Това, което се нарича липиден разтвор. Липиди: тяхната структура, състав и роля в човешкото тяло. Структурна функция на липидите

Липиди (мазнини).

Липиди- наречена сложна смес от органични съединения (съединения с въглерод С), с подобни физикохимични свойства:

- неразтворим във вода.
- добра разтворимост в органични разтворители (бензин, хлороформ)

Липидите са широко разпространени в природата. Заедно с протеините и въглехидратите те съставляват основната част от органичните вещества на всички живи организми, като са основен компонент на всяка клетка. Липидите са най-важният компонент на храната и до голяма степен я определят хранителна стойности вкусова стойност.
В растенията се натрупват главно в семената и плодовете. При животни и риби липидите са концентрирани в подкожната мастна тъкан, в коремна кухинаи тъкани около много важни органи(сърце, бъбреци), както и в мозъка и нервните тъкани. Особено много липиди има в подкожната мастна тъкан на китовете (25-30% от тяхната маса), тюлените и други морски животни. При хората съдържанието на липиди варира средно от 10-20%.

Видове липиди.

Има много видове класификации на мазнините, ние ще анализираме най-простата, тя ги разделя на три големи групи:

- Прости липиди
- Комплексни липиди
- Липидни производни.

Нека разгледаме всяка група липиди поотделно, какво съдържат и за какво са необходими.

Прости липиди.

1) Неутрални мазнини (или само мазнини).

Неутралните мазнини се състоят от триглицериди.

Триглицерид - липидна или неутрална мазнина, която съдържа глицерол, комбиниран с три молекули мастни киселини.

Глицерол- химично съединение с формула C3H5(OH)3, (безцветна, вискозна, сладникава течност без мирис.)

Мастна киселина– естествени или създадени съединения с една или повече групи - СООН (карбоксилна), които не създават циклични връзки (ароматни), с брой въглеродни атоми (С) във веригата най-малко 6.

Триглицеридите се произвеждат от разграждането на хранителните мазнини и са форма на съхранение на мазнини в човешкото тяло. По-голямата част от хранителните мазнини (98%) са триглицериди. Мазнините също се съхраняват в тялото под формата на триглицериди.

Видове мастни киселини:

- Наситени мастни киселини- съдържат само единични връзки между въглеродните атоми с всички останали връзки, свързани с водородни атоми. Молекулата се свързва с максималния възможен брой водородни атоми, така че тази киселина се нарича наситена.Те се различават от ненаситените по това, че остават твърди, когато стайна температура.

Храните, които съдържат най-много наситени мазнини са свинска маси мазнини, пилешка, телешка и агнешка мазнина, маслои маргарин. Храните, богати на такива мазнини, включват колбаси, колбаси и други колбаси, бекон, редовно постно говеждо месо; сортове месо, наречени "мраморни"; пилешка кожа, бекон; сладолед, кремове, сирена; повечетобрашно и други сладкарски изделия.

- ненаситени мастни киселини -съдържат една или повече двойни връзки по основната въглеродна верига. Всяка двойна връзка намалява броя на водородните атоми, които могат да се свържат с мастната киселина. Двойните връзки също водят до "огъване" в мастните киселини, което предотвратява свързването между тях.

Ненаситените мастни киселини се намират в растителни източници.

Те могат да бъдат разделени на два вида:
1) мононенаситени – ненаситени мастни киселини с една двойна връзка. (например - зехтин)
2) полиненаситени - ненаситени мастни киселини с две или повече двойни връзки. (например - ленено масло)

ОТНОСНО диетични мазниниЩе има отделна голяма тема, разглеждаща подробно всичките им свойства.

2) Восъци.

Восъците са подобни на мазнини вещества от животински или растителен произход, състоящ се от естери на моновалентни алкохоли и мастни киселини.

Естери– съединения – COOH (карбоксил), в които водородният атом в HO групата е заменен с органична група.

алкохоли– –OH съединения, свързани с въглероден атом.

С прости думи, восъците са безформени, пластични вещества, които лесно се размекват при нагряване, топят се в температурния диапазон от 40 до 90 градуса по Целзий.

Пчелният восък се отделя от специални жлези на медоносните пчели, от които пчелите изграждат пчелни пити.

Комплексни липиди.

Сложният липид е комбинация от триглицерид с други химикали.
Има общо три вида.

Фосфолипиди– глицерол, комбиниран с една или две мастни киселини, както и фосфорна киселина.

Клетъчната мембрана е изградена от фосфолипиди. Най-популярен в хранителните продукти е лецитинът.

Гликолипиди –съединения на мастни и въглехидратни компоненти. (Съдържа се във всички тъкани, главно във външния липиден слой на плазмените мембрани.)

Липопротеини– комплекси от мазнини и протеини. (Кръвна плазма)

Липидни производни.

Холестерол- мастна, восъкоподобна субстанция, намираща се във всяка клетка на тялото и в много храни. Известно количество холестерол в кръвта е необходимо, но високите нива могат да доведат до сърдечни заболявания.

Яйцата съдържат много холестерол мастни сортовемесо, колбаси, мазни млечни продукти.

СЪС генерално класиранеРазбрахте ли какви функции изпълняват липидите?

Функции.

- Структурна функция.

Фосфолипидите участват в изграждането на клетъчните мембрани на всички органи и тъкани. Те участват в образуването на много биологично важни съединения.

- Енергийна функция.

Когато мазнините се окисляват, те се освобождават голям бройенергия, която отива за образуването на АТФ. Значителна част се складира под формата на липиди енергийни запасиорганизъм, 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 получаване растително маслоиндустриално.. При пълното разграждане на 1 g мазнини се освобождават 38,9 kJ енергия, което е приблизително 2 пъти повече в сравнение с въглехидратите и протеините.

- Защитна и топлоизолация

Натрупвайки се в подкожна тъкани 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.
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, например половите хормони (тестостерон примъже и прогестерон при жени) и кортикостероиди. Производни на холестерола, витамин D играят ключова роля в метаболизма на калция и фосфора. Жлъчните киселини участват в храносмилателните процеси. В миелиновите (непроводими заряди) обвивки на аксоните нервни клеткиЛипидите са изолатори по време на провеждането на нервните импулси.

- Източник на метаболитна вода.

При окисляване на 100 g мазнина се получават приблизително 105-107 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.

ЛИПИДИ - това е хетерогенна група от естествени съединения, напълно или почти напълно неразтворими във вода, но разтворими в органични разтворители и един в друг, давайки мастни киселини с високо молекулно тегло при хидролиза.

В живия организъм липидите изпълняват различни функции.

Биологични функции на липидите:

1) Структурни

Структурните липиди образуват сложни комплекси с протеини и въглехидрати, от които са изградени мембраните на клетките и клетъчните структури, и участват в различни процеси, протичащи в клетката.

2) Резервен (енергия)

Резервните липиди (главно мазнини) са енергийният резерв на организма и участват в метаболитните процеси. При растенията те се натрупват главно в плодовете и семената, при животните и рибите - в подкожните мастни тъкани и тъканите около вътрешните органи, както и черния дроб, мозъка и нервните тъкани. Тяхното съдържание зависи от много фактори (вид, възраст, хранене и др.) и в някои случаи представлява 95-97% от всички секретирани липиди.

Калорично съдържание на въглехидрати и протеини: ~ 4 kcal/грам.

Калорично съдържание на мазнини: ~ 9 kcal/грам.

Предимството на мазнините като енергиен резерв, за разлика от въглехидратите, е тяхната хидрофобност – те не са свързани с вода. Това осигурява компактност на мастните резерви - те се съхраняват в безводна форма, заемайки малък обем. Средният запас от чисти триацилглицероли на човек е приблизително 13 kg. Тези резерви биха могли да са достатъчни за 40 дни гладуване при умерени условия. физическа дейност. За сравнение: общи резервигликоген в тялото - приблизително 400 g; при гладуване това количество не е достатъчно дори за един ден.

3) Защитен

Подкожната мастна тъкан предпазва животните от охлаждане, а вътрешните органи от механични повреди.

Образуването на мастни запаси в тялото на хората и някои животни се счита за адаптация към нередовно хранене и живот в студена среда. Особено голям запас от мазнини имат животните, които дълго време спят зимен сън (мечки, мармоти) и са приспособени да живеят в студени условия (моржове, тюлени). Плодът практически няма мазнини и се появява едва преди раждането.

Специална група по отношение на техните функции в живия организъм са защитните липиди на растенията - восъците и техните производни, покриващи повърхността на листата, семената и плодовете.

4) Важен компонент на хранителните суровини

Липидите са важен компонентхрана, определяща до голяма степен нейната хранителна стойност и вкус. Ролята на липидите в различните хранителни технологични процеси е изключително важна. Развалянето на зърното и продуктите от неговата преработка по време на съхранение (гранясване) се свързва преди всичко с промени в липидния му комплекс. Липидите, изолирани от редица растения и животни, са основните суровини за получаване на най-важните хранителни и технически продукти (растително масло, животински мазнини, включително масло, маргарин, глицерин, мастни киселини и др.).

2 Класификация на липидите

Няма общоприета класификация на липидите.

Най-подходящо е липидите да се класифицират в зависимост от тяхната химична природа, биологични функции, както и по отношение на някои реагенти, например алкали.

Въз основа на техния химичен състав липидите обикновено се разделят на две групи: прости и сложни.

Прости липиди – естери на мастни киселини и алкохоли. Те включват мазнини , восъци И стероиди .

мазнини – естери на глицерол и висши мастни киселини.

Восъци – естери на висши алкохоли от алифатната серия (с дълга въглехидратна верига от 16-30 С атома) и висши мастни киселини.

Стероиди – естери на полициклични алкохоли и висши мастни киселини.

Комплексни липиди – в допълнение към мастни киселини и алкохоли, те съдържат други компоненти от различно химично естество. Те включват фосфолипиди и гликолипиди .

Фосфолипиди - Това сложни липиди, в който една от алкохолните групи е свързана не с FA, а с фосфорна киселина (фосфорната киселина може да бъде свързана с допълнително съединение). В зависимост от това кой алкохол е включен във фосфолипидите, те се разделят на глицерофосфолипиди (съдържат алкохола глицерин) и сфингофосфолипиди (съдържат алкохола сфингозин).

Гликолипиди – това са сложни липиди, в които една от алкохолните групи е свързана не с ФК, а с въглехидратен компонент. В зависимост от това кой въглехидратен компонент е част от гликолипидите, те се разделят на цереброзиди (съдържат монозахарид, дизахарид или малък неутрален хомоолигозахарид като въглехидратен компонент) и ганглиозиди (те съдържат кисел хетероолигозахарид като въглехидратен компонент).

Понякога в независима група липиди ( незначителни липиди ) отделят мастноразтворими пигменти, стероли и мастноразтворими витамини. Някои от тези съединения могат да бъдат класифицирани като прости (неутрални) липиди, други - сложни.

Според друга класификация, липидите, в зависимост от отношението им към основите, се разделят на две големи групи: осапуняеми и неосапуняеми.. Групата на осапунените липиди включва прости и сложни липиди, които при взаимодействие с основи се хидролизират, за да образуват соли на високомолекулни киселини, наречени "сапуни". Групата на неосапуняемите липиди включва съединения, които не подлежат на алкална хидролиза (стероли, мастноразтворими витамини, етери и др.).

Според функциите си в живия организъм липидите се делят на структурни, складови и защитни.

Структурните липиди са главно фосфолипиди.

Липидите за съхранение са главно мазнини.

Защитни липиди на растения - восъци и техните производни, покриващи повърхността на листа, семена и плодове, животни - мазнини.

МАЗНИНИ

Химичното наименование на мазнините е ацилглицероли. Това са естери на глицерол и висши мастни киселини. "Ацил" означава "остатък от мастна киселина".

В зависимост от броя на ацилните радикали мазнините се делят на моно-, ди- и триглицериди. Ако молекулата съдържа 1 радикал на мастна киселина, тогава мазнината се нарича МОНОАЦИЛГЛИЦЕРОЛ. Ако молекулата съдържа 2 радикала на мастна киселина, тогава мазнината се нарича ДИАЦИЛГЛИЦЕРОЛ. В организма на човека и животните преобладават ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛИТЕ (съдържат три радикала на мастни киселини).

Трите хидроксила на глицерола могат да бъдат естерифицирани или само с една киселина, като палмитинова или олеинова, или с две или три различни киселини:

Естествените мазнини съдържат предимно смесени триглицериди, включително остатъци от различни киселини.

Тъй като алкохолът във всички естествени мазнини е един и същ - глицерол, разликите, наблюдавани между мазнините, се дължат единствено на състава на мастните киселини.

В мазнините са открити над четиристотин карбоксилни киселини с различни структури. Повечето от тях обаче присъстват само в малки количества.

Киселините, съдържащи се в естествените мазнини, са монокарбоксилни киселини, изградени от неразклонени въглеродни вериги, съдържащи четен брой въглеродни атоми. Киселини, съдържащи нечетен брой въглеродни атоми, имащи разклонена въглеродна верига или съдържащи циклични части присъстват в малки количества. Изключение правят изовалериановата киселина и редица циклични киселини, открити в някои много редки мазнини.

Най-често срещаните киселини в мазнините съдържат 12 до 18 въглеродни атома и често се наричат ​​мастни киселини. Много мазнини съдържат малки количества нискомолекулни киселини (C 2 -C 10). Във восъците присъстват киселини с повече от 24 въглеродни атома.

Глицеридите на най-разпространените мазнини съдържат значителни количества ненаситени киселини, съдържащи 1-3 двойни връзки: олеинова, линолова и линоленова. Арахидоновата киселина, съдържаща четири двойни връзки, присъства в животинските мазнини; киселините с пет, шест или повече двойни връзки се намират в мазнините на рибите и морските животни. Мнозинство ненаситени киселинилипидите имат цис конфигурация, техните двойни връзки са изолирани или разделени от метиленова (-СН2-) група.

От всички ненаситени киселини, съдържащи се в естествените мазнини, олеиновата киселина е най-често срещаната. В много мазнини олеиновата киселина съставлява повече от половината от общата маса киселини и само няколко мазнини съдържат по-малко от 10%. Две други ненаситени киселини - линоловата и линоленовата киселина - също са широко разпространени, но присъстват в много по-малки количества от олеиновата киселина. Линоловата и линоленовата киселина се намират в забележими количества в растителните масла; За животинските организми те са есенциални киселини.

От наситените киселини палмитиновата е почти толкова разпространена, колкото и олеиновата. Съдържа се във всички мазнини, като някои съдържат 15-50% от общото киселинно съдържание. Стеаринова и миристинова киселина са широко използвани. Стеаринова киселина се намира в големи количества (25% или повече) само в мазнините за съхранение на някои бозайници (например в овчата мазнина) и в мазнините на някои тропически растения, като какаовото масло.

Препоръчително е киселините, съдържащи се в мазнините, да се разделят на две категории: главни и второстепенни киселини. Основните киселини на мазнините са киселини, чието съдържание в мазнини надвишава 10%.

Физични свойства на мазнините

По правило мазнините не издържат на дестилация и се разлагат, дори ако се дестилират при понижено налягане.

Точката на топене и следователно консистенцията на мазнините зависи от структурата на киселините, които ги изграждат. Твърдите мазнини, т.е. мазнините, които се топят при относително висока температура, се състоят предимно от глицериди на наситени киселини (стеаринова, палмитинова), а маслата, които се топят при по-ниска температура и са гъсти течности, съдържат значителни количества глицериди на ненаситени киселини (олеинова, линолова). , линоленова).

Тъй като естествените мазнини са сложни смеси от смесени глицериди, те не се топят при определена температура, а в определен температурен диапазон и първо се размекват. За характеризиране на мазнините обикновено се използва температура на втвърдяване,която не съвпада с точката на топене - тя е малко по-ниска. Някои естествени мазнини са твърди; други са течности (масла). Температурата на втвърдяване варира в широки граници: -27 °C за лененото масло, -18 °C за слънчогледовото масло, 19-24 °C за кравето и 30-38 °C за говеждото масло.

Температурата на втвърдяване на мазнината се определя от естеството на съставните й киселини: колкото по-високо е съдържанието на наситени киселини, толкова по-висока е тя.

Мазнините са разтворими в етер, полихалогенни производни, въглероден дисулфид, ароматни въглеводороди (бензен, толуен) и бензин. Твърдите мазнини са слабо разтворими в петролев етер; неразтворим в студен алкохол. Мазнините са неразтворими във вода, но могат да образуват емулсии, които се стабилизират в присъствието на повърхностно активни вещества (емулгатори) като протеини, сапуни и някои сулфонови киселини, главно в леко алкална среда. Млякото е естествена мастна емулсия, стабилизирана от протеини.

Химични свойства на мазнините

Мазнините влизат във всичко химична реакция, характерни за естерите, обаче тяхното химично поведение има редица особености, свързани със структурата на мастните киселини и глицерина.

Сред химичните реакции, включващи мазнини, се разграничават няколко вида трансформации.

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 в 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 животно или растителна тъкантретира се с един или повече (обикновено последователно) органични разтворители, например хлороформ, бензен или петролев етер, след което 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 имат някои общи черти структурни особености, определяйки тяхното важно биологични свойстваи подобна разтворимост.

Мастна киселина

Мастни киселини - алифатни карбоксилни киселини- в тялото те могат да бъдат 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 животни и хора, участващи в изграждането на липиди, обикновено съдържат двойна връзка между 9-ия и 10-ия въглерод; допълнителна двойна връзка 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 компонентклетки, или под формата на резервни, резервни мазнини. Ролята на тези две форми на мазнини в тялото не е еднаква. Протоплазмената мазнина има константа химичен състави се съдържа в тъканите в определено количество, което не се променя дори при болестно затлъстяване, докато количеството на резервната мазнина е подложено 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 ги определят физикохимични характеристики. 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 (свинската мас) обикновено съдържат значително количество наситени мастни киселини (палмитинова, стеаринова и др.), поради което са твърди при стайна температура. Мазнините, които съдържат много моно- и полиненаситени 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 и 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 на грамовете йод, който е в определени условиясвързва 100 г мазнини; дадено числохарактеризира 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 се намира във водни системи под 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 организма 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.

• Фосфатидилсерини [покажи] .

  

  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 те участват в синтеза на фосфатидилетаноламините.

• Плазмалогени (ацетални фосфатиди) [покажи] .

  

  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:

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

[покажи] .



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

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.

[покажи] .



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

Кардиолилинът принадлежи към глицерофосфолипидите, по-точно към полиглицеролфосфатите. Гръбнакът на кардиолипиновата молекула включва три глицеринови остатъка, свързани помежду си чрез два фосфодиестерни моста през позиции 1 и 3; хидроксилните групи на двата външни глицеринови остатъка са естерифицирани с мастни киселини. Кардиолипинът е част от митохондриалните мембрани. В табл 29 са обобщени данни за структурата на основните 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 срещат предимно в сива материямозъка и се концентрират 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 хормонално естество, както и холестерол, жлъчни киселинии други връзки.

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-малко количество в митохондриалните мембрани и в ендоплазмения ретикулум. Имайте предвид, че в растенията няма холестерол. Растенията имат други стероли, известни като фитостероли.

Липиди (от гръцки липос– мазнини) включват мазнини и подобни на тях вещества. Съдържа се в почти всички клетки - от 3 до 15%, а в клетките на подкожната мастна тъкан до 50%.

Особено много липиди има в черния дроб, бъбреците, нервната тъкан (до 25%), кръвта, семената и плодовете на някои растения (29-57%). Липидите имат различни структури, но някои свойства са общи. Тези органична материяне се разтварят във вода, но се разтварят добре в органични разтворители: етер, бензен, бензин, хлороформ и др. Това свойство се дължи на факта, че в липидните молекули преобладават неполярни и хидрофобни структури. Всички липиди могат да бъдат разделени на мазнини и липоиди.

мазнини

Най-често срещаните са мазнини(неутрални мазнини, триглицериди), които са сложни съединения на тривалентен алкохол глицерол и мастни киселини с високо молекулно тегло. Остатъкът от глицерол е вещество, което е силно разтворимо във вода. Остатъците от мастни киселини са въглеводородни вериги, които са почти неразтворими във вода. Когато капка мазнина попадне във вода, глицериновата част на молекулите е изложена на нея и веригите от мастни киселини излизат от водата. Мастните киселини съдържат карбоксилна група (-СООН). Лесно се йонизира. С негова помощ молекулите на мастните киселини се свързват с други молекули.

Всички мастни киселини се делят на две групи - богат И ненаситени . Ненаситените мастни киселини нямат двойни (ненаситени) връзки, наситените имат. Към наситените мастни киселини спадат палмитинова, маслена, лауринова, стеаринова и др. Към ненаситените мастни киселини спадат олеинова, ерукова, линолова, линоленова и др. Свойствата на мазнините се определят от качествения състав на мастните киселини и тяхното количествено съотношение.

Мазнините, които съдържат наситени мастни киселини, имат висока температуратопене. Обикновено са с твърда консистенция. Това са мазнини от много животни, кокосово масло. Мазнините, които съдържат ненаситени мастни киселини, имат ниска температуратопене. Тези мазнини са предимно течни. Растителни мазнинидо течна консистенция масла . Тези мазнини включват рибена мазнина, слънчогледово, памучно, ленено, конопено масло и др.

Липоиди

Липоидите могат да образуват сложни комплекси с протеини, въглехидрати и други вещества. Могат да се разграничат следните връзки:

1. Фосфолипиди. Те са сложни съединения на глицерол и мастни киселини и съдържат остатък от фосфорна киселина. Всички фосфолипидни молекули имат полярна глава и неполярна опашка, образувана от две молекули на мастни киселини. Основни компоненти на клетъчните мембрани.
2. Восъци. Те са сложни липиди, състоящи се от по-сложни алкохоли, отколкото глицерол и мастни киселини. Изпълни защитна функция. Животните и растенията ги използват като водоотблъскващи вещества, които предпазват от изсушаване. Восъците покриват повърхността на листата на растенията и повърхността на тялото на членестоноги, живеещи на сушата. Отделят се восъци мастни жлезибозайници, кокцигеална жлеза на птици. Пчелите използват восък за изграждане на пчелни пити.
3. Стероиди (от гръцки stereos - твърд). Тези липиди се характеризират с наличието на по-сложни структури от въглехидратните. Стероидите включват важни за организма вещества: витамин D, хормони на надбъбречната кора, гонади, жлъчни киселини, холестерол.
4. Липопротеини И гликолипиди. Липопротеините се състоят от протеини и липиди, глюкопротеините - от липиди и въглехидрати. В състава на мозъчната тъкан и нервните влакна има много гликолипиди. Липопротеините са част от много клетъчни структури и осигуряват тяхната здравина и стабилност.

Функции на липидите

Мазнините са основният вид запасяване вещества. Те се съхраняват в семената, подкожната мастна тъкан, мастната тъкан, дебело тялонасекоми Резервите от мазнини значително надвишават запасите от въглехидрати.

Структурни. Липидите са част от клетъчните мембрани на всички клетки. Подреденото разположение на хидрофилните и хидрофобните краища на молекулите има голямо значениеза селективна мембранна пропускливост.

Енергия. Осигуряват 25-30% от цялата енергия, необходими за тялото. При разграждането на 1 g мазнина се освобождават 38,9 kJ енергия. Това е почти два пъти повече от въглехидратите и протеините. При мигриращи птици и зимуващи животни, липидите - единственият източник наенергия.

Защитен. Слой мазнина предпазва деликатните вътрешни органи от удари, удари и повреди.

Топлоизолация. Мазнините не провеждат топлина добре. Под кожата на някои животни (особено морски) те се отлагат и образуват слоеве. Например, китът има слой подкожна мазнина от около 1 м, което му позволява да живее в студена вода.

Много бозайници имат особен мастна тъкан, което се нарича кафява мазнина. Има този цвят, защото е богат на червено-кафяви митохондрии, тъй като те съдържат протеини, съдържащи желязо. Тази тъкан произвежда Термална енергия, необходими за животни в ниски условия

температури Кафявата мазнина заобикаля жизненоважни органи (сърце, мозък и др.) или лежи на пътя на кръвта, която тече към тях, и по този начин насочва топлината към тях.

Ендогенни доставчици на вода

При окисляване на 100 g мазнина се отделят 107 ml вода. Благодарение на тази вода съществуват много пустинни животни: камили, тушканчета и др. По време на зимен сън животните също произвеждат ендогенна водаот мазнини.

Мазно вещество покрива повърхността на листата и ги предпазва от намокряне по време на дъждове.

Някои липиди имат висока биологична активност: редица витамини (A, D и др.), Някои хормони (естрадиол, тестостерон), простагландини.

Мазноподобните вещества липидите са компоненти, които участват в жизнените процеси в човешкото тяло. Има няколко групи, които изпълняват основните функции на тялото, като формирането хормонални ниваили метаболизъм. В тази статия ще обясним подробно какво представлява и каква е ролята му в жизнените процеси.

Липидите са органично съединение, което включва мазнини и други подобни на мазнини вещества. Те участват активно в процеса на клетъчна структура и са част от мембраните. засягат пропускателна способностклетъчните мембрани, както и ензимната активност. Те влияят върху създаването на междуклетъчни връзки и разнообразни химически процесив организма. Неразтворими във вода, но се разтварят в разтворители органичен произход(като бензин или хлороформ). Освен това има видове, които са мастноразтворими.

Това вещество може да бъде от растителен или животински произход. Ако говорим за растения, тогава повечето от тях са в ядките и семената. От животински произход се намират предимно в подкожна тъкан, нервна и церебрална.

Класификация на липидите

Липидите присъстват в почти всички тъкани на тялото и в кръвта. Има няколко класификации, по-долу представяме най-често срещаната, базирана на характеристиките на структурата и състава. Според структурата си те се делят на 3 големи групи, които се подразделят на по-малки.

Първата група е проста. Те включват кислород, водород и въглерод. Те са разделени на следните видове:

1. Мастни алкохоли. Вещества, съдържащи от 1 до 3 хидроксилни групи.
2. Мастна киселина. Намира се в различни масла и мазнини.
3. Мастни алдехиди. Молекулата съдържа 12 въглеродни атома.
4. Триглицериди. Това са именно мазнините, които се отлагат в подкожните тъкани.
5. Сфингозинови бази. Те се намират в плазмата, белите дробове, черния дроб и бъбреците и се намират в нервните тъкани.
6. Восъци. Това са естери на мастни киселини и високомолекулни алкохоли.
7. Наситени въглеводороди. Те имат изключително единични връзки, с въглеродни атоми в състояние на хибридизация.

Втората група е сложна. Те, подобно на простите, включват кислород, водород и въглерод. Но, освен тях, те съдържат и различни допълнителни компоненти. От своя страна те се делят на 2 подгрупи: полярни и неутрални.

Полярните включват:

1. Гликолипиди. Те се появяват след комбиниране на въглехидрати с липиди.
2. Фосфолипиди. Това са естери на мастни киселини, както и многовалентни алкохоли.
3. Сфинголипиди. Те са производни на алифатни аминоалкохоли.

Неутралните включват:

1. Ацилглицериди. Включва моноглицериди и диглицериди.
2. N-ацетилетаноламид. Те са етаноламид на мастни киселини.
3. Керамиди. Те съдържат мастни киселини, комбинирани със сфингозин.
4. Стеролни естери. Те представляват сложни циклични алкохоли с високо молекулно тегло. Те съдържат мастни киселини.

Третата група са оксилипидите. Веществата се появяват в резултат на оксигениране на полиненаситени мастни киселини. От своя страна те са разделени на 2 вида:

1. Циклооксигеназен път.
2. Липоксигеназен път.

Значение за мембранните клетки

нараства

Клетъчната мембрана е това, което отделя клетката от околната среда около нея. В допълнение към защитата, той изпълнява доста голям брой необходими за нормален животфункции. Значението на липидите в мембраната не може да бъде надценено.

В клетъчната стена веществото образува двоен слой. Това помага на клетките да взаимодействат нормално с заобикаляща среда. Следователно няма проблеми с контролирането и регулирането на метаболизма. Мембранните липиди поддържат формата на клетката.

Част от бактериална клетка

Неразделна част от клетъчната структура са бактериалните липиди. По правило те съдържат восъци или фосфолипиди. Но количеството на веществото директно варира между 5-40%. Съдържанието зависи от вида на бактерията, например дифтерийният бацил съдържа около 5%, но туберкулозният патоген вече съдържа повече от 30%.

Бактериалната клетка е различна по това, че веществата в нея са свързани с други компоненти, например протеини или полизахариди. В бактериите те имат много повече разновидности и изпълняват много задачи:

• енергиен запас;
• участват в метаболитните процеси;
• са компонент на мембраните;
• устойчивостта на клетките към киселини зависи от тях;
• компоненти на антигени.

Какви функции изпълняват в тялото?

Липиди компонентпочти всички тъкани човешкото тяло. Има различни подвидове, всеки от които отговаря за определена функция. След това ще се спрем по-подробно на значението на веществото за живота:

1. Енергийна функция. Те са склонни да се разпадат и в процеса се появява много енергия. Клетките на тялото се нуждаят от него, за да поддържат процеси като въздушен поток, образуване на вещества, растеж и дишане.
2. Функция за архивиране. В тялото мазнините се съхраняват в резерв; те изграждат мастния слой на кожата. Ако се появи глад, тялото използва тези резерви.
3. Топлоизолационна функция. Мастният слой провежда топлината лошо и затова е много по-лесно за тялото да поддържа температура.
4. Структурна функция. Това се отнася за клетъчните мембрани, тъй като веществото е постоянен компонент от тях.
5. Ензимна функция. Една от второстепенните функции. Те помагат на клетките да образуват ензими и спомагат за усвояването на някои микроелементи, идващи отвън.
6. Транспортна функция. Страничният ефект се крие в способността на някои видове липиди да транспортират вещества.
7. Сигнална функция. Той също е вторичен и просто поддържа някои процеси в тялото.
8. Регулаторна функция. Това е друг механизъм, който има второстепенно значение. Сами по себе си те почти не участват в регулирането на различни процеси, но са компонент на вещества, които пряко ги засягат.

По този начин можем да кажем с увереност, че функционалното значение на липидите за организма е трудно да се надцени. Затова е важно нивото им винаги да е нормално. Много биологични и биохимични процеси в тялото са свързани с тях.

Какво е липиден метаболизъм

Липидният метаболизъм е процес от физиологичен или биохимичен характер, който протича в клетките. Нека ги разгледаме по-подробно:

1. Метаболизъм на триациглицерол.
2. Фосфолипиден метаболизъм. Те са разпределени неравномерно. Има много от тях в черния дроб и плазмата (до 50%). Полуживотът е 1-200 дни, в зависимост от вида.
3. Обмен на холестерол. Образува се в черния дроб и идва с храната. Излишъкът се елиминира естествено.
4. Катаболизъм на мастни киселини. Възниква по време на β-окисление; α- или ω-окисление е по-рядко включено.
5. Включва се в метаболитните процеси на стомашно-чревния тракт. А именно разграждането, смилането и усвояването на тези вещества, идващи от храната. Храносмилането започва в стомаха с помощта на ензим, наречен липаза. След това панкреатичният сок и жлъчката влизат в действие в червата. Причината за неизправности може да бъде нарушение на секрецията жлъчен мехурили панкреас.
6. Липогенеза. Просто казано – синтез на мастни киселини. Среща се в черния дроб или мастната тъкан.
7. Това включва транспортирането на различни мазнини от червата.
8. Липолиза. Катаболизъм, който протича с участието на липаза и провокира разграждането на мазнините.
9. Синтез кетонни тела. Ацетоацетил-КоА води до тяхното образуване.
10. Взаимно превръщане на мастни киселини. От мастните киселини, намиращи се в черния дроб, се образуват киселини, характерни за организма.

Липидите са важно вещество, засягащи почти всички сфери на живота. Най-често срещаните триглицериди и холестерол в човешката диета. Триглицеридите са отличен източник на енергия; именно този вид се образува мастен слойтела. Холестеролът засяга метаболитните процеси в организма, както и образуването на хормонални нива. Важно е съдържанието винаги да е в рамките на нормалното, нито да го надвишава, нито да го подценява. Един възрастен трябва да консумира 70-140 g липиди.