Zašto lipidi. Funkcije lipida. Energetska rezerva organizma

Masnoća se smatra krivcem mnogih nevolja. Doktori i naučnici savetuju smanjenje masti ili njihovo potpuno uklanjanje. Naravno, onima koji su gojazni ili imaju kronične bolesti bolje je poslušati ovaj savjet. Međutim, ostalo bi bilo glupo odreći se masti. Hajde da saznamo više o njima iz činjenica u nastavku.

1. Potrošnja masti ne mora nužno dovesti do njihovog skladištenja u tijelu
Mnogi misle da će konzumacija masti svakako uticati na figuru u vidu naslaga na struku, bokovima i stomaku. Ako jedete više nego što je potrebno vašem tijelu, onda da, takav problem može nastati. Na primjer, ako konzumirate neograničenu količinu škrobnih ugljikohidrata, tada možete očekivati ​​povećanje nivoa inzulina, a zatim će se taložiti masnoće. Ali ako jedete, ravnomjerno konzumirajući masti i proteine, onda se ovaj problem može izbjeći. U svemu što trebate znati kada stati.

2. Nema potrebe da izbegavate konzumaciju orašastih plodova
Orašasti plodovi sadrže zdrave oblike masti, mononezasićene masti, koje pomažu da se brže osjećate sitima, ali i podižu dobar kolesterol. Orašasti plodovi ni na koji način ne utiču na debljanje, jer ih zbog sitosti ne možete jesti puno, a osim toga, organizam ih slabo probavlja. Zbog toga se ćelijski zidovi orašastih plodova ne uništavaju lako kada se žvaću. To znači da prolaze kroz tijelo i ne izbacuju svu svoju masnoću.

3. Nije potrebno potpuno izbaciti zasićene masti iz organizma.
Za zasićene masti se oduvijek smatralo da su neprijatelji zdravlja, pa je savjetovano da se eliminišu iz ishrane. Ali danas je postalo jasno da umjerena konzumacija zasićenih masti ne šteti. A neke od njih čak je potrebno uključiti u program zdrave prehrane.

Ekstra djevičansko kokosovo ulje jedan je od zdravih izvora zasićenih masti. Sadrži laurinska kiselina koji se ne nalazi nigde drugde osim u majčinom mleku. Snažan je imunološki stimulans. Preporučljivo je pržiti hranu na kokosovom ulju.

4. Ako na etiketi proizvoda piše "bez trans masti" ne znači da ih nema.
Mnogi proizvođači vjeruju da ako proizvod sadrži vrlo malu količinu sastojka, onda to nije potrebno naznačiti na etiketi. Dešava se da proizvod sadrži samo 0,5 g trans masti, ali ga nećete naći među sastojcima na pakovanju. Nakon što pojedete nekoliko porcija takvog proizvoda, nećete ni znati da ste pojeli dovoljno ovog štetnog sastojka.

5. Hranjive materije iz povrća bez masti se lošije apsorbuju
Istraživanja su pokazala da se zelena salata začinjena mašću ili sosom sa masnoćama znatno bolje apsorbuje u organizam i prima više potrebnih nutrijenata – karotenoida. Ako stalno jedete salate bez masti, onda karotenoide tijelo uopće neće apsorbirati. Oni su odgovorni za crvenu, žutu, narandžastu i zelenu boju i važni su u prevenciji mnogih bolesti. Da biste pomogli svom tijelu da apsorbira sve hranjive tvari iz povrća, konzumirajte ga sa zdravim mastima.

6. Ekstra djevičansko maslinovo ulje nije prikladno za prženje.
Iako sadrži zdrave mononezasićene masti, gubi svojstva na visokim temperaturama. Bolje ga je koristiti za preljev salata ili mariniranje mesa. Maslinovo ulje je vrlo osjetljivo i brzo se kvari, pa ga treba čuvati u tamnoj staklenoj posudi sa dobro zatvorenim poklopcem kako bi se izbjegla oksidacija i zadržala sva njegova korisna svojstva.

7. Masti imaju mnoge funkcije u tijelu
Naše tijelo i naše tijelo ne mogu živjeti bez masti. Postoji nekoliko razloga za to:

Mozak treba masti. Oko 60% suhe težine ljudskog mozga čini masnoća. Zdrave nervne ćelije sadrže masti - dokozaheksansku kiselinu;

Uz pomoć masti nastaju polni hormoni;

Masne kiseline su neophodne za zdravu kožu i kosu;

Masti su uključene u metabolizam, funkcije imunološkog sistema i pomažu u stabilizaciji šećera u krvi.

Lipidi su organska jedinjenja nalik mastima, nerastvorljiva u vodi, ali lako rastvorljiva u nepolarnim rastvaračima (eter, benzin, benzol, hloroform, itd.). Lipidi su među najjednostavnijim biološkim molekulima.

Hemijski, većina lipida su estri viših karboksilnih kiselina i brojnih alkohola. Najpoznatije među njima su masti. Svaki molekul masti formiran je od molekula troatomnog alkohola glicerola i za njega su vezane etarske veze tri molekula viših karboksilnih kiselina. Prema prihvaćenoj nomenklaturi, masti se nazivaju triacilglheroli.

Atomi ugljika u molekulima viših karboksilnih kiselina mogu biti međusobno povezani jednostrukim i dvostrukim vezama. Od ograničavajućih (zasićenih) viših karboksilnih kiselina, u sastav masti najčešće su uključene palmitinska, stearinska, arahidinska kiselina; od nezasićenih (nezasićenih) - oleinske i linolne.

Stepen nezasićenosti i dužina lanca viših karboksilnih kiselina (tj. broj atoma ugljika) određuju fizička svojstva određene masti.

Masti sa kratkim i nezasićenim kiselinskim lancima imaju nisku tačku topljenja. Na sobnoj temperaturi to su tekućine (ulja) ili masne tvari (masti). Nasuprot tome, masti sa dugim i zasićenim lancima viših karboksilnih kiselina postaju čvrste na sobnoj temperaturi. Zato tokom hidrogenacije (zasićenje kiselinskih lanaca atomima vodonika duž dvostrukih veza) tečno ulje kikirikija, na primjer, postaje poput putera, a suncokretovo ulje se pretvara u čvrsti margarin. U poređenju sa stanovnicima južnih geografskih širina, životinje koje žive u hladnoj klimi (na primjer, ribe iz arktičkih mora) obično sadrže više nezasićenih triacilglicerola. Iz tog razloga njihovo tijelo ostaje fleksibilno čak i na niskim temperaturama.

U fosfolipidima, jedan od ekstremnih lanaca viših karboksilnih kiselina triacilglicerola je zamijenjen grupom koja sadrži fosfat. Fosfolipidi imaju polarne glave i nepolarne repove. Grupe koje formiraju polarnu glavu su hidrofilne, dok su nepolarne repne grupe hidrofobne. Dvostruka priroda ovih lipida određuje njihovu ključnu ulogu u organizaciji bioloških membrana.

Druga grupa lipida su steroidi (steroli). Ove supstance su zasnovane na alkoholu holesterola. Steroli su slabo rastvorljivi u vodi i ne sadrže više karboksilne kiseline. To uključuje žučne kiseline, holesterol, polne hormone, vitamin D, itd.

Lipidi također uključuju terpene (supstance za rast biljaka - giberelini; karotenoidi - fotosintetski pigmenti; eterična ulja biljaka, kao i voskovi).

Lipidi mogu formirati komplekse sa drugim biološkim molekulima - proteinima i šećerima.

Funkcije lipida su sljedeće:

Strukturalni. Fosfolipidi zajedno sa proteinima formiraju biološke membrane. Membrane takođe sadrže sterole.
Energija. Kada se masnoća oksidira, oslobađa se velika količina energije koja ide u formiranje ATP-a. Značajan dio energetskih rezervi tijela pohranjuje se u obliku lipida, koji se troše u slučaju nedostatka hranjivih tvari. Životinje i biljke koje hiberniraju akumuliraju masti i ulja i koriste ih za održavanje vitalnih procesa. Visok sadržaj lipida u sjemenu biljaka osigurava razvoj embrija i klijanaca prije njihovog prelaska na samostalno hranjenje. Sjemenke mnogih biljaka (kokosove palme, ricinusovog ulja, suncokreta, soje, uljane repice itd.) koriste se kao sirovina za industrijsku proizvodnju biljnog ulja.
Zaštitna i toplotna izolacija. Nagomilavajući se u potkožnom tkivu i oko nekih organa (bubrezi, crijeva), masni sloj štiti tijelo životinje i njegove pojedinačne organe od mehaničkih oštećenja. Osim toga, zbog svoje niske toplinske provodljivosti, sloj potkožne masti pomaže u zadržavanju topline, što omogućava, na primjer, mnogim životinjama da žive u hladnoj klimi. U kitovima, osim toga, igra još jednu ulogu - doprinosi uzgonu.
Podmazivanje i vodoodbojnost. Vosak pokriva kožu, vunu, perje, čini ih elastičnijim i štiti ih od vlage. Listovi i plodovi mnogih biljaka imaju voštani premaz.
Regulatorno. Mnogi hormoni su derivati ​​holesterola, kao što su polni hormoni (testosteron kod muškaraca i progesteron kod žena) i kortikosteroidi (aldosteron). Derivati ​​holesterola, vitamin D igraju ključnu ulogu u metabolizmu kalcijuma i fosfora. Žučne kiseline su uključene u procese probave (emulgiranja masti) i apsorpcije viših karboksilnih kiselina.

Lipidi su također izvor metaboličkog stvaranja vode. Oksidacijom 100 g masti dobije se oko 105 g vode. Ova voda je veoma važna za neke pustinjske stanovnike, posebno za deve, koje mogu bez vode 10-12 dana: upravo se u tu svrhu koristi salo pohranjeno u grbi. Medvjedi, svizaci i druge životinje u hibernaciji dobivaju vodu potrebnu za život kao rezultat oksidacije masti.

U mijelinskim ovojnicama aksona nervnih ćelija, lipidi su izolatori tokom provođenja nervnih impulsa.

Vosak koriste pčele za izgradnju saća.

Tijelo proizvodi većinu lipida samo, samo esencijalne masne kiseline i topljivi vitamini dolaze s hranom.

Lipidi su velika grupa organskih supstanci koje se sastoje od masti i njihovih analoga. Lipidi su po karakteristikama slični proteinima. U plazmi su u obliku lipoproteina, potpuno nerastvorljivi u vodi, ali savršeno rastvorljivi u eteru. Proces razmjene između lipida važan je za sve aktivne stanice, jer su te tvari jedna od najvažnijih komponenti bioloških membrana.

Postoje tri klase lipida: holesterol, fosfolipidi, trigliceridi. Najpoznatiji među ovim klasama je holesterol. Određivanje ovog pokazatelja, naravno, ima maksimalnu vrijednost, ali ipak sadržaj kolesterola, lipoproteina, triglicerida u ćelijskoj membrani treba razmatrati samo na složen način.

Norma je sadržaj LDL-a u rasponu od 4-6,6 mmol / l. Vrijedi napomenuti da se kod zdravih ljudi ovaj pokazatelj može promijeniti uzimajući u obzir niz faktora: dob, sezonalnost, mentalnu i fizičku aktivnost.

Posebnosti

Ljudsko tijelo samostalno proizvodi sve glavne grupe lipida. Stanična membrana ne stvara samo polinezasićene masne kiseline, koje su nezamjenjive tvari i vitamini rastvorljivi u mastima.

Najveći dio lipida sintetiziraju epitelne stanice tankog crijeva i jetre. Za pojedinačne lipide karakteristična je komunikacija sa određenim organima i tkivima, a ostali su u svim ćelijama i tkivima. Većina lipida se nalazi u nervnom i masnom tkivu.

Jetra sadrži od 7 do 14% ove supstance. Kod bolesti ovog organa, količina lipida raste do 45%, uglavnom zbog povećanja broja triglicerida. Plazma sadrži lipide u kombinaciji sa proteinima, na taj način ulaze u organe, ćelije, tkiva.

Biološka svrha

Klase lipida imaju niz važnih funkcija.

1. Izgradnja. Fosfolipidi se kombinuju sa proteinima i formiraju membrane.
2. Akumulativno. Kada se masnoća oksidira, stvara se ogromna količina energije koja se potom troši na stvaranje ATP-a. Tijelo akumulira rezerve energije uglavnom lipidnim grupama. Na primjer, kada životinje zaspu cijelu zimu, njihov organizam dobiva sve potrebne tvari iz prethodno nakupljenih ulja, masti, bakterija.
3. Zaštitni, toplotno izolacioni. Većina masti se taloži u potkožnom tkivu, oko bubrega i crijeva. Zahvaljujući nagomilanom sloju masti, tijelo je zaštićeno od hladnoće, ali i mehaničkih oštećenja.
4. Vodoodbojna, podmazujuća. Lipidni sloj na koži zadržava elastičnost staničnih membrana i štiti ih od vlage i bakterija.
5. Regulatorno. Postoji veza između sadržaja lipida i nivoa hormona. Gotovo svi hormoni se proizvode iz holesterola. Vitamini i drugi derivati ​​holesterola su uključeni u metabolizam fosfora i kalcijuma. Žučne kiseline su odgovorne za apsorpciju i varenje hrane, kao i za apsorpciju karboksilnih kiselina.

Procesi razmjene

Tijelo sadrži lipide u količini koju je odredila priroda. Uzimajući u obzir strukturu, efekte i uslove akumulacije u organizmu, sve supstance slične masti dele se u sledeće klase.

1. Trigliceridi štite meka potkožna tkiva, kao i organe od oštećenja, bakterija. Postoji direktna veza između njihove količine i uštede energije.
2. Fosfolipidi su odgovorni za metaboličke procese.
3. Kolesterol, steroidi su tvari potrebne za jačanje ćelijskih membrana, kao i za normalizaciju aktivnosti žlijezda, posebno za regulaciju reproduktivnog sistema.

Sve vrste lipida formiraju spojeve koji podržavaju vitalnu aktivnost tijela, njegovu sposobnost da se odupre negativnim faktorima, uključujući razmnožavanje bakterija. Postoji veza između lipida i stvaranja mnogih izuzetno važnih proteinskih spojeva. Rad genitourinarnog sistema je nemoguć bez ovih supstanci. Reproduktivni kapacitet osobe također može zatajiti.

Metabolizam lipida uključuje odnos između svih navedenih komponenti i njihovog kompleksnog djelovanja na tijelo. Tokom isporuke hranljivih materija, vitamina i bakterija do ćelija membrane, oni se transformišu u druge elemente. Ovakva situacija doprinosi ubrzanju opskrbe krvlju i, zbog toga, brzom unosu, distribuciji i asimilaciji vitamina koji se unose hranom.

Ako barem jedna od karika prestane, onda je veza prekinuta i osoba osjeća probleme s unosom vitalnih supstanci, korisnih bakterija i njihovim širenjem po tijelu. Takvo kršenje direktno utječe na proces metabolizma lipida.

Poremećaj razmene

Svaka funkcionalna ćelijska membrana sadrži lipide. Sastav molekula ove vrste ima jedno ujedinjujuće svojstvo - hidrofobnost, odnosno netopivi su u vodi. Hemijski sastav lipida uključuje mnoge elemente, ali najveći dio zauzimaju masti koje tijelo može samostalno proizvesti. Ali nezamjenjive masne kiseline ulaze u njega, po pravilu, hranom.

Metabolizam lipida odvija se na ćelijskom nivou. Ovaj proces štiti tijelo, uključujući i od bakterija, odvija se u nekoliko faza. Prvo se lipidi razgrađuju, zatim apsorbuju, a tek nakon toga dolazi do međusobne i konačne izmjene.

Svaki poremećaj u procesu asimilacije masti ukazuje na kršenje metabolizma lipidnih grupa. Razlog tome može biti nedovoljna količina pankreasne lipaze i žuči koja ulazi u crijevo. I također sa:

• gojaznost;
• hipovitaminoza;
• ateroskleroza;
• bolesti želuca;
• crijeva i druga bolna stanja.

Ako je epitelno tkivo resica oštećeno u crijevu, masne kiseline se ne apsorbiraju u potpunosti. Kao rezultat toga, u izmetu se nakuplja velika količina masti, koja nije prošla fazu razgradnje. Izmet postaje specifične sivkasto-bijele boje zbog nakupljanja masti i bakterija.

Metabolizam lipida može se korigirati režimom ishrane i lijekovima koji se prepisuju za smanjenje LDL vrijednosti. Potrebno je sistematski provjeravati sadržaj triglicerida u krvi. Takođe, ne zaboravite da ljudskom tijelu nije potrebna velika akumulacija masti.

Kako bi se spriječili poremećaji u metabolizmu lipida, potrebno je ograničiti upotrebu ulja, mesnih proizvoda, iznutrica i obogatiti prehranu nemasnom ribom i morskim plodovima. Kao preventivna mjera pomoći će promjena načina života - povećanje tjelesne aktivnosti, sportski trening i odbacivanje loših navika.

Lipidi (od grčkog. lipos- masti) uključuju masti i supstance slične mastima. Sadrži u gotovo svim ćelijama - od 3 do 15%, au ćelijama potkožnog masnog tkiva do 50%.

Posebno mnogo lipida ima u jetri, bubrezima, nervnom tkivu (do 25%), krvi, sjemenkama i plodovima nekih biljaka (29-57%). Lipidi imaju različite strukture, ali neka zajednička svojstva. Ove organske supstance se ne rastvaraju u vodi, ali se dobro rastvaraju u organskim rastvaračima: eter, benzol, benzin, hloroform itd. Ovo svojstvo je zbog činjenice da u molekulima lipida preovlađuju nepolarne i hidrofobne strukture. Svi lipidi se mogu grubo podijeliti na masti i lipoide.

Masti

Najčešći su masti(neutralne masti, trigliceridi), koji su kompleksna jedinjenja trihidričnog alkohola glicerola i masnih kiselina visoke molekularne težine. Ostatak glicerina je tvar koja je vrlo topljiva u vodi. Ostaci masnih kiselina su ugljikovodični lanci koji su gotovo netopivi u vodi. Kada kap masti uđe u vodu, gliceronski dio molekula se okreće prema njoj, a lanci masnih kiselina vire iz vode. Masne kiseline sadrže karboksilnu grupu (-COOH). Lako se jonizuje. Uz njegovu pomoć, molekule masnih kiselina se spajaju s drugim molekulima.

Sve masne kiseline se dele u dve grupe - zasićen i nezasićeni ... Nezasićene masne kiseline nemaju dvostruke (nezasićene) veze, zasićene imaju. U zasićene masne kiseline spadaju palmitinska, butirna, laurinska, stearinska itd. Nezasićene - oleinska, eruka, linolna, linolenska itd. Svojstva masti određuju se kvalitativnim sastavom masnih kiselina i njihovim kvantitativnim odnosom.

Masti koje sadrže zasićene masne kiseline imaju visoku tačku topljenja. Oni su generalno tvrde konzistencije. To su masti mnogih životinja, kokosovo ulje. Masti koje sadrže nezasićene masne kiseline imaju nisku tačku topljenja. Ove masti su pretežno tečne. Biljne masti tečne konzistencije pucaju ulja ... Ove masti uključuju riblje ulje, suncokretovo, pamuk, laneno, konopljino ulje, itd.

Lipoidi

Lipoidi mogu formirati kompleksne komplekse sa proteinima, ugljenim hidratima i drugim supstancama. Mogu se razlikovati sljedeća jedinjenja:

1. Fosfolipidi. Oni su složena jedinjenja glicerola i masnih kiselina i sadrže ostatke fosforne kiseline. Svi molekuli fosfolipida imaju polarnu glavu i nepolarni rep formiran od dva molekula masnih kiselina. Glavne komponente ćelijskih membrana.
2. Voskovi. To su složeni lipidi, sastavljeni od složenijih alkohola od glicerola i masnih kiselina. Imaju zaštitnu funkciju. Životinje i biljke ih koriste kao sredstva koja odbijaju vodu i isušuju. Voskovi pokrivaju površinu lišća biljaka, površinu tijela člankonožaca koji žive na kopnu. Voskovi luče lojne žlezde sisara, kokcigealne žlezde ptica. Pčele grade saće od voska.
3. Steroidi (od grčkog stereos - teško). Ove lipide karakterizira prisustvo ne ugljikohidratnih, već složenijih struktura. Steroidi uključuju važne tvari u tijelu: vitamin D, hormone kore nadbubrežne žlijezde, gonade, žučne kiseline, kolesterol.
4. Lipoproteini i glikolipidi. Lipoproteini se sastoje od proteina i lipida, glukoproteini - od lipida i ugljikohidrata. Mnogo je glikolipida u sastavu moždanog tkiva i nervnih vlakana. Lipoproteini su dio mnogih ćelijskih struktura, osiguravaju njihovu snagu i stabilnost.

Funkcije lipida

Masti su glavna vrsta skladištenje supstance. Pohranjuju se u sjemenu tekućinu, potkožnom masnom tkivu, masnom tkivu i masnom tijelu insekata. Zalihe masti znatno nadmašuju zalihe ugljikohidrata.

Strukturalni. Lipidi su dio ćelijskih membrana svih ćelija. Uredan raspored hidrofilnih i hidrofobnih krajeva molekula od velike je važnosti za selektivnu permeabilnost membrana.

Energija. Osiguravaju 25-30% sve energije potrebne tijelu. Razgradnjom 1 g masti oslobađa se 38,9 kJ energije. To je skoro dvostruko više u odnosu na ugljikohidrate i proteine. Kod ptica selica i životinja u hibernaciji, lipidi su jedini izvor energije.

Zaštitni. Sloj masti štiti delikatne unutrašnje organe od šoka, šoka, oštećenja.

Toplotna izolacija. Masti ne provode dobro toplotu. Ispod kože nekih životinja (posebno morskih) one se talože i formiraju slojeve. Na primjer, kit ima sloj potkožne masti od oko 1 m, što mu omogućava da živi u hladnoj vodi.

Mnogi sisari imaju posebno masno tkivo koje se zove smeđa mast. Ima ovu boju jer je bogat crveno-smeđim mitohondrijima, jer sadrže proteine ​​koji sadrže željezo. Ovo tkivo stvara toplotnu energiju, koja je životinjama neophodna u niskim uslovima

temperature. Smeđa mast okružuje vitalne organe (srce, mozak, itd.) ili se nalazi na putu krvi koja teče do njih i, na taj način, usmjerava toplinu na njih.

Endogeni dobavljači vode

Kada se 100 g masti oksidira, oslobađa se 107 ml vode. Zahvaljujući ovoj vodi ima mnogo pustinjskih životinja: deva, jerboa, itd. Životinje tokom hibernacije također proizvode endogenu vodu iz masti.

Masna supstanca prekriva površinu listova, sprečava ih da se smoče tokom kiše.

Neki lipidi imaju visoku biološku aktivnost: određeni broj vitamina (A, D, itd.), neki hormoni (estradiol, testosteron), prostaglandini.

Lipidi- Supstance koje su veoma heterogene po svojoj hemijskoj strukturi, koje karakteriše različita rastvorljivost u organskim rastvaračima i po pravilu nerastvorljive u vodi. Oni igraju važnu ulogu u životnim procesima. Kao jedna od glavnih komponenti bioloških membrana, lipidi utiču na njihovu propusnost, učestvuju u prenošenju nervnih impulsa i stvaranju međućelijskih kontakata.

Ostale funkcije lipida su stvaranje rezerve energije, stvaranje zaštitnih vodoodbojnih i termoizolacijskih pokrova kod životinja i biljaka, zaštita organa i tkiva od mehaničkih utjecaja.

KLASIFIKACIJA LIPIDA

U zavisnosti od hemijskog sastava, lipidi se dele u nekoliko klasa.

1. Jednostavni lipidi uključuju supstance čiji se molekuli sastoje samo od ostataka masnih kiselina (ili aldehida) i alkohola. To uključuje
   • masti (trigliceridi i drugi neutralni gliceridi)
   • voskovi
2. Kompleksni lipidi
   • derivati ​​fosforne kiseline (fosfolipidi)
   • lipidi koji sadrže ostatke šećera (glikolipidi)
   • steroli
   • steridi

U ovom dijelu, hemija lipida će se razmatrati samo u mjeri koja je neophodna za razumijevanje metabolizma lipida.

Ako se životinjsko ili biljno tkivo tretira jednim ili više (češće uzastopno) organskih otapala, kao što su hloroform, benzol ili petrolej eter, tada dio materijala prelazi u otopinu. Komponente ove rastvorljive frakcije (ekstrakta) nazivaju se lipidi. Lipidna frakcija sadrži supstance različitih tipova, od kojih je većina prikazana na dijagramu. Imajte na umu da se zbog heterogenosti komponenti uključenih u lipidnu frakciju, termin "lipidna frakcija" ne može smatrati strukturnom karakteristikom; to je samo radni naziv laboratorije za frakciju dobijenu ekstrakcijom biološkog materijala rastvaračima niskog polariteta. Ipak, većina lipida ima neke zajedničke strukturne karakteristike koje određuju njihova važna biološka svojstva i sličnu rastvorljivost.

Masna kiselina

Masne kiseline - alifatične karboksilne kiseline - u tijelu mogu biti u slobodnom stanju (u tragovima u stanicama i tkivima) ili služiti kao gradivni blokovi za većinu klasa lipida. Preko 70 različitih masnih kiselina izolovano je iz ćelija i tkiva živih organizama.

Masne kiseline koje se nalaze u prirodnim lipidima sadrže paran broj atoma ugljika i imaju pretežno nerazgranati ugljikov lanac. U nastavku su formule za najčešće pronađene prirodne masne kiseline.

Prirodne masne kiseline, iako donekle uslovno, mogu se podijeliti u tri grupe:

• zasićene masne kiseline [prikaži]
• mononezasićene masne kiseline [prikaži]

  Mononezasićene (sa jednom dvostrukom vezom) masne kiseline:

• polinezasićene masne kiseline [prikaži]

  Polinezasićene (sa dvije ili više dvostrukih veza) masne kiseline:

Pored ove tri glavne grupe, postoji i grupa takozvanih neobičnih prirodnih masnih kiselina [prikaži] .

Masne kiseline koje čine lipide životinja i viših biljaka imaju mnoga zajednička svojstva. Kao što je već napomenuto, gotovo sve prirodne masne kiseline sadrže paran broj atoma ugljika, najčešće 16 ili 18. Nezasićene masne kiseline životinja i ljudi, koje su uključene u izgradnju lipida, obično sadrže dvostruku vezu između 9. i 10. ugljika, dodatne dvostruke veze, kakve se obično javljaju između 10. ugljika i metilnog kraja lanca. Brojanje dolazi od karboksilne grupe: C-atom najbliži COOH grupi označen je kao α, susjedni je β, a krajnji atom ugljika u ugljikovodičnom radikalu je ω.

Posebnost dvostrukih veza prirodnih nezasićenih masnih kiselina je u tome što su uvijek razdvojene dvije jednostavne veze, odnosno uvijek postoji barem jedna metilenska grupa između njih (-CH = CH-CH 2 -CH = CH- ). Takve dvostruke veze se nazivaju "izolovane". Prirodne nezasićene masne kiseline imaju cis konfiguraciju i izuzetno su rijetke u trans konfiguraciji. Vjeruje se da u nezasićenim masnim kiselinama s nekoliko dvostrukih veza, cis konfiguracija daje ugljikovodičnom lancu zakrivljen i skraćen izgled, što ima biološki smisao (posebno kada se uzme u obzir da su mnogi lipidi dio membrana). U mikrobnim ćelijama, nezasićene masne kiseline obično sadrže jednu dvostruku vezu.

Dugolančane masne kiseline su praktično nerastvorljive u vodi. Njihove soli natrijuma i kalija (sapuni) formiraju micele u vodi. U potonjem su negativno nabijene karboksilne grupe masnih kiselina okrenute prema vodenoj fazi, a nepolarni ugljikovodični lanci su skriveni unutar micelarne strukture. Takve micele imaju ukupan negativan naboj i ostaju suspendirane u otopini zbog međusobnog odbijanja (slika 95).

Neutralne masti (ili gliceridi)

Neutralne masti su estri glicerina i masnih kiselina. Ako su sve tri hidroksilne grupe glicerola esterifikovane masnim kiselinama, onda se takav spoj naziva triglicerid (triacilglicerol), ako su dvije - diglicerid (diacilglicerol) i, na kraju, ako je jedna grupa esterificirana - monoglicerid (monoacilglicerol).

Neutralne masti se nalaze u tijelu ili u obliku protoplazmatske masti, koja je strukturna komponenta ćelija, ili u obliku rezervne, rezervne masti. Uloga ova dva oblika masti u tijelu nije ista. Protoplazmatska mast ima konstantan hemijski sastav i sadržana je u tkivima u određenoj količini, koja se ne menja ni kod morbidne gojaznosti, dok je količina rezervne masti podložna velikim fluktuacijama.

Najveći dio prirodnih neutralnih masti su trigliceridi. Masne kiseline u trigliceridima mogu biti zasićene i nezasićene. Palmitinska, stearinska i oleinska kiselina su češće među masnim kiselinama. Ako sva tri kiselinska radikala pripadaju istoj masnoj kiselini, onda se takvi trigliceridi nazivaju jednostavnim (na primjer, tripalmitin, tristearin, triolein, itd.), Ako su različite masne kiseline, onda se nazivaju mješoviti. Mješoviti trigliceridi su nazvani prema njihovim sastavnim masnim kiselinama; brojevi 1, 2 i 3 označavaju vezu ostatka masne kiseline sa odgovarajućom alkoholnom grupom u molekulu glicerola (na primjer, 1-oleo-2-palmitostearin).

Masne kiseline koje čine trigliceride praktično određuju njihova fizičko-hemijska svojstva. Dakle, tačka topljenja triglicerida raste sa povećanjem broja i dužine ostataka zasićenih masnih kiselina. Nasuprot tome, što je veći sadržaj nezasićenih masnih kiselina ili kiselina kratkog lanca, to je niža tačka topljenja. Životinjske masti (mast) obično sadrže značajnu količinu zasićenih masnih kiselina (palmitinske, stearinske i dr.), zbog kojih su na sobnoj temperaturi čvrste. Masti, koje sadrže mnogo mono- i polinezasićenih kiselina, tečne su na uobičajenim temperaturama i nazivaju se uljima. Dakle, u ulju konoplje 95% svih masnih kiselina čine oleinska, linolna i linolenska kiselina, a samo 5% su stearinska i palmitinska kiselina. Imajte na umu da ljudska mast koja se topi na 15°C (tečna je na tjelesnoj temperaturi) sadrži 70% oleinske kiseline.

Gliceridi su u stanju da uđu u sve hemijske reakcije svojstvene esterima. Od najveće važnosti je reakcija saponifikacije, uslijed koje se iz triglicerida stvaraju glicerol i masne kiseline. Saponifikacija masti može nastati i enzimskom hidrolizom i djelovanjem kiselina ili lužina.

Alkalno cijepanje masti djelovanjem kaustične sode ili kaustične potaše provodi se u industrijskoj proizvodnji sapuna. Podsjetimo, sapun su natrijeve ili kalijeve soli viših masnih kiselina.

Za karakterizaciju prirodnih masti često se koriste sljedeći pokazatelji:

1. jodni broj - broj grama joda, koji pod određenim uslovima vezuje 100 g masti; ovaj broj karakteriše stepen nezasićenosti masnih kiselina prisutnih u mastima, jodni broj goveđe masti 32-47, jagnjećeg 35-46, svinjskog 46-66;
2. kiselinski broj - broj miligrama kaustičnog kalija koji je potreban za neutralizaciju 1 g masti. Ovaj broj označava količinu slobodnih masnih kiselina prisutnih u masti;
3. saponifikacijski broj - broj miligrama kaustičnog kalija koji se potroši za neutralizaciju svih masnih kiselina (i uključenih u trigliceride i slobodnih) sadržanih u 1 g masti. Ovaj broj ovisi o relativnoj molekularnoj težini masnih kiselina koje čine mast. Broj saponifikacije za glavne životinjske masti (govedina, jagnjetina, svinjetina) je praktično isti.

Voskovi su estri viših masnih kiselina i viših monohidričnih ili dihidričnih alkohola sa brojem ugljikovih atoma od 20 do 70. Njihove opće formule su prikazane na dijagramu, gdje su R, R "i R" mogući radikali.

Voskovi mogu biti dio masti koja prekriva kožu, vunu, perje. U biljkama, 80% svih lipida koji formiraju film na površini lišća i debla su voskovi. Također je poznato da su voskovi normalni metaboliti nekih mikroorganizama.

Prirodni voskovi (npr. pčelinji vosak, spermaceti, lanolin) obično sadrže, pored navedenih estera, i određenu količinu slobodnih viših masnih kiselina, alkohola i ugljovodonika sa ugljikovim brojem 21-35.

Fosfolipidi

Ova klasa složenih lipida uključuje glicerofosfolipide i sfingolipide.

Glicerofosfolipidi su derivati ​​fosfatidne kiseline: sadrže glicerol, masne kiseline, fosfornu kiselinu i obično spojeve koji sadrže dušik. Opšta formula glicerofosfolipida prikazana je na dijagramu, gdje su R 1 i R 2 radikali viših masnih kiselina, a R 3 je radikal dušičnog spoja.

Za sve glicerofosfolipide je karakteristično da jedan dio njihove molekule (radikali R 1 i R 2) ispoljava izraženu hidrofobnost, dok je drugi dio hidrofilan zbog negativnog naboja ostatka fosforne kiseline i pozitivnog naboja radikala R 3.

Od svih lipida, glicerofosfolipidi imaju najizraženija polarna svojstva. Kada se glicerofosfolipidi stave u vodu, samo mali dio njih prelazi u pravi rastvor, dok je najveći dio "otopljenog" lipida u vodenim sistemima u obliku micela. Postoji nekoliko grupa (podklasa) glicerofosfolipida.

[prikaži] .



Za razliku od triglicerida u molekuli fosfatidilholina, jedna od tri hidroksilne grupe glicerola nije povezana s masnom kiselinom, već s fosfornom kiselinom. Osim toga, fosforna kiselina je zauzvrat povezana eterskom vezom sa azotnom bazom [HO-CH 2 -CH 2 -N + = (CH 3) 3] - holin. Dakle, glicerol, više masne kiseline, fosforna kiselina i holin se kombinuju u molekulu fosfatidilholina.

[prikaži] .



Glavna razlika između fosfatidilholina i fosfatidiletanolamina je u tome što potonji uključuju etanolamin na bazi dušika (HO-CH 2 -CH 2 -NH 3 +) umjesto holina.

Od glicerofosfolipida u organizmu životinja i viših biljaka, fosfatidilkolini i fosfatidiletanolamini se nalaze u najvećoj količini. Ove dvije grupe glicerofosfolipida su metabolički povezane jedna s drugom i glavne su lipidne komponente ćelijskih membrana.

• Fosfatidilserini [prikaži] .

  

  U molekulu fosfatidilserina, dušično jedinjenje je ostatak serinske aminokiseline.

  Fosfatidilserini su znatno manje rasprostranjeni od fosfatidilholina i fosfatidiletanolamina, a njihov značaj je određen uglavnom činjenicom da su uključeni u sintezu fosfatidiletanolamina.

• Plazmalogeni (acetalni fosfatidi) [prikaži] .

  

  Razlikuju se od glicerofosfolipida o kojima smo gore govorili po tome što umjesto jednog ostatka više masne kiseline sadrže aldehidni ostatak masne kiseline, koji je vezan za hidroksilnu grupu glicerola nezasićenom esterskom vezom:

  Dakle, tokom hidrolize, plazmalogen se razlaže na glicerol, aldehid više masnih kiselina, masnu kiselinu, fosfornu kiselinu, holin ili etanolamin.

[prikaži] .



R3-radikal u ovoj grupi glicerofosfolipida je šećerni alkohol sa šest ugljenika - inozitol:

Fosfatidilinozitoli su prilično rasprostranjeni u prirodi. Nalaze se u životinjama, biljkama i mikrobima. U životinjskom tijelu nalaze se u mozgu, jetri i plućima.

[prikaži] .



Treba napomenuti da se slobodna fosfatidna kiselina nalazi u prirodi, iako u poređenju sa drugim glicerofosfolipidima u relativno malim količinama.

Kardiolilin pripada glicerofosfolipidima, tačnije poliglicerol fosfatima. Okosnica molekule kardiolipina uključuje tri ostatka glicerola koji su međusobno povezani sa dva fosfodiesterska mosta preko položaja 1 i 3; hidroksilne grupe dva vanjska ostatka glicerola esterificirane su masnim kiselinama. Kardiolipin je dio mitohondrijalnih membrana. Table 29 sumira podatke o strukturi glavnih glicerofosfolipida.

Među masnim kiselinama koje čine glicerofosfolipide nalaze se i zasićene i nezasićene masne kiseline (češće stearinska, palmitinska, oleinska i linolna).

Također je utvrđeno da većina fosfatidilholina i fosfatidiletanolamina sadrži jednu zasićenu višu masnu kiselinu esterificiranu na poziciji 1 (na 1. atomu ugljika glicerola) i jednu nezasićenu višu masnu kiselinu esterificiranu na poziciji 2. enzimi, na primjer, u otrovu kobre, koji su fosfolipaze A 2, dovode do eliminacije nezasićenih masnih kiselina i stvaranja lizofosfatidilholina ili lizofosfatidiletanolamina s jakim hemolitičkim djelovanjem.

Sfingolipidi

Glikolipidi

Složeni lipidi koji sadrže ugljikohidratne grupe u molekuli (češće ostatak D-galaktoze). Glikolipidi igraju bitnu ulogu u funkcionisanju bioloških membrana. Nalaze se pretežno u moždanom tkivu, ali se takođe nalaze u krvnim ćelijama i drugim tkivima. Postoje tri glavne grupe glikolipida:

• cerebrozidi
• sulfatidi
• gangliozida

Cerebrozidi ne sadrže ni fosfornu kiselinu ni holin. Oni uključuju heksozu (obično D-galaktozu), koja je eterskom vezom povezana sa hidroksilnom grupom amino alkohola sfingozina. Osim toga, masna kiselina je dio cerebrozida. Među ovim masnim kiselinama najčešće su lignocerinska, nervna i cerebronska kiselina, odnosno masne kiseline sa 24 atoma ugljika. Struktura cerebrozida može se prikazati dijagramom. Cerebrozidi se takođe mogu klasifikovati kao sfingolipidi, jer sadrže alkohol sfingozin.

Najviše proučavani predstavnici cerebrozida su nerv koji sadrži neurotsku kiselinu, cerebron koji sadrži cerebronsku kiselinu i kerazin koji sadrži lignocirinsku kiselinu. Sadržaj cerebrozida je posebno visok u membranama nervnih ćelija (u mijelinskom omotaču).

Sulfatidi se razlikuju od cerebrozida po tome što sadrže ostatke sumporne kiseline u molekulu. Drugim riječima, sulfat je cerebrozidni sulfat u kojem je sulfat esterificiran na trećem atomu ugljika heksoze. U mozgu sisara, sulfatidi, poput cerebrozida, nalaze se u bijeloj tvari. Međutim, njihov sadržaj u mozgu je mnogo manji od sadržaja cerebrozida.

Tokom hidrolize gangliozida mogu se pronaći viša masna kiselina, sfingozin alkohol, D-glukoza i D-galaktoza, kao i derivati ​​amino šećera: N-acetilglukozamin i N-acetilneuraminska kiselina. Potonji se sintetizira u tijelu iz glukozamina.

Strukturno, gangliozidi su u velikoj mjeri slični cerebrozidima, s jedinom razlikom što umjesto jednog ostatka galaktoze sadrže složeni oligosaharid. Jedan od najjednostavnijih gangliozida je hematozid, izolovan iz strome eritrocita (šema)

Za razliku od cerebrozida i sulfatida, gangliozidi se nalaze uglavnom u sivoj tvari mozga i koncentrirani su u plazma membranama nervnih i glijalnih ćelija.

Svi lipidi koji su gore razmatrani obično se nazivaju saponifikujućim, jer se sapuni formiraju tokom njihove hidrolize. Međutim, postoje lipidi koji se ne hidroliziraju da bi oslobodili masne kiseline. Ovi lipidi uključuju steroide.

Steroidi su prirodna jedinjenja. Oni su derivati ​​jezgra ciklopentanperhidrofenantrena koji sadrži tri kondenzirana cikloheksanska i jedan ciklopentanski prsten. Steroidi uključuju brojne supstance hormonalne prirode, kao i holesterol, žučne kiseline i druga jedinjenja.

U ljudskom tijelu steroli zauzimaju prvo mjesto među steroidima. Najvažniji predstavnik sterola je holesterol:

Sadrži alkoholnu hidroksilnu grupu na C 3 i razgranati alifatski lanac od osam atoma ugljika na C 17. Hidroksilna grupa na C 3 može biti esterifikovana sa višom masnom kiselinom; u ovom slučaju nastaju estri holesterola (kolesteridi):

Kolesterol igra ulogu ključnog intermedijera u sintezi mnogih drugih spojeva. Plazma membrane mnogih životinjskih ćelija su bogate holesterolom; u znatno manjoj količini nalazi se u membranama mitohondrija i u endoplazmatskom retikulumu. Imajte na umu da u biljkama nema holesterola. Biljke imaju i druge sterole poznate pod zajedničkim nazivom fitosteroli.