Липиды – сложные органические вещества, характерные для живых организмов, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях и друг в друге. В химическом отношении липиды это сборная группа органических соединений. Большинство из них это сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот. В виде ацильного остатка в липидах может выступать Фн.
Существует несколько классификаций липидов:
I физиологическая
а) резервные липиды или ацилглицерины депонируются в больших количествах в затем расходуются для энергетических целей организма.
б) структурные липиды – все остальные липиды, участвующие в построении клеточной мембраны.
II физико-химическая
а) нейтральные или неполярные жиры,т.е. липиды не имеющие заряда – ТАГ (триацилглицерины).
б) полярные , т.е. несущие заряд (фосфолипиды, ж.к.)
III структурная – наиболее сложная. В соответствии с ней липиды подразделяются на следующие группы.
Функции липидов
1. Структурная. Липиды являются одним из основных компонентов биологических мембран.
2. Энергетическая. При расщеплении 1г. жира выделяется ≈39 кДж энергии, т.е. в 2 раза больше, чем при распаде 1 г. углеводов.
3. Запасная. В виде ацилглицеридов депонируется метаболическое топливо.
4. Защитная. Жировая прослойка предохраняет тело и органы животных от механических повреждений.
5. Регуляторная. Например простагаландины повышая секрецию цАМФ стимулируют образование и секрецию гормонов.
6. Липиды, важные компоненты нервной клетки , участвуют в передаче нервного импульса, создании межклеточных контактов.
Жирные кислоты (ЖК ) – это алифатические монокарбоновые кислоты. Подразделяются на:
Насыщенные (нет двойных связей)
Мононенасыщенные (одна двойная связь)
Полиненасыщенные (две и более двойных связей)
Все они содержат четное число углеродных атомов, главным образом от 12 до 24. Среди них преобладают кислоты, имеющие С16 и С18 (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая). Растворимость ЖК возрастает с увеличением числа углеродных атомов. Ненасыщенные жирные кислоты человека и животных, участвующие в построении липидов, обычно содержат двойную связь между 9-м и 10-м атомамиуглеводородов.
В полиненасыщенных ЖК расположение двойных связей может быть:
кумулированное – С = С = С –
сопряженное – С = С – С = С –
изолированное – С = С – С – С = С –
Нумерацию углеродных атомов в жирно-кислотной цепи начинают с атома углерода карбоксильной группы. Примерно 3/4 всех жирных кислот являются непредельными (ненасыщенными), т.е. содержат двойные связи.
В соответствии с систематической номенклатурой количество и положение двойных связей в ненасыщенных жирных кислотах часто обозначают с помощью цифровых символов.
например
, олеиновую кислоту как 18:1 (9) линолевую кислоту как 18:2 (9,12)
число углеродных атомов, число двойных связей, номера ближайших к карбоксилу углеродных атомов, вовлеченных в образование двойной связи.
ЖК по своему стрению являются амфипатическими , т.е. имеют полярную «голову» СОО- (обращена к воде) и неполярный «хвост» (углеводородная цепь).
Натриевые и калиевые соли ЖК называют мылами . В водных растворах они существуют в виде мицелл (суспензий). Структура мицелл такова, что их гидрофобное ядро (жирные кислоты, моноглицериды и др.) оказывается окруженным снаружи гидрофильной оболочкой из желчных кислот и фосфолипидов. Мицеллы примерно в 100 раз меньше самых мелких эмульгированных жировых капель.
Нейтральные жиры . В соответствии с рекомендацией Международной номенклатурной комиссии их называют ацилглицеринами (а не глицеридами , как раньше)
Ацилглицерины (нейтральные жиры) представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. Если жирными кислотами этерифицированы все три гидроксильные группы глицерина, то такое соединение называют триглицеридом (триацилглицерол, ТАГ ), если две – диглицеридом (диацилглицерол, ДАГ) и если этерифицирована одна группа – моноглицеридом (моноацилглицерол, МАГ):
Если ацильные радикалы R1, R2 и R3 одинаковы, то ТАГ называют простыми (трипальмитин), если различные, то смешанными (пальмитостеаролеин).
Жирные кислоты, входящие в состав триглицеридов, определяют их физико-химические свойства. Так, температура плавления триглицеридов повышается с увеличением числа и длины остатков насыщенных жирных кислот. Напротив, чем выше содержание ненасыщенных жирных кислот, или кислот с короткой цепью, тем ниже точка плавления.
Животные жиры (сало) обычно содержат значительное количество насыщенных жирных кислот (пальмитиновой, стеариновой и др.) благодаря чему при комнатной температуре они твердые .
Жиры, в состав которых входит много ненасыщенных кислот, при обычной температуре жидкие и называются маслами . Так, в конопляном масле 95% всех жирных кислот приходится на долю олеиновой, линолевой и линоленовой кислот и только 5% – на долю стеариновой и пальмитиновой кислот. В жире человека, плавящемся при температуре 15°С (при температуре тела он жидкий), содержится 70% олеиновой кислоты.
Фосфолипиды это сложные эфиры многоатомных спиртов глицерина или сфингозина с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой . В зависимости от того, какой многоатомный спирт участвует в образовании фосфолипида (глицерин или сфингозин), последние делят на: 1. глицерофосфолипиды
Сфингофосфолипиды.
1. Глицерофосфолипиды - производные фосфатидной кислоты. В их состав входят глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота и обычно азотсодержащие соединения.
R1и R2– радикалы высших жирных кислот, a R3–радикал азотистого соединения или инозитол.
а) в зависимости от характера R3 глицерофосфолипиды подразделяют на
Фосфатидилхолины (лецитины),
Фосфатидилэтаноламины (кефалины)
Фосфатидилсерины
Фосфатидилинозитолы
б) ацетальфосфатиды – R1 – представлен не жирной кислотой, а альдегидом жирной кислоты, называются плазмологены.
в) в структуре имеются 3 молекулы глицерина
Фосфолипиды являются главными липидными компонентами мембран клеток, в животном организме найдены в мозге, печени и легких. При гидролизе некоторых фосфолипидов под действием особых ферментовсодержащихся, например, в яде кобры, отщепляетя R1 и образуется соединение, обладающее сильным гемолитическим действием.
2. Сфинголипиды находятся в мембранах животных и растительных клеток. Главный представитель сфингомиелин . Особенно богата ими нервная ткань. Вместо глицерина сфинголипиды содержат двухатомный ненасыщенный спирт сфингозин .
Гликолипиды – это сложные липиды, содержащие нелипидный компонент – остаток сахара.
а) Цереброзиды – главные сфинголипиды мозга и других нервных тканей, содержат D-галактозу.
б) Ганглиозиды (содержат сложный олигосахарид) в больших количествах находятся в нервной ткани, в сером веществе мозга.
Воска – сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных или двухатомных спиртов содержащих ≈ 50% различных примесей.
Природные воска (например, пчелиный воск, спермацет, ланолин ) обычно содержат, кроме указанных сложных эфиров, некоторое количество свободных жирных кислот, спиртов и углеводородов.
Стериды (стероиды) – сложные эфиры циклических спиртов (стеролов или стеринов) и высших жирных кислот. К стероидам относятся:
1. гормоны коркового вещества надпочечников,
2. желчные кислоты,
3. витамины группы D,
4.сердечные гликозиды и др.
Все стероиды в своей структуре имеют ядро (стеран), образованное гидрированным фенантреном (кольца А, В и С) и циклопентаном (кольцо D):
В организме человека важное место среди стероидов занимают стерины (стеролы), т.е. стероидные спирты. Главным представителем стеринов является холестерин (холестерол).
Каждая клетка в организме млекопитающих содержит холестерин, который обеспечивает избирательную проницаемость клеточной мембраны и оказывает регулирующее влияние на состояние мембраны и на активность связанных с ней ферментов. Холестерин – источник образования желчных кислот, стероидных гормонов (половых и кортикоидных), а продукт его окисления –7-дегидрохолестерин, под действием УФ-лучей в коже превращается в витамин D3.
Желчные кислоты - конечный продукт метаболизма холестерина.
Желчные кислоты являются производными холановой кислоты:
В желчи человека в основном содержатся: 1. холевая (3,7,12-триоксихолановая),
2. дезоксихолевая (3,12-диоксихолановая)
и ее конъюгаты: 1. с глицином (гликохолевая)
2. с таурином (таурохолевая)
Функции желчных кислот
1) эмульгирующая
2) активирование липолитических ферментов
3) транспортная, так как, образуя комплекс с жирной кислотойпомогают их всасыванию в кишечнике.
Соли желчных кислот являются амфифильными (голова имеет «-» заряд, хвост 0 заряд), резко уменьшают поверхностное натяжение на поверхности раздела жир/вода, благодаря чему они не только облегчают эмульгирование, но и стабилизируют уже образовавшуюся эмульсию.
В просвет кишечника поджелудочной железой выделяется зимоген – пролипаза .
Активная липаза в присутствии желчных кислот и специфического белка колипазы , присоединяется к ТАГ и катализирует гидролитическое отщепление 1-го или 2-го крайних жирнокислых остатков. Кишечная липаза действует на ТАГ (на ДАГ, МАГ нет).
Т.о. основные продукты расшепления нейтральных жиров в кишечнике это глицерин, жирная кислота и моноглицериды.
Гидролиз сложных липидов происходит под действием специфических липаз на составные части. Тонкоэмульгированные жиры частично могут всасываться через стенки кишечника без предварительного гидролиза. Основная часть жира всасывается лишь после расщепления его панкреатической липазой на жирные кислоты, моноглицериды и глицерин.
Группа органических веществ, включающая жиры и жироподобные вещества (липоиды), называется липидами. Жиры содержатся во всех живых клетках, выполняют функции естественного барьера, ограничивая проницаемость клеток, входят в состав гормонов.
Строение
Липиды по химической природе - один из трёх типов жизненно важных органических веществ. Они практически не растворяются в воде, т.е. являются гидрофобными соединениями, но образуют с Н 2 О эмульсию. Липиды распадаются в органических растворителях - бензоле, ацетоне спиртах и т.д. По физическим свойствам жиры бесцветны, не имеют вкуса и запаха.
По строению липиды - соединения жирных кислот и спиртов. При присоединении дополнительных групп (фосфора, серы, азота) образуются сложные жиры. Жировая молекула обязательно включает атомы углерода, кислорода и водорода.
Жирные кислоты - алифатические, т.е. не содержащие циклических углеродных связей, карбоновые (группа -СООН) кислоты. Отличаются количеством группы -СН2-.
Выделяют кислоты:
- ненасыщенные - включают одну или несколько двойных связей (-СН=СН-);
- насыщенные - не содержат двойных связей между атомами углерода
Рис. 1. Строение жирных кислот.
В клетках запасаются в виде включений - капель, гранул, в многоклеточном организме - в форме жировой ткани, состоящей из адипоцитов - клеток, способных накапливать жиры.
Классификация
Липиды - сложные соединения, которые встречаются в различных модификациях и выполняют различные функции. Поэтому классификация липидов обширна и не ограничивается одним признаком. Наиболее полная классификация по строению приведена в таблице.
Описанные выше липиды относятся к омыляемым жирам - при их гидролизе образуется мыло. Отдельно в группу неомыляемых жиров, т.е. не взаимодействующих с водой, выделяют стероиды.
Они подразделяются на подгруппы в зависимости от строения:
- стерины - стероидные спирты, входящие в состав животных и растительных тканей (холестерин, эргостерин);
- желчные кислоты - производные холевой кислоты, содержащие одну группу -СООН, способствуют растворению холестерина и перевариванию липидов (холевая, дезоксихолевая, литохолевая кислоты);
- стероидные гормоны - способствуют росту и развитию организма (кортизол, тестостерон, кальцитриол).
Рис. 2. Схема классификации липидов.
Отдельно выделяют липопротеины. Это сложные комплексы жиров и белков (аполипопротеинов). Липопротеины относят к сложным белкам, а не к жирам. В их состав входят разнообразные сложные жиры - холестерин, фосфолипиды, нейтральные жиры, жирные кислоты.
Выделяют две группы:
- растворимые - входят в состав плазмы крови, молока, желтка;
- нерастворимые - входят в состав плазмалеммы, оболочки нервных волокон, хлоропласты.
Рис. 3. Липопротеины.
Наиболее изучены липопротеины плазмы крови. Они различаются по плотности. Чем больше жиров, тем меньше плотность.
ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой
Липиды по физической структуре классифицируются на твёрдые жиры и масла. По нахождению в организме выделяют резервные (непостоянные, зависят от питания) и структурные (генетически обусловленные) жиры. По происхождению жиры могут быть растительными и животными.
Значение
Липиды должны поступать в организм вместе с пищей и участвовать в метаболизме. В зависимости от типа жиры выполняют в организме разнообразные функции:
- триглицериды сохраняют тепло организма;
- подкожный жир защищает внутренние органы;
- фосфолипиды входят в состав мембран любой клетки;
- жировая ткань является резервом энергии - расщепление 1 г жира даёт 39 кДж энергии;
- гликолипиды и ряд других жиров выполняют рецепторную функцию - связывают клетки, получая и проводя сигналы, полученные из внешней среды;
- фосфолипиды участвуют в свёртываемости крови;
- воски покрывают листья растений, одновременно предохраняя их от высыхания и промокания.
Избыток или недостаток жиров в организме приводит к изменению обмена веществ и нарушению функций организма в целом.
Что мы узнали?
Жиры имеют сложное строение, классифицируются по разным признакам и выполняют разнообразные функции в организме. Липиды состоят из жирных кислот и спиртов. При присоединении дополнительных групп образуются сложные жиры. Белки и жиры могут образовывать сложные комплексы - липопротеины. Жиры входят в состав плазмалеммы, крови, ткани растений и животных, выполняют теплоизолирующую и энергетическую функции.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 3.9 . Всего получено оценок: 263.
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 липиды - это сложные жироподобные молекулы, которые включают в свой состав гидрофильную и гидрофобную часть.
Проще говоря, все 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.
- Омыляемые - те, что подвергаются гидролизу и разлагаются на составные части. Примеры: воски, фосфолипиды, эфиры стеринов, нейтральные жиры.
- 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?
- Высшие жирные кислоты (ВЖК).
- Высшие спирты.
- 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 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 - 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 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.
Жироподобные вещества липиды это составляющие, принимающие участие в жизненно важных процессах в организме человека. Есть несколько групп, которые выполняют ведущие функции организма, такие как формирование гормонального фона или обмен веществ. В этой статье подробно расскажем, что это такое и какова роль в процессах жизнедеятельности.
Липиды это органические соединение, куда входят жиры и другие жироподобные вещества. Они активно участвуют в процессе строения клеток и являются частью мембран. Влияют на пропускную способность клеточных мембран, а также на ферментную активность. Влияют на создание межклеточных связей и на разнообразные химические процессы в организме. Нерастворимы в воде, но они растворяются в растворителях органического происхождения (например, бензин или хлороформ). Кроме того, есть виды, которые растворяются в жирах.
Это вещество может быть растительного либо животного происхождения. Если речь о растениях, то больше всего их в орехах и семечках. Животного происхождения в основном расположены в подкожной ткани, нервной и мозговой.
Классификация липидов
Липиды присутствуют практически во всех тканях организма и в крови. Существует несколько классификаций ниже приводим наиболее распространённую, основанную на особенностях структуры и состава. По строению они подразделяются на 3 большие группы, которые подразделяются на меньшие.
Первая группа - простые. Они включают в состав кислород, водород и углерод. Делятся на такие виды:
- Жирные спирты. Вещества, включающие от 1 до 3 гидроксильных групп.
- Жирные кислоты. Находятся в разных маслах и жирах.
- Жирные альдегиды. В составе молекулы содержится 12 атомов углерода.
- Триглицериды. Это именно те жиры, которые находятся откладываются в подкожных тканях.
- Основания сфингозиновые. Располагаются в плазме, лёгких, печени и почках, встречаются в тканях нервных.
- Воски. Это эфиры жирных кислот и спиртов высокомолекулярных.
- Предельные углеводороды. Имеют исключительно одинарные связи, при этом атомы углерода в состоянии гибридизации.
Вторая группа - сложные. Они, как и простые, включают в состав кислород, водород и углерод. Но, кроме них также содержат разные дополнительные компоненты. В свою очередь, они подразделяются на 2 подгруппы: полярные и нейтральные.
К полярным относятся:
- Гликолипиды. Они появляются после соединения углеводов с липидами.
- Фосфолипиды. Это сложные эфиры жирных кислот, а также многоатомных спиртов.
- Сфинголипиды. Являются производными аминоспиртов алифатических.
К нейтральным относятся:
- Ацилглицериды. Включают в себя моноглицериды и диглицериды.
- N-ацетилэтаноламиды. Являют собой этаноламиды жирных кислот.
- Церамиды. В них входят жирные кислоты в сочетании с сфингозином.
- Эфиры стеринов. Представляют сложные циклические спирты высокомолекулярные. Они содержат жирные кислоты.
Третья группа - оксилипиды. Вещества появляются в результате оксегенирования полиненасыщенных жирных кислот. В свою очередь, подразделяются на 2 типа:
- Циклооксигеназного пути.
- Липоксигеназного пути.
Значение для мембранных клеток
увеличить
Клеточная мембрана - то, что отделяет клетку от среды вокруг. Кроме защиты, она выполняет довольно большое количество необходимых для нормальной жизнедеятельности функций. Значение липидов в мембране невозможно переоценить.
В клеточной стенке вещество формирует двойной слой. Это помогает клеткам нормально взаимодействовать с окружающей средой. Поэтому не возникает проблем с контролем и регулированием метаболизма. Липиды мембран поддерживают форму клетки.
Часть бактериальной клетки
Неотъемлемая часть строения клетки - липиды бактерий. Как правило, в составе воски либо фосфолипиды. А вот количество вещества непосредственно варьируется в пределах 5-40%. Зависит содержание от типа бактерии, например, в дифтерийной палочке содержится около 5%, а вот в туберкулёзном возбудителе уже более 30%.
Бактериальная клетка отличается тем, что вещества в ней связаны с другими составляющими, например, белками или полисахаридами. В бактериях они имеют гораздо больше разновидностей и выполняют много задач:
- аккумуляция энергии;
- участвуют в метаболических процессах;
- являются составляющей мембран;
- от них зависит устойчивость клетки к кислотам;
- компоненты антигенов.
Какие функции выполняют в организме
Липиды составная часть почти всех тканей человеческого организма. Встречаются разные подвиды, каждый из которых отвечает за какую-то определённую функцию. Далее подробнее остановимся на том, какое значение вещества для жизнедеятельности:
- Энергетическая функция. Имеют свойство распадаться и в процессе появляется много энергии. Она нужна клеткам организма, чтобы поддерживать такие процессы, как поступление воздуха, формирование веществ, рост и дыхание.
- Резервная функция. В организме жиры откладываются про запас, именно из них состоит жировая прослойка кожи. Если наступает голод, то организм задействует эти резервы.
- Функция теплоизоляции. Жировая прослойка плохо проводит тепло, а потому организм гораздо легче поддерживать температуру.
- Структурная функция. Это относится к клеточным мембранам, потому что вещество является их постоянным компонентом.
- Ферментативная функция. Одна из второстепенных функций. Они помогают клетками формировать ферменты и помогают с усвоением некоторых микроэлементов, поступающих извне.
- Транспортная функция. Побочная и заключается в способности некоторых видов липидов переносить вещества.
- Сигнальная функция. Тоже является второстепенной и просто поддерживает некоторые процессы организма.
- Регуляторная функция. Это ещё один механизм, который имеет побочное значение. Сами по себе они почти не участвуют в регулировании разных процессов, но являются компонентом веществ, прямо влияющих на них.
Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что функциональное значение липидов для организма переоценить сложно. Поэтому важно, чтобы их уровень всегда был в норме. Многие биологические и биохимические процессы в организме на них завязаны.
Что такое липидный обмен
Обмен липидов - это процессы физиологической или биохимической природы, которые происходят в клетках. Давайте остановимся на них подробнее:
- Обмен триациглицерола.
- Обмен фосфолипидов. Они распределяются неравномерно. Их много в печени и плазме (до 50%). Срок полупревращения 1-200 суток смотря какой вид.
- Обмен холестерола. Он образуется в печени и поступает с едой. Излишки выводятся естественным путём.
- Катаболизм жирных кислот. Происходит в ходе β-окисления, реже задействуются α-или ω-окисления.
- Входят в обменные процессы ЖКТ. А именно расщепление, переваривание и всасывание этих веществ, поступающих с едой. Переваривание начинается в желудке при помощи такого фермента, как липаза. Далее в кишечнике в действие вступает сок поджелудочной и жёлчь. Причиной появления сбоев может послужить нарушение секреции жёлчного пузыря или поджелудочной.
- Липогенез. Проще говоря - синтез жирных кислот. Происходит в печени или жировой ткани.
- Сюда входит транспортировка из кишечника разных жиров.
- Липолиз. Катаболизм, который происходит с участием липазы и провоцирует расщепление жиров.
- Синтез кетоновых тел. Ацетоацетил-КоА даёт начало их формированию.
- Взаимопревращение жирных кислот. Из жирных кислот, находящихся в печени, формируются кислоты, свойственные организму.
Липиды это важное вещество, влияющие почти на все сферы жизнедеятельности. Наиболее распространены в рационе человека триглицериды и холестерин. Триглицериды - отличный источник энергии, именно этот тип формирует жировую прослойку тела. Холестерин же влияет на обменные процессы организма, а также формирование гормонального фона. Важно чтобы содержание всегда находилось в пределах нормы, не превышая и не занижая её. Взрослому человеку необходимо употреблять 70-140 г липидов.
Классификация липидов, как и других соединений биологической природы, -- весьма спорный и проблематичный процесс. Предлагаемая ниже классификация хоть и широко распространена в липидологии, но является далеко не единственной. Она основывается, прежде всего, на структурных и биосинтетических особенностях разных групп липидов.
Простые липиды
Простые липиды -- липиды, включающие в свою структуру углерод (С), водород(H) и кислород(O).
Примеры жирных кислот: миристиновая (насыщенная жирная кислота) и миристолеиновая (мононенасыщенная кислота) имеют 14 атомов углерода.
- · Жирные кислоты -- алифатические одноосновные карбоновые кислоты с открытой цепью, содержащиеся в этерифицированной форме в жирах, маслах и восках растительного и животного происхождения.
- · Жирные альдегиды -- высокомолекулярные альдегиды, с числом атомов углерода в молекуле выше 12.
- · Жирные спирты -- высокомолекулярные спирты, содержащие 1-3 гидроксильные группы
- · Предельные углеводороды с длинной алифатической цепочкой
- · Сфингозиновые основания
- · Воски -- сложные эфиры высших жирных кислот и высших высокомолекулярных спиртов.
Сложные липиды
Сложные липиды -- липиды, включающие в свою структуру помимо углерода(С), водорода(H) и кислорода(О) другие химические элементы. Чаще всего: фосфор(Р), серу(S), азот(N).
Общее строение фосфолипидов Заместители R 1 и R? -- остатки жирных кислот, X зависит от типа фосфолипида.
- · Полярные
- · Фосфолипиды -- сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот, содержащие остаток фосфорной кислоты и соединённую с ней добавочную группу атомов различной химической природы.
- · Гликолипиды -- сложные липиды, образующиеся в результате соединения липидов с углеводами.
- · Фосфогликолипиды
- · Сфинголипиды -- класс липидов, относящихся к производным алифатических аминоспиртов.
- · Мышьяколипиды
- · 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, сложных -- из спирта, высокомолекулярных жирных кислот, возможны остатки фосфорной кислоты, углеводов, азотистых оснований и др. Строение липидов зависит в первую очередь от пути их биосинтеза.
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).
Почти все живые организмы запасают энергию в форме жиров. Существуют две основные причины, по которым именно эти вещества лучше всего подходят для выполнения такой функции. Во-первых, жиры содержат остатки жирных кислот, уровень окисления которых очень низкий (почти такой же как у углеводородов нефти). Поэтому полное окисление жиров до воды и углекислого газа позволяет получить более чем в два раза больше энергии, чем окисление той же массы углеводов. Во-вторых, жиры гидрофобные соединения, поэтому организм запасая энергию в такой форме, не должен нести дополнительной массы воды необходимой для гидратации, как в случае с полисахаридами, на 1 г которых приходится 2 г воды. Однако триглицериды это «более медленный» источник энергии, чем углеводы.
Жиры запасаются в форме капель в цитоплазме клетки. У позвоночных имеются специализированные клетки -- адипоциты, почти полностью заполненные большой каплей жира. Также богатым на триглицериды являются семена многих растений. Мобилизация жиров в адипоцитах и клетках прорастающих семян, происходит благодаря ферментам липазы, которые расщепляют их до глицерола и жирных кислот.
У людей наибольшее количество жировой ткани находится под кожей (так называемая подкожная клетчатка), особенно в районе живота и молочных желез. Лицу с лёгким ожирением (15-20 кг триглицеридов) таких запасов может хватить для обеспечения энергией в течение месяца, в то время как всего запасного гликогена хватит менее чем на сутки.