Доцент кафедры органическая химия КНИТУ к.х.н., Лаврова Оксана Мударисовна
Липиды – это группа разнообразных по составу и разнородных по химическому строению органических веществ, но объединенных в одну группу по 2-м признакам: 1.Гидрофобность( нерастворимость в воде) 2.Растворимость в органических растворителях 3.Метаболизм в организме.
Липиды – это большая группа природных веществ разнообразных по химическому строению и объединенных общим физико-химическим свойством: они хорошо растворимы в неполярных органических растворителях и нерастворимы в воде Молекулы простых липидов состоят из спирта и жирных кислот, сложных — из спирта, высокомолекулярных жирных кислот и других компонентов
Классификация: Биологические особенности: Р езервные липиды - откладываются в подкожной жировой ткани, сальнике, жировых капсулах. К онституционные липиды - составляют основу клетки и субклеточных структур, особенно митохондрий. Их количество в клетке относительно постоянное и зависит от условий. По происхождению: Животные Растительные В отличие от белков, сложных углеводов и нуклеиновых кислот, жиры не являются полимерными веществами, так как не состоят из очень большого количества более мелких структурных компонентов, образующих длинные цепочки.
Жирные кислоты входят в состав почти всех классов липидов, кроме производных холестерола. В организме человека жирные кислоты характеризуются следующими особенностями: четное число углеродных атомов в цепи, отсутствие разветвлений цепи, наличие двойных связей только в цис-конформации.
1. ω-6-жирные кислоты, эти кислоты объединены под названием витамин F, и содержатся в растительных маслах. линолевая (С18:2, Δ9,12), -линоленовая (С18:3, Δ6,9,12), арахидоновая ( эйкозотетраеновая, С20:4, Δ5,8,11,14). 2. ω-3-жирные кислоты: α-линоленовая (С18:3, Δ9,12,15), тимнодоновая ( эйкозопентаеновая, С20:5, Δ5,8,11,14,17), клупанодоновая ( докозопентаеновая, С22:5, Δ7,10,13,16,19), цервоновая ( докозогексаеновая, С22:6, Δ4,7,10,13,16,19 ).
Воска-сложные эфиры ВЖК и одноатомных спиртов. Входят в состав жира, покрывающего кожу. Двухатомные спирты образуют диольные липиды. Нейтральные жиры- ( глицериды-ТГ )-эфиры глицерина (ГЦ) и ВЖК.
Жиры и масла - самая распространенная группа липидов. Большинство из них принадлежит к триацилглицеринам - полным эфирам глицерина и ВЖК,, хотя также встречаются и принимают участие в обмене веществ моно- и диацилглицерины. В организме человека триацилглицерины играют роль структурного компонента клеток или запасного вещества («жировое депо»).
Триацилглицеролы (ТАГ) считаются наиболее распространенными липидами в человеческом организме. В среднем доля их составляет 16-23% от массы тела взрослого. В состав ТАГ входит трехатомный спирт глицерол и три жирные кислоты. Жирные кислоты могут быть насыщенные (пальмитиновая, стеариновая) и мононенасыщенные (пальмитолеиновая, олеиновая).
Фосфолипиды представляют собой соединение спирта глицерола или сфингозина с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой Глицерофосфолипиды В организме человека наиболее распространены глицерофосфолипиды (ФЛ). В качестве их общегопредшественника выступает фосфатидная кислота( фосфатидат ), промежуточное соединение для синтезатриацилглицеролов (ТАГ) и фосфолипидов.
Наиболее значимым представителем в организме человека являются сфингомиелины – основное их количество расположено в сером и белом веществе головного и спинного мозга, в оболочке аксонов периферической нервной системы, есть в печени, почках, эритроцитах и т.д. В качестве жирных кислот выступают насыщенные и мононенасыщенные кислоты.
Холестерол относится к классу соединений, имеющих в своей основе циклопентанпергидрофенантреновое кольцо, и является ненасыщенным спиртом.
1. Структурная – входит в состав мембран, обусловливая их вязкость и жесткость. 2. Транспортирует полиненасыщенные жирные кислоты между органами и тканями в составе липопротеинов низкойи высокой плотности. 3. Является предшественником желчных кислот, стероидных гормонов и витамина D.
Широко представлены гликолипиды в нервной ткани и мозге. Размещаются они на наружной поверхности плазматических мембран, при этом олигосахаридные цепи направлены наружу. Большую часть гликолипидов составляют гликосфинголипиды, включающие церамид (соединение аминоспирта сфингозина с длинноцепочечной жирной кислотой) и один или несколько остатков сахаров. В нервной ткани главным цереброзидом является галактозилцерамид. Для других тканей более характерны глюкозилцерамиды.
Образуются из глюкозилцерамида и дополнительно содержат одну или несколько молекул сиаловой кислоты, моносахаров и их производных ( сульфосахаров и аминосахаров ).
Различают 2 большие группы липидов по их отношению к гидролизу: 1. Омыляемые - ( гидролизуются при рН < 7 и > 7). 2. Неомыляемые ( нигде не гидролизуются ).
Неомыляемы липиды-это производные изопрена: а)Животного происхождения - стероиды -холестерин (ХС ), б) стериды - сложные эфиры ХС и высших ненасышенных жирных кислот(ЖК ) в) Растительного происхождения – терпены-спирты, альдегиды, кетоны ( камфора, ментол) - каротиноиды ( ά, ß, Ý )- основа жирорастворимых витаминов А,Е,К, D.
Функция Примеры и пояснения Энергетическая Основная функция триглицеридов. При расщеплении 1 г липидов выделяется 38,9 кДж. Структурная Фосфолипиды, гликолипиды и липопротеины принимают участие в образовании клеточных мембран. Запасающая Жиры и масла являются резервным пищевым веществом у животных и растений. Важно для животных, впадающих в холодное время года в спячку или совершающих длительные переходы через местность, где нет источников питания. Масла семян растений необходимы для обеспечения энергией проростка. Защитная Прослойки жира и жировые капсулы обеспечивают амортизацию внутренних органов. Слои воска используются в качестве водоотталкивающего покрытия у растений и животных.
Липиды играют важнейшую роль в процессах жизнедеятельности. Их функции существенно зависят от их вида: 1. Резервно-энергетическая функция – триацилглицеролы подкожного жира являются основным энергетическим резервом организма при голодании. В адипоцитах жиры могут составлять 65-85% веса. Для поперечно-полосатой мускулатуры, печени и почек они являются основным источником энергии. 2. Структурная функция – мембраны клеток состоят из фосфолипидов, обязательным компонентом являются гликолипиды и холестерол. Основным компонентом сурфактанта легких является фосфатидилхолин.
3. Сигнальная функция – гликолипиды выполняют рецепторные функции и задачи взаимодействия с другими клетками. Фосфатидилинозитол непосредственно принимает участие в передаче гормональных сигналов в клетку. Производные жирных кислот – эйкозаноиды – являются "местными гормонами", обеспечивая регуляцию функций клеток. 4. Защитная функция – подкожный жир является хорошим термоизолирующим средством, наряду с брыжеечным жиром он обеспечивает механическую защиту внутренних органов. Фосфолипиды играют определенную роль в активации свертывающей системы крови.
Теплоизоляционная Подкожная жировая клетчатка препятствует оттоку тепла в окружающее пространство. Важно для водных млекопитающих или млекопитающих, обитающих в холодном климате. Регуляторная Гиббереллины регулируют рост растений. Половой гормон тестостерон отвечает за развитие мужских вторичных половых признаков. Половой гормон эстроген отвечает за развитие женских вторичных половых признаков, регулирует менструальный цикл. Минералокортикоиды (альдостерон и др.) контролируют водно-солевой обмен. Глюкокортикоиды (кортизол и др.) принимают участие в регуляции углеводного и белкового обменов. Источник метаболической воды При окислении 1 кг жира выделяется 1,1 кг воды. Важно для обитателей пустынь. Каталитическая Жирорастворимые витамины A, D, E, K являются кофакторами ферментов, т.е. сами по себе эти витамины не обладают каталитической активностью, но без них ферменты не могут выполнять свои функции.
Значительная часть страны теперь страдает от болезни Альцгеймера, чего раньше у них не наблюдалось в таких масштабах. Ведь американские диетологи не учитывали, насколько важны липиды, как пластический материал для нервных клеток, а также насколько высока роль липидов (в частности, миелина) в передаче нервных импульсов. Показатель ожирения не только не снизился — эта страна теперь занимает первое место по количеству больных с ожирением. Ведь американские диетологи не учитывали, что углеводы, возглавляемые тогдашнюю модель рациона питания, способствовали развитию ожирения гораздо интенсивнее, чем жиры.
Жиры, или триглицериды — природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов. В живых организмах выполняют прежде всего структурную и энергетическую функции: они являются основным компонентом клеточной мембраны, а в жировых клетках сохраняется энергетический запас организма.
