелико.

Сложные липиды. Сложные липиды имеют многокомпонентные молекулы, отдельные части которых соединены химическими связями различного типа. К ним относятся фосфолипиды, состоящие из остатков жирных кислот, глицерина и других многоатомных спиртов, фосфорной кислоты и азотистых оснований. В структуре гликолипидов наряду с многоатомными спиртами и высокомолекулярной жирной кислотой имеются также углеводы (обычно остатки галактозы, глюкозы, маннозы).

Имеются также две группы липидов в составе которых представлены и простые и сложные липиды. Это − диольные липиды, являющиеся простыми и сложными липидами двухатомных спиртов и высокомолекулярных жирных кислот, содержащих в ряде случаев фосфорную кислоту, азотистые основания.

Ормитинолипиды построены из остатков жирных кислот, аминокислоты ормитина или лизина и включающих в некоторых случаях двухатомные спирты. Наиболее важная и распространенная группа сложных липидов − фосфолипиды. Молекула их построена из остатков спиртов, высокомолекулярных жирных кислот, фосфорной кислоты, азотистых оснований, аминокислот и некоторых других соединений.

Общая формула фосфолипидов (фосфотидов) имеет следующий вид:

Следовательно молекуле фосфолипидов имеются группировки двух типов: гидрофильные и гидрофобные.

В качестве гидрофильных группировок выступают остатки фосфорной кислоты и азотистые основания, а в качестве гидрофобных группировок углеводородные радикалы.

Схема строения фосфолипидов

Рис. 11. Молекула фосфолипидов

Гидрофильная полярная головка − это остаток фосфорной кислоты и азотистого основания.

Гидрофобные хвосты − это углеводородные радикалы.

Фосфолипиды выделены в качестве побочных продуктов при получении масел. Являются поверхностно-активными веществами, улучшающими хлебопекарные достоинства пшеничной муки.

В качестве эмульгаторов они применяются также в кондитерской промышленности и при производстве маргариновой продукции. Они являются обязательным компонентом клеток.

Вместе с белками и углеводами они участвуют в построении мембран клеток и субклеточных структур, выполняющих функции несущих конструкции мембран. Они способствуют лучшему усвоению жиров и препятствуют ожирению печени, играя важную роль в профилактике атеросклероза.

Содержание фосфолипидов в различных продуктах составляет: зерно пшеницы, ячменя и риса 0,3-0,6%, семена подсолнечника 0,7-0,8%, соя 1,6-2%, яйца куриные 2,4%, молоко и творог 0,3-0,5%, говядина 0,9%, свинина 1,2%. Общая потребность в фосфолипидах составляет 5г в сутки.

  1. Основные превращения липидов.

    1. Превращение липидов и их влияние на качество продуктов при хранении и переработке:

а) гидролитический распад

б) гидрогенизация

в) переэтерификация

г) аутоокисление и ферментативное окисление (прогоркание).

studfiles.net

Липиды - это... Что такое Липиды?

Липи́ды (от греч. λίπος, lípos — жир) — широкая группа органических соединений, включающая жирные кислоты, а также их производные, как по радикалу, так и по карбоксильной группе.

Используемое ранее определение липидов, как группы органических соединений, хорошо растворимых в неполярных органических растворителях (бензол, ацетон, хлороформ) и практически нерастворимых в воде, является слишком расплывчатым. Во-первых, такое определение вместо чёткой характеристики класса химических соединений говорит лишь о физических свойствах. Во-вторых, в настоящее время известно достаточное количество соединений, нерастворимых в неполярных растворителях или же, наоборот, хорошо растворимых в воде, которые, тем не менее, относят к липидам. В современной органической химии определение термина «липиды» основано на биосинтетическом родстве данных соединений — к липидам относят жирные кислоты и их производные[1]. В то же время в биохимии и других разделах биологии к липидам по-прежнему принято относить и гидрофобные или амфифильные вещества другой химической природы[2]. Это определение позволяет включать сюда холестерин, который вряд ли можно считать производным жирной кислоты.

Суточная потребность взрослого человека в липидах — 70—140 граммов.

Липиды — один из важнейших классов сложных молекул, присутствующих в клетках и тканях животных. Липиды выполняют самые разнообразные функции: снабжают энергией клеточные процессы, формируют клеточные мембраны, участвуют в межклеточной и внутриклеточной сигнализации. Липиды служат предшественниками стероидных гормонов, жёлчных кислот, простагландинов и фосфоинозитидов. В крови содержатся отдельные компоненты липидов (насыщенные жирные кислоты, мононенасыщенные жирные кислоты и полиненасыщенные жирные кислоты), триглицериды, холестерин, эфиры холестерина и фосфолипиды. Все эти вещества не растворимы в воде, поэтому в организме имеется сложная система транспорта липидов. Свободные (неэтерифицированные) жирные кислоты переносятся кровью в виде комплексов с альбумином. Триглицериды, холестерин и фосфолипиды транспортируются в форме водорастворимых липопротеидов. Некоторые липиды используются для создания наночастиц, например, липосом. Мембрана липосом состоит из природных фосфолипидов, что определяет их многие привлекательные качества. Они нетоксичны, биодеградируемы, при определенных условиях могут поглощаться клетками, что приводит к внутриклеточной доставке их содержимого. Липосомы предназначены для целевой доставки в клетки препаратов фотодинамической или генной терапии, а также компонентов другого назначения, например, косметического[3].

Классификация липидов

Классификация липидов, как и других соединений биологической природы, — весьма спорный и проблематичный процесс. Предлагаемая ниже классификация, хоть и широко распространена в липидологии, является далеко не единственной. Она основывается, прежде всего, на структурных и биосинтетических особенностях разных групп липидов.

Простые липиды

Примеры жирных кислот: миристиновая (насыщенная жирная кислота) и миристолеиновая (мононенасыщенная кислота) имеют 14 атомов углерода.

Сложные липиды

Общее строение фосфолипидов Заместители R1 и R² — остатки жирных кислот, X зависит от типа фосфолипида.
  • Нейтральные
    • Ацилглицериды
      • Триглицериды (Жиры)
      • Диглицериды
      • Моноглицериды
    • Церамиды
    • Эфиры стеринов
    • N-ацетилэтаноламиды

Оксилипиды

  • Оксилипиды липоксигеназного пути
  • Оксилипиды циклооксигеназного пути

Строение

Молекулы простых липидов состоят из спирта, жирных кислот, сложные — из спирта, высокомолекулярных жирных кислот, возможны остатки фосфорной кислоты, углеводов, азотистых оснований и др. Строение липидов зависит в первую очередь от пути их биосинтеза. Для подробного ознакомления следует перейти по ссылкам, указанным в схеме классификации.

Биологические функции

Энергетическая (резервная) функция

Многие жиры, в первую очередь триглицериды, используются организмом как источник энергии. При полном окислении 1 г жира выделяется около 9 ккал энергии, примерно вдвое больше, чем при окислении 1 г углеводов (4.1 ккал). Жировые отложения используются в качестве запасных источников питательных веществ, прежде всего животными, которые вынуждены носить свои запасы на себе. Растения чаще запасают углеводы, однако в семенах многих растений высоко содержание жиров (растительные масла добывают из семян подсолнечника, кукурузы, рапса, льна и других масличных растений).

Функция теплоизоляции

Жир — хороший теплоизолятор, поэтому у многих теплокровных животных он откладывается в подкожной жировой ткани, уменьшая потери тепла. Особенно толстый подкожный жировой слой характерен для водных млекопитающих (китов, моржей и др.). Но в то же же время у животных, обитающих в условиях жаркого климата (верблюды, тушканчики) жировые запасы откладываются на изолированных участках тела (в горбах у верблюда, в хвосте у жирнохвостых тушканчиков), в качестве резервных запасов воды, так как вода — один из продуктов окисления жиров.

Структурная функция

Фосфолипиды составляют основу биослоя клеточных мембран, холестерин — регулятор текучести мембран. У архей в состав мембран входят производные изопреноидных углеводородов. Воски образуют кутикулу на поверхности надземных органов (листьев и молодых побегов) растений. Их также производят многие насекомые (так, пчёлы строят из них соты, а червецы и щитовки образуют защитные чехлы).

Регуляторная

Защитная (амортизационная)

Толстый слой жира защищает внутренние органы многих животных от повреждений при ударах (например, сивучи при массе до тонны, могут прыгать в воду со скал высотой 20-25 м[источник не указан 77 дней]).

Увеличения плавучести

Самые разные организмы — от диатомовых водорослей до акул — используют резервные запасы жира как средство снижения среднего удельного веса тела и, таким образом, увеличения плавучести. Это позволяет снизить расходы энергии на удержание в толще воды.

Литература

На иностранных языках

  • Gunstone, F. D. Fatty acids and lipid chemistry. — London: Blackie Academic and Professional, 1996. 252 pp.
  • Chapter 12 in «Biochemistry» by Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko and Lubert Stryer (2002) W. H. Freeman and Co.
  • Alberts, B., et al. (2004) «Essential Cell Biology, 2nd Edition.» Garland Science. ISBN 0-8153-3480-X
  • Solomon, Eldra P., et. al. (2005) «Biology, 7th Edition.» Thomson, Brooks/Cole.
  • «Advanced Biology — Principles and Applications.» C.J. Clegg and D.G. Mackean. ISBN 0-7195-7670-9
  • Georg Löffler, Petro E. Petrides: Biochemie und Pathobiochemie. Springer, Berlin 2003, ISBN 3-540-42295-1
  • Florian Horn, Isabelle Moc, Nadine Schneider: Biochemie des Menschen. Thieme, Stuttgart 2005, ISBN 3-13-130883-4
  • Charles E. Mortimer, Ulrich Müller: Chemie. Thieme, Stuttgart 2003, ISBN 3-13-484308-0
  • Fahy E. et al. A comprehensive classification system for lipids // J. Lipid. Res. 2005. V. 46, №5. P. 839–861.

На русском языке

  • Черкасова Л. С., Мережинский М. Ф., Обмен жиров и липидов, Минск, 1961;
  • Маркман А. Л., Химия липидов, в. 1—2, Таш., 1963—70;
  • Тютюнников Б. Н., Химия жиров, М., 1966;
  • Малер Г., Кордес К., Основы биологической химии, пер. с англ., М., 1970.

См. также

  • Жирные кислоты
  • Жиры
  • Воски
  • Фосфолипиды
  • Липолиз

Примечания

dic.academic.ru

Липиды в крови: что это, строение, состав и функции | мрикрнц.рф

Липид это жироподобный компонент в организме человека, который принимает активное участие в процессах обеспечения жизнедеятельности.

Одним из вариантов влияния липидов, является корректировка гормонального фона человека и процессов обмена его в организме.

Пятая часть всех жиров поступает в организм с продуктами питания, и посредством тонкого отдела кишечника, липиды биотрансформируются в липопротеиды, которые имеют функцию транспортировщика холестериновых молекул по всему организму.

Кроме функции транспортировщика, жиры выполняют в составе организма такие основные обязанности:

  • Энергетическая функция это источник и запас энергии,
  • Структурная функция липопротеиды входят в состав каждой клеточной мембраны,
  • Функция защиты в каждой клетке. Защищенный слой также находится сверху на кожных покровах и охраняет организм от влияния на него внешней среды,
  • Регуляторные обязанности липопротеиды принимают участие во многих процессах, которые происходят внутри организма.

Липиды

Классификация жиров

Строение липидов разделяется на три большие группы:

  • Простые жиры,
  • Сложные по структуре жиры,
  • Группа оксилипины.

Входят в подгруппу простых жиров молекулы, которые в составе имеют ионы кислорода, а также водорода и атомы углерода.

К ним относятся:

  • Спиртосодержащие жиры,
  • Жирные молекулы кислот,
  • Альдегиды, состоящие из 12-ти атомного углерода,
  • Триглицериды это жировые отложения в подкожной клетчатке,
  • Эфиры высокомолекулярного жирового спирта воски.

Состав сложных липидных соединений состоит из атомов углерода, а также кислорода с атомами водорода, но в их состав входят и дополнительные компоненты. Сложные липидные соединения состоят из таких подгрупп, которые являются полярными и нейтральными.

Полярной подгруппой липидных соединений являются:

  • Соединение углевода с жиром гликолипиды,
  • Сложные соединения фосфолипиды,
  • Произвольные молекулы аминоспиртов – сфинголипиды.

Нейтральные группы сложных липидных соединений подразделяются на:

  • Соединения ацилглицеринов, в которые включены моноглицериды и соединения диглицеридов,
  • Молекула N-ацетил этаноламин. Структура N-ацетил этаноламина это этаноламины жиросодержащих кислот,
  • Липидные соединения церамиды,
  • Содержащие насыщенные жиром кислоты стериновые эфиры. Это сложные липидные соединения высокомолекулярных спиртов.

В группу оксилипидов входят такие виды жиров.

Разделение происходит по пути их оксигенирования:

  • Циклооксигеназный путь,
  • Липоксигеназный путь.

Общая классификация липидов

Значение в организме липидов

Жиросодержащие кислоты относятся к липидам простых молекулярных формул.

Разделяются жирные кислоты на:

  • Насыщенные молекулы жиром это молекулы, не имеющие полярности с двух сторон,
  • Ненасыщенные жиром кислоты это молекулы липидов с одним хвостом не полярным, и имеющие больше, чем 2 углеродные связи.

Насыщенные жиром кислоты называются:

  • Стеариновая кислота,
  • Пальмитиновая жирная кислота.

К полиненасыщенным жирами кислотам относятся:

  • Линолевая ПНЖК,
  • Олеиновая ПНЖК.

Полиненасыщенные жиром кислоты необходимы для организма и должны в достаточном количестве поступать с пищей.

ПНЖК являются важным компонентом в синтезировании структур мембран клеток, а также являются частью многих активных молекул в организме, которые предотвращают развитие таких патологий у человека:

  • Предохраняют эндокринную систему от сбоя,
  • Контролируют выработку половых гормонов и поддерживают в нормальном состоянии репродуктивную функцию человека,
  • Предотвращают развитие системного атеросклероза, а также системных патологий артериальной гипертензии, тромбоза,
  • Поддерживают в нормальном состоянии структуру и функции миокарда, и предотвращают развитие сердечных патологий аритмии и нестабильной стенокардии, а также мозгового и сердечного инфаркта.

Жирные кислоты делятся на две большие группы ненасыщенные и насыщенные

Эйкозаноиды

Эйкозаноиды относятся к простым в строении молекул липидов, и отвечают за регуляторные функции в организме человека. Данные липиды имеют уникальную структуру и химическую формулу, что обеспечивает их такими свойствами.

Арахидоновая кислота есть основой для формирования и синтезирования молекул эйкозаноидов.

Данная кислота относится к категории полиненасыщенных жиром кислот, что гарантируют молекулам эйкозаноидов такие свойства и функции в организме:

  • Корректирует в организме процессы воспаления,
  • Занимается повышением проницаемости артериальных оболочек, что происходит при процессе видоизменения в них,
  • Активизируют выход из состава ткани иммунной системы молекул лейкоцитов,
  • Помогают иммунной системе производить выброс ферментов, которые захватывают чужеродные вещества, а также инфекционных и вирусных агентов.

Также молекулы эйкозаноидов принимают активное участие в функционировании системы гемостаза и корректируют процесс свёртывания состава плазменной крови.

Они могут способствовать правильному свёртыванию если есть необходимость, расширить артериальные оболочки, эйкозаноиды расширяют ее, снимая агрегацию состава крови.

Если потребуется усилить тромбообразование, тогда эйкозаноиды приводят к сокращению мышечные структуры артериальных оболочек, что способствует остановке кровотечения и образования тромба.

Эйкозаноиды – обширная группа физиологически и фармакологически активных соединений

Из чего состоят?

Сложные молекулы липидов это достаточно важная группа жировых компонентов в организме (фосфолипиды, молекулы гликолипидов и сфинголипиды):

  • Жиры вместе с простыми липидными молекулами принимают участие в построении клеточных мембран,
  • Обеспечивают взаимодействие на межклеточном уровне нервных волокон, которые передают импульсы при помощи миелиновых оболочек,
  • Сложные в строении липиды, являются компонентом сурфактанта. Данное вещество обеспечивает правильную работу системы дыхания и ее органов, а также предотвращают спадание среднего диаметра артерий (альвеолы) при выдохе воздуха из организма,
  • Сложного строения липиды играют основные роли на мембранных поверхностях клеток.

Очень велики свойства в деятельности таких органов:

  • Цереброспинальной жидкости,
  • Нервных волокон,
  • Сердечного миокарда.

Основная функция липидов это построение мембран клеток.

При формировании мембран принимают участие такие типы липидных соединений:

  • Жироподобный спирт холестерол,
  • Липидо-углеводное соединение гликолипиды,
  • Соединения карбоновых кислот и спиртовых эфиров фосфолипиды.

Мембрана по своей структуре двухслойная и жиры находятся в пространстве между клеткой и наружной средой. Такая структура клеточной мембраны позволяет ей не терять форму и увеличивает ее крепость.

Содержание липидов в разных клетках сильно варьирует

Функции

Липиды распределены в каждой клетке организма, но у каждых из них есть свои определенные функциональные обязанности, которые они выполняют. Существуют основные обязанности, это те функции, что выполняют липидные соединения, а дополнительные функции, это те, в которых липиды являются помощниками.

Функции липидных соединений:

Энергетическая функция.

Липидные соединения в процессе распадения выделяют много энергии, которая необходима организму:

  • Для контролирования процесса поступления в клетки организма молекул кислорода,
  • Формирование и обеспечение клеток питательными веществами,
  • Корректирование дыхания и роста клеток.

Резервная функция липидов в организме.

Липидные соединения откладываются в подкожной клетчатке и обеспечивают запас жира в организме на случай непредвиденных ситуаций:

  • В период беременности женщин, липиды обеспечивают развитие плода,
  • При резком похудении, жиры восполняют запас жира из резерва, чтобы поддержать внутренние органы.

Теплорегулирующая функция позволяет организму справляться с перепадами температурного режима, и поддерживать необходимо температуру внутри тела, независимо от температуры окружающей среды.

Липид является основной частью мембран клеток организма, и в этом заключается основная структурная функция. Без липопротеидов, которые доставляют в клетки молекулы холестерола, структурная функция не могла бы выполняться.

Липопротеиды это основные транспортные перевозчики жира по организму, поэтому они выполняют транспортную функцию липидных соединений.

К второстепенным функциям липидных соединений относятся:

Ферментативная второстепенная функциональная обязанность липида:

  • Защита слизистой тонкого кишечника от чрезмерного влияния на расщепление липидов ферментов, вырабатываемых клетками поджелудочной железы,
  • Уничтожение лишних ферментов происходит при помощи молекул фосфолипидов и холестерола.

Сигнальную функцию выполняют молекулы гликолипиды:

  • Передача импульсов между волокнами нервной системы, а также между головным и спинным мозгом при помощи цереброспинальной жидкости,
  • Распознавание импульсов на внутриклеточном уровне, которые подают липидоподобные соединения для выявления необходимых веществ для клетки.

Регуляторные обязанности липидов в организме:

  • Регуляторная политика липида в клеточной мембране это режим пропуска полезных элементов в клетку,
  • Синтезирование гормонов в организме регулирующих репродуктивную функцию у человека,
  • Регулирование защиты организма при помощи функционировании иммунной системы.

Как осуществляется обмен между липидами?

Обмен между липидами это процесс, происходящий на клеточном уровне и имеет биохимическую основу.

Процессы происходят в строгой последовательности, и каждый имеет свою характеристику:

Процесс обмена Характеристика процесса
Фосфолипидный обмен · фосфолипиды распределены в организме не равномерно,
· 50,0% от всех молекул содержатся в плазменной крови и в клетках печени,
· обменные процессы зависят от типов фосфолипидов и могут продолжаться от 1 дня до 200 дней.
Обмен холестерола · 80,0% молекул синтезируется в клетках печени,
· 20,0% попадает в организм с едой,
· избыточный холестерол выводится при помощи кишечника.
Катаболизм жиросодержащих кислот · происходит в процессе β-окисления,
· достаточно редко принимает участие α- окисления или же ω-окисления.
Липогенез · синтезирование молекул липидов, которое происходит в клетках печени,
· также транспортировка липидов из тонкого отдела кишечника.
Липолиз · при участии липазы происходит процесс катаболизма,
· расщепление низкомолекулярных молекул холестерина в клетках печени при помощи желчных кислот.
Процесс синтезирования кетоновых тел · молекулы ацетоацетил-КоА начинают данный тип процесса синтеза.
Взаимопревращение жиросодержащих кислот · из кислот, содержащих липиды в клетках печени, начинается взаимопревращение их в кислоты, которые наиболее свойственны и необходимы человеку.

Очень важно, чтобы процесс обмена липидами был всегда в норме, поэтому необходимое количество извне, человек должен получать с пищей. Только необходимо контролироваться процесс питания и не употреблять холестерин с продуктами питания больше, чем 70,0 грамм 140,0 грамм в сутки.

Норма в сутки употребления жира зависит от состояния организма и от сопутствующих патологий, особенно сердечных патологий и заболеваний системы кровотока, при которых потребление холестерина извне, нужно сократить до минимума.

Не стоит забывать, что отказываться от холестерина совсем нельзя, и употребление животных продуктов с низким содержанием животного жира не нарушит процесс взаимодействия липидов.

Заключение

Липиды это незаменимые компоненты многих процессов, а также они могут стать причиной нарушения обменного жирового процесса, что приводит к развитиям серьезных патологий системы кровотока, и сердечного органа, которые в осложнённой форме могут стать причиной внезапной преждевременной смерти.

Постоянный контроль липидов это залог здоровья.

(Пока оценок нет) Загрузка...

xn--h1aeegmc7b.xn--p1ai

Липиды в клетке выполняют функции... Свойства липидов. Роль липидов в клетке

Наравне с белками, углеводами и нуклеиновыми кислотами большое значение для всех живых организмов имеют также и липиды. Это органические соединения, выполняющие важные биологические функции. Поэтому постоянное пополнение организма ими просто необходимо для нормальной жизнедеятельности. Что же они представляют собой с точки зрения химии и какие липиды в клетке выполняют функции, узнаем из этой статьи.

Липиды: общее понятие

Если давать общую характеристику рассматриваемым соединениям, то можно сказать, что органические вещества клетки липиды - это сложные жироподобные молекулы, которые включают в свой состав гидрофильную и гидрофобную часть.

Проще говоря, все жиры растительного и животного происхождения, воски, холестерины, многие гормоны, терпены - это все липиды. Просто данным термином обозначают всю совокупность подобных по свойствам соединений. Все они - нерастворимые в воде, но растворимые в органических неполярных веществах соединения. На ощупь маслянистые.

Состав липидов с точки зрения химии достаточно сложный и зависит от того, о каком конкретно соединении идет речь. Поэтому данный вопрос рассмотрим отдельно.

Классификация

Распределить все липиды на группы можно по разным признакам. Одной из самых распространенных классификаций является основанная на способности молекул к гидролизу. По данной характеристике выделяют две большие группы органических жиров.

  1. Омыляемые - те, что подвергаются гидролизу и разлагаются на составные части. Примеры: воски, фосфолипиды, эфиры стеринов, нейтральные жиры.
  2. Неомыляемые - те, что гидролизу не подвергаются. К ним относятся терпены, стерины, жирорастворимые витамины (A, D, E, K), холестерин, эстрадиол, тестостерон и прочие.

Существует и другой признак классификации рассматриваемых веществ - количество входящих в состав компонентов. Так, выделяют:

  • двухкомпонентные, или простые (жиры и воски растений);
  • многокомпонентные, или сложные (фосфолипиды, гликолипиды, орнитинолипиды и прочие).

Вообще липиды в клетке выполняют функции очень важные, ведь они являются прямыми или косвенными участниками всех жизненно необходимых процессов. Поэтому разнообразие их очень велико.

Состав липидов

С химической точки зрения в состав молекулы жироподобных веществ входят два основных компонента:

  • гидрофобная составляющая;
  • гидрофильная.

Так как липидов очень много, то и примеров обеих частей также немало. Для понимания химического состава соединения приведем примеры.

Какие соединения являются гидрофобными составляющими молекул липидов?

  1. Высшие жирные кислоты (ВЖК).
  2. Высшие спирты.
  3. Высшие альдегиды.

Гидрофильные компоненты молекул следующие:

  • глицерин;
  • аминодиолы;
  • углеводы;
  • фосфорная и серная кислоты;
  • аминоспирты;
  • аминокислоты.

Различные сочетания перечисленных компонентов, удерживающиеся друг возле друга за счет ионных, ковалентных взаимодействий, сил электростатического притяжения и водородных связей, формируют все многообразие маслянистых, нерастворимых в воде соединений, известных под общим названием липиды.

Строение и свойства

Свойства липидов объясняются их химическим строением. Так, если в состав входит непредельная высшая карбоновая кислота и глицерин, то жир будет проявлять характерные особенности кислоты и спирта трехатомного. Если в составе альдегид, значит, реакции будут те, что характерны для кето-группы.

Поэтому взаимосвязь свойств и химического строения молекулы совершенно очевидна. Единственные общие для всех видов жиров характеристики - это:

  • растворимость в бензоле, гексане, хлороформе и других неполярных растворителях;
  • жирность или маслянистость на ощупь.

Преобразование в клетке

Те липиды, которые выполняют в организме функцию запасного питательного вещества, источника энергии, относятся к нейтральным жирам. По классификации рассматриваемых веществ это будут смеси триацилглицеринов. Гидрофобные, нерастворимые в воде, неполярные соединения, представляющие собой образование из глицерина и трех молекул высших карбоновых кислот.

Именно эти липиды и подвергаются обработке в клетках живых организмов. Что это за преобразования? Это процесс гидролиза специальными ферментами, именуемыми липазами. В результате полного расщепления образуется молекула глицерина и жирные кислоты. Они затем снова с током крови поступают в клетки и подвергаются дальнейшей переработке - происходит синтез липидов в клетке, уже иного строения.

Существует несколько высших жирных кислот, которые являются незаменимыми для человека, так как самостоятельно в клетках не образуются. Это:

  • олеиновая;
  • линолевая;
  • линоленовая.

Для нормального поддержания уровня липидов необходимо употреблять продукты, богатые этими кислотами: мясо, рыба, яйцо, мясо птицы, зелень, орехи, творог и прочие, зерновые.

Роль липидов в клетке

Каково же значение жиров для организма? Липиды в клетке выполняют функции:

  • резервно-энергетическую;
  • структурную;
  • сигнальную;
  • защитную.

Каждая из них крайне важна для поддержания нормальной жизнедеятельности каждого живого существа.

Особенное значение имеют те, что образованы непредельными кислотами, так как они незаменимы. Они участвуют в образовании особых молекул простагландинов, которые, в свою очередь, являются регуляторами многих процессов. Также именно свойства липидов этой группы позволяют нейтрализовать холестерин и предотвратить развитие атеросклероза.

Резервно-энергетическая и структурная функция

Триацилглицерины или нейтральные жиры - это основной источник энергии для многих внутренних органов (печени, почек, мышц). При расщеплении 1 грамма липидов высвобождается 9,3 ккал тепла, что значительно превышает соответствующий показатель при распаде углеводов и белков.

Поэтому в момент голодания для организма жиры - это источник жизненных сил и энергии. Липиды в клетке выполняют функции структурные, так как входят в состав мембран клеток. Это такие молекулы, как:

  • гликолипиды;
  • фосфолипиды;
  • холестерол.

Такой липид, как фосфатидилхолин является обязательным структурным звеном клеток печени. Поэтому резервная функция жиров - это их запасание в отдельных частях организма. Энергетическая - это расщепление в случае необходимости с высвобождением энергии. А структурная заключается в том, что именно из липидов строятся некоторые звенья клеток и тканей.

Сигнальная и защитная

Сигнальная функция липидов заключается в том, что многие из них являются переносчиками важных сигналов из клетки и внутрь нее. Это такие жиры, как:

  • фосфатидилинозитол;
  • эйкозаноиды;
  • гликолипиды.

Они связываются с гормонами и обеспечивают быструю передачу информации в клетку и из нее. Также жиры обеспечивают регуляции многих функций, которые осуществляемых клетками.

Защитная роль липидов заключается в том, что масса подкожного жира обеспечивает термо- и теплоизоляцию, а также механическую защиту внутренних органов от повреждений. У человека (женщин) главная концентрация жира во время беременности - область живота. Что также является приспособлением для защиты плода от ударов, столкновений и прочих воздействий.

Кроме того, фосфолипиды выполняют важную роль, активируя белки и гормоны, работающие при свертывании крови. Так как этот процесс также является защитным приспособлением организма, то и функция жиров в этом случае такая же.

fb.ru

1. Общая структура липидов.

ЛИПИДЫ

К липидам (от греческого слова «липос»  жир) относят большую и разнообразную группу органических соединений, большинство из которых построено по типу сложных эфиров с участием карбоновых кислот и спиртов, содержащих длинноцепочечные углеводородные радикалы. Для липидов характерна низкая растворимость в воде и высокая в неполярных органических растворителях (эфире, бензоле и др.). В большинстве случаев липиды имеют растительное или живот-ное происхождение, но иногда их получают синтетическим путем.

В живых организмах липиды выполняют ряд важных функций. Так, окислительное расщепление триацилглицеринов (жиров) обеспечивает организм человека и животных энергией, необходимой для осуществления других жизненно важных процессов. Кроме того, скопления жира играют важную защитную роль: предохраняют органы и ткани от механических повреждений, служат в качестве теплосберегающего и электроизоляционного материала. Фосфо-липиды и сфинголипиды входят в состав клеточных мембран и определяют их проницаемость для ионов, неэлектролитов и воды. Цереброзиды и ганглиозиды участвуют в процессах распознавания химических сигналов и доведения их до внутриклеточных эффекторов, т.е. выполняют рецепторно-посредниковую роль. Липидам присуща также регуляторно-сигнальная функция, выполняемая, главным образом, липидными спиртами (стероидами). Многочисленные исследования показали, что между нарушением метаболизма липидов и многими заболеваниями (например, сердечно-сосудистыми) имеется тесная взаимосвязь.

Оценивая роль липидов в организме человека, нельзя не отметить, что для нормального роста и функционирования ему необходимы жирорастворимые витамины и непредельные кислоты. Один этот фактор делает липиды незаменимым компонентом пищи.

Кроме того, наряду с липидами в липидной фракции содержится ряд веществ, обладающих высокой биологической активностью. К таковым относятся стероидные гормоны, простагландины, кофер-менты и жирорастворимые витамины. Их объединяют под общим названием низкомолекулярные биорегуляторы липидной природы.

Таким образом, изучение структуры и свойств липидов  важный этап в изучении биохимических процессов.

По химическому составу липиды очень разнообразны. В их состав могут входить остатки спиртов, карбоновых кислот (предельных и непредельных), фосфорной кислоты, азотистых оснований, углеводов.

Несмотря на все разнообразие, в целом, липиды построены по единому принципу и состоят из трех фрагментов: гидрофобного, гидрофильного и связующего звена. Гидрофобная часть представлена углеводородными фрагментами карбоновых кислот. Гидрофильная часть может включать в себя остатки фосфорной кислоты (фосфолипиды), азотистых оснований (фосфатиды) или углеводов (цереброзиды, ганглиозиды). Роль связующего звена выполняют обычно сложноэфирные или амидные группы. Таким образом, липиды в разной степени обладают бифильностью, т.е. сродством к полярной и неполярной фазе. Характер этого сродства определяется соотношением гидрофильной и гидрофобной частей липида. Так, триацилглицериды, практически не имеющие гидрофильной части, преимущественно концентрируются в безводной фазе. Фосфолипиды и фосфатиды имеют в своем составе большее число гидрофильных групп, вследствие чего осуществляют свои функции на границе раздела фаз. Так, на поверхности клеток они образуют липидный бислой толщиной около 5 нм, в котором гидрофобные части обращены внутрь, а гидрофильные  в водную фазу. Этот слой регулирует водный баланс и обмен веществ в клетках.

Схематично структуру липидов можно представать следующим образом:

Рис. 1. Общая структура липидов.

2. Структурные компоненты липидов.

2.1. Карбоновые кислоты.

Химический анализ показал, что в состав липидов входят многочисленные карбоновые кислоты предельного и непредельного ряда. Эти кислоты являются монокарбоновыми, имеют в своем составе углеводородную цепь преимущественно нормального (неразветвленного) строения с четным числом атомов углерода и могут содержать другие функциональные группы, например,  OH. Исключение составляют изовалериановая кислота и некоторые циклические кислоты, которые содержатся в довольно редко встречающихся липидах. Натуральные и синтетические алифатические кислоты иногда называют «жирными», а длинноцепочечные (от С15 и выше)  «высшими». В тканях человека и животных присутствует около 70 жирных кислот, но биологическое значение имеют не более 20.

2.1.1. Предельные карбоновые кислоты.

Физиологически важными насыщенными кислотами являются: капроновая (С6), каприловая (С8), каприновая (С10), лауриновая (С12), миристиновая (С14) пальмитиновая (С16), стеариновая (С18), арахиновая (С20), бегеновая (С22) и лигноцериновая (С24). Строение и названия наиболее распространенных жирных кислот представлены в табл. 1.

Несмотря на большое разнообразие жирных кислот в состав липидов в основном входят кислоты, содержащие 16, 18, 20 и 22 атомов углерода, т.е. высшие. Наиболее распространенными являются пальмитиновая и стеариновая кислоты, которые входят в состав твердых жиров и некоторых твердых растительных масел (пальмовое масло, масло какао). В жидких растительных маслах они содержатся в значительно меньших количествах, при этом доминирующей является пальмитиновая кислота. В сливочном масле содержатся карбоновые кислоты, имеющие в углеводородном радикале циклогексановое кольцо.

Низкомолекулярные жирные кислоты встречаются реже, но их биологическое значение не стоит недооценивать. Так, кислоты С4-С10 входят в состав липидов молока.

Таблица 1. Важнейшие жирные кислоты, выделенные из природных липидов.

Названия кислот

Формула

Тривиальное

Систематическое

Капроновая

Гексановая

Ch4  (Ch3)4  COOH

Каприловая

Октановая

Ch4  (Ch3)6  COOH

Пеларгоновая

Нонановая

Ch4  (Ch3)7  COOH

Каприновая

Декановая

Ch4  (Ch3)8  COOH

Лауриновая

Додекановая

Ch4  (Ch3)10  COOH

Миристиновая

Тетрадекановая

Ch4  (Ch3)12  COOH

Пальмитиновая

Гексадекановая

Ch4  (Ch3)14  COOH

Маргариновая

Гептадекановая

Ch4  (Ch3)15  COOH

Стеариновая

Октадекановая

Ch4  (Ch3)16  COOH

Арахиновая

Эйкозановая

Ch4  (Ch3)18  COOH

Бегеновая

Докозановая

Ch4  (Ch3)20  COOH

studfiles.net

§ 4. Классификация и функции липидов

Глава II. ЛИПИДЫ

§ 4. КЛАССИФИКАЦИЯ И ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ

Липиды представляют собой неоднородную группу химических соединений, нерастворимых в воде, но хорошо растворимых в неполярных органических растворителях: хлороформе, эфире, ацетоне, бензоле и др., т.е. общим их свойством является  гидрофобность (гидро – вода, фобия – боязнь). Из-за большого разнообразия липидов дать более точное определение им невозможно. Липиды в большинстве случаев являются сложными эфирами жирных кислот и какого-либо спирта. Выделяют следующие классы липидов: триацилглицерины, или жиры, фосфолипиды, гликолипиды, стероиды, воска, терпены. Различают две категории липидов – омыляемые и неомыляемые. К омыляемым относятся вещества, содержащие сложноэфирную связь (воска, триацилглицерины, фосфолипиды и др.). К неомыляемым относятся стероиды, терпены.

Триацилглицерины, или жиры

Триацилглицерины являются сложными эфирами трехатомного спирта глицерина

и жирных (высших карбоновых) кислот. Общая формула  жирных кислот имеет вид: R-COOH, где R – углеводородный радикал. Природные жирные кислоты содержат от 4 до 24 атомов углерода. В качестве примера приведем формулу одной из наиболее распространенной в жирах стеариновой кислоты:

Ch4-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-COOH

В общем виде молекулу триацилгицерина можно записать так:

Если в состав триациоглицерина входят остатки различных кислот (R1  R2  R3), то центральный атом углерода в остатке глицерина становится хиральным.

Триацилглицерины неполярны и вследствие этого практически нерастворимы в воде. Основная функция триацилглицеринов – запасание энергии. При окислении1 гжира выделяется 39 кДж энергии. Триацилглицерины накапливаются в жировой ткани, которая, кроме депонирования жира, выполняет термоизолирующую функцию и  защищает органы от механических повреждений.  Более подробную информацию о жирах и жирных кислотах вы найдете в следующем параграфе. 

Интересно знать! Жир, которым заполнен горб верблюда, служит, в первую очередь, не источником энергии, а источником воды, образующейся при его окислении.

Фосфолипиды

Фосфолипиды содержат  гидрофобную и гидрофильную области и поэтому обладают амфифильнымы свойствами, т.е. они способны растворяться в неполярных растворителях и образовывать стойкие эмульсии с водой.

Фосфолипиды в зависимости от наличия в их составе спиртов глицерина и сфингозина делятся на глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды.

Глицерофосфолипиды

В основе строения молекулы глицерофосфолипидов лежит фосфатидная кислота, образованная глицерином, двумя жирными и фосфорной кислотами:

В молекулах глицерофосфолипидов к фосфатидной кислоте сложноэфирной связью присоединена НО-содержащая полярная молекула. Формулу глицерофосфолипидов можно представить так:

где Х – остаток НО-содержащей полярной молекулы (полярная группировка). Названия фосфолипидов образуются в зависимости от наличия в их составе той или иной полярной группировки. Глицерофосфолипиды, содержащие в качестве полярной группировки остаток этаноламина, 

HO-Ch3-Ch3-Nh3

носят название фосфатидилэтаноламинов, остаток холина 

– фосфатидилхолинов, серина 

– фосфатидилсеринов. 

Формула фосфатидилэтаноламина выглядит так:

Глицерофосфолипиды отличаются друг от друга не только полярными группами, но и остатками жирных кислот. В их состав входят как насыщенные (состоящие обычно из 16 – 18  атомов углерода), так и ненасыщенные (содержащие чаще 16 – 18  атомов углерода и 1 – 4  двойные связи) жирные кислоты.

Сфингофосфолипиды

Сфингофосфолипиды по составу сходны с глицерофосфолипидами, но вместо глицерина содержат аминоспирт сфингозин:

или дигидросфингазин:

Наиболее распространенными сфингофосфолипидами являются сфингомиелины. Они образованы сфингозином, холином, жирной кислотой и фосфорной кислотой:

Молекулы как глицерофосфолипидов,  так и сфингофосфолипидов состоят из полярной головы (образована фосфорной кислотой и полярной группировкой) и двух углеводородных неполярных хвостов (рис.1). У глицерофосфолипидов оба неполярных хвоста являются радикалами жирных кислот, у сфингофосфолипидов – один хвост является радикалом жирной кислоты, другой – углеводородной цепочкой спирта сфингазина. 

Рис. 1. Схематическое изображение молекулы фосфолипида.

При встряхивании в воде фосфолипиды спонтанно формируют мицеллы, в которых неполярные хвосты собираются внутри частицы, а полярные головы располагаются на ее поверхности, взаимодействуя с молекулами воды (рис. 2а). Фосфолипиды способны образовывать также  бислои (рис. 2б) и липосомы – замкнутые пузырьки, окруженные непрерывным бислоем (рис. 2в).

Рис. 2. Структуры, образуемые фосфолипидами.

Способность фосфолипидов, образовывать бислой, лежит в основе формирования клеточных мембран. 

Гликолипиды

Гликолипиды содержат в своем составе углеводный компонент. К ним относятся гликосфинголипиды, содержащие, кроме углевода спирт, сфингозин и остаток жирной кислоты:

Они так же, как и фосфолипиды, состоят из полярной головы и двух неполярных хвостов. Гликолипиды располагаются на внешнем слое мембраны, являются составной частью рецепторов, обеспечивают взаимодействие клеток. Их особенно много в нервной ткани.

Стероиды

Стероиды являются производными циклопентанпергидрофенантрена (рис. 3). Один из важнейших представителей стероидов – холестерин. В организме он встречается как в свободном состоянии, так и в связанном, образуя сложные эфиры с жирными кислотами (рис. 3). В свободном виде холестерин входит в состав мембран и липопротеинов крови. Сложные эфиры холестерина являются его запасной формой. Холестерин является предшественником всех остальных стероидов: половых гормонов (тестостерон, эстрадиол и др.), гормонов коры надпочечников (кортикостерон и др.), желчных кислот (дезоксихолевая и др.), витамина D (рис. 3).

Интересно знать! В организме взрослого человека содержится около 140 г холестерина, больше всего его находится в нервной ткани и надпочечниках. Ежедневно в организм человека поступает 0,3 – 0,5 г холестерина, а синтезируется  – до 1 г.

 

Воска

Воска – это сложные эфиры, образованные длинноцепочечными жирными кислотами (число атомов углерода 14 – 36) и длинноцепочечными одноатомными спиртами (число атомов углерода 16 – 22). В качестве примера рассмотрим формулу воска, образованного олеиновым спиртом и олеиновой кислотой:

Воска выполняют главным образом защитную функцию, находясь на поверхности листьев, стеблей, плодов, семян они защищают ткани от высыхания и проникновения микробов. Они покрывают шерсть и перья животных и птиц, предохраняя их от намокания. Пчелиный воск служит строительным материалом для пчел при создании сот. У планктона воск служит основной формой запасания энергии.

Терпены

В основе терпеновых соединений лежат изопреновые остатки:

К терпенам относятся эфирные масла, смоляные кислоты, каучук, каротины, витамин А, сквален. В качестве примера приведем формулу сквалена: 

Сквален является основным компонентом секрета сальных желез.

ebooks.grsu.by


Смотрите также