Объясните какими свойствами липидов
Определение
Липиды — сборная (разнородная) группа биологических соединений, растворимых в органических растворителях и нерастворимых в воде.
Таким образом, липиды — это гидрофобные соединения. В эту группу входят вещества, достаточно сильно различающиеся по химическим свойствам. Мы рассмотрим три группы этих веществ: триглицериды, фосфолипиды и стероиды.
В составе многих липидов встречаются длинные гидрофобные цепи углеводородной структуры, например $–CH_2–CH_2–CH_2–$. Прежде всего, такие цепи входят в состав молекул жирных кислот. Молекулы жирных кислот представляют собой такую длинную, как правило, неразветвленную цепь, на конце которой имеется карбоксильная группа $–COOH$, которая может диссоциировать на $H^+$ и $–COO^-$ — отрицательно заряженный анион кислоты. Поскольку атомы углерода и водорода не сильно различаются по степени электроотрицательности, то ковалентная связь, которую образуют между собой атомы углерода и водорода, является неполярной, то есть валентные электроны распределены между двумя этими атомами равномерно. Именно поэтому длинные углеводородные цепи являются гидрофобными.
Большая часть жирных кислот, содержащихся в организме, имеет четное количество атомов водорода, обычно жирнокислотные цепи содержат от 12 до 24 атомов углерода (чаще всего 16 или 18). Наряду с насыщенными жирными кислотами довольно часто встречаются жирные кислоты с двойными связями.
Рис. 1: слева — насыщенная жирная кислота (пальмитиновая), справа — ненасыщенная (олеиновая)
Наиболее простыми липидами (жирами) являются эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот, которые называются триацилглицеридами.
Рис. 2
Большинство природных триацилглицеридов содержат две или более различающиеся жирные кислоты. В организме запасенные жиры откладываются в цитоплазме в виде капель; особенно много таких капель в клетках жировой ткани. Окисление жиров до углекислого газа и воды дает большое количество энергии (38,9 кДж/г); этим обусловлена их энергетическая функция.
Физические свойства жирных кислот и соединений, в которые они входят, зависят от длины цепи и степени ее ненасыщенности, т. е. от количества двойных связей. Чем более длинная цепь у жирной кислоты, тем хуже она растворяется в воде. В то же время температура плавления жирных кислот снижается с увеличением в них количества двойных связей. Жиры с ненасыщенными жирными кислотами при комнатной температуре обычно находятся в жидком состоянии. Таковы растительные жиры — масла. Жиры с насыщенными жирными кислотами при комнатной температуре обычно находятся в твердом состоянии. Таковы животные жиры. Есть и исключения — так, масло какао при комнатной температуре твердое, а норковое масло — жидкое.
Рис. 3
Основу биологических мембран составляют не жиры, а фосфолипиды. Это амфифильные молекулы, то есть молекулы, имеющие гидрофобную и гидрофильную части. Гидрофильная часть взаимодействует с водой, а гидрофобные «прячутся» от воды. В результате могут образовываться разные типы структур — мицеллы (их образуют молекулы мыла), липосомы и бислои — их образуют фосфолипиды. Липосомы можно получать искусственно и использовать для доставки лекарственных веществ в клетки организма.
Рис. 4
Это также могут быть эфиры глицерина и жирных кислот, но в этом случае с жирными кислотами в молекуле глицерина связаны только две спиртовые группы, а третья образует эфирную связь с остатком фосфорной кислоты, к которой присоединяются некоторые гидрофильные группы.
Рис. 5
Таким образом, в составе молекул всех фосфолипидов имеются гидрофобная (остатки жирных кислот) и гидрофильная (фосфорная кислота и присоединенные к ней группы) части, поэтому такие молекулы могут контактировать как с полярными, так и с неполярными растворителями (такие вещества называют амфифильными). Поскольку у большинства молекул фосфолипидов имеется гидрофильная голова и два гидрофобных хвоста, то их часто схематично представляют в виде кружка (гидрофильная часть) с двумя хвостами (гидрофобная часть). В воде и водных растворах фосфолипиды самопроизвольно формируют протяженные почти плоские двойные слои, в которых гидрофобные слои смотрят друг на друга, а гидрофильные головы – в водную среду. Такие слои являются основой всех биологических мембран (см. рис.). Таким образом, одной из основных функцией фосфолипидов является структурная функция — формирование биологических мембран.
К жироподобным веществам относятся воски, которые являются эфирами жирных кислот и многоатомных спиртов. У животных они вырабатываются кожными железами. Покрывая тонким слоем шерсть и перья, воски предохраняют их от намокания. Некоторые насекомые (пчелы) используют воски для постройки сот, в которых они хранят запасы пищи и выводят потомство. Соты, построенные из воска, полностью непроницаемы для воды. У растений воски создают защитный налет на листьях и плодах.
стероиды
Особое место среди липидов занимают стероиды — полициклический спирт холестерол (чаще называемый холестерин) и его производные. Холестерин и его эфиры с жирными кислотами входят в состав биологических мембран клеток животных, придавая им определенную «жесткость» (структурная функция). У растений и грибов холестерин не встречается, его место у растений занимает стероид стигмастерол, а у грибов — эргостерол. Бактерии не синтезируют стероиды, хотя некоторые из них могут включать экзогенные (происходящие извне стероиды) в свои мембраны.
У животных в корковом слое надпочечников из холестерина образуются стероидные гормоны. У животных в клетках печени из холестерина образуются желчные кислоты, которые в кишечнике обеспечивают образование из жиров эмульсии (мелких жировых капель), что необходимо для нормального переваривания жиров. К липидам относят также жирорастворимые витамины К, Е, D, A, обладающие высокой биологической активностью.
Функции липидов
Биологические функции липидов крайне разнообразны.
Жиры и масла представляют собой форму, в которой сохраняется энергия во многих организмах, фосфолипиды и стероиды представляют собой основные структурные элементы биологических мембран.
Стероидные гормоны выполняют регуляторную функцию.
Хиноны в мембранах митохондрий и хлоропластов являются переносчиками электронов.
Жирные кислоты являются эмульсифицирующими агентами (детергентами), которые эмульгируют жиры в пищеварительной системе.
В сетчатке глаза ретиналь (липид, производное витамина А) играет роль светопоглощающего пигмента и принимает участие в передаче сигнала.
Освобождаемое при окислении жиров большое количество воды (при сжигании 1 г жира образуется 1,1 г воды) используется животными пустынь (верблюды) или впадающими в зимнюю спячку (сурки, суслики) для нужд метаболизма, поэтому эти животные могут длительное время обходиться без воды, используя свои жировые запасы. Таким образом, жиры могут служить также источником воды.
Теплоизоляционная функция: у животных нейтральные жиры откладываются в основном в подкожной клетчатке, где создают хороший теплоизоляционный слой, особенно развитый у морских млекопитающих — китообразных и ластоногих.
Откладываясь в полости тела вокруг внутренних органов (например, вокруг почек), жировая подушка защищает их от механических повреждений при движении, прыжках, ударах и т. д. (защитная функция).
Жирорастворимые витамины К, Е, D и А играют важные метаболические функции:
витамин К необходим для свертывания крови;
витамин Е играет функцию мембранного антиоксиданта и важен для размножения животных;
витамин D необходим для минерализации костей (при его недостатке в детском возрасте возникает рахит — нарушение развития скелета);
витамин А — предшественник ретиналя, компонента зрительного пигмента глаз.
Источник
Биологическая роль и функции
Молекулы липидов можно найти в любой живой клетке, без них невозможна жизнь. Они выполняют большинство функций как в масштабах всего организма, так и в отдельной клетке. Составлены из мономеров, включающих жирные кислоты и глицерин. Биологическая роль жиров в организме достаточно высока, т. к. без них невозможны многие жизненно важные процессы. Примером химической реакции может служить цепное окисление.
Основная функция липидов заключается в обновлении клеточных мембран. Окисляется обычно жировой слой оболочек клеток. Жиры тесно связаны с метаболизмом:
- Аденозинтрифосфорная кислота. Необходима для транспортировки питательных веществ, деления клеток, обеззараживания токсинов.
- Аминокислоты. Это структурная часть белков. При соединении с липидами они превращаются в липопротеины, которые осуществляют транспортировку полезных веществ в организме.
- Нуклеиновая кислота. Входит в структуру ДНК. При расщеплении липидов некоторая часть энергии идет на деление клеток, в результате которого появляются новые цепи ДНК.
- Стероиды. Гормоны с повышенным уровнем содержания этих соединений. При плохом усвоении они повышают риск развития заболеваний органов эндокринной системы.
В них происходит образование и усвоение веществ, которые требуются для поддержания жизнедеятельности клетки и ее деления. Липиды выполняют несколько функций:
- Энергетическая. Заключается в распаде липидов в организме с выделением большого объема энергии. Она требуется для поддержания и нормализации дыхания, деления клеток и их роста, а также других процессов. Липиды проникают в клетку с кровотоком и откладываются в виде жировых капель в ее цитоплазме. Клетка получает энергию при расщеплении молекул.
- Резервная. За накоплением жиров следят адипоциты — клетки, образующие жировую ткань в организме. Наибольший ее запас расположен в подкожно-жировой клетчатке. Она также выполняет теплоизоляцию организма, поддерживая нормальную температуру тела.
- Структурная. В клетке липиды, выполняя строительную функцию, входят в состав мембран, формируя и сохраняя стенки, и осуществляют обмен веществ.
- Транспортная. Эта функция относится к второстепенным. Ее осуществляют в основном липопротеины. Они состоят из белков и липидов, переносят с кровью вещества между органами.
- Ферментативная. Липиды участвуют в формировании ферментов, помогают усваивать некоторые микроэлементы, которые поступают с пищей.
- Сигнальная. Поддерживает несколько процессов организма. Заключается в переносе значимых сигналов внутрь клетки и из нее. Осуществляют это фосфатидилинозитол, эйкозаноиды, гликолипиды.
- Регуляторная. Липиды участвуют в регуляции многих процессов, но самостоятельно на их протекание не влияют. Это в основном стероидные гормоны (половые и надпочечников). Они участвуют в обмене веществ, репродуктивной функции, оказывают влияние на иммунитет.
Каждая из этих функций очень важна для поддержания нормальной жизнедеятельности людей и животных.
Строение и свойства
Строение липидов довольно простое. Они состоят из соединений жирных кислот и спиртов. Сложные вещества содержат:
- фосфор;
- азот;
- серу.
В формулу жировой молекулы входят атомы углерода, кислорода, водорода.
Свойства липидов связаны с их химическим строением, зависят от насыщенности жирных кислот и спирта. Общими для всех видов жиров являются следующие:
- растворимы в бензоле, хлороформе, гексане;
- не растворимы в воде и полярных растворителях.
В организме людей перевариваются только эмульгированные жиры, основными эмульгаторами которых являются желчные кислоты и белки. Жиры присутствуют во всех живых клетках и создают барьер, ограничивающий их проницаемость, а также содержатся в составе гормонов.
Классификация соединений
Классификация липидов достаточно обширна, т. к. они выполняют много разных функций. Это видно из таблицы, где представлено их разделение по строению:
| Типы | Виды | Описание |
| Простые | Триацилглицерол, нейтральные жиры | Принадлежат к сложным эфирам, состоящим из глицерина и жирных кислот. Различают моно-, ди- и триглицериды. |
| Воски | Сложные эфиры жирных кислот и спиртов (одноатомных или двухатомных). | |
| Сложные | Гликолипиды | Состоят из углеводов и липидов, образующие гидрофильно-гидрофобные комплексы. |
| Фосфолипиды, глицерофосфолипиды, сфинголипиды | Омыляемые жиры. При их гидролизе образуется мыло, а строение зависит от пути биосинтеза. |
Существуют и не взаимодействующие с водой (неомыляемые) липиды-стероиды. С учетом строения они подразделяются на:
- Стерины. К ним относят холестерин, эргостерин — спирты, присутствующие в составе животных и растительных клеток.
- Стероидные гормоны. Кортизол, тестостерон, кальцитриол — содействуют развитию и росту организма.
- Желчные кислоты. Это растворяющие холестерин производные холевой кислоты.
Отдельную группу составляют липопротеины. Состав их, с точки зрения биохимии, достаточно сложный. Они состоят из белков и жиров. В составе содержат холестерин, необходимый компонент клеточных мембран у высших организмов, фосфолипиды, жирные кислоты. Присутствующие в составе плазмы крови способны растворяться, а нерастворимые содержатся в оболочке нервного волокна.
Значение для человека
Некоторые виды соединений организм человека самостоятельно производить неспособен. Это ненасыщенные жирные кислоты. Они проникают с пищей и содержатся в:
- орехах;
- овощах;
- зелени;
- растительных маслах;
- злаковых растениях;
- фруктах.
Организму для получения жирорастворимых витаминов требуются триглицериды. Обогащены этими жирными кислотами большинство продуктов животного происхождения, это:
- молоко;
- мясо;
- тропические фрукты (авокадо, кокосы).
По своей химической формуле к классу липидов относят и витамины А, Е, К, Д. Они поступают с пищей. Суточное потребление липидов взрослым человеком должно быть в пределах 80−130 граммов.
Влияние на кожный покров и волосы
Жиры необходимы для здоровья кожи, волосяного покрова. Секрецию, насыщенную жирами, выделяют сальные железы. При дефиците липидов нарушается регенерация клеток дермы, ногтей и волос:
- кожный покров испытывает недостаток энергии для регенерации клеток;
- дерма теряет эластичность и становится сухой при постоянной нехватке триглицеридов;
- волосы утрачивают здоровый вид, теряют блеск, развиваются различные заболевания;
- из-за слабой секреции сальных желез роговая прослойка дермы страдает от агрессивного воздействия внешней среды;
- недостаточное содержание жиров ногтевые пластины делает мягкими.
Для восполнения дефицита рекомендуется придерживаться строгой диеты, пользоваться косметическими средствами, которые липиды содержат в своем составе.
В организме жиры играют резервную роль, используются при заболевании или ухудшении качества питания. Они структурный элемент тканей внутриклеточных образований и оболочек клеток. Пищевые имеют животное и растительное происхождение. Они не растворимы в воде, только в неполярных органических растворителях. Жиры, получаемые из растительных элементов, — это масла. Отдельную группу составляют жиры морских млекопитающих и рыб.
Источник
В биологии липиды — это несколько свободная группа органических молекул (жиров и жироподобных веществ (липоидов). Их главной химической характеристикой называют нерастворимость (гидрофобность) или частичную растворимость (амфифильность) в воде и расщепление в неполярных органических растворителях, таких как бензин, эфир, ацетон, хлороформ, метанол, бензол.
Но это определение не принимает химия, так как есть липиды, гидролизующиеся в воде и нерастворимые в неполярных растворителях. В химии липидами называют жирные кислоты и их производные. Но мы изучаем биологию, и поэтому будем считать липидом, например, холестерин, который нельзя назвать производным жирной кислоты.
Липиды есть в клетках всех живых организмов. Их содержание колеблется от 5 до 15 % сухой массы. В клетках жировой ткани оно достигает 90 %. Запасные жиры животных – это только один из видов липидов. К ним также относятся масла, такие как оливковое, кокосовое, кукурузное и др, воск, некоторые витамины, гормоны и др.
Кокосовое масло
Липиды содержат большую долю неполярных углеводородных связей (C – H), и поэтому их длинноцепочечные молекулы не могут складываться, как у белков, чтобы отгородить свои гидрофобные части от окружающей водной среды. Вместо этого при погружении молекулы липидов самопроизвольно группируются и их полярные (гидрофильные) группы направляются в сторону воды, а неполярные (гидрофобные) части поднимаются над водой.
Вы могли замечать этот эффект при добавлении масла в кастрюлю с водой, оно собирается в капли и поднимается на поверхность. В сторону воды обращается хорошо растворимая глицериновая часть молекулы, а над водой находится цепочка нерастворимых жирных кислот. Эта способность к спонтанной агрегации имеет важное значение для клетки, так как из таких комплексов состоит основа клеточных мембран.
Масло в воде
Состав липидов
Липиды – это органические вещества, основу которых составляют высшие жирные кислоты или высокомолекулярные спирты. По составу и строению они разнообразны. Липидными мономерами могут быть:
- высшие углеводороды;
- жирные кислоты;
- высшие алифатические спирты, кетоны, альдегиды;
- высшие полиолы;
- изопрены и их производные;
- высшие аминоспирты.
Кроме основной части они могут включать и нелипидные компоненты, тогда их называют сложными: липопротеины, гликолипиды.
Чтобы понять физико-химические свойства и биологические функции липидов, рассмотрим строение наиболее распространённых из них – триглицеридов и фосфолипидов.
Липиды триглицериды
Триглицериды (триацилглицериды) – это сложные эфиры глицерина и трёх остатков высших не всегда одинаковых жирных кислот (ЖК), соединённых сложноэфирными связями реакцией дегидрации (кондинсации). К ним относятся жиры и масла.
ЖК – это карбоновые кислоты (COOH), с углеводной цепью, содержащей не менее 4 атомов. Мы описываем их как «кислоты», потому что их функциональная группа (- COOH, карбоксильная) имеет тенденцию ионизировать с производством ионов водорода, что является свойством кислоты. Глицерин представляет собой трёхуглеродный полиспирт (с тремя —OH группами).
Триглицериды – довольно большие молекулы, однако по сравнению с гликогеном и крахмалом они малы. Но так как молекулы триглицеридов могут группироваться, образуя агрегаты, они внешне становятся похожими на макромолекулы. Углеводородные цепи жирных кислот сильно отличаются по длине. Наиболее распространены триглицериды с 14-22 атомами углерода. Их многочисленные C—H связи служат формой долгосрочного хранения энергии.
Если все внутренние атомы углерода в цепи ЖК связаны с двумя атомами водорода, тогда все максимально возможные связи заполнены и липид называется насыщенным, или предельным (в них нет двойных связей). Жирная кислота с двойными связями между одной или несколькими парами последовательных атомов углерода будет иметь меньше возможного количества атомов водорода, она будет ненасыщенной, или непредельной.
ЖК с одной двойной связью называются мононенасыщенными, а имеющие более одной двойной связи называются полиненасыщенными. Наиболее часто встречающиеся в природе ненасыщенные жирные кислоты имеют двойные связи с цис-конфигурацией, где углеродная цепь находится на одной стороне до и после двойной связи.
Промышленные частично гидрированные жиры могут приобрести двойные связи с транс-конфигурацией, где углеродная цепь перемещается на противоположную сторону до и после двойной связи. Это так называемые транс-жиры. Они связаны с повышением уровня «плохого холестерина» — липопротеинов низкой плотности и понижением уровня «хорошего холестерина» — липопротеинов высокой плотности. Это может стать причиной ишемической болезни сердца. Транс-жиры не должны присутствовать в продуктах нашего питания.
Наличие двойной связи влияет на поведение молекул, так как вокруг такой связи не может происходить вращение C = C, в отличие от связи одинарной C—C. Эта характеристика влияет на точку плавления липидов, то есть отвечает за то, является ли ЖК при комнатной температуре твёрдым жиром или жидким маслом.
По этой причине триглицериды подразделяют на твёрдые жиры и жидкие масла. В жирах в основном содержатся предельные насыщенные кислоты (например, стеариновая и пальмитиновая). В маслах – непредельные, ненасыщенные кислоты (например, олеиновая). В молекуле масла имеется одна двойная связь, которая значительно понижает температуру плавления. Сравните: Тпл. стеариновой кислоты равна 69,6°С, олеиновой – 13,4°С.
Жиры, содержащие полиненасыщенные ЖК, имеют низкие температуры плавления, потому что их цепи не сгибаются в местах двойных связей. Большинство насыщенных жиров, таких как животные жиры и сливочные масла, твёрдые при комнатной температуре. Например, говяжье сало состоит из глицерина, насыщенных пальмитиновой и стеариновой кислот (пальмитиновая кислота плавится при 63°С, а стеариновая – при 70°С).
У животных, обитающих в условиях холодноого климата (например, арктических рыб), триглицериды содержат больше остатков ненасыщенных кислот, чем у обитателей южных широт. Поэтому их жир и при низких температурах остается жидким, а тело сохраняет гибкость.
Триглицериды, помещённые в воду, самопроизвольно связываются, образуя шарики, порой очень большие по отношению к размеру отдельных молекул. Эта их особенность позволяет им выполнять разные функции в организме, например, храниться в везикулах жировой ткани как потенциальный источник энергии.
Фосфолипиды
Фосфолипид можно рассматривать как замещённый триглицерид, в нём одна жирная кислота заменена фосфатом. За счёт этого гидрофильные свойства фосфолипидов выражены сильнее, в связи с чем в воде они могут образовывать двухслойные структуры – билипидный слой биологической мембраны. Структура фосфолипида состоит из трёх субъединиц.
- Глицерин – 3-углеродный спирт, в котором каждый атом углерода несёт гидроксильную группу. Глицерин образует костяк молекулы фосфолипида.
- Жирные кислоты – длинные углеводные цепи (CH2), заканчивающиеся карбоксильной группой (- COOH). Две жирные кислоты присоединяются к глицериновой основе.
- Фосфатная группа (–PO42-), прикреплённая к одному концу глицерина. Она встречается в заряженных молекулах: холин, этаноламин, аминокислота серин.
Молекула фосфолипида имеет заряженную гидрофильную «головку» на одном конце (фосфатная группа) и два длинных неполярных гидрофобных «хвоста» на другом. Такая структура важна для выполнения функций молекулой, хотя она и парадоксальна. Почему молекула должна одновременно быть и нерастворимой и растворимой в воде?
Только благодаря этим уникальным свойствам фосфолипидов появилась биологическая мембрана. Фосфолипиды образуют сложную структуру (бислой), в которой два слоя молекул выстраиваются в линию, причём гидрофобные «хвосты» каждого слоя направлены друг к другу, или внутрь, оставляя гидрофильные головки ориентированными наружу. Это и есть основа биологической мембраны, но об этом подробнее поговорим при изучении строения клетки.
Функции фосфолипидов:
- служат запасными соединениями, в том числе в семенах, желтках яиц;
- образуют бислой биологических мембран;
- формируют внешний слой липопротеинов плазмы крови;
- входят в состав сурфоктанта легких и способствует предотвращению слипания стенок во время выдоха;
- исполняют роль вторичных посредников в передаче гормонального сигнала в клетки.
Фосфолипиды в биологической мембране.
Автор: Dhatfield (talk)
Другие липиды
Липиды под названием воски выполняют в клетках растений, животных и некоторых прокариот защитную роль. В составе секрета сальных желёз млекопитающих они смазывают волосы и кожу, придавая им эластичность и уменьшая их изнашиваемость. Воски копчиковой железы птиц предназначены для создания водоотталкивающей плёнки на перьях.
Восковая плёнка наземных растений (восковая кутикула) предохраняет листья от застоя излишков воды в условиях высокой влажности и от испарения воды в жарком климате. Воск входит и в состав кутикулы наземных членистоногих.
Водоотталкивающая восковая кутикула
Воски — сложные эфиры одноатомных высокомолекулярных спиртов и высших карбоновых кислот.
У животных они также входят в состав селезёнки, лимфатических узлов и головного мозга. К природным воскам относятся спермацетовый, пчелиный, ланолин, воск сахарного тростника, карнаубский и др.
Пчелиный воск – это, в основном, мирицилпальмитат плюс небольшое кол-во пигментов, других спиртов и жирных кислот. Его производят пчёлы для изготовления сот.
Спермацет – это эфир цетилового спирта и пальмитиновой кислоты. Добывается из фиброзных мешков костных углублений черепа кашалотов и служит животному проводником звуков при эхолокации. Используется в парфюмерии, хорошо всасывается через кожу и служит прекрасной основой для кремов и мазей. Поэтому на кашалотов долгое время шла беспощадная охота.
Ланолин – состоит из смеси эфиров ланолиновой, пальмитиновой, стеариновой и др. кислот и двух стеринов – ланостерина и агностерина. Вырабатывается как смазочное вещество, покрывающее шерсть овец.
Еще одну группу липидов составляют стероиды. Их молекулы не содержат остатков карбоновых кислот. Стероидами являются, например, желчные кислоты (важнейшие компоненты желчи) и стероидные гормоны (половые гормоны, гормоны коры надпочечников — кортикостероиды), а также стерины.
Исключительно важную роль в организме человека и животных играет холестерин – органическое соединение, природный жирный спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех животных и растений. Он необходим для синтеза желчных кислот, стероидных гормонов, витамина D. Кроме того, холестерин входит в состав биологических мембран, обеспечивает их стабильность и регуляцию проницаемости.
Следовательно, он необходим для нормального обмена веществ организма. Около 80% его процентов образуется в печени, кишечнике, почках, надпочечниках, половых железах человека. Остальные 20% поступают с пищей. 80% холестерина в организме человека находится в свободном виде, а 20% в связанном.
Атеросклероз
Некоторые молекулы связанного холестерина способны выпадать в осадок в виде кристаллов и формировать атеросклеротические бляшки в сосудах, вызывая инфаркты, инсульты, сосудистую непроходимость, тромбоз.
Низкомолекулярного «плохого» холестерина в нашем организме не должно быть больше 2,586 ммоль/л. Факторы, повышающие его:
- курение;
- избыточный вес;
- гиподинамия;
- питание с большим количеством трансжиров, углеводов (особенно легкоусвояемых), недостаточное содержание клетчатки, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов, микроэлементов;
- застой желчи (причины: алкоголь, вирусные заболевания, лекарства);
- эндокринные нарушения – сахарный диабет, гиперсекреция инсулина, гормонов коры надпочечников, недостаток гормонов щитовидной железы, половых гормонов.
Классификация липидов
Классификация липидов – спорный вопрос. Существуют разные типы деления этих веществ: по степени растворимости в воде и другим физико-химическим свойствам, по структурным и биосинтетическим особенностям. Мы не будем рассматривать полной классификации, обратим внимание только на те вещества, которые имеют важнейшее значение в биосистемах.
В зависимости от состава липиды классифицируют на несколько групп. Различают простые и сложные липиды. Сложные липиды в отличие от простых имеют дополнительные нелипидные группы.
| Название класса липидов | Состав и строение липидов |
| Триглицериды: животные жиры, растительные масла. | Сложные эфиры глицерина и остатков ВЖК: · стеариновой – C17H35COOH · пальмиьтновой – C15H31COOH · олеиновой – C17H33COOH |
| Воска: пчелиный, растительный. | Сложные эфиры ВЖК и высокомолекулярных одноатомных кислот. |
| Стерины (стеролы): холестерол, кортикостерон, тестостерон, эстрадиол. | Высокомолекулярные спирты, состоящие из нескольких циклических блоков. |
| Фосфолипиды. | Триглицериды, в молекуле которых одна ВЖК заменена на остаток фосфорной кислоты H3PO4 |
| Липопротеины | Соединения липидов с белками. |
| Гликолипиды | Соединения липидов с углеводами. |
В настоящее время целесообразно руководствоваться следующей классификацией липидов:
- ацилглицеролы (нейтральные жиры) – моно-, ди- и триглицериды. Универсальные вещества всех организмов. Они могут вступать во все реакции, свойственные сложным эфирам. Самая значимая из них – реакция омыления. При омылении (гидролизе) из ацетилглицеролов образуется глицерол и соли жирных кислот (мыла). Омыление может быть ферментативным, кислотным или щелочным;
- диольные липиды;
- орнито- и лизинолипиды;
- воски;
- фосфолипиды (глицерофосфолипиды, сфингофосфолипиды);
- гликолипиды (гликозилдиацилглицериды, цереброзиды, олиго(поли)гликозилцерамиды, полипренилфосфатсахара);
- жирные кислоты;
- эйкозаноиды (простагландины, тромбоксаны, простациклины, лейкотриены);
- стероиды (стеролы, стериды, стероидные гормоны, желчные кислоты, витамины группы D, кортикостероиды, стероидные гликозиды);
- терпены.
Биологические функции липидов
- Энергетическая. В количественном отношении липиды – основной энергетический резерв организма. Они содержатся в клетках в виде жировых капель, служащих «метаболическим топливом». Липиды окисляются в митохондриях до воды и диоксида углерода с образованием большого количества АТФ.
При полном окислении 1 г жиров до углекислого газа и воды выделяется около 39 кДж энергии, что намного больше по сравнению с полным окислением такого же количества углеводов. Это дает возможность животным, впадающим в спячку, расходовать накопленные летом и осенью жировые запасы для поддержания процессов жизнедеятельности в зимний период. Высокое содержание липидов в семенах растений обеспечивает энергией развитие зародыша и проростка, пока он не перейдет к самостоятельному питанию.
- Структурная (строительная). Ряд липидов принимает участие в построении клеточных мембран. Типичными мембранными липидами являются фосфолипиды, гликолипиды и холестерин. Интересно, что мембраны совсем не содержат жиров.
- Изолирующая (защитная). Жировые отложения в подкожной ткани и вокруг различных органов обладают высокими теплоизолирующими свойствами, благодаря тому, что жиры плохо проводят тепло. У синего кита толщина подкожного жирового слоя превышает 50 см, доходя