Липиди (мазнини). Мазнини: Важни факти, които е интересно да знаете Какво води до липса или излишък на липиди в диетата

Мазнините се смятат за виновник за много злини. Лекари и учени съветват да намалите приема на мазнини или да ги премахнете напълно от диетата. Разбира се, тези, които страдат от затлъстяване или имат хронични заболявания, е по-добре да се вслушат в този съвет. Въпреки това, останалите от нас би било глупаво да се откажат от мазнините. Нека разберем повече за тях с фактите по-долу.

1. Консумацията на мазнини не води непременно до отлагането им в тялото.
Много хора смятат, че консумацията на мазнини определено ще се отрази на фигурата им под формата на отлагания по талията, бедрата и корема. Ако ядете повече, отколкото тялото ви изисква, тогава да, този проблем може да възникне. Например, ако консумирате нишестени въглехидрати в неограничени количества, можете да очаквате повишаване на нивата на инсулин и след това ще се отлагат мазнини. Но ако ядете равномерно консумиращи мазнини и протеини, тогава този проблем може да бъде избегнат. Във всичко трябва да знаете кога да спрете.

2. Няма нужда да избягвате ядките
Ядките съдържат полезни формимазнини - монон наситени мазнини, които ви помагат да се чувствате сити по-бързо, но също така повишават здравословния холестерол. Ядките нямат ефект върху наддаването на тегло, защото не можете да ядете много от тях поради засищащия им характер, а освен това се усвояват лошо от тялото. Следователно клетъчните стени на ядките не се разрушават лесно по време на дъвчене. Това означава, че те преминават през тялото транзит и не освобождават цялата си мазнина.

3. Няма нужда да елиминирате напълно наситените мазнини от тялото.
Винаги се е смятало, че наситените мазнини са врагове на здравето, така че те се препоръчват да бъдат изключени от диетата. Но днес стана ясно, че умерената консумация на наситени мазнини не причинява никаква вреда. А някои от тях дори трябва да бъдат включени в програма за здравословно хранене.

Необработеното кокосово масло е един от здравословните източници на наситени мазнини. Той съдържа лауринова киселина, който не се среща никъде другаде освен в кърмата. Той е мощен имуностимулатор. Препоръчва се храните да се пържат в кокосово масло.

4. Само защото на етикета на продукта пише „без трансмазнини“, не означава, че ги няма.
Много производители смятат, че ако даден продукт съдържа много малко количество от дадена съставка, тогава няма нужда да се посочва на етикета. Случва се продукт да съдържа само 0,5 г трансмазнини, но няма да го намерите сред съставките на опаковката. След като изядете няколко порции от този продукт, вие дори няма да разберете, че сте изяли достатъчно от тази вредна съставка.

5. Хранителните вещества от зеленчуци без мазнини се усвояват по-слабо
Проучванията показват, че салата, подправена с мазнина или сос с мазнини, се усвоява много по-добре от тялото и получава повече от необходимото. хранителни вещества- каротеноиди. Ако постоянно ядете салати без мазнини, тогава каротеноидите изобщо няма да се усвоят от тялото. Те са отговорни за червения, жълтия, оранжевия и зеления цвят и са важни за предотвратяването на много заболявания. За да сте сигурни, че тялото ви абсорбира всички хранителни вещества от зеленчуците, яжте ги със здравословни мазнини.

6. Зехтинът екстра върджин не е подходящ за пържене.
Въпреки че съдържа здравословни мононенаситени мазнини, той високи температуригуби свойствата си. По-добре е да го използвате за дресинг на салати или мариноване на месо. Зехтинът е много деликатен и бързо се разваля, затова трябва да се съхранява в тъмен стъклен съд с плътно затворен капак, за да се избегне окисляването и да се запазят всичките му полезни свойства.

7. Мазнините имат много функции в тялото.
Без мазнини нашето тяло и нашият организъм не могат да живеят. Ето няколко причини за това:

Мозъкът се нуждае от мазнини. Около 60% от сухото тегло на човешкия мозък е мазнина. Здравите нервни клетки съдържат мазнини – докозахексанова киселина;

Половите хормони се образуват с помощта на мазнини;

Мастните киселини са от съществено значение за здравата кожа и коса;

Мазнините участват в метаболизма, функциите имунната система, помагат за стабилизиране на кръвната захар.

благодаря

Сайтът предоставя основна информациясамо за информационни цели. Диагностиката и лечението на заболяванията трябва да се извършват под наблюдението на специалист. Всички лекарства имат противопоказания. Необходима е консултация със специалист!

Какъв вид вещества са липидите?

Липидипредставляват една от групите органични съединения, имащи голямо значениеза живите организми. Според химическата си структура всички липиди се делят на прости и сложни. Простите липиди са съставени от алкохол и жлъчни киселини, докато сложните липиди съдържат други атоми или съединения.

Като цяло липидите са от голямо значение за хората. Тези вещества са включени в значителна част от хранителните продукти, използват се в медицината и фармацията и играят важна роля в много индустрии. В живия организъм липидите под една или друга форма са част от всички клетки. От хранителна гледна точка е много важен източник на енергия.

Каква е разликата между липидите и мазнините?

По принцип терминът "липиди" идва от гръцки корен, означаващ "мазнина", но все пак има някои разлики между тези определения. Липидите са по-голяма група вещества, докато мазнините се отнасят само за определени видове липиди. Синоним на „мазнини“ са „триглицериди“, които се получават от комбинация от глицеринов алкохол и карбоксилни киселини. Както липидите като цяло, така и триглицеридите в частност играят значителна роля в биологичните процеси.

Липидите в човешкото тяло

Липидите са част от почти всички тъкани на тялото. Техните молекули присъстват във всяка жива клетка и без тези вещества животът е просто невъзможен. В човешкото тяло има много различни липиди. Всеки тип или клас от тези съединения има свои собствени функции. Много биологични процеси зависят от нормалното снабдяване и образуване на липиди.

От биохимична гледна точка липидите участват в следните важни процеси:

• производство на енергия от тялото;

• клетъчно делене;
• предаване на нервни импулси;
• образуване на кръвни съставки, хормони и други важни вещества;
• защита и фиксиране на някои вътрешни органи;
• клетъчно делене, дишане и др.

Следователно липидите са жизненоважни химични съединения. Значителна част от тези вещества влизат в тялото с храната. След това структурните компоненти на липидите се абсорбират от тялото и клетките произвеждат нови липидни молекули.

Биологична роля на липидите в живата клетка

Липидните молекули изпълняват огромен брой функции не само в мащаба на целия организъм, но и във всяка жива клетка поотделно. По същество клетката е структурна единица на жив организъм. Това е мястото, където се случва асимилация и синтез ( образование) някои вещества. Някои от тези вещества отиват за поддържане живота на самата клетка, други за делене на клетките, а други за нуждите на други клетки и тъкани.

В живия организъм липидите изпълняват следните функции:

• енергия;
• резерв;
• структурни;
• транспорт;
• ензимен;
• съхраняване;
• сигнал;
• регулаторен

Енергийна функция

Енергийната функция на липидите се свежда до тяхното разграждане в организма, при което се освобождава голямо количество енергия. Живите клетки се нуждаят от тази енергия, за да поддържат различни процеси ( дишане, растеж, делене, синтез на нови вещества). Липидите навлизат в клетката с кръвен поток и се отлагат вътре ( в цитоплазмата) под формата на малки капки мазнина. Ако е необходимо, тези молекули се разграждат и клетката получава енергия.

резерв ( съхраняване) функция

Резервната функция е тясно свързана с енергийната. Под формата на мазнини вътре в клетките енергията може да се съхранява „в резерв“ и да се освобождава при необходимост. За натрупването на мазнини са отговорни специални клетки - адипоцити. Повечетотехният обем е зает от голяма капка мазнина. Именно адипоцитите изграждат мастната тъкан в тялото. Най-големите запаси от мастна тъкан се намират в подкожната мазнина, големия и малкия оментум ( V коремна кухина ). По време на продължително гладуване мастната тъкан постепенно се разгражда, тъй като липидните резерви се използват за получаване на енергия.

Също така, мастната тъкан, отложена в подкожната мазнина, осигурява топлоизолация. Тъканите, богати на липиди, обикновено са по-лоши проводници на топлина. Това позволява на тялото да поддържа постоянна телесна температура и да не се охлажда или прегрява толкова бързо при различни условия. външна среда.

Структурни и бариерни функции ( мембранни липиди)

Липидите играят огромна роля в структурата на живите клетки. В човешкото тяло тези вещества образуват специален двоен слой, който образува клетъчната стена. Благодарение на това жива клеткаможе да изпълнява функциите си и да регулира метаболизма с външната среда. Липидите, които образуват клетъчната мембрана, също помагат за поддържане на формата на клетката.

Защо липидните мономери образуват двоен слой ( двуслоен)?

Мономерите са химически вещества ( в случая – молекули), които са способни да се комбинират, за да образуват по-сложни съединения. Клетъчната стена се състои от двоен слой ( двуслоен) липиди. Всяка молекула, която образува тази стена, има две части - хидрофобна ( не е в контакт с вода) и хидрофилни ( в контакт с вода). Двойният слой се получава поради факта, че липидните молекули са разположени с хидрофилни части вътре и извън клетката. Хидрофобните части практически се допират, тъй като са разположени между двата слоя. Други молекули също могат да бъдат разположени в дълбочината на липидния двоен слой ( протеини, въглехидрати, сложни молекулни структури), които регулират преминаването на вещества през клетъчната стена.

Транспортна функция

Транспортната функция на липидите е от второстепенно значение в организма. Само някои връзки правят това. Например липопротеините, състоящи се от липиди и протеини, транспортират определени вещества в кръвта от един орган към друг. Тази функция обаче рядко се изолира, без да се счита за основна за тези вещества.

Ензимна функция

По принцип липидите не са част от ензимите, участващи в разграждането на други вещества. Но без липиди клетките на органите няма да могат да синтезират ензими, крайният продукт на жизнената дейност. В допълнение, някои липиди играят значителна роля в усвояването на хранителните мазнини. Жлъчката съдържа значителни количества фосфолипиди и холестерол. Те неутрализират излишните панкреатични ензими и ги предпазват от увреждане на чревните клетки. Разтварянето става и в жлъчката ( емулгиране) екзогенни липиди, идващи от храната. По този начин липидите играят огромна роля в храносмилането и помагат в работата на други ензими, въпреки че самите те не са ензими.

Сигнална функция

Някои сложни липиди изпълняват сигнална функция в тялото. Състои се от поддържане на различни процеси. Например, гликолипидите в нервните клетки участват в предаването на нервни импулси от една нервна клетка към друга. освен това голяма стойностимат сигнали в самата клетка. Тя трябва да "разпознае" веществата, влизащи в кръвта, за да ги транспортира вътре.

Регулаторна функция

Регулаторната функция на липидите в организма е вторична. Самите липиди в кръвта имат слабо влияние върху протичането на различни процеси. Те обаче са част от други вещества, които са от голямо значение за регулирането на тези процеси. На първо място, това са стероидни хормони ( надбъбречни хормони и полови хормони). Те играят важна роля в метаболизма, растежа и развитието на тялото, репродуктивна функция, засягат функционирането на имунната система. Липидите също са част от простагландините. Тези вещества се произвеждат при възпалителни процеси и засягат определени процеси в нервната система ( например усещане за болка).

По този начин самите липиди не изпълняват регулаторна функция, но техният дефицит може да засегне много процеси в организма.

Биохимия на липидите и връзката им с други вещества ( протеини, въглехидрати, АТФ, нуклеинови киселини, аминокиселини, стероиди)

Липидният метаболизъм е тясно свързан с метаболизма на други вещества в организма. На първо място, тази връзка може да се проследи в човешкото хранене. Всяка храна се състои от протеини, въглехидрати и липиди, които трябва да влизат в тялото в определени пропорции. В този случай човек ще получи както достатъчно енергия, така и достатъчно структурни елементи. В противен случай ( например с липса на липиди) протеините и въглехидратите ще бъдат разградени за производство на енергия.

Освен това липидите в една или друга степен са свързани с метаболизма на следните вещества:

• Аденозин трифосфорна киселина ( АТФ). АТФ е уникална единица енергия в клетката. Когато липидите се разграждат, част от енергията отива в производството на ATP молекули, а тези молекули участват във всички вътреклетъчни процеси ( транспорт на вещества, клетъчно делене, неутрализиране на токсини и др.).
• Нуклеинови киселини. Нуклеиновите киселини са структурни елементиДНК се намира в ядрата на живите клетки. Енергията, генерирана при разграждането на мазнините, се използва частично за делене на клетките. По време на деленето се образуват нови ДНК вериги от нуклеинови киселини.
• Аминокиселини.Аминокиселините са структурни компоненти на протеините. В комбинация с липидите те образуват сложни комплекси, липопротеини, отговорни за транспорта на веществата в тялото.
• Стероиди.Стероидите са вид хормон, който съдържа значителни количества липиди. Ако липидите от храната се абсорбират лошо, пациентът може да изпита проблеми с ендокринната система.

По този начин липидният метаболизъм в организма във всеки случай трябва да се разглежда в неговата цялост, от гледна точка на връзката му с други вещества.

Смилане и усвояване на липиди ( метаболизъм, метаболизъм)

Храносмилането и усвояването на липидите е първият етап от метаболизма на тези вещества. Основната част от липидите навлиза в тялото с храната. В устната кухина храната се раздробява и се смесва със слюнката. След това бучката навлиза в стомаха, където химическите връзки се разрушават частично от солна киселина. Също така някои химични връзки в липидите се разрушават от ензима липаза, съдържащ се в слюнката.

Липидите са неразтворими във вода, така че не се разграждат веднага от ензимите в дванадесетопръстника. Първо се получава така нареченото емулгиране на мазнините. След това химичните връзки се разграждат от липаза, идваща от панкреаса. По принцип всеки вид липиди вече има свой собствен ензим, отговорен за разграждането и усвояването на това вещество. Например фосфолипазата разгражда фосфолипидите, холестерол естеразата разгражда холестеролните съединения и т.н. Всички тези ензими се съдържат в различни количества в панкреатичния сок.

Разцепените липидни фрагменти се абсорбират индивидуално от клетките тънки черва. Като цяло храносмилането на мазнини е много сложен процес, който се регулира от много хормони и хормоноподобни вещества.

Какво е емулгиране на липиди?

Емулгирането е непълно разтваряне на мастни вещества във вода. В болуса на храната, влизаща в дванадесетопръстника, мазнините се съдържат под формата на големи капчици. Това им пречи да взаимодействат с ензимите. По време на процеса на емулгиране големите мастни капчици се „раздробяват“ на по-малки капчици. В резултат на това контактната площ между мастните капки и околните водоразтворими вещества се увеличава и разграждането на липидите става възможно.

Процесът на емулгиране на липидите в храносмилателна системапротича на няколко етапа:

• На първия етап черният дроб произвежда жлъчка, която ще емулгира мазнините. Съдържа соли на холестерола и фосфолипиди, които взаимодействат с липидите и допринасят за тяхното „раздробяване“ на малки капчици.
• Отделената от черния дроб жлъчка се натрупва в жлъчен мехур. Тук се концентрира и освобождава при необходимост.
• При консумация на мазни храни се изпраща сигнал към гладката мускулатура на жлъчния мехур за свиване. В резултат на това част от жлъчката се освобождава през жлъчните пътища в дванадесетопръстника.
• В дванадесетопръстника мазнините всъщност се емулгират и взаимодействат с ензимите на панкреаса. Контракциите в стените на тънките черва улесняват този процес чрез „смесване“ на съдържанието.

Някои хора може да имат проблеми с усвояването на мазнини след отстраняване на жлъчния мехур. Жлъчката навлиза в дванадесетопръстника непрекъснато, директно от черния дроб, и не е достатъчна, за да емулгира целия обем липиди, ако се яде твърде много.

Ензими за разграждане на липидите

За да смила всяко вещество, тялото разполага със собствени ензими. Тяхната задача е да разрушат химичните връзки между молекулите ( или между атомите в молекулите), към полезни веществаможе да се усвои нормално от тялото. Различни ензими са отговорни за разграждането на различните липиди. Повечето от тях се съдържат в сока, отделян от панкреаса.

Следните групи ензими са отговорни за разграждането на липидите:

• липази;
• фосфолипази;
• холестеролова естераза и др.

Какви витамини и хормони участват в регулирането на нивата на липидите?

Нивата на повечето липиди в човешката кръв са относително постоянни. Може да варира в определени граници. Това зависи от биологичните процеси, протичащи в самия организъм, както и от редица външни фактори. Регулирането на нивата на кръвните липиди е сложно биологичен процес, в който участват мн различни органии вещества.

Следните вещества играят най-голяма роля в усвояването и поддържането на постоянни нива на липидите:

• Ензими.Редица панкреатични ензими участват в разграждането на липидите, постъпили в тялото с храната. При липса на тези ензими нивото на липидите в кръвта може да намалее, тъй като тези вещества просто няма да се абсорбират в червата.
• Жлъчни киселини и техните соли.Жлъчката съдържа жлъчни киселини и редица техни съединения, които допринасят за емулгирането на липидите. Без тези вещества нормалното усвояване на липидите също е невъзможно.
• витамини.Витамините имат комплексен укрепващ ефект върху организма и също така пряко или косвено влияят върху липидния метаболизъм. Например, при липса на витамин А, регенерацията на клетките в лигавиците се влошава и храносмилането на веществата в червата също се забавя.
• Вътреклетъчни ензими.Чревните епителни клетки съдържат ензими, които след абсорбиране на мастни киселини ги превръщат в транспортни форми и ги изпращат в кръвта.
• Хормони.Редица хормони влияят на метаболизма като цяло. Например, високите нива на инсулин могат значително да повлияят на нивата на липидите в кръвта. Ето защо някои стандарти са ревизирани за пациенти с диабет. Хормоните на щитовидната жлеза, глюкокортикоидните хормони или норепинефринът могат да стимулират разграждането на мастната тъкан за освобождаване на енергия.

По този начин, поддържайки нормално ниволипидите в кръвта е много сложен процес, който се влияе пряко или косвено от различни хормони, витамини и други вещества. По време на диагностичния процес лекарят трябва да определи на какъв етап този процес е бил нарушен.

Биосинтеза ( образование) и хидролиза ( гниене) липиди в тялото ( анаболизъм и катаболизъм)

Метаболизмът е съвкупността от метаболитни процеси в организма. Всички метаболитни процесимогат да бъдат разделени на катаболни и анаболни. Катаболитните процеси включват разграждане и разграждане на веществата. По отношение на липидите това се характеризира с тяхната хидролиза ( разпадане на по-прости вещества) В стомашно-чревния тракт. Анаболизмът обединява био химически реакции, насочени към образуването на нови, по-сложни вещества.

Липидната биосинтеза се осъществява в следните тъкани и клетки:

• Чревни епителни клетки.Абсорбцията на мастни киселини, холестерол и други липиди става в чревната стена. Веднага след това в същите тези клетки се образуват нови транспортни форми на липиди, които навлизат във венозната кръв и се изпращат в черния дроб.
• Чернодробни клетки.В чернодробните клетки някои от транспортните форми на липидите ще се разпаднат и от тях ще се синтезират нови вещества. Тук например се образуват холестерол и фосфолипидни съединения, които след това се екскретират в жлъчката и допринасят за нормалното храносмилане.
• Клетки на други органи.Някои липиди се придвижват с кръвта до други органи и тъкани. В зависимост от вида на клетката липидите се превръщат в определен типвръзки. Всички клетки, по един или друг начин, синтезират липиди, за да образуват клетъчната стена ( липиден двуслой). В надбъбречните жлези и половите жлези стероидните хормони се синтезират от някои липиди.

Комбинацията от горните процеси представлява липидния метаболизъм в човешкото тяло.

Ресинтез на липиди в черния дроб и други органи

Ресинтезът е процес на образуване на определени вещества от по-прости, които са били абсорбирани по-рано. В тялото този процес протича по време на вътрешна среданякои клетки. Ресинтезът е необходим, така че тъканите и органите да получават всички необходими видове липиди, а не само тези, които се консумират с храната. Ресинтезираните липиди се наричат ​​ендогенни. Тялото изразходва енергия за тяхното образуване.

На първия етап се извършва ресинтез на липиди в чревните стени. Тук мастните киселини, погълнати от храната, се превръщат в транспортни форми, които се транспортират чрез кръвта до черния дроб и други органи. Част от ресинтезираните липиди ще бъдат доставени в тъканите; от другата част ще се образуват вещества, необходими за живота ( липопротеини, жлъчка, хормони и др.), излишъкът се превръща в мастна тъкани се оставя настрана „в резерв“.

Липидите част ли са от мозъка?

Липидите са много важен компонент на нервните клетки, не само в мозъка, но и в цялата нервна система. Както знаете, нервните клетки контролират различни процесив тялото чрез предаване на нервни импулси. В този случай всички нервни пътища са "изолирани" един от друг, така че импулсът достига до определени клетки и не засяга други нервни пътища. Тази „изолация“ е възможна благодарение на миелиновата обвивка на нервните клетки. Миелинът, който предотвратява хаотичното разпространение на импулси, се състои от приблизително 75% липиди. Както в клетъчните мембрани, тук те образуват двоен слой ( двуслоен), който се увива няколко пъти около нервната клетка.

Миелиновата обвивка в нервната система съдържа следните липиди:

• фосфолипиди;
• холестерол;
• галактолипиди;
• гликолипиди.

За някои вродени нарушенияобразуването на липиди може да причини неврологични проблеми. Това се обяснява именно с изтъняването или прекъсването на миелиновата обвивка.

Липидни хормони

Липидите играят важна структурна роля, включително присъстват в структурата на много хормони. Хормоните, които съдържат мастни киселини, се наричат ​​стероидни хормони. В тялото те се произвеждат от половите и надбъбречните жлези. Някои от тях присъстват и в клетките на мастната тъкан. Стероидните хормони участват в регулирането на много жизненоважни процеси. Техният дисбаланс може да повлияе на телесното тегло, способността за зачеване на дете, развитието на всеки възпалителни процеси, функционирането на имунната система. Ключът към нормалното производство на стероидни хормони е балансираният прием на липиди.

Липидите са част от следните жизненоважни хормони:

• кортикостероиди ( кортизол, алдостерон, хидрокортизон и др.);
• мъжки полови хормони - андрогени ( андростендион, дихидротестостерон и др.);
• женски полови хормони - естрогени ( естриол, естрадиол и др.).

По този начин липсата на определени мастни киселини в храната може сериозно да повлияе на функционирането на ендокринната система.

Ролята на липидите за кожата и косата

Липидите са от голямо значение за здравето на кожата и нейните придатъци ( коса и нокти). Кожата съдържа т.нар мастните жлези, които освобождават определено количество богат на мазнини секрет на повърхността. Това вещество изпълнява много полезни функции.

Липидите са важни за косата и кожата поради следните причини:

• значителна част от веществото на косата се състои от сложни липиди;
• кожните клетки се променят бързо, а липидите са важни като енергиен ресурс;
• тайна ( секретирано вещество) мастните жлези овлажняват кожата;
• Благодарение на мазнините се поддържа стегнатостта, еластичността и гладкостта на кожата;
• малко количество липиди на повърхността на косата й придава здрав блясък;
• липидният слой на повърхността на кожата я предпазва от агресивното въздействие на външни фактори ( студ, слънчеви лъчи, микроби по повърхността на кожата и др.).

В клетките на кожата, както при космени фоликули, липидите навлизат в кръвта. Така правилното хранене гарантира здрава кожа и коса. Използването на шампоани и кремове, съдържащи липиди ( особено есенциалните мастни киселини) също е важно, защото някои от тези вещества ще бъдат абсорбирани от повърхността на клетките.

Класификация на липидите

По биология и химия има доста различни класификациилипиди. Основната е химичната класификация, според която липидите се разделят в зависимост от тяхната структура. От тази гледна точка всички липиди могат да бъдат разделени на прости ( състоящ се само от кислородни, водородни и въглеродни атоми) и комплекс ( съдържащи поне един атом от други елементи). Всяка от тези групи има съответните подгрупи. Тази класификация е най-удобна, тъй като отразява не само химичната структура на веществата, но и частично определя химични свойства.

Биологията и медицината имат свои собствени допълнителни класификации, които използват други критерии.

Екзогенни и ендогенни липиди

Всички липиди в човешкото тяло могат да бъдат разделени на две големи групи – екзогенни и ендогенни. Първата група включва всички вещества, които влизат в тялото от външната среда. Най-голямо количество екзогенни липиди навлизат в тялото с храната, но има и други пътища. Например при използване на различни козметикаили лекарстватялото може също да получи малко липиди. Действието им ще бъде предимно локално.

След като попаднат в тялото, всички екзогенни липиди се разграждат и абсорбират от живите клетки. Ето от тях структурни компонентище се образуват други липидни съединения, от които тялото се нуждае. Тези липиди, синтезирани от собствените клетки, се наричат ​​ендогенни. Те могат да имат напълно различна структура и функция, но да се състоят от същите „структурни компоненти“, с които са влезли в тялото екзогенни липиди. Ето защо при липса на определени видове мазнини в храната могат да се развият различни заболявания. Някои компоненти на сложните липиди не могат да се синтезират от тялото самостоятелно, което влияе върху хода на определени биологични процеси.

Мастни киселини

Мастните киселини са клас органични съединения, които са структурна част от липидите. В зависимост от това кои мастни киселини са включени в липида, свойствата на това вещество могат да се променят. Например триглицеридите, най-важният източник на енергия за човешкото тяло, са производни на алкохола глицерол и няколко мастни киселини.

В природата мастните киселини се намират в различни вещества - от нефт до растителни масла. Те попадат в човешкия организъм основно чрез храната. Всяка киселина е структурен компонент за специфични клетки, ензими или съединения. Веднъж усвоен, тялото го преобразува и използва в различни биологични процеси.

Повечето важни източницимастни киселини за хората са:

• животински мазнини;
• растителни мазнини;
• тропически масла ( цитруси, палми и др.);
• мазнини за хранително-вкусовата промишленост (маргарин и др.).

В човешкото тяло мастните киселини могат да се съхраняват в мастната тъкан като триглицериди или да циркулират в кръвта. Те се намират в кръвта както в свободна форма, така и под формата на съединения ( различни фракции на липопротеини).

Наситени и ненаситени мастни киселини

Всички мастни киселини според техния химичен строеж се делят на наситени и ненаситени. Наситените киселини са по-малко полезни за организма, а някои от тях са дори вредни. Това се обяснява с факта, че в молекулата на тези вещества няма двойни връзки. Това са химически стабилни съединения и се усвояват по-трудно от тялото. В момента е доказана връзката между някои наситени мастни киселини и развитието на атеросклероза.

Ненаситените мастни киселини се разделят на две големи групи:

• Мононенаситени.Тези киселини имат една двойна връзка в структурата си и поради това са по-активни. Смята се, че консумацията им може да понижи нивата на холестерола и да предотврати развитието на атеросклероза. Най-голямо количество мононенаситени мастни киселини се намират в редица растения ( авокадо, маслини, шамфъстък, лешници ) и съответно в масла, получени от тези растения.
• Полиненаситени.Полиненаситените мастни киселини имат няколко двойни връзки в структурата си. Отличителна чертана тези вещества е, че човешкото тяло не е в състояние да ги синтезира. С други думи, ако тялото не получава полиненаситени мастни киселини от храната, с течение на времето това неизбежно ще доведе до определени нарушения. Най-добрите източници на тези киселини са морски дарове, соя и ленено масло, сусамово семе, маково семе, покълнала пшеница и др.

Фосфолипиди

Фосфолипидите са сложни липиди, съдържащи остатък от фосфорна киселина. Тези вещества, заедно с холестерола, са основните компоненти на клетъчните мембрани. Тези вещества участват и в транспорта на други липиди в тялото. От медицинска гледна точка фосфолипидите могат да играят и сигнална роля. Например, те са част от жлъчката, тъй като насърчават емулгирането ( разтваряне) други мазнини. В зависимост от това кое вещество е повече в жлъчката, холестерола или фосфолипидите, можете да определите риска от развитие на холелитиаза.

Глицерол и триглицериди

По своята химична структура глицеролът не е липид, но е важен структурен компонент на триглицеридите. Това е група липиди, които играят огромна роля в човешкото тяло. Повечето важна функцияТези вещества са източник на енергия. Триглицеридите, които влизат в тялото с храната, се разграждат до глицерол и мастни киселини. В резултат на това се освобождава много голямо количество енергия, което отива за мускулна работа ( скелетни мускули, сърдечни мускули и др.).

Мастната тъкан в човешкото тяло е представена главно от триглицериди. Повечето от тези вещества, преди да се отложат в мастната тъкан, претърпяват някои химични трансформации в черния дроб.

Бета липиди

Бета липидите понякога се наричат ​​бета липопротеини. Двойствеността на името се обяснява с разликите в класификациите. Това е една от фракциите на липопротеините в тялото, която играе важна роля в развитието на определени патологии. На първо място, говорим за атеросклероза. Бета липопротеините пренасят холестерола от една клетка в друга, но поради структурните особености на молекулите, този холестерол често „засяда“ в стените на кръвоносните съдове, образувайки атеросклеротични плаки и възпрепятствайки нормалния кръвен поток. Преди употреба трябва да се консултирате със специалист.

Липиди- много разнообразни по свой начин химическа структуравещества, характеризиращи се с различна разтворимост в органични разтворители и, като правило, неразтворими във вода. Те играят важна роля в жизнените процеси. Като един от основните компоненти на биологичните мембрани, липидите влияят върху тяхната пропускливост, участват в предаването на нервни импулси и създаването на междуклетъчни контакти.

Други функции на липидите са образуването на енергиен резерв, създаването на защитни водоотблъскващи и топлоизолиращи обвивки при животните и растенията и защитата на органите и тъканите от механично натоварване.

КЛАСИФИКАЦИЯ НА ЛИПИДИТЕ

В зависимост от химичния си състав липидите се делят на няколко класа.

1. Простите липиди включват вещества, чиито молекули се състоят само от остатъци от мастна киселина (или алдехид) и алкохоли. Те включват
   • мазнини (триглицериди и други неутрални глицериди)
   • восъци
2. Комплексни липиди
   • производни на ортофосфорната киселина (фосфолипиди)
   • липиди, съдържащи захарни остатъци (гликолипиди)
   • стероли
   • стероиди

IN този разделЛипидната химия ще бъде обсъждана само до степента, необходима за разбиране на липидния метаболизъм.

Ако животинска или растителна тъкан се третира с един или повече (обикновено последователно) органични разтворители, като хлороформ, бензен или петролев етер, част от материала преминава в разтвор. Компонентите на такава разтворима фракция (екстракт) се наричат ​​липиди. Липидната фракция съдържа вещества различни видове, повечето от които са представени на диаграмата. Имайте предвид, че поради хетерогенността на компонентите, включени в липидната фракция, терминът „липидна фракция“ не може да се разглежда като структурна характеристика; това е само работно лабораторно наименование за фракцията, получена при екстракцията на биологичен материал с нискополярни разтворители. Повечето липиди обаче споделят някои общи структурни характеристики, които ги правят важни биологични свойстваи подобна разтворимост.

Мастни киселини

Мастните киселини - алифатни карбоксилни киселини - могат да бъдат намерени в тялото в свободно състояние (следи в клетки и тъкани) или да действат като градивни елементи за повечето класове липиди. Над 70 различни мастни киселини са изолирани от клетките и тъканите на живи организми.

Мастните киселини, открити в естествените липиди, съдържат четен брой въглеродни атоми и имат предимно прави въглеродни вериги. По-долу са дадени формулите за най-често срещаните естествено срещащи се мастни киселини.

Естествените мастни киселини, макар и донякъде условно, могат да бъдат разделени на три групи:

• наситени мастни киселини [покажи]
• мононенаситени мастни киселини [покажи]

  Мононенаситени (с една двойна връзка) мастни киселини:

• полиненаситени мастни киселини [покажи]

  Полиненаситени (с две или повече двойни връзки) мастни киселини:

В допълнение към тези основни три групи, има и група от така наречените необичайни естествени мастни киселини [покажи] .

Мастните киселини, които са част от липидите на животните и висшите растения, имат много общи свойства. Както вече беше отбелязано, почти всички естествени мастни киселини съдържат четен брой въглеродни атоми, най-често 16 или 18. Ненаситените мастни киселини при животните и хората, участващи в изграждането на липидите, обикновено съдържат двойна връзка между 9-ия и 10-ия допълнителен двоен атом; връзки, каквито обикновено се срещат в областта между 10-тия въглерод и метиловия край на веригата. Преброяването започва от карбоксилната група: С-атомът, който е най-близък до COOH групата, се обозначава с α, този до него се обозначава с β, а крайният въглероден атом във въглеводородния радикал се обозначава с ω.

Особеността на двойните връзки на естествените ненаситени мастни киселини е, че те винаги са разделени от две прости връзки, тоест между тях винаги има поне една метиленова група (-CH=CH-CH 2 -CH=CH-). Такива двойни връзки се наричат ​​„изолирани“. Естествените ненаситени мастни киселини имат цис конфигурация, а транс конфигурациите са изключително редки. Смята се, че в ненаситените мастни киселини с няколко двойни връзки цис конфигурацията придава на въглеводородната верига огънат и скъсен вид, което има биологичен смисъл (особено като се има предвид, че много липиди са част от мембраните). В микробните клетки ненаситените мастни киселини обикновено съдържат една двойна връзка.

Дълговерижните мастни киселини са практически неразтворими във вода. Техните натриеви и калиеви соли (сапуни) образуват мицели във водата. В последния, отрицателно заредените карбоксилни групи на мастните киселини са обърнати към водната фаза, а неполярните въглеводородни вериги са скрити вътре в мицеларната структура. Такива мицели имат общ отрицателен заряд и остават суспендирани в разтвор поради взаимно отблъскване (фиг. 95).

Неутрални мазнини (или глицериди)

Неутралните мазнини са естери на глицерол и мастни киселини. Ако и трите хидроксилни групи на глицерола са естерифицирани с мастни киселини, тогава такова съединение се нарича триглицерид (триацилглицерол), ако две са естерифицирани, диглицерид (диацилглицерол) и накрая, ако една група е естерифицирана, моноглицерид (моноацилглицерол) .

Неутралните мазнини се намират в тялото или под формата на протоплазмена мазнина, която е структурен компонент на клетките, или под формата на резервна мазнина. Ролята на тези две форми на мазнини в тялото не е еднаква. Протоплазмената мазнина има константа химически състави се съдържа в тъканите в определено количество, което не се променя дори при болестно затлъстяване, докато количеството на резервната мазнина е обект на големи колебания.

По-голямата част от естествените неутрални мазнини са триглицериди. Мастните киселини в триглицеридите могат да бъдат наситени и ненаситени. Най-често срещаните мастни киселини са палмитинова, стеаринова и олеинова киселина. Ако и трите киселинни радикала принадлежат към една и съща мастна киселина, тогава такива триглицериди се наричат ​​прости (например трипалмитин, тристеарин, триолеин и др.), Но ако принадлежат към различни мастни киселини, тогава те са смесени. Имената на смесените триглицериди произлизат от мастните киселини, които съдържат; в този случай числата 1, 2 и 3 показват връзката на остатъка от мастна киселина със съответния алкохолна групав молекула глицерол (например 1-олео-2-палмитостеарин).

Мастните киселини, които изграждат триглицеридите, на практика определят техните физикохимични свойства. По този начин точката на топене на триглицеридите се повишава с увеличаване на броя и дължината на остатъците от наситени мастни киселини. Обратно, колкото по-високо е съдържанието на ненаситени или късоверижни мастни киселини, толкова по-ниска е точката на топене. Животинските мазнини (свинска мас) обикновено съдържат значително количество наситени мастни киселини (палмитинова, стеаринова и др.), поради което те стайна температуратрудно. Мазнини, които съдържат много моно- и поли не наситени киселини, са течни при обикновени температури и се наричат ​​масла. Така в конопеното масло 95% от всички мастни киселини са олеинова, линолова и линоленова киселина, а само 5% са стеаринова и палмитинова киселина. Имайте предвид, че човешката мазнина, която се топи при 15°C (течна е при телесна температура), съдържа 70% олеинова киселина.

Глицеридите са способни да влизат във всички химични реакции, характерни за естерите. Най-важната реакция е реакцията на осапуняване, която води до образуването на глицерол и мастни киселини от триглицеридите. Осапунването на мазнините може да настъпи или чрез ензимна хидролиза, или чрез действието на киселини или основи.

Алкалното разграждане на мазнините под действието на сода каустик или калий каустик се извършва по време на промишленото производство на сапун. Нека си припомним, че сапунът е натриева или калиева сол на висши мастни киселини.

Следните показатели често се използват за характеризиране на естествените мазнини:

1. йодно число - броят грамове йод, който при определени условия се свързва с 100 g мазнина; това число характеризира степента на ненаситеност на мастните киселини, присъстващи в мазнините, йодното число на телешката мазнина е 32-47, агнешката мазнина 35-46, свинската мазнина 46-66;
2. киселинно число - броят милиграми калиев хидроксид, необходими за неутрализиране на 1 g мазнина. Това число показва количеството свободни мастни киселини, налични в мазнината;
3. номер на осапуняване - броят милиграми калиев хидроксид, използвани за неутрализиране на всички мастни киселини (както тези, включени в триглицеридите, така и свободните), съдържащи се в 1 g мазнина. Този брой зависи от роднината молекулно тегломастни киселини, които изграждат мазнините. Числото на осапунване за основните животински мазнини (говеждо, агнешко, свинско) е почти същото.

Восъците са естери на висши мастни киселини и висши едновалентни или двувалентни алкохоли с брой въглеродни атоми от 20 до 70. Общите им формули са представени на диаграмата, където R, R" и R" са възможни радикали.

Восъците могат да бъдат част от мазнината, покриваща кожата, вълната и перата. В растенията 80% от всички липиди, които образуват филм върху повърхността на листата и стволовете, са восъци. Известно е също, че восъците са нормални метаболити на определени микроорганизми.

Естествени восъци (напр. пчелен восък, спермацет, ланолин) обикновено съдържат, в допълнение към споменатите естери, известно количество свободни висши мастни киселини, алкохоли и въглеводороди с брой въглеродни атоми 21-35.

Фосфолипиди

Този клас комплексни липиди включва глицерофосфолипиди и сфинголипиди.

Глицерофосфолипидите са производни на фосфатидната киселина: те съдържат глицерол, мастни киселини, фосфорна киселина и обикновено азотсъдържащи съединения. Обща формулаглицерофосфолипидите са представени на диаграмата, където R1 и R2 са радикали на висши мастни киселини, а R3 е радикал на азотсъдържащо съединение.

Характерна особеност на всички глицерофосфолипиди е, че една част от тяхната молекула (радикали R1 и R2) проявява изразена хидрофобност, докато другата част е хидрофилна поради отрицателния заряд на остатъка от фосфорна киселина и положителния заряд на радикала R3. .

От всички липиди глицерофосфолипидите имат най-силно изразени полярни свойства. Когато глицерофосфолипидите се поставят във вода, само малка част от тях преминава в истинския разтвор, докато по-голямата част от „разтворения“ липид е в водни системипод формата на мицели. Има няколко групи (подкласове) глицерофосфолипиди.

[покажи] .



За разлика от триглицеридите, в молекулата на фосфатидилхолина една от трите хидроксилни групи на глицерола е свързана не с мастна киселина, а с фосфорна киселина. В допълнение, фосфорната киселина от своя страна е свързана чрез естерна връзка с азотната основа [HO-CH 2 -CH 2 -N+=(CH 3) 3 ] - холин. Така молекулата на фосфатидилхолина съдържа глицерол, висши мастни киселини, фосфорна киселина и холин

[покажи] .



Основната разлика между фосфатидилхолините и фосфатидилетаноламините е, че последните съдържат азотната основа етаноламин (HO-CH 2 -CH 2 -NH 3 +) вместо холин.

От глицерофосфолипидите в тялото на животните и висшите растения в най-големи количества се срещат фосфатидилхолини и фосфатидилетаноламини.

• Тези две групи глицерофосфолипиди са метаболитно свързани една с друга и са основните липидни компоненти на клетъчните мембрани. [покажи] .

  

  Фосфатидилсерини

  В молекулата на фосфатидилсерин азотното съединение е аминокиселинният остатък серин.

• Фосфатидилсерините са много по-малко разпространени от фосфатидилхолините и фосфатидилетаноламините и тяхното значение се определя главно от факта, че участват в синтеза на фосфатидилетаноламините. [покажи] .

  

  Плазмалогени (ацетални фосфатиди)

  Те се различават от глицерофосфолипидите, обсъдени по-горе по това, че вместо един остатък от висша мастна киселина, те съдържат остатък от алдехид на мастна киселина, който е свързан с хидроксилната група на глицерола чрез ненаситена естерна връзка:

[покажи] .



Така плазмалогенът при хидролиза се разпада на глицерол, алдехид на висша мастна киселина, мастна киселина, фосфорна киселина, холин или етаноламин.

Радикалът R3 в тази група глицерофосфолипиди е шест-въглероден захарен алкохол - инозитол:

[покажи] .



Фосфатидилинозитолите са доста разпространени в природата. Те се намират в животни, растения и микроби. При животните те се намират в мозъка, черния дроб и белите дробове.

Трябва да се отбележи, че свободната фосфатидна киселина се среща в природата, макар и в относително малки количества в сравнение с други глицерофосфолипиди.

Сред мастните киселини, които изграждат глицерофосфолипидите, се срещат както наситени, така и ненаситени мастни киселини (обикновено стеаринова, палмитинова, олеинова и линолова).

Установено е също, че повечето фосфатидилхолини и фосфатидилетаноламини съдържат една наситена висша мастна киселина, естерифицирана в позиция 1 (при 1-ия въглероден атом на глицерола) и една ненаситена висша мастна киселина, естерифицирана в позиция 2. Хидролизата на фосфатидилхолини и фосфатидилетаноламини с участието на специални ензими, съдържащи се например в отровата на кобрата, които принадлежат към фосфолипазите А 2, води до разцепване на ненаситени мастни киселини и образуване на лизофосфатидилхолини или лизофосфатидилетаноламини, които имат силен хемолитичен ефект.

Сфинголипиди

Гликолипиди

Комплексни липиди, съдържащи въглехидратни групи в молекулата (обикновено D-галактозен остатък). Гликолипидите играят съществена роля във функционирането на биологичните мембрани. Те се намират предимно в мозъчната тъкан, но също така се намират в кръвните клетки и други тъкани. Има три основни групи гликолипиди:

• цереброзиди
• сулфатиди
• ганглиозиди

Цереброзидите не съдържат нито фосфорна киселина, нито холин. Те съдържат хексоза (обикновено D-галактоза), която е свързана чрез естерна връзка с хидроксилната група на аминоалкохола сфингозин. Освен това Cerebroside съдържа мастна киселина. Сред тези мастни киселини най-често срещаните са лигноцериновата, нервоновата и цереброновата киселини, т.е. мастни киселини с 24 въглеродни атома. Структурата на цереброзидите може да бъде представена чрез диаграма. Цереброзидите също могат да бъдат класифицирани като сфинголипиди, тъй като съдържат алкохола сфингозин.

Най-изследваните представители на цереброзидите са нервон, съдържащ нервонова киселина, цереброн, който включва церебронова киселина, и керазин, съдържащ лигноцирова киселина. Съдържанието на цереброзиди е особено високо в мембраните на нервните клетки (в миелиновата обвивка).

Сулфатидите се различават от цереброзидите по това, че съдържат остатък от сярна киселина в молекулата. С други думи, сулфатидът е цереброзид сулфат, в който сулфатът е естерифициран при третия въглероден атом на хексозата. В мозъка на бозайниците сулфатидите, подобно на n цереброзидите, се намират в бялото вещество. Съдържанието им в мозъка обаче е много по-ниско от това на цереброзидите.

При хидролизиране на ганглиозиди могат да се открият висши мастни киселини, сфингозин алкохол, D-глюкоза и D-галактоза, както и аминозахарни производни: N-ацетилглюкозамин и N-ацетилневраминова киселина. Последният се синтезира в организма от глюкозамин.

Структурно ганглиозидите са до голяма степен подобни на цереброзидите, като единствената разлика е, че вместо един галактозен остатък те съдържат сложен олигозахарид. Един от най-простите ганглиозиди е хематозид, изолиран от стромата на еритроцитите (схема)

За разлика от цереброзидите и сулфатидите, ганглиозидите се намират предимно в сивото вещество на мозъка и са концентрирани в плазмените мембрани на нервните и глиалните клетки.

Всички липиди, обсъдени по-горе, обикновено се наричат ​​осапунени, тъй като тяхната хидролиза произвежда сапуни. Има обаче липиди, които не се хидролизират, за да отделят мастни киселини. Тези липиди включват стероиди.

Стероидите са съединения, широко разпространени в природата. Те са производни на циклопентанперхидрофенантреново ядро, съдържащо три кондензирани циклохексанови пръстена и един циклопентанов пръстен. Стероидите включват множество вещества от хормонален характер, както и холестерол, жлъчни киселини и други съединения.

В човешкото тяло първото място сред стероидите се заема от стеролите. Най-важният представител на стеролите е холестеролът:

Той съдържа алкохолна хидроксилна група при С3 и разклонена алифатна верига от осем въглеродни атома при С17. Хидроксилната група при С3 може да бъде естерифицирана с висша мастна киселина; в този случай се образуват холестеролни естери (холестериди):

Холестеролът играе роля като ключов междинен продукт в синтеза на много други съединения. Плазмените мембрани на много животински клетки са богати на холестерол; намира се в значително по-малки количества в митохондриалните мембрани и в ендоплазмения ретикулум. Имайте предвид, че в растенията няма холестерол. Растенията имат други стероли, известни като фитостероли.

Липидите представляват голяма и доста разнородна по химичен състав група от органични вещества, които са част от живите клетки, разтворими в нискополярни органични разтворители (етер, бензол, хлороформ и др.) И неразтворими във вода. IN общ изгледте се считат за производни на мастни киселини.

Особеност на структурата на липидите е наличието в техните молекули както на полярни (хидрофилни), така и на неполярни (хидрофобни) структурни фрагменти, което придава на липидите афинитет както към водата, така и към неводната фаза. Липидите са бифилни вещества, което им позволява да изпълняват функциите си на интерфейса.

10.1. Класификация

Липидите се делят на просто(двукомпонентни), ако продуктите на тяхната хидролиза са алкохоли и карбоксилни киселини, и комплекс(многокомпонентни), когато в резултат на тяхната хидролиза се образуват и други вещества, например фосфорна киселина и въглехидрати. Простите липиди включват восъци, мазнини и масла, както и сложните липиди включват фосфолипиди, сфинголипиди и гликолипиди (схема 10.1).

Схема 10.1.Обща класификация на липидите

10.2. Структурни компоненти на липидите

Всички групи липиди имат два задължителни структурни компонента - висши карбоксилни киселини и алкохоли.

Висши мастни киселини (HFA). Много висши карбоксилни киселини са изолирани за първи път от мазнини, поради което се наричат мазни.Биологично важните мастни киселини могат да бъдат наситен(Таблица 10.1) и ненаситени(Таблица 10.2). Техните общи структурни характеристики:

Те са монокарбон;

Включете четен брой въглеродни атоми във веригата;

Имат цис конфигурация на двойни връзки (ако има).

Таблица 10.1.Есенциални липиди от наситени мастни киселини

В естествените киселини броят на въглеродните атоми варира от 4 до 22, но киселините с 16 или 18 въглеродни атома са по-често срещани. Ненаситените киселини съдържат една или повече двойни връзки в цис конфигурация. Двойната връзка, която е най-близо до карбоксилната група, обикновено се намира между С-9 и С-10 атомите. Ако има няколко двойни връзки, тогава те са разделени една от друга от метиленовата група CH2.

Правилата на IUPAC за ДРК позволяват използването на техните тривиални имена (виж таблици 10.1 и 10.2).

В момента се използва и нашата собствена номенклатура на ненаситени течни течности. В него крайният въглероден атом, независимо от дължината на веригата, се обозначава с последната буква гръцка азбукаω (омега). Позицията на двойните връзки не се брои, както обикновено, от карбоксилната група, а от метиловата група. Така линоленовата киселина се обозначава като 18:3 ω-3 (омега-3).

Самата линолова киселина и ненаситени киселини с различен брой въглеродни атоми, но с подреждане на двойни връзки и при третия въглероден атом, считано от метиловата група, съставляват семейството на омега-3 ЛМК. Други видове киселини образуват подобни семейства на линолова (омега-6) и олеинова (омега-9) киселини. Занормален живот За човек правилният баланс на липидите на три вида киселини е от голямо значение: омега-3 (ленено масло,рибено масло ), омега-6 (слънчогледово, царевично масло) и омега-9 (зехтин

) в диетата.От наситените киселини в липидите на човешкото тяло най-важни са палмитинова С16 и стеаринова С18 (виж Таблица 10.1), а сред ненаситените - олеинова С18:1 , линолова C18:2,линоленова и арахидонова C

20:4 (виж таблица 10.2). Трябва да се подчертае ролята на полиненаситените линолова и линоленова киселини като съединениянезаменим

за хора ("витамин F"). Те не се синтезират в организма и трябва да се набавят с храната в количество около 5 g на ден. В природата тези киселини се намират главно в растителните масла. Те допринасят .2. Таблица 10

Есенциални липиди на ненаситени мастни киселини

*Включено за сравнение. ** За цис изомери. нормализациялипиден профил кръвна плазма.Линетол, смесетилови етери висши мастни киселини, използвани като хиполипидемично билково лекарство.алкохоли.

Липидите могат да включват:

Висши едновалентни алкохоли;

многовалентни алкохоли;

Амино алкохоли. 2 В естествените липиди най-често срещаните са наситени и по-рядко ненаситени дълговерижни алкохоли (C 16 или повече), главно с четен брой въглеродни атоми. Като пример за висши алкохоли, цетил СН3 (CH

) 15 OH и мелисил CH 3 (CH 2) 29 OH алкохоли, които са част от восъците.

Многовалентните алкохоли в повечето естествени липиди са представени от тривалентния алкохол глицерол. Срещат се и други многовалентни алкохоли, като двувалентните алкохоли етилен гликол и 1,2 пропандиол, както и миоинозитол (виж 7.2.2).

Най-важните аминоалкохоли, които са част от естествените липиди, са 2-аминоетанол (коламин), холин и серин и сфингозин, които също принадлежат към α-аминокиселините. Сфингозинът е ненаситен двувалентен амино алкохол с дълга верига. Двойната връзка в сфингозина иматранс

Алкохолите в липидите се ацилират с висши карбоксилни киселини при съответните хидроксилни групи или аминогрупи. В глицерол и сфингозин един от алкохолните хидроксили може да бъде естерифициран със заместена фосфорна киселина.

10.3. Прости липиди

10.3.1. Восъци

Восъците са естери на висши мастни киселини и висши едновалентни алкохоли.

Восъците образуват защитен лубрикант върху кожата на хората и животните и предпазват растенията от изсушаване. Използват се във фармацевтичната и парфюмерийната промишленост при производството на кремове и мехлеми. Пример е цетилов естер на палмитинова киселина(цетин) - основен компонент спермацет.Спермацетът се отделя от мазнините, съдържащи се в кухините на черепа на кашалота. Друг пример е Мелисилов естер на палмитинова киселина- компонент на пчелния восък.

10.3.2. Мазнини и масла

Мазнините и маслата са най-често срещаната група липиди. Повечето от тях принадлежат към триацилглицеролите - пълни естери на глицерола и IVG, въпреки че се срещат и моно- и диацилглицероли и участват в метаболизма.

Мазнините и маслата (триацилглицероли) са естери на глицерола и висшите мастни киселини.

В човешкото тяло триацилглицеролите играят ролята на структурен компонент на клетките или резервно вещество („депо за мазнини“). Тяхната енергийна стойност е приблизително два пъти по-висока от тази на протеините

или въглехидрати. Въпреки това повишено нивотриацилглицероли в кръвта е един от допълнителните рискови фактори за развитие на коронарна болест на сърцето.

Твърдите триацилглицероли се наричат ​​мазнини, течните триацилглицероли се наричат ​​масла. Простите триацилглицероли съдържат остатъци от едни и същи киселини, докато смесените съдържат остатъци от различни.

Триацилглицеролите от животински произход обикновено съдържат предимно наситени киселинни остатъци. Такива триацилглицероли обикновено са твърди вещества. Напротив, растителните масла съдържат предимно остатъци от ненаситени киселини и имат течна консистенция.

По-долу са дадени примери за неутрални триацилглицероли и техните систематични и (в скоби) често използвани тривиални имена, базирани на имената на техните съставни мастни киселини.

10.3.3. Керамиди

Керамидите са N-ацилирани производни на алкохола сфингозин.

Керамидите присъстват в малки количества в тъканите на растенията и животните. Много по-често те влизат в състава на сложни липиди - сфингомиелини, цереброзиди, ганглиозиди и др.

(вижте 10.4).

10.4. Комплексни липиди

Някои сложни липиди е трудно да се класифицират недвусмислено, тъй като съдържат групи, които им позволяват да бъдат класифицирани едновременно в различни групи. Според генерално класиранеЛипиди (виж Диаграма 10.1) Сложните липиди обикновено се разделят на три големи групи: фосфолипиди, сфинголипиди и гликолипиди.

10.4.1. Фосфолипиди

Групата на фосфолипидите включва вещества, които премахват фосфорната киселина по време на хидролиза, например глицерофосфолипиди и някои сфинголипиди (схема 10.2). Като цяло фосфолипидите се характеризират с доста високо съдържание на ненаситени киселини.

Схема 10.2.Класификация на фосфолипидите

Глицерофосфолипиди. Тези съединения са основните липидни компоненти на клетъчните мембрани.

По своята химична структура глицерофосфолипидите са производнил -глицеро-3-фосфат.

1-глицеро-3-фосфатът съдържа асиметричен въглероден атом и следователно може да съществува под формата на два стереоизомера.

Естествените глицерофосфолипиди имат същата конфигурация, като са производни на 1-глицеро-3-фосфат, образуван по време на метаболизма от дихидроксиацетон фосфат.

Фосфатиди. Сред глицерофосфолипидите най-често срещаните са фосфатидите - естерни производни на l-фосфатидните киселини.

Фосфатидните киселини са производнил -глицеро-3-фосфат, естерифициран с мастни киселини при алкохолни хидроксилни групи.

Като правило, в естествените фосфатиди, в позиция 1 на глицериновата верига има остатък от наситена киселина, в позиция 2 - ненаситена киселина, а един от хидроксилите на фосфорната киселина е естерифициран с поливалентен алкохол или амино алкохол ( X е остатъкът от този алкохол). В тялото (pH ~7,4) оставащият свободен хидроксил на фосфорната киселина и другите йонни групи във фосфатидите се йонизират.

Примери за фосфатиди са съединения, съдържащи фосфатидни киселини естерифициранза фосфатен хидроксил със съответните алкохоли:

Фосфатидилсерини, естерифициращ агент - серин;

Фосфатидилетаноламини, естерифициращ агент - 2-аминоетанол (в биохимичната литература често, но не съвсем правилно, наричан етаноламин);

Фосфатидилхолини, естерифициращ агент - холин.

Тези естерифициращи агенти са свързани, тъй като етаноламиновите и холиновите части могат да се метаболизират от сериновата част чрез декарбоксилиране и последващо метилиране с S-аденозилметионин (SAM) (виж 9.2.1).

Редица фосфатиди, вместо аминосъдържащ естерифициращ агент, съдържат остатъци от многовалентни алкохоли - глицерол, миоинозитол и др. Фосфатидилглицеролите и фосфатидилинозитолите, дадени по-долу като примери, принадлежат към киселинните глицерофосфолипиди, тъй като техните структури не съдържат фрагменти от аминоалкохоли, които придават на фосфатидилетаноламините и свързаните с тях съединения неутрален характер.

Плазмалогени. По-рядко срещани от естерните глицерофосфолипиди са липидите с етерна връзка, по-специално плазмалогените. Те съдържат ненаситен остатък

* За удобство начинът на записване на конфигурационната формула на остатъка от миоинозитол във фосфатидилинозитоли е променен от дадения по-горе (вижте 7.2.2).

алкохол, свързан чрез етерна връзка към С-1 атома на глицеро-3-фосфат, като плазмалогени с етаноламинов фрагмент - L-фосфатидни етаноламини. Плазмалогените съставляват до 10% от всички липиди на ЦНС.

10.4.2. Сфинголипиди

Сфинголипидите са структурни аналози на глицерофосфолипидите, в които вместо глицерол се използва сфингозин. Друг пример за сфинголипиди са серамидите, обсъдени по-горе (вижте 10.3.3).

Важна група сфинголипиди са сфингомиелини,открит за първи път в нервната тъкан. В сфингомиелините хидроксилната група на С-1 керамида е естерифицирана, като правило, с холин фосфат (по-рядко с коламин фосфат), така че те също могат да бъдат класифицирани като фосфолипиди.

10.4.3. Гликолипиди

Както подсказва името, съединенията от тази група включват въглехидратни остатъци (обикновено D-галактоза, по-рядко D-глюкоза) и не съдържат остатък от фосфорна киселина. Типични представители на гликолипидите - цереброзиди и ганглиозиди - са сфингозин-съдържащите липиди (поради което могат да се считат за сфинголипиди).

IN цереброзидицерамидният остатък е свързан с D-галактоза или D-глюкоза чрез β-гликозидна връзка. Цереброзидите (галактоцереброзиди, глюкоцереброзиди) са част от мембраните на нервните клетки.

Ганглиозиди- богати на въглехидрати сложни липиди - за първи път са изолирани от сивото вещество на мозъка. По структура ганглиозидите са подобни на цереброзидите, като се различават по това, че вместо монозахарид съдържат сложен олигозахарид, в т.ч. понеедин остатък V-ацетилневраминова киселина (вижте Приложение 11-2).

10.5. Свойства на липидите

и техните структурни компоненти

Особеност на сложните липиди е тяхната бифилност,причинени от неполярни хидрофобни и силно полярни йонизирани хидрофилни групи. Във фосфатидилхолините, например, въглеводородните радикали на мастните киселини образуват две неполярни „опашки“, а карбоксилните, фосфатните и холиновите групи образуват полярната част.

На границата такива съединения действат като отлични емулгатори. Като част от клетъчните мембрани липидните компоненти осигуряват високо електрическо съпротивление на мембраната, нейната непропускливост за йони и полярни молекули и пропускливост за неполярни вещества. По-специално, повечето анестетици са силно разтворими в липиди, което им позволява да проникнат през мембраните на нервните клетки.

Мастните киселини са слаби електролити( стр К а~4,8). Те са вътре малка степендисоцииран в водни разтвори. При pH< p К а преобладава нейонизирана форма, при pH > pКа, т.е. при физиологични условия преобладава йонизираната форма RCOO -. Разтворимите соли на висшите мастни киселини се наричат сапуни.Натриевите соли на висшите мастни киселини са твърди, калиевите соли са течни. Тъй като солите на слабите киселини и силните основи на сапуна се хидролизират частично във вода, техните разтвори имат алкална реакция.

Естествени ненаситени мастни киселини, които имат цис- конфигурация с двойна връзка, имат голям запас от вътрешна енергия и следователно в сравнение с Сфингозинът е ненаситен двувалентен амино алкохол с дълга верига. Двойната връзка в сфингозина има-изомерите са термодинамично по-малко стабилни. Тяхнатацис-транс -изомеризацията протича лесно при нагряване, особено в присъствието на инициатори на радикална реакция. IN лабораторни условиятази трансформация може да се извърши чрез действието на азотни оксиди, образувани по време на разлагането на азотна киселина при нагряване.

Висшите мастни киселини проявяват общите химични свойства на карбоксилните киселини. По-специално, те лесно образуват съответните функционални производни. Мастните киселини с двойни връзки проявяват свойствата на ненаситени съединения - те добавят водород, халогеноводороди и други реагенти към двойната връзка.

10.5.1. Хидролиза

С помощта на реакцията на хидролиза се определя и също така се получава структурата на липидите ценни продукти(сапун). Хидролизата е първият етап от използването и метаболизма на хранителните мазнини в тялото.

Хидролизата на триацилглицеролите се извършва или чрез излагане на прегрята пара (в промишлеността), или чрез нагряване с вода в присъствието на минерални киселини или основи (осапуняване). В организма липидната хидролиза се извършва под действието на липазни ензими. Някои примери за реакции на хидролиза са дадени по-долу.

В плазмалогените, както и в обикновените винилови естери, етерната връзка се разцепва в кисела, но не и в алкална среда.

10.5.2. Реакции на присъединяване

Липидите, съдържащи ненаситени киселинни остатъци в структурата си, добавят водород, халогени, халогеноводороди и вода чрез двойни връзки в кисела среда. Йодно числое мярка за ненаситеността на триацилглицеролите. Съответства на броя грамове йод, които могат да се добавят към 100 g вещество. Съставът на естествените мазнини и масла и техните йодни числа варират в доста широки граници. Като пример даваме взаимодействието на 1-олеоил-дистеароилглицерол с йод (йодното число на този триацилглицерол е 30).

Каталитичното хидрогениране (хидрогениране) на ненаситени растителни масла е важен промишлен процес. В този случай водородът насища двойните връзки и течните масла се превръщат в твърди мазнини.

10.5.3. Окислителни реакции

Окислителните процеси, включващи липидите и техните структурни компоненти, са доста разнообразни. По-специално, окисляването на ненаситени триацилглицероли с кислород по време на съхранение (автоокисление, вижте 3.2.1), придружено от хидролиза, е част от процеса, известен като гранясване на маслото.

Първичните продукти на взаимодействието на липидите с молекулярен кислород са хидропероксиди, образувани в резултат на верижен свободен радикален процес (виж 3.2.1).

Липидна пероксидация - един от най-важните окислителни процесив тялото. Той е основната причина за увреждане на клетъчните мембрани (например при лъчева болест).

Структурните фрагменти на ненаситените висши мастни киселини във фосфолипидите служат като мишени за атака активни форми на кислород(AFC, вижте Приложение 03-1).

Когато се атакува, по-специално от хидроксилния радикал HO, най-активният от ROS, липидната молекула LH претърпява хомолитична руптура S-N връзкив алилова позиция, както е показано в модела на липидна пероксидация (Схема 10.3). Полученият алилов радикал L" незабавно реагира с молекулярен кислород, присъстващ в окислителната среда, за да образува липидния пероксилен радикал LOO". От този момент започва верижна каскада от реакции на липидна пероксидация, т.к продължаващо обучениеалилови липидни радикали L", подновявайки този процес.

Липидните пероксиди LOOH са нестабилни съединения и могат спонтанно или с участието на метални йони с променлива валентност (виж 3.2.1) да се разлагат, за да образуват липидоксилови радикали LO", способни да инициират по-нататъшно окисляване на липидния субстрат. Такъв лавинообразен процес на липиди Пероксидацията създава опасност от разрушаване на мембранните структури на клетките.

Междинно образуваният радикал от алилен тип има мезомерна структура и може допълнително да претърпи трансформации в две посоки (виж диаграма 10.3, пътища Аи б),което води до междинни хидропероксиди. Хидропероксидите са нестабилни и дори при обикновени температури се разлагат, образувайки алдехиди, които по-нататък се окисляват до киселини - крайните продукти на реакцията. Резултатът е общ случайдве монокарбоксилни и две дикарбоксилни киселини с по-къси въглеродни вериги.

Ненаситените киселини и липидите с остатъци от ненаситени киселини при меки условия се окисляват с воден разтвор на калиев перманганат, образувайки гликоли, а при по-твърди условия (с разкъсване на въглерод-въглеродни връзки) - съответните киселини.

Липиди - те са подобни на мазнини органични съединения, неразтворим във вода, но силно разтворим в неполярни разтворители (етер, бензин, бензен, хлороформ и др.). Липидите принадлежат към най-простите биологични молекули.

Химически повечето липиди са естери на висши карбоксилни киселини и редица алкохоли. Най-известните сред тях са мазнините. Всяка молекула мазнина се образува от молекула на триатомния алкохол глицерол и естерните връзки на три молекули от висши карбоксилни киселини, свързани с нея. Според приетата номенклатура мазнините се наричат ​​триацилглицероли.

Въглеродните атоми в молекулите на висшите карбоксилни киселини могат да бъдат свързани помежду си както чрез прости, така и чрез двойни връзки. От наситените (наситени) висши карбоксилни киселини в мазнините най-често се срещат палмитинова, стеаринова и арахидова киселина; от ненаситени (ненаситени) - олеинова и линолова.

Степента на ненаситеност и дължината на веригата на висшите карбоксилни киселини (т.е. броят на въглеродните атоми) определят физичните свойства на дадена мазнина.

Мазнините с къси и ненаситени киселинни вериги имат ниска точка на топене. При стайна температура това са течности (масла) или подобни на мехлеми вещества (мазнини). Обратно, мазнините с дълги и наситени вериги от висши карбоксилни киселини стават твърди при стайна температура. Ето защо при хидрогениране (насищане на киселинни вериги с водородни атоми при двойни връзки) течното фъстъчено масло например става мазащо, а слънчогледовото масло се превръща в твърд маргарин. В сравнение с жителите на южните ширини, в тялото на животни, живеещи в студен климат (например при риби арктически морета), обикновено съдържа повече ненаситени триацилглицероли. Поради тази причина тялото им остава гъвкаво дори когато ниски температури.

Във фосфолипидите една от крайните вериги на висши карбоксилни киселини на триацилглицерол е заменена с група, съдържаща фосфат. Фосфолипидите имат полярни глави и неполярни опашки. Групите, образуващи полярната главна група, са хидрофилни, докато неполярните опашни групи са хидрофобни. Двойствената природа на тези липиди определя ключовата им роля в организацията на биологичните мембрани.

Друга група липиди се състои от стероиди (стероли). Тези вещества се основават на холестерол алкохол. Стеролите са слабо разтворими във вода и не съдържат висши карбоксилни киселини. Те включват жлъчни киселини, холестерол, полови хормони, витамин D и др.

Липидите също включват терпени (вещества за растеж на растенията - гиберелини; каротеноиди - фотосинтетични пигменти; етерични масла от растения, както и восъци).

Липидите могат да образуват комплекси с други биологични молекули - протеини и захари.

Функциите на липидите са както следва:

Структурни. Фосфолипидите заедно с протеините образуват биологични мембрани. Мембраните също съдържат стероли.
енергия. Когато мазнините се окисляват, се освобождава голямо количество енергия, която отива за образуването на АТФ. Значителна част се складира под формата на липиди енергийни запаситялото, които се изразходват поради липса на хранителни вещества. Хиберниращите животни и растения натрупват мазнини и масла и ги използват за поддържане на жизнените процеси. Високо съдържаниеЛипидите в растителните семена осигуряват развитието на ембриона и разсада, преди да преминат към самостоятелно хранене. Семената на много растения (кокосова палма, рициново масло, слънчоглед, соя, рапица и др.) служат като суровина за промишлено производство на растително масло.
Защитни и топлоизолационни. Натрупвайки се в подкожната тъкан и около някои органи (бъбреци, черва), мастният слой защитава тялото на животното и неговите отделни органиот механични повреди. В допълнение, поради ниската топлопроводимост, слоят подкожна мазнина помага да се запази топлината, което позволява например на много животни да живеят в студен климат. При китовете, освен това, той играе и друга роля - насърчава плаваемостта.
Смазващи и водоотблъскващи. Восъкът покрива кожата, вълната, перата, прави ги по-еластични и ги предпазва от влага. Листата и плодовете на много растения имат восъчен налеп.
Регулаторен. Много хормони са производни на холестерола, като половите хормони (тестостерон при мъжете и прогестерон при жените) и кортикостероидите (алдостерон). Производни на холестерола, витамин D играят ключова роля в метаболизма на калция и фосфора. Жлъчните киселини участват в процесите на храносмилане (емулгиране на мазнини) и усвояване на висши карбоксилни киселини.

Липидите също са източник на метаболитна вода. При окисляване на 100 g мазнина се получават приблизително 105 g вода. Тази вода е много важна за някои жители на пустинята, особено за камилите, които могат да се справят без вода в продължение на 10-12 дни: мазнините, съхранявани в гърбицата, се използват точно за тези цели. Мечките, мармотите и другите зимуващи животни получават необходимата им вода за живот в резултат на окисляване на мазнините.

В миелиновите обвивки на аксоните на нервните клетки липидите са изолатори по време на провеждането на нервните импулси.

Восъкът се използва от пчелите за изграждане на пчелни пити.