Липиды выступают важнейшим источником энергетического запаса организма. Факт очевиден даже на номенклатурном уровне: греческое «липос» переводится как жир. Соответственно, категория липидов объединяет жироподобные вещества биологического происхождения. Функционал соединений достаточно разнообразен, что обусловлено неоднородностью состава данной категории био-объектов.
Какие функции выполняют липиды
Перечислите основные функции липидов в организме, которые являются основными. На ознакомительном этапе целесообразно выделить ключевые роли жироподобных веществ в клетках организма человека. Базовый перечень – это пять функций липидов:
- резервно-энергетическая;
- структурообразующая;
- транспортная;
- изолирующая;
- сигнальная.
К второстепенным задачам, которые липиды выполняют в сочетании с другими соединениями можно отнести регуляторную и ферментативную роль.
Энергетический запас организма
Это не только одна из важных, но приоритетная роль жироподобных соединений. По сути, часть липидов является.источником энергии всей клеточной массы. Действительно, жир для клеток – аналог топлива в баке автомобиля. Реализуется энергетическая функция липидами следующим образом. Жиры и подобные им вещества окисляются в митохондриях, расщепляясь до уровня воды и двуокиси углерода. Процесс сопровождается выделением значительного количества АТФ – высокоэнергетических метаболитов. Их запас позволяет клетке участвовать в энергозависимых реакциях.
Структурные блоки
Одновременно, липиды осуществляют строительную функцию: с их помощью формируется мембрана клетки. В процессе участвуют следующие группы жироподобных веществ:
- холестерин – липофильный спирт;
- гликолипиды – соединения липидов с углеводами;
- фосфолипиды – эфиры сложных спиртов и высших карбоновых кислот.
Следует отметить, что в сформировавшейся мембране, непосредственно жиры не содержатся. Образовавшаяся стенка между клеткой и внешней средой оказывается двухслойной. Это достигается вследствие бифильности. Подобная характеристика липидов указывает, что одна часть молекулы – гидрофобна, то есть нерастворима в воде, вторая, напротив – гидрофильна. Как результат, бислой клеточной стенки формируется вследствие упорядоченного расположения простых липидов. Молекулы разворачиваются гидрофобными участками друг к другу, тогда как гидрофильные хвосты направлены внутрь и вне клетки.
Это определяет защитные функции мембранных липидов. Во-первых, мембрана придает клетке форму и даже сохраняет ее. Во-вторых, двойная стенка – своеобразный пункт паспортного контроля, не пропускающий через себя нежелательных визитеров.
Автономная система отопления
Конечно, это наименование достаточно условно, но вполне применимо, если рассматривать какие функции выполняют липиды. Соединения не столько отапливают организм сколько удерживают тепло внутри. Подобная роль отведена жировым отложениям, формирующимся вокруг различных органов и в подкожной ткани. Этот класс липидов характеризуется высокими теплоизолирующими свойствами, что предохраняет жизненно-важные органы от переохлаждения.
Такси заказывали?
Транспортную роль липидов относят к второстепенной функции. Действительно, перенос веществ (преимущественно триглицеридов и холестерина) осуществляется отдельными структурами. Это связанные комплексы липидов и белков, именуемые липопротеины. Как известно, жироподобные вещества нерастворимы в воде, соответственно плазме крови. Напротив, функции белков включают гидрофильность. Как результат, ядро липопротеида – скопление триглицеридов и эфиров холестерина, тогда как оболочка – смесь молекул протеина и свободного холестерола. В таком виде, липиды доставляются к тканям или обратно в печень для вывода из организма.
Второстепенные факторы
Список уже перечисленных 5 функций липидов, дополняет ряд не менее важных ролей:
- ферментативная;
- сигнальная;
- регуляторная
Сигнальная функция
Некоторые сложные липиды, в частности их строение, позволяют передавать нервные импульсы между клетками. Посредником в подобном процесс выступают гликолипиды. Не менее важным оказывается способность распознавать внутриклеточные импульсы, также реализуемая жироподобными структурами. Это позволяет отбирать из крови необходимые клетке вещества.
Ферментативная функция
Липиды, независимо от расположения в мембране или вне ее – не входят в состав ферментов. Однако, их биоснтез происходит с присутствием жироподобных соединений. Дополнительно, липиды участвуют в выполнении защиты стенок кишечника от ферментов поджелудочной железы. Избыток последних нейтрализуется желчью, где в значительных количествах включены холестерин и фосфолипиды.
Липиды (Жиры).Липиды - это жироподобные органические соединения, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в неполярных растворителях (эфире, бензине, бензоле, хлороформе и др.). Липиды принадлежат к простейшим биологическим молекулам.Липидами - называют сложную смесь органических соединений (соединения с углеродом С), с близкими физико-химическими свойствами:
- не растворимость в воде.
- хорошая растворимость в органических растворителях (бензин, хлороформ)Липиды широко распространены в природе. Вместе с белками и углеводами они составляют основную массу органических веществ всех живых организмов, являясь обязательным компонентом каждой клетки. Липиды - важнейший компонент пищи, во многом определяет ее пищевую ценность и вкусовое достоинство.
В растениях они накапливаются главным образом в семенах и плодах. У животных и рыб липиды концентрируются в подкожных жировых тканях, в брюшной полости и тканях, окружающих многие важные органы (сердце, почки), а также в мозговой и нервной тканях. Особенно много липидов в подкожной жировой ткани китов (25-30 % от их массы), тюлений и других морских животных. У человека содержание липидов колеблется от 10-20% в среднем.Виды липидов.
Классификаций жиров существует много видов, мы разберем наиболее простую, она разделяет их на три большие группы:
- Простые липиды
- Сложные липиды
- Производные липидов.Разберем каждую группу липидов в отдельности, что в них входит, и для чего они нужны.
Простые Липиды.
1) Нейтральные жиры (или просто жиры).
Нейтральные жиры состоят из триглицеридов.
Триглицерид - липид или нейтральный жир, в состав которого входит глицерин, соединенный с тремя молекулами жирных кислот.
Глицерин - химическое соединение с формулой C3H5(OH)3, (бесцветная, вязкая, сладковатая жидкость без запаха.)
Жирные кислоты – природные или созданные соединения с одной или несколькими группами – COOH (карбоксильные) не создающие циклических связей (ароматических), с числом атома углерода (С) в цепи не менее 6.Триглицериды производятся из продуктов расщепления пищевых жиров и являются формой сохранения жиров в организме человека. Основная часть пищевых жиров (98%) являются триглицеридами. Жир так же сохраняется в организме в виде триглицеридов.
Виды жирных кислот:
- Насыщенные жирные кислоты - содержат только одинарные связи между атомами углерода со всеми остальными связями, прикрепленными к атомам водорода. Молекула соединяется с максимально возможным количеством атомов водорода, поэтому данная кислота называется насыщенной., они отличаются от ненасыщенных тем, что остаются твердыми при комнатной температуре.
Продукты в которых содержится больше всего насыщенных жиров, это свиное сало и жир, куриный, говяжий и бараний жир, сливочное масло и маргарин. Из продуктов, богатых такими жирами, можно назвать колбасу, сардельки и другие колбасные изделия, бекон, обычную нежирную говядину; сорта мяса, называемые «мраморными»; куриную кожу, бекон; мороженое, кремы, сыры; большую часть мучных и других кондитерских изделий.- ненасыщенные жирные кислоты - содержат одну или больше двойных связей вдоль главной углеродной цепи. Каждая двойная связь уменьшает число атомов водорода, которые могут связываться с жирной кислотой. Двойные связи также приводят к «изгибу» в жирных кислотах, что предотвращает связь между ними.
Ненасыщенные жирные кислоты содержатся в растительных источниках.Их можно разделить на два вида:
1) мононенасыщенные – ненасыщенные жирные кислоты с одной двойной связью. (например -оливковое масло)
2) полиненасыщенные – ненасыщенные жирные кислоты с двумя или более двойными связями. (например - льняное масло)О пищевых жирах будет отдельная большая тема, разбирающая подробно все их свойства.
2) Воски.
Воски – жироподобные вещества, животного или растительного происхождения, состоящие из сложных эфиров одноатомных спиртов и жирных кислот.
Сложные эфиры – соединения – СООН (карбоксильные) , у которых атом водорода в НО-группе замещен органической группой.
Спирты – соединения –ОН, связанные с атомом углерода.
Простыми словами, воски это – бесформенные, пластичные, легко размягчающиеся при нагревании вещества, плавящиеся в интервале температур от 40 до 90 градусов цельсия.
Пчелиный воск выделяется специальными железами медоносных пчёл, из него пчёлы строят соты.Сложные липиды.
Сложный липид - это соединение триглицерида с другими химическими веществами.
Всего их выделяют три вида.Фосфолипиды – глицерин соединенный с одной или двумя жирными кислотами а так же фосфорная кислота.
Из фосфолипидов состоит клеточная мембрана. В продуктах питания наиболее популярен – лецитин.Гликолипиды – соединения жировых и углеводоводных компонентов. (Содержатся во всех тканях, главным образом в наружном липидном слое плазматических мембран.)
Липопротеиды – комплексы жиров и белков. (Плазма крови)
Производные липидов.
Холестерин - жироподобное вещество, похожее на воск, присутствующее в каждой клетке тела и во многих продуктах питания. Некоторое количество холестерина в крови необходимо, но высокий его уровень может привести к болезни сердца.
Много холестерина содержится в яйцах, жирных сортах мяса, колбасы, жирных молочных продуктах.С общей классификацией разобрались, какие же функции выполняют липиды?
Функции.
- Структурная функция.
Фосфолипиды принимают участие в построении мембран клеток всех органов и тканей. Они участвуют в образовании многих биологически важных соединений.
- Энергетическая функция.
При окислении жиров высвобождается большое количество энергии, которая идет на образование АТФ. В форме липидов хранится значительная часть энергетических запасов организма, которые расходуются при недостатке питательных веществ. Животные, впадающие в спячку, и растения накапливают жиры и масла и расходуют их на поддержание процессов жизнедеятельности. Высокое содержание липидов в семенах растений обеспечивает развитие зародыша и проростка до их перехода к самостоятельному питанию. Семена многих растений (кокосовой пальмы, клещевины, подсолнечника, сои, рапса и др.) служат сырьем для получения растительного масла промышленным способом.. При полном распаде 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии, что примерно в 2 раза больше по сравнению с углеводами и белками.
- Защитная и теплоизоляционная
Накапливаясь в подкожной клетчатке и вокруг некоторых органов (почек, кишечника), жировой слой защищает организм животных и его отдельные органы от механических повреждений. Кроме того, благодаря низкой теплопроводности слой подкожного жира помогает сохранить тепло, что позволяет, например, многим животным обитать в условиях холодного климата.
Смазывающая и водоотталкивающая.
Воск покрывает кожу, шерсть, перья, делает их более эластичными и предохраняет от влаги. Восковой налет имеют листья и плоды многих растений.- Регуляторная.
Многие гормоны являются производными холестерина, например половые (тестостерон у мужчин и прогестерон у женщин) и кортикостероиды. Производные холестерина, витамин D играют ключевую роль в обмене кальция и фосфора. Желчные кислоты участвуют в процессах пищеварения. В миелиновых (непроводимых заряд) оболочках аксонов нервных клеток липиды являются изоляторами при проведении нервных импульсов.
- Источник метаболической воды.
Окисление 100 г жира дает примерно 105-107г воды. Эта вода очень важна для некоторых обитателей пустынь, в частности для верблюдов, способных обходиться без воды в течение 10-12 суток: жир, запасенный в горбе, используется именно в этих целях. Необходимую для жизнедеятельности воду медведи, сурки и другие животные, впадающие в спячку, получают в результате окисления жира.
В химическом отношении большинство липидов представляет собой сложные эфиры высших карбоновых кислот и ряда спиртов. Наиболее известны среди них жиры. Каждая молекула жира образована молекулой трехатомного спирта глицерола и присоединенными к ней эфирными связями трех молекул высших карбоновых кислот. Согласно принятой номенклатуре, жиры называют триацилглщеролами.
Атомы углерода в молекулах высших карбоновых кислот могут быть соединены друг с другом как простыми, так и двойными связями. Из предельных (насыщенных) высших карбоновых кислот наиболее часто в состав жиров входят пальмитиновая, стеариновая, арахиновая; из непредельных (ненасыщенных) - олеиновая и линолевая.
Степень ненасыщенности и длина цепей высших карбоновых кислот (т. е. число атомов углерода) определяют физические свойства того или иного жира.
Жиры с короткими и непредельными кислотными цепями имеют низкую температуру плавления. При комнатной температуре это жидкости (масла) либо мазеподобные вещества (жиры). И наоборот, жиры с длинными и насыщенными цепями высших карбоновых кислот при комнатной температуре становятся твердыми. Вот почему при гидрировании (насыщении кислотных цепей атомами водорода по двойным связям) жидкое арахисовое масло, например, становится мазеобразным, а подсолнечное масло превращается в твердый маргарин. По сравнению с обитателями южных широт в организме животных, обитающих в холодном климате (например, у рыб арктических морей), обычно содержится больше ненасыщенных триацилглицеролов. По этой причине тело их остается гибким и при низких температурах.
В фосфолипидах одна из крайних цепей высших карбоновых кислот триацилглицерола замещена на группу, содержащую фосфат. Фосфолипиды имеют полярные головки и неполярные хвосты. Группы, образующие полярную головку, гидрофильны, а неполярные хвостовые группы гидрофобны. Двойственная природа этих липидов обусловливает их ключевую роль в организации биологических мембран.
Еще одну группу липидов составляют стероиды (стеролы). Эти вещества построены на основе спирта холестерола. Стеролы плохо растворимы в воде и не содержат высших карбоновых кислот. К ним относятся желчные кислоты, холестерол, половые гар-моны, витамин D и др.
К липидам также относятся терпены (ростовые вещества растений - гиббереллины; каротиноиды - фотосинтетичские пигменты; эфирные масла растений, а также воска).
Липиды могут образовывать комплексы с другими биологическими молекулами - белками и сахарами.
Функции липидов следующие:
Структурная. Фосфолипиды вместе с белками образуют биологические мембраны. В состав мембран входят также стеролы.
Энергетическая. При окислении жиров высвобождается большое количество энергии, которая идет на образование АТФ. В форме липидов хранится значительная часть энергетических запасов организма, которые расходуются при недостатке питательных веществ. Животные, впадающие в спячку, и растения накапливают жиры и масла и расходуют их на поддержание процессов жизнедеятельности. Высокое содержание липидов в семенах растений обеспечивает развитие зародыша и проростка до их перехода к самостоятельному питанию. Семена многих растений (кокосовой пальмы, клещевины, подсолнечника, сои, рапса и др.) служат сырьем для получения растительного масла промышленным способом.
Защитная и теплоизоляционная. Накапливаясь в подкожной клетчатке и вокруг некоторых органов (почек, кишечника), жировой слой защищает организм животных и его отдельные органы от механических повреждений. Кроме того, благодаря низкой теплопроводности слой подкожного жира помогает сохранить тепло, что позволяет, например, многим животным обитать в условиях холодного климата. У китов, кроме того, он играет еще и другую роль - способствует плавучести.
Смазывающая и водоотталкивающая. Воск покрывает кожу, шерсть, перья, делает их более эластичными и предохраняет от влаги. Восковой налет имеют листья и плоды многих растений.
Регуляторная. Многие гормоны являются производными хо-лестерола, например половые (тестостерон у мужчин и прогестерон у женщин) и кортикостероиды (альдостерон). Производные холестерола, витамин D играют ключевую роль в обмене кальция и фосфора. Желчные кислоты участвуют в процессах пищеварения (эмульгирование жиров) и всасывания высших карбоновых кислот.
Липиды являются также источником образования метаболической воды. Окисление 100 г жира дает примерно 105 г воды. Эта вода очень важна для некоторых обитателей пустынь, в частности для верблюдов, способных обходиться без воды в течение 10-12 суток: жир, запасенный в горбе, используется именно в этих целях. Необходимую для жизнедеятельности воду медведи, сурки и другие животные, впадающие в спячку, получают в результате окисления жира.
В миелиновых оболочках аксонов нервных клеток липиды являются изоляторами при проведении нервных импульсов.
Воск используется пчелами в строительстве сот.
Липиды составляют большую и достаточно разнородную по химическому составу группу входящих в состав живых клеток органических веществ, растворимых в малополярных органических растворителях (эфире, бензоле, хлороформе и др.) и нерастворимых в воде. В общем виде они рассматриваются как производные жирных кислот.
Особенность строения липидов - присутствие в их молекулах одновременно полярных (гидрофильных) и неполярных (гидрофобных) структурных фрагментов, что придает липидам сродство как к воде, так и к неводной фазе. Липиды относятся к бифильным веществам, что позволяет им осуществлять свои функции на границе раздела фаз.
10.1. Классификация
Липиды делят на простые (двухкомпонентные), если продуктами их гидролиза являются спирты и карбоновые кислоты, и сложные (многокомпонентные), когда в результате их гидролиза кроме этого образуются и другие вещества, например фосфорная кислота и углеводы. К простым липидам относятся воски, жиры и масла, а также церамиды, к сложным - фосфолипиды, сфинголипиды и гликолипиды (схема 10.1).
Схема 10.1. Общая классификация липидов
10.2. Структурные компоненты липидов
Все группы липидов имеют два обязательных структурных компонента - высшие карбоновые кислоты и спирты.
Высшие жирные кислоты (ВЖК). Многие высшие карбоновые кислоты были впервые выделены из жиров, поэтому они получили название жирных. Биологически важные жирные кислоты могут быть насыщенными (табл. 10.1) и ненасыщенными (табл. 10.2). Их общие структурные признаки:
Являются монокарбоновыми;
Включают четное число атомов углерода в цепи;
Имеют цис-конфигурацию двойных связей (если они присутствуют).
Таблица 10.1. Основные насыщенные жирные кислоты липидов
В природных кислотах число атомов углерода колеблется от 4 до 22, но чаще встречаются кислоты с 16 или 18 атомами углеро- да. Ненасыщенные кислоты содержат одну или несколько двойных связей, имеющих цис-конфигурацию. Ближайшая к карбоксильной группе двойная связь обычно расположена между атомами С-9 и С-10. Если двойных связей несколько, то они отделены друг от друга метиленовой группой СН 2 .
Правилами ИЮПАК для ВЖК допускается использование их тривиальных названий (см. табл. 10.1 и 10.2).
В настоящее время также применяется собственная номенклатура ненасыщенных ВЖК. В ней концевой атом углерода, независимо от длины цепи, обозначается последней буквой греческого алфавита ω (омега). Отсчет положения двойных связей производится не как обычно от карбоксильной группы, а от метильной группы. Так, линоленовая кислота обозначается как 18:3 ω-3 (омега-3).
Сама линолевая кислота и ненасыщенные кислоты с иным числом атомов углерода, но с расположением двойных связей также у третьего атома углерода, считая от метильной группы, составляют семейство омега-3 ВЖК. Другие типы кислот образуют аналогичные семейства линолевой (омега-6) и олеиновой (омега-9) кислот. Для нормальной жизнедеятельности человека большое значение имеет правильный баланс липидов трех типов кислот: омега-3 (льняное масло, рыбий жир), омега-6 (подсолнечное, кукурузное масла) и омега-9 (оливковое масло) в рационе питания.
Из насыщенных кислот в липидах человеческого организма наиболее важны пальмитиновая С 16 и стеариновая С 18 (см. табл. 10.1), а из ненасыщенных - олеиновая С18:1 , линолевая С18:2 , линоленовая и арахидоновая С 20:4 (см. табл. 10.2).
Следует подчеркнуть роль полиненасыщенных линолевой и линоленовой кислот как соединений, незаменимых для человека («витамин F»). В организме они не синтезируются и должны поступать с пищей в количестве около 5 г в день. В природе эти кислоты содержатся в основном в растительных маслах. Они способствуют
Таблица 10.2. Основные ненасыщенные жирные кислоты липидов
* Включена для сравнения. ** Для цис-изомеров.
нормализации липидного профиля плазмы крови. Линетол, представляющий собой смесь этиловых эфиров высших жирных ненасыщенных кислот, используется в качестве гиполипидемического лекарственного средства растительного происхождения. Спирты. В состав липидов могут входить:
Высшие одноатомные спирты;
Многоатомные спирты;
Аминоспирты.
В природных липидах наиболее часто встречаются насыщенные и реже ненасыщенные длинноцепочечные спирты (С 16 и более) главным образом с четным числом атомов углерода. В качестве примера высших спиртов приведены цетиловый СH 3 (СН 2 ) 15 ОН и мелиссиловый СН 3 (СН 2) 29 ОН спирты, входящие в состав восков.
Многоатомные спирты в большинстве природных липидов представлены трехатомным спиртом глицерином. Встречаются другие многоатомные спирты, например двухатомные спирты этиленгликоль и пропандиол-1,2, а также миоинозит (см. 7.2.2).
Наиболее важными аминоспиртами, входящими в состав природных липидов, являются 2-аминоэтанол (коламин), холин, относя- щийся также к α-аминокислотам серин и сфингозин.
Сфингозин - ненасыщенный длинноцепочечный двухатомный аминоспирт. Двойная связь в сфингозине имеет транс -конфигура- цию, а асимметрические атомы С-2 и С-3 - D-конфигурацию.
Спирты в липидах ацилированы высшими карбоновыми кислотами по соответствующим гидроксильным группам или аминогруппам. У глицерина и сфингозина один из спиртовых гидроксилов может быть этерифицирован замещенной фосфорной кислотой.
10.3. Простые липиды
10.3.1. Воски
Воски - сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных спиртов.
Воски образуют защитную смазку на коже человека и животных и предохраняют растения от высыхания. Они применяются в фармацевтической и парфюмерной промышленности при изготовлении кремов и мазей. Примером служит цетиловый эфир пальмитиновой кислоты (цетин) - главный компонент спермацета. Спермацет выделяется из жира, содержащегося в полостях черепной коробки кашалотов. Другим примером является мелиссиловый эфир пальмитиновой кислоты - компонент пчелиного воска.
10.3.2. Жиры и масла
Жиры и масла - самая распространенная группа липидов. Большинство из них принадлежит к триацилглицеринам - полным эфирам глицерина и ВЖК, хотя также встречаются и принимают участие в обмене веществ моно- и диацилглицерины.
Жиры и масла (триацилглицерины) - сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот.
В организме человека триацилглицерины играют роль структурного компонента клеток или запасного вещества («жировое депо»). Их энергетическая ценность примерно вдвое больше, чем белков
или углеводов. Однако повышенный уровень триацилглицеринов в крови является одним из дополнительных факторов риска развития ишемической болезни сердца.
Твердые триацилглицерины называют жирами, жидкие - маслами. Простые триацилглицерины содержат остатки одинаковых кислот, смешанные - различных.
В составе триацилглицеринов животного происхождения обычно преобладают остатки насыщенных кислот. Такие триацилглицерины, как правило, твердые вещества. Напротив, растительные масла содержат в основном остатки ненасыщенных кислот и имеют жидкую консистенцию.
Ниже приведены примеры нейтральных триацилглицеринов и указаны их систематические и (в скобках) обычно употребляемые тривиальные названия, основанные на названиях входящих в их состав жирных кислот.
10.3.3. Церамиды
Церамиды - это N-ацилированные производные спирта сфингозина.
Церамиды в незначительных количествах присутствуют в тканях растений и животных. Гораздо чаще они входят в состав сложных липидов - сфингомиелинов, цереброзидов, ганглиозидов и др.
(см. 10.4).
10.4. Сложные липиды
Некоторые сложные липиды трудно классифицировать однозначно, так как они содержат группировки, позволяющие отнести их одновременно к различным группам. Согласно общей классификации липидов (см. схему 10.1) сложные липиды обычно делят на три большие группы: фосфолипиды, сфинголипиды и гликолипиды.
10.4.1. Фосфолипиды
В группу фосфолипидов входят вещества, отщепляющие при гидролизе фосфорную кислоту, например глицерофосфолипиды и некоторые сфинголипиды (схема 10.2). В целом фосфолипидам свойственно достаточно высокое содержание ненасыщенных кислот.
Схема 10.2. Классификация фосфолипидов
Глицерофосфолипиды. Эти соединения являются главными липидными компонентами клеточных мембран.
По химическому строению глицерофосфолипиды представляют собой производные l -глицеро-З-фосфата.
l-Глицеро-З-фосфат содержит асимметрический атом углерода и, следовательно, может существовать в виде двух стереоизомеров.
Природные глицерофосфолипиды имеют одинаковую конфигурацию, являясь производными l-глицеро-З-фосфата, образующегося в процессе метаболизма из фосфата дигидроксиацетона.
Фосфатиды. Среди глицерофосфолипидов наиболее распространены фосфатиды - сложноэфирные производные l-фосфатидовых кислот.
Фосфатидовые кислоты - это производные l -глицеро-З-фосфата, этерифицированные жирными кислотами по спиртовым гидроксильным группам.
Как правило, в природных фосфатидах в положении 1 глицериновой цепи находится остаток насыщенной, в положении 2 - ненасыщенной кислоты, а один из гидроксилов фосфорной кислоты этерифицирован многоатомным спиртом или аминоспиртом (X - остаток этого спирта). В организме (рН ~7,4) оставшийся свободным гидроксил фосфорной кислоты и другие ионогенные группировки в фосфатидах ионизированы.
Примерами фосфатидов могут служить соединения, в составе которых фосфатидовые кислоты этерифицированы по фосфатному гидроксилу соответствующими спиртами:
Фосфатидилсерины, этерифицирующий агент - серин;
Фосфатидилэтаноламины, этерифицирующий агент - 2-ами- ноэтанол (в биохимической литературе часто, но не вполне правильно называемый этаноламином);
Фосфатидилхолины, этерифицирующий агент - холин.
Эти этерифицирующие агенты взаимосвязаны между собой, поскольку фрагменты этаноламина и холина могут образовываться в ходе метаболизма из фрагмента серина путем декарбоксилирования и последующего метилирования при помощи S-аденозилметионина (SAM) (см. 9.2.1).
Ряд фосфатидов вместо аминосодержащего этерифицирующего агента содержит остатки многоатомных спиртов - глицерина, миоинозита и др. Приведенные ниже в качестве примера фосфатидилглицерины и фосфатидилинозиты относятся к кислым глицерофосфолипидам, поскольку в их структурах отсутствуют фрагменты аминоспиртов, придающие фосфатидилэтаноламинам и родственным соединениям нейтральный характер.
Плазмалогены. Менее распространены по сравнению со сложноэфирными глицерофосфолипидами липиды с простой эфирной связью, в частности плазмалогены. Они содержат остаток ненасыщенного
* Для удобства способ написания конфигурационной формулы остатка миоинозита в фосфатидилинозитах изменен по сравнению с приведенным выше (см. 7.2.2).
спирта, связанный простой эфирной связью с атомом С-1 глицеро- 3-фосфата, как, например, плазмалогены с фрагментом этаноламина - L-фосфатидальэтаноламины. Плазмалогены составляют до 10% всех липидов ЦНС.
10.4.2. Сфинголипиды
Сфинголипиды представляют собой структурные аналоги глицерофосфолипидов, в которых вместо глицерина используется сфинго- зин. Другим примером сфинголипидов служат рассмотренные выше церамиды (см. 10.3.3).
Важную группу сфинголипидов составляют сфингомиелины, впервые обнаруженные в нервной ткани. В сфингомиелинах гидроксильная группа у С-1 церамида этерифицирована, как правило, фосфатом холина (реже фосфатом коламина), поэтому их можно отнести и к фосфолипидам.
10.4.3. Гликолипиды
Как можно судить по названию, соединения этой группы включают углеводные остатки (чаще D-галактозы, реже D-глюкозы) и не содержат остатка фосфорной кислоты. Типичные представители гликолипидов - цереброзиды и ганглиозиды - представляют собой сфингозинсодержащие липиды (поэтому их можно считать и сфинголипидами).
В цереброзидах остаток церамида связан с D-галактозой или D-глю- козой β-гликозидной связью. Цереброзиды (галактоцереброзиды, глюкоцереброзиды) входят в состав оболочек нервных клеток.
Ганглиозиды - богатые углеводами сложные липиды - впервые были выделены из серого вещества головного мозга. В структурном отношении ганглиозиды сходны с цереброзидами, отличаясь тем, что вместо моносахарида они содержат сложный олигосахарид, включающий по крайней мере один остаток V -ацетилнейраминовой кислоты (см. Приложение 11-2).
10.5. Свойства липидов
Особенностью сложных липидов является их бифильность, обусловленная неполярными гидрофобными и высокополярными ионизированными гидрофильными группировками. В фосфатидилхолинах, например, углеводородные радикалы жирных кислот образуют два неполярных «хвоста», а карбоксильная, фосфатная и холиновая группы - полярную часть.
На границе раздела фаз такие соединения действуют, как превосходные эмульгаторы. В составе клеточных мембран липид- ные компоненты обеспечивают высокое электрическое сопротивление мембраны, ее непроницаемость для ионов и полярных молекул и проницаемость для неполярных веществ. В частности, большинство анестезирующих препаратов хорошо растворяются в липидах, что позволяет им проникать через мембраны нервных клеток.
Жирные кислоты - слабые электролиты ( p K a ~4,8). Они в малой степени диссоциированы в водных растворах. При pH < p K a преобладает неионизированная форма, при pH > p K a , т. е. в физиологических условиях, преобладает ионизированная форма RCOO - . Растворимые соли высших жирных кислот называются мылами. Натриевые соли высших жирных кислот твердые, калиевые - жидкие. Как соли слабых кислот и сильных оснований мыла частично гидролизуются в воде, их растворы имеют щелочную реакцию.
Природные ненасыщенные жирные кислоты, имеющие цис -конфигурацию двойной связи, обладают большим запасом внутренней энергии и, следовательно, по сравнению с транс -изомерами термодинамически менее стабильны. Их цис-транс -изомеризация легко проходит при нагревании, особенно в присутствии инициаторов радикальных реакций. В лабораторных условиях это превращение можно осуществить действием оксидов азота, образующихся при разложении азотной кислоты при нагревании.
Высшие жирные кислоты проявляют общие химические свойства карбоновых кислот. В частности, они легко образуют соответствующие функциональные производные. Жирные кислоты с двойными связями проявляют свойства ненасыщенных соединений - присоединяют по двойной связи водород, галогеноводороды и другие реагенты.
10.5.1. Гидролиз
С помощью реакции гидролиза устанавливают строение липидов, а также получают ценные продукты (мыла). Гидролиз - первая стадия утилизации и метаболизма пищевых жиров в организме.
Гидролиз триацилглицеринов осуществляют либо воздействием перегретого пара (в промышленности), либо нагреванием с водой в присутствии минеральных кислот или щелочей (омыление). В организме гидролиз липидов проходит под действием ферментов липаз. Некоторые примеры реакций гидролиза приведены ниже.
В плазмалогенах, как и в обычных виниловых эфирах, простая эфирная связь расщепляется в кислой, но не в щелочной среде.
10.5.2. Реакции присоединения
Липиды, содержащие в структуре остатки ненасыщенных кислот, присоединяют по двойным связям водород, галогены, галогеноводороды, воду в кислой среде. Иодное число - это мера ненасыщенности триацилглицеринов. Оно соответствует числу граммов иода, которое может присоединиться к 100 г вещества. Состав природных жиров и масел и их иодные числа варьируют в достаточно широких пределах. В качестве примера приводим взаимодействие 1-олеоил- дистеароилглицерина с иодом (иодное число этого триацилглицерина равно 30).
Каталитическое гидрирование (гидрогенизация) ненасыщенных растительных масел - важный промышленный процесс. В этом случае водород насыщает двойные связи и жидкие масла превращаются в твердые жиры.
10.5.3. Реакции окисления
Окислительные процессы с участием липидов и их структурных компонентов достаточно разнообразны. В частности, окисление кис- лородом воздуха ненасыщенных триацилглицеринов при хранении (автоокисление, см. 3.2.1), сопровождаемое гидролизом, является частью процесса, известного как прогоркание масла.
Первичными продуктами взаимодействия липидов с молекулярным кислородом являются гидропероксиды, образующиеся в резуль- тате цепного свободнорадикального процесса (см. 3.2.1).
Пероксидное окисление липидов - один из наиболее важных окислительных процессов в организме. Он является основной причиной повреждения клеточных мембран (например, при лучевой болезни).
Структурные фрагменты ненасыщенных высших жирных кислот в фосфолипидах служат мишенью для атаки активными формами кис- лорода (АФК, см. Приложение 03-1).
При атаке, в частности, гидроксильным радикалом HO", наиболее активным из АФК, молекулы липида LH происходит гомолитический разрыв связи С-Н в аллильном положении, как показано на примере модели пероксидного окисления липидов (схема 10.3). Образующийся радикал аллильного типа L" мгновенно реагирует с находящимся в среде окисления молекулярным кислородом с образованием липидпероксильного радикала LOO". С этого момента начинается цепной каскад реакций пероксидации липидов, поскольку происходит постоянное образование аллильных липидных радикалов L", возобнов- ляющих этот процесс.
Липидные пероксиды LOOH - неустойчивые соединения и могут спонтанно или при участии ионов металлов переменной валентности (см. 3.2.1) разлагаться с образованием липидоксильных радикалов LO", способных инициировать дальнейшее окисление липидного субстрата. Такой лавинообразный процесс пероксидного окисления липидов представляет собой опасность разрушения мембранных структур клеток.
Промежуточно образующийся радикал аллильного типа имеет мезомерное строение и может далее подвергаться превращениям по двум направлениям (см. схему 10.3, пути а и б), приводящим к промежуточным гидропероксидам. Гидропероксиды нестабильны и уже при обычной температуре распадаются с образованием альдегидов, которые далее окисляются в кислоты - конечные продукты реакции. В результате получаются в общем случае две монокарбоновые и две дикарбоновые кислоты с более короткими углеродными цепями.
Ненасыщенные кислоты и липиды с остатками ненасыщенных кислот в мягких условиях окисляются водным раствором перманга- ната калия, образуя гликоли, а в более жестких (с разрывом углеродуглеродных связей) - соответствующие кислоты.
Спасибо
Сайт предоставляет справочную информацию исключительно для ознакомления. Диагностику и лечение заболеваний нужно проходить под наблюдением специалиста. У всех препаратов имеются противопоказания. Консультация специалиста обязательна!
Липиды в питании
Наряду с белками и углеводами, липиды
являются основными пищевыми элементами, из которых состоит значительная часть продуктов питания . Поступление липидов в организм с пищей оказывает значительное влияние на здоровье человека в целом. Недостаточное или избыточное потребление этих веществ может привести к развитию различных патологий.Большинство людей питаются достаточно разнообразно, и в их организм попадают все необходимые липиды. Следует отметить, что часть этих веществ синтезируется печенью , что отчасти компенсирует их недостаток в пище. Однако существуют и незаменимые липиды, а точнее их компоненты – полиненасыщенные жирные кислоты . Если они не поступают в организм с пищей, со временем это неизбежно приведет к определенным нарушениям.
Большая часть липидов в пище расходуется организмом на выработку энергии. Именно поэтому при голодании человек худеет и слабеет. Лишенный энергии организм начинает расходовать запасы липидов из подкожной жировой клетчатки.
Таким образом, липиды играют очень важную роль в здоровом питании человека. Однако при некоторых заболеваниях или нарушениях их количество должно быть строго ограничено. Об этом пациенты обычно узнают от лечащего врача (как правило, гастроэнтеролога или диетолога ).
Энергетическая ценность липидов и их роль в диете
Энергетическая ценность любой пищи рассчитывается в калориях. Продукт питания можно разложить по его составу на белки, углеводы и липиды, которые составляют вместе основную массу. Каждое из этих веществ в организме распадается с выделением определенного количества энергии. Белки и углеводы усваиваются легче, но при распаде 1 г этих веществ выделяется около 4 Ккал (килокалорий ) энергии. Жиры усваиваются труднее, но при распаде 1 г выделяется около 9 Ккал. Таким образом, энергетическая ценность липидов наиболее высока.С точки зрения выделения энергии, наибольшую роль играют триглицериды . Насыщенные кислоты, входящие в состав этих веществ, усваиваются организмом на 30 – 40%. Мононенасыщенные и полиненасыщенные жирные кислоты здоровым организмом усваиваются полностью. Достаточное потребление липидов позволяет использовать углеводы и белки в других целях.
Растительные и животные липиды
Все липиды, поступающие в организм с пищей, можно разделить на вещества животного и растительного происхождения. С химической точки зрения, липиды, составляющие эти две группы, различаются по своему составу и структуре. Это объясняется отличиями в функционировании клеток у растений и животных.Примеры источников липидов растительного и животного происхождения
Каждый источник липидов имеет определенные преимущества и недостатки. Например, в животных жирах содержится холестерин , которого нет в продуктах растительного происхождения. Кроме того, продукты животного происхождения содержат больше липидов, и их выгоднее употреблять с энергетической точки зрения. В то же время, избыток животных жиров повышает риск развития ряда заболеваний, связанных с обменом липидов в организме (атеросклероз , желчекаменная болезнь и др.
). В продуктах растительного происхождения липидов меньше, однако организм не может их синтезировать самостоятельно. Даже небольшое количество морепродуктов, цитрусовых или орехов поставляет достаточно полиненасыщенных жирных кислот, которые жизненно необходимы человеку. В то же время, небольшая доля липидов в растениях не может покрыть полностью энергетические затраты организма. Именно поэтому для сохранения здоровья рекомендуется делать рацион как можно более разнообразным.
Какая суточная потребность организма в липидах?
Липиды являются основными поставщиками энергии в организм, однако их избыток может навредить здоровью. Прежде всего, это касается насыщенных жирных кислот, большая часть которых откладывается в организме и зачастую приводит к ожирению . Оптимальным решением является соблюдение необходимых пропорций между белками, жирами и углеводами. Организм должен получать такое количество калорий, которое он затрачивает в течение дня. Именно поэтому нормы потребления липидов могут быть различными.На потребность организма в липидах могут влиять следующие факторы:
- Вес тела. Людям с избыточным весом приходится тратить больше энергии. Если они не собираются худеть, то потребность в калориях и, соответственно, в липидах будет несколько выше. Если же они стремятся сбросить вес, то ограничить, в первую очередь, нужно именно жирную пищу.
- Нагрузки в течение дня. Люди, выполняющие тяжелую физическую работу, или спортсмены испытывают потребность в большом количестве энергии. Если у среднестатистического человека это 1500 – 2500 калорий, то у шахтеров или грузчиков норма может доходить до 4500 – 5000 калорий в сутки. Разумеется, потребность в липидах также возрастает.
- Характер питания. В каждой стране и у каждого народа существуют свои традиции в питании. Рассчитывая оптимальную диету , надо учитывать, какие именно продукты обычно потребляет человек. У некоторых народов жирная пища является своеобразной традицией, другие же, наоборот, являются вегетарианцами , и потребление липидов у них сведено к минимуму.
- Наличие сопутствующих патологий. При ряде нарушений потребление липидов следует ограничить. Прежде всего, речь идет о заболеваниях печени и желчного пузыря, так как именно эти органы отвечают за переваривание и усвоение липидов.
- Возраст человека. В детском возрасте обмен веществ быстрее, и организм требует больше энергии для нормального роста и развития. Кроме того, у детей обычно не бывает серьезных проблем с желудочно-кишечным трактом, и они хорошо усваивают любую пищу. Следует также учитывать, что грудные дети получают оптимальный набор липидов с грудным молоком . Таким образом, возраст сильно влияет на норму потребления жиров.
- Пол. Считается, что в среднем мужчина потребляет больше энергии, чем женщина, поэтому норма жиров в питании у мужчин несколько выше. Однако у беременных женщин потребность в липидах возрастает.
Самостоятельно человеку трудно произвести необходимые расчеты и учесть все факторы для подбора оптимальной диеты. Для этого лучше обратиться к врачу-диетологу или специалисту по гигиене питания. После непродолжительного опроса и уточнения характера питания они смогут составить оптимальный суточный рацион, которого пациент будет придерживаться в будущем. Также они могут посоветовать конкретные продукты питания, содержащие необходимые липиды.
В каких продуктах в основном содержатся липиды (молоко, мясо и др. )?
В том или ином количестве липиды содержатся практически во всех продуктах питания. Однако в целом продукты животного происхождения более богаты этими веществами. В растениях массовая доля липидов минимальна, однако жирные кислоты, входящие в такие липиды, наиболее важны для организма.Количество липидов в том или ином продукте обычно указывается на упаковке товара в разделе «пищевая ценность». Большинство производителей обязано информировать потребителей о массовой доле белков, углеводов и жиров. В самостоятельно приготовленной пище количество липидов можно рассчитать с помощью специальных таблиц для диетологов, в которых указаны все основные продукты и блюда.
Массовая доля липидов в основных продуктах питания
В большинстве продуктов растительного происхождения (овощи, фрукты, зелень, корнеплоды
) массовая доля жиров составляет не более 1 – 2%. Исключение составляют цитрусовые, где доля липидов несколько выше, и растительные масла, которые представляют собой концентрат липидов.
Существуют ли незаменимые липиды, и какие их важнейшие источники?
Структурной единицей липидов являются жирные кислоты. Большинство этих кислот может быть синтезировано организмом (в основном – клетками печени ) из других веществ. Однако существует ряд жирных кислот, которые организм не может производить самостоятельно. Таким образом, липиды, содержащие эти кислоты, являются незаменимыми.Большая часть незаменимых липидов содержится в продуктах питания растительного происхождения. Это мононенасыщенные и полиненасыщенные жирные кислоты. Клетки организма не могут синтезировать эти соединения, так как обмен веществ у животных сильно отличается от такового у растений.
Незаменимые жирные кислоты и их основные источники в питании
Длительное время вышеперечисленные жирные кислоты приравнивались по значимости для организма к витаминам . Достаточное потребление этих веществ укрепляет иммунитет , ускоряет регенерацию клеток, уменьшает воспалительные процессы, способствует проведению нервных импульсов.
К чему ведет недостаток или избыток липидов в рационе?
Как недостаток, так и избыток липидов в питании могут серьезно повлиять на здоровье организма. В данном случае речь идет не о разовом приеме большого количества жиров (хотя и это может вызвать определенные последствия ), а о систематическом злоупотреблении жирной пище или длительном голодании. В первое время организм вполне способен успешно приспосабливаться к новому режиму питания. Например, при недостатке липидов в пище наиболее важные для организма вещества все равно будут синтезироваться собственными клетками, а энергетические потребности будут покрываться за счет расщепления жировых запасов. При избытке же липидов в питании значительная часть не будет всасываться в кишечнике и покинет организм с фекальными массами, а часть липидов, которые попадут в кровь, трансформируются в жировую ткань. Однако эти механизмы адаптации являются временными. Кроме того, они хорошо работают только в здоровом организме.Возможные последствия дисбаланса липидов в рационе
Липиды крови и плазмы
Значительная часть липидов присутствует в крови в различной форме. Чаще всего это соединения липидов с другими химическими веществами. Например, триглицериды и холестерин переносятся в основном в виде липопротеинов. Уровень различных липидов в крови можно определить с помощью биохимических анализов крови . Это позволяет выявить ряд нарушений и заподозрить соответствующие патологии.Триглицериды
Триглицериды выполняют в основном энергетическую функцию. Они попадают в организм с пищей, всасываются в кишечнике и разносятся по организму с кровью в виде различных соединений. Нормальным содержанием считается уровень 0,41 – 1,8 ммоль/л, но он может колебаться в значительных пределах. Например, после употребления большого количества жирной пищи уровень триглицеридов в крови может повыситься в 2 – 3 раза.Свободные жирные кислоты
Свободные жирные кислоты попадают в кровь в результате распада триглицеридов. В норме они откладываются в жировой ткани. Современные исследования показали взаимосвязь между уровнем свободных жирных кислот в крови и некоторыми патологическими процессами. Например, у людей с высокой концентрацией жирных кислот (натощак ) хуже вырабатывается инсулин , поэтому риск развития сахарного диабета выше. Нормальное содержание жирных кислот в крови у взрослого человека – 0,28 – 0,89 ммоль/л. У детей границы нормы шире (до 1,10 ммоль/л ).Холестерин
Холестерин является одним из наиболее важных липидов в организме человека. Он входит в состав множества клеточных компонентов и других веществ, влияя на самые разные процессы. Избыток или недостаток этого вещества либо нарушения его усвоения организмом могут привести к развитию тяжелых заболеваний.В организме человека холестерин выполняет следующие функции:
- придает жесткость клеточным мембранам;
- принимает участие в синтезе стероидных гормонов ;
- входит в состав желчи;
- участвует в усвоении витамина D ;
- регулирует проницаемость стенок некоторых клеток.
Липопротеины (липопротеиды ) и их фракции (низкой плотности, высокой плотности и др. )
Термином липопротеины или липопротеиды обозначают группу сложных белковых соединений, которые осуществляют транспорт липидов в крови. Некоторые липопротеины фиксированы в клеточных мембранах и выполняют ряд функций, связанных с обменом веществ в клетке.Все липопротеины крови разделяют на несколько классов, каждый из которых имеет свои особенности. Основным критерием, по которым отличают липопротеины, является их плотность. По этому показателю все эти вещества подразделяют на 5 групп.
Существуют следующие классы (фракции ) липопротеинов:
- Высокой плотности. ЛПВП ) принимают участие в переносе липидов от тканей организма к печени. С медицинской точки зрения они считаются полезными, так как за счет маленьких размеров могут проходить сквозь стенки сосудов и «очищать» их от отложений липидов. Таким образом, высокий уровень ЛПВП снижает риск развития атеросклероза.
- Низкой плотности. ЛПНП ) осуществляют транспорт холестерина и других липидов от печени (места их синтеза ) к тканям. С медицинской точки зрения эта фракция липопротеинов является вредной, так как именно ЛПНП способствуют отложению липидов на стенках сосудов с образованием атеросклеротических бляшек. Высокий уровень ЛПНП сильно повышает риск развития атеросклероза.
- Средней (промежуточной ) плотности. Липопротеины промежуточной плотности (ЛППП ) не имеют существенного диагностического значения, так как являются промежуточным продуктом обмена липидов в печени. Они также переносят липиды от печени к другим тканям.
- Очень низкой плотности. ЛОНП ) переносят липиды от печени к тканям. Они также повышают риск развития атеросклероза, но в этом процессе играют второстепенную роль (после ЛПНП ).
- Хиломикроны. Хиломикроны значительно больше других липопротеинов. Они образуются в стенках тонкого кишечника и переносят липиды, поступающие с пищей к другим органам и тканям. В развитии различных патологических процессов эти вещества не играют значительной роли.
Анализ на липиды
В настоящее время существует множество лабораторных анализов, с помощью которых можно определить различные липиды в крови. Обычно для этого берется венозная кровь. Пациента на анализ отправляет лечащий врач. Самые важные липиды (общий холестерин, триглицериды
) определяют в биохимическом анализе крови. Если пациенту необходимо более детальное обследование, врач указывает, какие именно липиды нужно определить. Сам анализ обычно длится несколько часов. Большинство лабораторий выдает результаты на следующий день.Что такое липидограмма?
Липидограмма представляет собой комплекс лабораторных анализов крови, направленных на выяснение уровня липидов в крови. Это наиболее полезное исследование для пациентов с различными нарушениями обмена липидов, а также для больных с атеросклерозом. Некоторые показатели, входящие в липидограмму, определяются и в биохимическом анализе крови, но в ряде случаев этого может быть недостаточно для постановки точного диагноза. Липидограмму назначает лечащий врач, исходя из симптомов и жалоб пациента. Этот анализ проводит практически любая биохимическая лаборатория.Липидограмма включает анализы на определение следующих липидов крови:
- Холестерин. Этот показатель не всегда зависит от образа жизни и питания. Значительную часть холестерина в крови составляет так называемый эндогенный холестерин, который вырабатывается самим организмом.
- Триглицериды. Уровень триглицеридов обычно растет или понижается пропорционально уровню холестерина. Также он может повышаться после еды.
- Липопротеины низкой плотности (ЛПНП ). Накопление этих соединений в крови сильно повышает риск развития атеросклероза.
- Липопротеины высокой плотности (ЛПВП ). Эти соединения способны «очищать» сосуды от избытка холестерина и являются полезными для организма. Низкий уровень ЛПВП говорит о том, что организм плохо усваивает жиры.
- Липопротеины очень низкой плотности (ЛОНП ). Имеют второстепенное диагностическое значение, но их повышение вместе с ростом уровня ЛПНП обычно говорит об атеросклерозе.
Перед сдачей крови на липидограмму следует придерживаться нескольких простых правил. Они помогут избежать значительных колебаний уровня липидов в крови и сделают результаты более достоверными.
Перед сдачей анализа пациенты должны учитывать следующие рекомендации:
- Вечером перед сдачей анализа кушать можно, но злоупотреблять жирной пищей не стоит. Лучше придерживаться привычного режима питания.
- За день перед сдачей анализа надо исключить различного рода нагрузки (как физические, так и эмоциональные ), так как они могут привести к распаду запасов жировой ткани в организме и повышению уровня липидов в крови.
- Утром, непосредственно перед сдачей крови, не следует курить .
- Регулярный прием ряда препаратов тоже влияет на уровень липидов в крови (противозачаточные препараты , гормональные препараты и др. ). Отменять их не обязательно, но этот факт нужно учитывать при интерпретации результатов.
Нормальный уровень липидов в крови
Границы нормы у всех людей несколько отличаются. Зависит это от пола, возраста, наличия хронических патологий и ряда других показателей. Однако существуют определенные пределы, превышение которых однозначно указывает на наличие проблем. Ниже в таблице приведены общепринятые границы нормы для различных липидов крови.Границы нормы относительны, и сам пациент не всегда может сделать правильные выводы при интерпретации результатов анализа. Лечащий врач при ознакомлении с результатами обязательно учтет, что во время беременности границы нормы расширяются, как и при голодании. Поэтому паниковать при некоторых отклонениях от нормы не стоит. Окончательное заключение в любом случае должен сделать лечащий врач.
Болезни, связанные с обменом липидов
Существует довольно много заболеваний, которые в той или иной степени связаны с обменом липидов в организме. Часть таких патологий вызывает повышение или понижение различных липидов в крови, что отражается в анализах. Другие патологии являются следствием дисбаланса липидов.Нарушения обмена липидов (дислипидемии )
Избыток или недостаток липидов в рационе может приводить к разнообразным патологиям. В здоровом организме, нормально усваивающем все поступающие вещества, этот дисбаланс не так влияет на обменные процессы. Например, избыток липидов не всегда приводит к ожирению. Для этого у человека должна быть также генетическая предрасположенность, эндокринные нарушения, либо он должен вести малоподвижный образ жизни. Другими словами, количество липидов в питании в большинстве случаев является лишь одним из многих факторов, влияющих на появление патологии.Дисбаланс липидов может привести к следующим патологиям:
- атеросклероз (как следствие – аневризмы , ишемическая болезнь сердца , гипертония или другие проблемы с сердечно-сосудистой системой );
- проблемы с кожей;
- проблемы с нервной системой;
- ряд патологий желудочно-кишечного тракта (панкреатит , желчекаменная болезнь и др. ).
Причины повышенного и пониженного уровня липидов
Наиболее распространенной причиной повышенного уровня липидов в анализе крови являются ошибки, допущенные при сдаче крови. Пациенты сдают кровь не натощак, из-за чего содержание липидов не успевает нормализоваться, и врач ошибочно может заподозрить некоторые проблемы. Однако существует множество патологий, которые вызывают нарушения содержания липидов в крови, независимо от питания.Патологические состояния, связанные с изменением количества липидов в крови, называют дислипидемиями. Их тоже разделяют на несколько видов. Если в крови повышен уровень триглицеридов, говорят о гипертриглицеридемии (синоним – гиперлипемия ). Если же повышается уровень холестерина, говорят о гиперхолестеринемии.
Также все дислипидемии по происхождению разделяют на следующие группы:
- Первичные. Под первичными дислипидемиями подразумевают в основном генетические заболевания и отклонения. Как правило, они проявляются избытком или недостатком каких-либо ферментов , что и нарушает обмен липидов. В результате понижается или повышается количество этих веществ в крови.
- Вторичные. Под вторичными дислипидемиями подразумевают патологические состояния, при которых повышение липидов в крови является следствием какой-то другой патологии. Таким образом, лечить нужно, в первую очередь, именно эту патологию, тогда уровень липидов постепенно стабилизируется.
Различают пять основных типов первичных гиперлипопротеинемий (повышенный уровень липопротеинов ):
- Гиперхиломикронемия. При данном заболевании в крови растет уровень триглицеридов, в то время как уровень других липидов обычно остается в пределах нормы. У пациентов могут возникать приступообразные боли в животе , но без напряжения мышц брюшного пресса. На коже могут появляться ксантомы (образования коричневого или желтоватого цвета ). Болезнь не ведет к развитию атеросклероза.
- Семейная гипер-бета-липопротеинемия. При данной патологии растет количество бета-липопротеинов, а иногда и пребета-липопротеинов. В анализе значительно превышен уровень холестерина. Количество триглицеридов может быть в норме или слегка повышено. У больных также появляется ксантоматоз (ксантомы на коже ). Значительно повышается риск атеросклероза. При данном заболевании возможен инфаркт миокарда даже в молодом возрасте.
- Семейная гиперхолестеринемия с гиперлипемией. В крови значительно повышен уровень и холестерина, и триглицеридов. Ксантомы крупные и появляются после 20 – 25 лет. Повышен риск развития атеросклероза.
- Гипер-пре-бета-липопротеинемия. В данном случае растет уровень триглицеридов, а уровень холестерина остается в пределах нормы. Болезнь часто сочетается с сахарным диабетом, подагрой или ожирением.
Также существуют вторичные (симптоматические ) гиперлипопротеинемии при следующих заболеваниях:
- Сахарный диабет. В данном случае избыток липидов в крови объясняется трансформацией избытка углеводов.
- Острый панкреатит. При данном заболевании усвоение липидов нарушается, а в крови их уровень растет за счет распада жировой ткани.
- Гипотиреоз. Болезнь вызвана недостатком гормонов щитовидной железы , которые регулируют в том числе обмен липидов в организме.
- Внутрипеченочный холестаз и другие патологии печени. Печень принимает участие в синтезе большинства липидов, необходимых организму. При различных гепатитах, нарушениях оттока желчи и других патологиях печени и желчевыводящих протоков уровень липидов в крови может возрастать.
- Нефротический синдром. Данный синдром развивается при поражении клубочкового аппарата почек . У больных наблюдаются сильные почечные отеки. В крови падает уровень белков, а уровень холестерина значительно повышается.
- Порфирия. Порфирия является заболеванием с наследственной предрасположенностью. У больных нарушается обмен ряда веществ, в результате чего в крови накапливаются порфирины. Параллельно может повышаться уровень липидов (иногда значительно ).
- Некоторые аутоиммунные заболевания. При аутоиммунных заболеваниях антитела, производимые организмом, атакуют собственные клетки. В большинстве случаев развиваются хронические воспалительные процессы, с которыми связано повышение уровня липидов.
- Подагра. При подагре в организме нарушается обмен мочевой кислоты , и она накапливается в виде солей. Отчасти это отражается и на обмене липидов, хотя их уровень в данном случае повышен незначительно.
- Злоупотребление алкоголем. Злоупотребление алкоголем приводит к патологиям печени и желудочно-кишечного тракта. Может активироваться ряд ферментов, повышающих уровень липидов в крови.
- Прием некоторых медикаментов. К повышению уровня липидов может привести, например, длительный прием пероральных контрацептивов (противозачаточные средства ). Чаще всего о данном побочном эффекте упоминают в инструкции к соответствующему препарату. Перед сдачей анализа такие препараты принимать не следует либо нужно предупредить об этом лучащего врача, чтобы он правильно интерпретировал результаты анализа.
Также повышенный уровень липопротеинов в крови может наблюдаться при беременности . Такое повышение обычно незначительно. При повышении уровня липидов в 2 – 3 раза выше нормы, нужно рассматривать вероятность беременности в сочетании с другими патологиями, вызывающими повышение уровня липидов.
Какие болезни пищеварительной системы связаны с обменом липидов?
Здоровая пищеварительная система является залогом хорошего усвоения липидов и других питательных веществ. Значительный дисбаланс липидов в пище в течение долгого времени может привести к развитию некоторых патологий желудкаОдной из самых распространенных проблем в кардиологии является атеросклероз. Это заболевание возникает из-за отложения липидов в сосудах (преимущественно в артериях ). В результате этого процесса просвет сосуда сужается и затрудняется ток крови. В зависимости от того, какие артерии поражены атеросклеротическими бляшками, у пациентов могут наблюдаться различные симптомы. Наиболее характерно высокое артериальное давление , ишемическая болезнь сердца (иногда и инфаркт миокарда ), появление аневризм.Атерогенными липидами называют те вещества, которые ведут к развитию атеросклероза. Следует отметить, что разделение липидов на атерогенные и неатерогенные весьма условно. Помимо химической природы веществ развитию данного заболевания способствует и множество других факторов.
Атерогенные липиды чаще ведут к развитию атеросклероза в следующих случаях:
- интенсивное курение;
- наследственность;
- сахарный диабет;
- избыточный вес (ожирение );
- малоподвижный образ жизни (гиподинамия ) и др.
Loading...