Padarykite lipidus. Lipidai – kas jie? Klasifikacija. Lipidų apykaita organizme ir jų biologinis vaidmuo. Sočiosios ir nesočiosios riebalų rūgštys

Lipidai- Labai nevienalytės savo cheminės struktūros medžiagos, pasižyminčios skirtingu tirpumu organiniuose tirpikliuose ir, kaip taisyklė, netirpios vandenyje. Jie vaidina svarbų vaidmenį gyvenimo procesuose. Lipidai, kaip vienas iš pagrindinių biologinių membranų komponentų, veikia jų pralaidumą, dalyvauja perduodant nervinius impulsus, kuriant tarpląstelinius kontaktus.

Kitos lipidų funkcijos yra energijos rezervo formavimas, apsauginių vandenį atstumiančių ir šilumą izoliuojančių dangų kūrimas gyvūnams ir augalams, organų ir audinių apsauga nuo mechaninio įtempimo.

LIPIDŲ KLASIFIKACIJA

Priklausomai nuo cheminės sudėties, lipidai skirstomi į kelias klases.

  1. Paprastiems lipidams priskiriamos medžiagos, kurių molekulės susideda tik iš riebalų rūgščių (arba aldehidų) ir alkoholių likučių. Jie apima
    • riebalai (trigliceridai ir kiti neutralūs gliceridai)
    • vaškai
  2. Sudėtingi lipidai
    • fosforo rūgšties dariniai (fosfolipidai)
    • lipidai, kuriuose yra cukraus likučių (glikolipidai)
    • sterolių
    • steridai

Šiame skyriuje lipidų chemija bus nagrinėjama tik tiek, kiek būtina norint suprasti lipidų apykaitą.

Jei gyvūno ar augalo audinys yra apdorojamas vienu ar keliais (dažniau nuosekliai) organiniais tirpikliais, pavyzdžiui, chloroformu, benzenu arba petrolio eteriu, dalis medžiagos ištirpsta. Šios tirpios frakcijos (ekstrakto) komponentai vadinami lipidais. Lipidų frakcijoje yra įvairių rūšių medžiagų, kurių dauguma parodyta diagramoje. Atkreipkite dėmesį, kad dėl lipidų frakcijoje esančių komponentų nevienalytiškumo terminas "lipidų frakcija" negali būti laikomas struktūrine charakteristika; tai tik darbinis laboratorijos pavadinimas frakcijai, gautai ekstrahuojant biologinę medžiagą mažo poliškumo tirpikliais. Nepaisant to, dauguma lipidų turi keletą bendrų struktūrinių ypatybių, kurios lemia jų svarbias biologines savybes ir panašų tirpumą.

Riebalų rūgštis

Riebalų rūgštys – alifatinės karboksirūgštys – organizme gali būti laisvos (pėdsakai ląstelėse ir audiniuose) arba būti daugelio lipidų klasių statybiniai blokai. Iš gyvų organizmų ląstelių ir audinių buvo išskirta daugiau nei 70 skirtingų riebalų rūgščių.

Riebalų rūgštys, esančios natūraliuose lipiduose, turi lyginį anglies atomų skaičių ir daugiausia turi nešakotą anglies grandinę. Žemiau pateikiamos dažniausiai aptinkamų natūralių riebalų rūgščių formulės.

Natūralios riebalų rūgštys, nors ir šiek tiek sąlyginai, gali būti suskirstytos į tris grupes:

  • sočiųjų riebalų rūgščių [Rodyti]
  • mononesočiųjų riebalų rūgščių [Rodyti]

    Mononesočiosios (su viena dviguba jungtimi) riebalų rūgštys:

  • polinesočiųjų riebalų rūgščių [Rodyti]

    Polinesočiosios (su dviem ar daugiau dvigubų jungčių) riebalų rūgštys:

Be šių trijų pagrindinių grupių, yra ir vadinamųjų neįprastų natūralių riebalų rūgščių grupė [Rodyti] .

Riebalų rūgštys, sudarančios gyvūnų ir aukštesnių augalų lipidus, turi daug bendrų savybių. Kaip jau minėta, beveik visose natūraliose riebalų rūgštyse yra lyginis anglies atomų skaičius, dažniausiai 16 arba 18. Gyvūnų ir žmonių nesočiosios riebalų rūgštys, dalyvaujančios lipidų konstrukcijoje, dažniausiai turi dvigubą ryšį tarp 9 ir 10 anglies, papildomos dvigubos jungtys, tokios kaip paprastai atsiranda tarp 10-osios anglies ir metilo grandinės galo. Skaičius gaunamas iš karboksilo grupės: arčiausiai COOH grupės esantis C atomas žymimas α, gretimas yra β, o galinis anglies atomas angliavandenilio radikale yra ω.

Natūralių nesočiųjų riebalų rūgščių dvigubų ryšių ypatumas slypi tame, kad jas visada skiria dvi paprastos jungtys, tai yra, tarp jų visada yra bent viena metileno grupė (-CH = CH-CH 2 -CH = CH- ). Tokios dvigubos jungtys vadinamos „izoliuotomis“. Natūraliai randamos nesočiosios riebalų rūgštys turi cis konfigūraciją, o trans konfigūracijos yra labai retos. Manoma, kad nesočiosiose riebalų rūgštyse, turinčiose keletą dvigubų jungčių, cis konfigūracija suteikia angliavandenilių grandinei išlenktą ir sutrumpėjusią išvaizdą, o tai turi biologinę prasmę (ypač atsižvelgiant į tai, kad daugelis lipidų yra membranų dalis). Mikrobų ląstelėse nesočiosios riebalų rūgštys paprastai turi vieną dvigubą jungtį.

Ilgos grandinės riebalų rūgštys praktiškai netirpsta vandenyje. Jų natrio ir kalio druskos (muilas) sudaro miceles vandenyje. Pastarojoje neigiamai įkrautos riebalų rūgščių karboksilo grupės susiduria su vandenine faze, o nepolinės angliavandenilių grandinės yra paslėptos micelinės struktūros viduje. Tokios micelės turi bendrą neigiamą krūvį ir lieka pakibusios tirpale dėl abipusio atstūmimo (95 pav.).

Neutralūs riebalai (arba gliceridai)

Neutralūs riebalai yra glicerolio ir riebalų rūgščių esteriai. Jei visos trys glicerolio hidroksilo grupės yra esterintos riebalų rūgštimis, tai toks junginys vadinamas trigliceridu (triacilgliceroliu), jei dvi - digliceridu (diacilglicerolis) ir galiausiai, jei viena grupė esterinama - monogliceridu (monoacilglicerolis).

Neutralūs riebalai organizme randami arba protoplazminių riebalų, kurie yra struktūrinis ląstelių komponentas, arba rezervinių, atsarginių riebalų pavidalu. Šių dviejų riebalų formų vaidmuo organizme nėra vienodas. Protoplazminiai riebalai turi pastovią cheminę sudėtį ir audiniuose yra tam tikru kiekiu, kuris nekinta net sergant nutukimu, o atsarginių riebalų kiekis yra labai svyruojantis.

Didžioji dalis natūralių neutralių riebalų yra trigliceridai. Riebalų rūgštys trigliceriduose gali būti sočiosios arba nesočiosios. Tarp riebalų rūgščių dažniau pasitaiko palmitino, stearino ir oleino rūgštys. Jei visi trys rūgščių radikalai priklauso tai pačiai riebalų rūgščiai, tai tokie trigliceridai vadinami paprastaisiais (pavyzdžiui, tripalmitinas, tristearinas, trioleinas ir kt.), o jei tai skirtingos riebalų rūgštys, tai jie vadinami mišriaisiais. Mišrūs trigliceridai pavadinti pagal juos sudarančias riebalų rūgštis; skaičiai 1, 2 ir 3 rodo riebalų rūgšties liekanos ryšį su atitinkama alkoholio grupe glicerolio molekulėje (pavyzdžiui, 1-oleo-2-palmitostearinu).

Riebalų rūgštys, sudarančios trigliceridus, praktiškai lemia jų fizikines ir chemines savybes. Taigi, didėjant sočiųjų riebalų rūgščių likučių skaičiui ir ilgiui, didėja trigliceridų lydymosi temperatūra. Priešingai, kuo didesnis nesočiųjų riebalų rūgščių arba trumpos grandinės rūgščių kiekis, tuo žemesnė lydymosi temperatūra. Gyvuliniai riebalai (taukai) dažniausiai turi nemažą kiekį sočiųjų riebalų rūgščių (palmitino, stearino ir kt.), dėl kurių kambario temperatūroje jie būna kieti. Riebalai, kuriuose yra daug mono- ir polinesočiųjų rūgščių, įprastoje temperatūroje yra skysti ir vadinami aliejais. Taigi kanapių aliejuje 95 % visų riebalų rūgščių yra oleino, linolo ir linoleno rūgštys, o tik 5 % – stearino ir palmitino rūgštys. Atkreipkite dėmesį, kad žmogaus riebaluose, tirpstančiame 15 ° C temperatūroje (jie yra skysti kūno temperatūroje), yra 70% oleino rūgšties.

Gliceridai gali dalyvauti visose cheminėse reakcijose, būdingose ​​esteriams. Didžiausią reikšmę turi muilinimo reakcija, kurios metu iš trigliceridų susidaro glicerolis ir riebalų rūgštys. Riebalų muilinimas gali vykti tiek vykstant fermentinei hidrolizei, tiek veikiant rūgštims ar šarmams.

Šarminis riebalų skilimas, veikiant kaustinę sodą arba kaustinį kalį, atliekamas pramoninėje muilo gamyboje. Prisiminkite, kad muilas yra aukštesnių riebalų rūgščių natrio arba kalio druskos.

Natūraliams riebalams apibūdinti dažnai naudojami šie rodikliai:

  1. jodo skaičius – jodo gramų skaičius, kuris tam tikromis sąlygomis suriša 100 g riebalų; šis skaičius apibūdina riebaluose esančių riebalų rūgščių nesočiųjų laipsnį, jautienos riebaluose – 32–47, avienos – 35–46, kiaulienos – 46–66 jodo skaičių;
  2. rūgšties skaičius – miligramų kausto kalio kiekis, reikalingas 1 g riebalų neutralizavimui. Šis skaičius rodo laisvųjų riebalų rūgščių kiekį riebaluose;
  3. muilinimo skaičius – miligramų kausto kalio, sunaudoto, norint neutralizuoti visas riebalų rūgštis (tiek įtrauktas į trigliceridus, tiek laisvas), esančias 1 g riebalų. Šis skaičius priklauso nuo riebalų rūgščių, sudarančių riebalus, santykinės molekulinės masės. Pagrindinių gyvulinių riebalų (jautienos, ėrienos, kiaulienos) muilinimo skaičius praktiškai nesiskiria.

Vaškai yra aukštesniųjų riebalų rūgščių ir aukštesniųjų monohidroksilių arba dvihidročių alkoholių esteriai, turintys anglies atomų skaičių nuo 20 iki 70. Jų bendrosios formulės pateiktos diagramoje, kur R, R "ir R" yra galimi radikalai.

Vaškas gali būti riebalų dalis, dengianti odą, vilną, plunksnas. Augaluose 80% visų lipidų, sudarančių plėvelę lapų ir kamienų paviršiuje, yra vaškai. Taip pat žinoma, kad vaškai yra normalūs kai kurių mikroorganizmų metabolitai.

Natūralūs vaškai (pavyzdžiui, bičių vaškas, spermacetas, lanolinas) paprastai, be minėtų esterių, turi tam tikrą kiekį laisvųjų aukštesniųjų riebalų rūgščių, alkoholių ir angliavandenilių, turinčių 21-35 anglies atomus.

Fosfolipidai

Šiai sudėtingų lipidų klasei priklauso glicerofosfolipidai ir sfingolipidai.

Glicerofosfolipidai yra fosfatido rūgšties dariniai: juose yra glicerolio, riebalų rūgščių, fosforo rūgšties ir dažniausiai azoto turinčių junginių. Bendra glicerofosfolipidų formulė parodyta diagramoje, kur R1 ir R2 yra aukštesniųjų riebalų rūgščių radikalai, o R3 yra azoto junginio radikalai.

Visiems glicerofosfolipidams būdinga tai, kad viena jų molekulės dalis (radikalai R1 ir R2) pasižymi ryškiu hidrofobiškumu, o kita dalis yra hidrofilinė dėl neigiamo fosforo rūgšties liekanos krūvio ir teigiamo radikalo R3 krūvio.

Iš visų lipidų glicerofosfolipidai turi ryškiausias polines savybes. Glicerofosfolipidus patalpinus į vandenį, tik nedidelė jų dalis virsta tikru tirpalu, o didžioji dalis „ištirpusių“ lipidų yra vandeninėse sistemose micelių pavidalu. Yra keletas glicerofosfolipidų grupių (poklasių).

    [Rodyti] .

    Skirtingai nuo trigliceridų fosfatidilcholino molekulėje, viena iš trijų glicerolio hidroksilo grupių yra susijusi ne su riebalų, o su fosforo rūgštimi. Be to, fosforo rūgštis, savo ruožtu, yra sujungta eterio jungtimi su azoto baze [HO-CH 2 -CH 2 -N + = (CH 3) 3] - cholinu. Taigi glicerolis, aukštesnės riebalų rūgštys, fosforo rūgštis ir cholinas yra sujungti fosfatidilcholino molekulėje.

    [Rodyti] .

    Pagrindinis skirtumas tarp fosfatidilcholinų ir fosfatidiletanolaminų yra tas, kad pastarieji apima azoto bazę etanolaminą (HO-CH 2 -CH 2 -NH 3 +), o ne choliną.

    Iš glicerofosfolipidų gyvūnų ir aukštesniųjų augalų organizme daugiausiai randama fosfatidilcholinų ir fosfatidiletanolaminų. Šios dvi glicerofosfolipidų grupės yra metaboliškai susijusios viena su kita ir yra pagrindiniai ląstelių membranų lipidiniai komponentai.

  • Fosfatidilserinai [Rodyti] .

    Fosfatidilserino molekulėje azoto junginys yra serino aminorūgšties liekana.

    Fosfatidilserinai yra daug rečiau paplitę nei fosfatidilcholinai ir fosfatidiletanolaminai, o jų svarbą daugiausia lemia tai, kad jie dalyvauja fosfatidiletanolaminų sintezėje.

  • Plazmalogenai (acetalio fosfatidai) [Rodyti] .

    Jie skiriasi nuo aukščiau aptartų glicerofosfolipidų tuo, kad vietoj vienos aukštesnės riebalų rūgšties liekanos juose yra riebalų rūgšties aldehido liekana, kuri yra sujungta su glicerolio hidroksilo grupe nesočiąja esterio jungtimi:

    Taigi, hidrolizės metu plazmogenas suyra į glicerolį, aukštesnių riebalų rūgščių aldehidą, riebalų rūgštį, fosforo rūgštį, choliną arba etanolaminą.

    • [Rodyti] .

    Šios glicerofosfolipidų grupės R3 radikalas yra šešių anglies cukraus alkoholis – inozitolis:

    Fosfatidilinozitoliai yra gana plačiai paplitę gamtoje. Jų yra gyvūnuose, augaluose ir mikrobuose. Gyvūnų organizme jų yra smegenyse, kepenyse ir plaučiuose.

    [Rodyti] .

    Pažymėtina, kad laisvosios fosfatido rūgšties gamtoje randama, nors palyginti su kitais glicerofosfolipidais, palyginti nedideliais kiekiais.

Kardiolilinas priklauso glicerofosfolipidams, tiksliau – poliglicerolio fosfatams. Kardiolipino molekulės pagrindą sudaro trys glicerolio liekanos, sujungtos viena su kita dviem fosfodiesterio tilteliais per 1 ir 3 pozicijas; dviejų išorinių glicerolio liekanų hidroksilo grupės esterinamos riebalų rūgštimis. Kardiolipinas yra mitochondrijų membranų dalis. Lentelė 29 apibendrinti duomenys apie pagrindinių glicerofosfolipidų struktūrą.

Tarp riebalų rūgščių, sudarančių glicerofosfolipidus, yra ir sočiųjų, ir nesočiųjų riebalų rūgščių (dažniau stearino, palmitino, oleino ir linolo).

Taip pat nustatyta, kad daugumoje fosfatidilcholinų ir fosfatidiletanolaminų yra viena sočiųjų aukštesniųjų riebalų rūgštis, esterinta 1 padėtyje (1-ame glicerolio anglies atome), ir viena nesočioji aukštesnė riebalų rūgštis, esterinta 2 padėtyje. Pavyzdžiui, kobros nuoduose esantys fermentai, priklausantys fosfolipazėms A 2, pašalina nesočiąsias riebalų rūgštis ir susidaro lizofosfatidilcholinai arba lizofosfatidiletanolaminai, turintys stiprų hemolizinį poveikį.

Sfingolipidai

Glikolipidai

Sudėtingi lipidai, kurių molekulėje yra angliavandenių grupių (dažniau D-galaktozės liekana). Glikolipidai vaidina esminį vaidmenį biologinių membranų funkcionavime. Jie daugiausia randami smegenų audinyje, tačiau taip pat yra kraujo ląstelėse ir kituose audiniuose. Yra trys pagrindinės glikolipidų grupės:

  • cerebrozidai
  • sulfatidai
  • gangliozidai

Cerebroziduose nėra nei fosforo rūgšties, nei cholino. Juose yra heksozė (dažniausiai D-galaktozė), kuri eterio jungtimi yra sujungta su aminoalkoholio sfingozino hidroksilo grupe. Be to, riebalų rūgštis yra cerebrozido dalis. Tarp šių riebalų rūgščių labiausiai paplitusios yra lignocerinės, nervų ir cerebrono rūgštys, t. y. riebalų rūgštys, turinčios 24 anglies atomus. Cerebrozidų struktūrą galima pavaizduoti diagramoje. Cerebrozidai taip pat gali būti klasifikuojami kaip sfingolipidai, nes juose yra alkoholio sfingozino.

Labiausiai tirti cerebrozidų atstovai yra nervas, kuriame yra neurotinės rūgšties, cerebronas, kuriame yra cerebrono rūgšties, ir kerazinas, kuriame yra lignociro rūgšties. Ypač daug cerebrozidų yra nervinių ląstelių membranose (mielino apvalkale).

Sulfatidai nuo cerebrozidų skiriasi tuo, kad jų molekulėje yra sieros rūgšties likučių. Kitaip tariant, sulfatidas yra cerebrozido sulfatas, kuriame sulfatas yra esterintas trečiajame heksozės anglies atome. Žinduolių smegenyse sulfatidai, kaip ir cerebrozidai, randami baltojoje medžiagoje. Tačiau jų kiekis smegenyse yra daug mažesnis nei cerebrozidų.

Gangliozidų hidrolizės metu galima rasti aukštesnių riebalų rūgščių, sfingozino alkoholio, D-gliukozės ir D-galaktozės, taip pat amino cukrų darinių: N-acetilgliukozamino ir N-acetilneuramino rūgšties. Pastarasis organizme sintetinamas iš gliukozamino.

Struktūriškai gangliozidai iš esmės yra panašūs į cerebrozidus, tik tuo, kad vietoj vienos galaktozės liekanos juose yra sudėtingas oligosacharidas. Vienas iš paprasčiausių gangliozidų yra hematozidas, išskirtas iš eritrocitų stromos (schema)

Skirtingai nuo cerebrozidų ir sulfatidų, gangliozidai daugiausia randami pilkojoje smegenų medžiagoje ir yra susitelkę nervų ir glijos ląstelių plazminėse membranose.

Visi aukščiau aptarti lipidai paprastai vadinami muilinamais, nes muilai susidaro jų hidrolizės metu. Tačiau yra lipidų, kurie nėra hidrolizuojami, kad išsiskirtų riebalų rūgštys. Šie lipidai apima steroidus.

Steroidai yra natūralūs junginiai. Jie yra ciklopentano perhidrofenantreno šerdies dariniai, susidedantys iš trijų sulietų cikloheksano ir vieno ciklopentano žiedo. Steroidai apima daugybę hormoninių medžiagų, taip pat cholesterolį, tulžies rūgštis ir kitus junginius.

Žmogaus organizme steroliai užima pirmąją vietą tarp steroidų. Svarbiausias sterolių atstovas yra cholesterolis:

Jame C3 yra alkoholio hidroksilo grupė ir C17 šakotoji alifatinė aštuonių anglies atomų grandinė. Hidroksilo grupė C3 gali būti esterinama aukštesne riebalų rūgštimi; Šiuo atveju susidaro cholesterolio esteriai (cholesteridai):

Cholesterolis atlieka pagrindinio tarpinio junginio vaidmenį daugelio kitų junginių sintezėje. Daugelio gyvūnų ląstelių plazmos membranose gausu cholesterolio; žymiai mažesnis kiekis jo yra mitochondrijų membranose ir endoplazminiame tinkle. Atminkite, kad augaluose nėra cholesterolio. Augalai turi kitų sterolių, bendrai žinomų kaip fitosteroliai.

Lipidai yra svarbiausias organizmo energijos atsargų šaltinis. Faktas akivaizdus net nomenklatūros lygmenyje: graikiškas žodis „lipos“ verčiamas kaip riebalai. Atitinkamai lipidų kategorija vienija į riebalus panašias biologinės kilmės medžiagas. Junginių funkcionalumas yra gana įvairus, o tai lemia šios kategorijos biologinių objektų sudėties nevienalytiškumas.

Kokias funkcijas atlieka lipidai?

Išvardykite pagrindines lipidų funkcijas organizme, kurios yra pagrindinės. Įvadiniame etape patartina pabrėžti pagrindinius į riebalus panašių medžiagų vaidmenis žmogaus kūno ląstelėse. Pagrindinis sąrašas yra penkios lipidų funkcijos:

  1. rezervinė energija;
  2. struktūros formavimas;
  3. transportas;
  4. izoliuojantis;
  5. signalas.

Antrinės užduotys, kurias lipidai atlieka kartu su kitais junginiais, apima reguliavimo ir fermentinį vaidmenį.

Kūno energijos rezervas

Tai ne tik vienas iš svarbių, bet ir prioritetinis į riebalus panašių junginių vaidmuo. Tiesą sakant, dalis lipidų yra visos ląstelės masės energijos šaltinis. Iš tiesų riebalai ląstelėms yra analogiški degalams automobilio bake. Energetinę funkciją lipidai realizuoja taip. Riebalai ir panašios medžiagos oksiduojasi mitochondrijose, suyra iki vandens ir anglies dioksido lygio. Procesą lydi didelio kiekio ATP – didelės energijos metabolitų – išsiskyrimas. Jų tiekimas leidžia ląstelei dalyvauti nuo energijos priklausančiose reakcijose.

Struktūriniai blokai

Tuo pačiu metu lipidai atlieka statybinę funkciją: jų pagalba susidaro ląstelės membrana. Procesas apima šias į riebalus panašių medžiagų grupes:

  1. cholesterolis - lipofilinis alkoholis;
  2. glikolipidai - lipidų junginiai su angliavandeniais;
  3. fosfolipidai yra sudėtingų alkoholių ir aukštesniųjų karboksirūgščių esteriai.

Reikėtų pažymėti, kad susidariusioje membranoje tiesiogiai nėra riebalų. Susidariusi sienelė tarp ląstelės ir išorinės aplinkos pasirodo esanti dvisluoksnė. Tai pasiekiama dėl bifiliškumo. Panaši lipidų savybė rodo, kad viena molekulės dalis yra hidrofobinė, ty netirpi vandenyje, o kita, atvirkščiai, yra hidrofilinė. Dėl to dėl tvarkingo paprastų lipidų išsidėstymo susidaro ląstelės sienelės dvisluoksnis sluoksnis. Molekulės išsiskleidžia hidrofobiniuose regionuose viena link kitos, o hidrofilinės uodegos yra nukreiptos į ląstelės vidų ir išorę.

Tai lemia apsaugines membranų lipidų funkcijas. Pirma, membrana suteikia ląstelei formą ir netgi ją išsaugo. Antra, dviguba siena yra savotiškas pasų kontrolės punktas, nepraleidžiantis nepageidaujamų lankytojų.

Autonominė šildymo sistema

Žinoma, šis pavadinimas yra gana savavališkas, tačiau jis yra gana tinkamas, jei atsižvelgsime į tai, kokias funkcijas atlieka lipidai. Junginiai ne tiek šildo kūną, kiek palaiko šilumą viduje. Panašus vaidmuo priskiriamas riebalų sankaupoms, kurios susidaro aplink įvairius organus ir poodiniame audinyje. Ši lipidų klasė pasižymi didelėmis šilumą izoliuojančiomis savybėmis, kurios apsaugo gyvybiškai svarbius organus nuo hipotermijos.

Ar užsisakėte taksi?

Lipidų transportavimo vaidmuo vadinamas antrine funkcija. Iš tiesų, medžiagų (daugiausia trigliceridų ir cholesterolio) perkėlimas vyksta atskiromis struktūromis. Tai yra surišti lipidų ir baltymų kompleksai, vadinami lipoproteinais. Kaip žinote, į riebalus panašios medžiagos netirpsta vandenyje, atitinkamai, kraujo plazmoje. Priešingai, baltymų funkcijos apima hidrofiliškumą. Dėl to lipoproteinų šerdis yra trigliceridų ir cholesterolio esterių sankaupa, o membrana yra baltymų ir laisvo cholesterolio molekulių mišinys. Šioje formoje lipidai tiekiami į audinius arba atgal į kepenis, kad pašalintų iš organizmo.

Antriniai veiksniai

Jau išvardytų 5 lipidų funkcijų sąrašas papildo daugybę vienodai svarbių vaidmenų:

  • fermentinis;
  • signalas;
  • reguliavimo

Signalo funkcija

Kai kurie sudėtingi lipidai, ypač jų struktūra, leidžia perduoti nervinius impulsus tarp ląstelių. Glikolipidai šiame procese veikia kaip tarpininkai. Ne mažiau svarbus gebėjimas atpažinti tarpląstelinius impulsus, kuriuos realizuoja ir į riebalus panašios struktūros. Tai leidžia iš kraujo atrinkti ląstelei reikalingas medžiagas.

Fermentinė funkcija

Lipidai, nepaisant jų vietos membranoje ar už jos ribų, nėra fermentų dalis. Tačiau jų biosintezė vyksta esant į riebalus panašiems junginiams. Be to, lipidai yra susiję su žarnyno sienelės apsauga nuo kasos fermentų. Pastarojo perteklių neutralizuoja tulžis, kur yra nemažai cholesterolio ir fosfolipidų.

Riebalai laikomi daugelio bėdų kaltininku. Gydytojai ir mokslininkai pataria mažinti riebalų kiekį arba visiškai juos pašalinti. Žinoma, nutukusiems ar sergantiems lėtinėmis ligomis geriau paisyti šio patarimo. Tačiau likusieji būtų kvaila atsisakyti riebalų. Sužinokime daugiau apie juos iš toliau pateiktų faktų.

1. Riebalų vartojimas nebūtinai lemia jų kaupimąsi organizme
Daugelis žmonių mano, kad riebalų vartojimas neabejotinai paveiks figūrą nuosėdų forma ant juosmens, klubų ir pilvo. Jei suvalgote daugiau nei reikalauja jūsų organizmas, tada taip, tokia problema gali kilti. Pavyzdžiui, jei suvartosite neribotą kiekį krakmolingų angliavandenių, tuomet galite tikėtis insulino lygio padidėjimo, o tada kaupsis riebalai. Bet jei valgote, vartodami riebalus ir baltymus tolygiai, šios problemos galima išvengti. Viskas, ką reikia žinoti, kada sustoti.

2. Nereikia vengti riešutų vartojimo
Riešutuose yra sveikų riebalų formų, mononesočiųjų riebalų, kurie padeda greičiau pajusti sotumą, bet taip pat padidina gerojo cholesterolio kiekį. Riešutai neturi jokios įtakos svorio augimui, nes jų negalima valgyti daug dėl sotumo, be to, organizmas juos prastai virškina. Vadinasi, kramtant riešutų ląstelių sienelės nelengvai sunaikinamos. Tai reiškia, kad jie praeina per kūną ir neišskiria visų riebalų.

3. Nebūtina visiškai pašalinti iš organizmo sočiųjų riebalų.
Sotieji riebalai visada buvo laikomi sveikatos priešais, todėl juos patariama išbraukti iš dietos. Tačiau šiandien tapo aišku, kad saikingas sočiųjų riebalų vartojimas nedaro žalos. O kai kuriuos jų netgi reikia įtraukti į sveikos mitybos programą.

Ypač grynas kokosų aliejus yra vienas iš sveikų sočiųjų riebalų šaltinių. Jame yra lauro rūgšties kurio nėra niekur kitur, išskyrus motinos pieną. Tai stiprus imuniteto stimuliatorius. Maistą patariama kepti kokosų aliejuje.

4. Jei produkto etiketėje parašyta „be transriebalų“, dar nereiškia, kad jų ten nėra.
Daugelis gamintojų mano, kad jei produkte yra labai mažas ingrediento kiekis, tai nebūtina to nurodyti etiketėje. Pasitaiko, kad produkte yra tik 0,5 g transriebalų, tačiau jų nerasite tarp ingredientų ant pakuotės. Suvalgę keletą tokio produkto porcijų net nesužinosite, kad suvalgėte pakankamai šio kenksmingo ingrediento.

5. Maisto medžiagos iš daržovių be riebalų pasisavinamos prasčiau
Tyrimai parodė, kad salotos, pagardintos riebalais ar padažas su riebalais, žymiai geriau pasisavina organizmą ir gauna daugiau reikalingų maistinių medžiagų – karotinoidų. Jei nuolat valgysite salotas be riebalų, tai karotenoidai organizme visiškai nepasisavins. Jie yra atsakingi už raudoną, geltoną, oranžinę ir žalią spalvas ir yra svarbūs daugelio ligų profilaktikai. Kad jūsų kūnas pasisavintų visas maistines medžiagas iš daržovių, vartokite jas su sveikais riebalais.

6. Ypač tyras alyvuogių aliejus netinka kepti.
Nors jame yra sveikųjų mononesočiųjų riebalų, aukštoje temperatūroje jis praranda savo savybes. Geriau naudokite jį salotoms pagardinti ar mėsai marinuoti. Alyvuogių aliejus yra labai subtilus ir greitai gendantis, todėl jį reikia laikyti tamsaus stiklo inde su sandariai uždarytu dangteliu, kad būtų išvengta oksidacijos ir išsaugotų visas naudingas savybes.

7. Riebalai organizme atlieka daug funkcijų
Be riebalų mūsų kūnas ir mūsų kūnas negali gyventi. Tam yra keletas priežasčių:

Smegenims reikia riebalų. Apie 60% sausos žmogaus smegenų masės sudaro riebalai. Sveikose nervų ląstelėse yra riebalų – dokozaheksano rūgšties;

Lytiniai hormonai susidaro riebalų pagalba;

Riebalų rūgštys būtinos sveikai odai ir plaukams;

Riebalai dalyvauja medžiagų apykaitoje, imuninės sistemos veikloje ir padeda stabilizuoti cukraus kiekį kraujyje.

Lipidai – kas jie? Išvertus iš graikų kalbos, žodis „lipidai“ reiškia „mažos riebalų dalelės“. Tai yra plataus pobūdžio natūralių organinių junginių grupės, įskaitant pačius riebalus, taip pat į riebalus panašias medžiagas. Jie yra visų be išimties gyvų ląstelių dalis ir yra suskirstyti į paprastas ir sudėtingas kategorijas. Į paprastų lipidų sudėtį įeina alkoholis ir riebalų rūgštys, o sudėtingi lipidai turi didelės molekulinės masės komponentus. Abi yra susijusios su biologinėmis membranomis, veikia aktyvius fermentus, taip pat dalyvauja formuojant nervinius impulsus, skatinančius raumenų susitraukimus.

Riebalai ir hidrofobija

Vienas iš jų – organizmo energijos rezervo sukūrimas ir vandenį atstumiančių odos savybių suteikimas kartu su termoizoliacine apsauga. Kai kurios riebiųjų rūgščių neturinčios medžiagos taip pat priskiriamos lipidams, pavyzdžiui, terpenai. Lipidai nėra jautrūs vandens aplinkos poveikiui, tačiau jie lengvai tirpsta organiniuose skysčiuose, tokiuose kaip chloroformas, benzenas, acetonas.

Lipidai, kurie periodiškai pristatomi tarptautiniuose seminaruose, susiję su naujais atradimais, yra neišsemiama tyrimų ir mokslinių tyrimų tema. Klausimas „Lipidai – kas jie? niekada nepraranda savo aktualumo. Tačiau mokslo pažanga nestovi vietoje. Neseniai buvo nustatytos kelios naujos riebalų rūgštys, kurios yra biosintetiškai susijusios su lipidais. Organinių junginių klasifikavimas gali būti sudėtingas dėl tam tikrų savybių panašumo, tačiau dėl kitų parametrų reikšmingo skirtumo. Dažniausiai sukuriama atskira grupė, po kurios atkuriamas bendras giminingų medžiagų harmoningos sąveikos vaizdas.

Ląstelių membranos

Lipidai – kas tai pagal funkcinę paskirtį? Visų pirma, jie yra esminė stuburinių gyvūnų gyvų ląstelių ir audinių sudedamoji dalis. Dauguma procesų organizme vyksta dalyvaujant lipidams, ląstelių membranų susidarymas, tarpusavio ryšys ir signalų mainai tarpląstelinėje aplinkoje neapsieina be riebalų rūgščių.

Lipidai – kas jie yra žvelgiant iš spontaniškai atsirandančių steroidinių hormonų, fosfoinozitidų ir prostaglandinų perspektyvos? Visų pirma, tai yra buvimas kraujo plazmoje, kuri pagal apibrėžimą yra atskiri lipidų struktūrų komponentai. Dėl pastarųjų organizmas yra priverstas kurti pačias sudėtingiausias jų transportavimo sistemas. Lipidų riebiosios rūgštys daugiausia pernešamos komplekse su albuminu, o vandenyje tirpūs lipoproteinai – įprastu būdu.

Lipidų klasifikacija

Biologinių junginių skirstymas į kategorijas yra procesas, turintis keletą prieštaringų klausimų. Lipidai dėl savo biocheminių ir struktūrinių savybių gali būti vienodai priskiriami skirtingoms kategorijoms. Pagrindinės lipidų klasės apima paprastus ir sudėtingus junginius.

Tarp paprastų yra:

  • Gliceridai yra aukščiausios kategorijos glicerolio alkoholio ir riebalų rūgščių esteriai.
  • Vaškai yra aukštesnės riebalų rūgšties ir 2 atomų alkoholio esteris.

Sudėtingi lipidai:

  • Fosfolipidiniai junginiai - su azoto komponentų, glicerofosfolipidų, ofingolipidų įtraukimu.
  • Glikolipidai yra išoriniuose biologiniuose kūno sluoksniuose.
  • Steroidai yra labai aktyvios gyvūnų spektro medžiagos.
  • Kompleksiniai riebalai – steroliai, lipoproteinai, sulfolipidai, aminolipidai, glicerolis, angliavandeniliai.

Veikia

Lipidiniai riebalai veikia kaip ląstelių membranų medžiaga. Dalyvauti gabenant įvairias medžiagas kūno periferijoje. Riebaliniai sluoksniai, pagrįsti lipidų struktūromis, padeda apsaugoti organizmą nuo hipotermijos. Jie turi energijos kaupimo funkciją „rezerve“.

Riebalų atsargos telkiasi ląstelių citoplazmoje lašelių pavidalu. Stuburiniai gyvūnai, taip pat ir žmonės, turi specialias ląsteles – adipocitus, gebančius turėti daug riebalų. Riebalų sankaupos adipocituose atsiranda dėl lipoidinių fermentų.

Biologinės funkcijos

Riebalai yra ne tik patikimas energijos šaltinis, jie taip pat turi šilumą izoliuojančių savybių, kurias padeda biologija. Tuo pačiu metu lipidai leidžia atlikti keletą naudingų funkcijų, tokių kaip natūralus kūno vėsinimas arba, atvirkščiai, jo šilumos izoliacija. Šiauriniuose regionuose, pasižyminčiuose žema temperatūra, visi gyvūnai kaupia riebalus, kurie tolygiai nusėda visame kūne ir taip susidaro natūralus apsauginis sluoksnis, atliekantis šilumos apsaugos funkciją. Tai ypač svarbu stambiems jūrų gyvūnams: banginiams, vėpiniams, ruoniams.

Karštose šalyse gyvenantys gyvūnai taip pat kaupia riebalų sankaupas, tačiau jos nepasiskirsto po organizmą, o susitelkia tam tikrose vietose. Pavyzdžiui, kupranugariuose riebalai kaupiasi kuprose, dykumos gyvūnų – storose, trumpose uodegose. Gamta atidžiai stebi, ar gyvuose organizmuose yra teisinga riebalų ir vandens padėtis.

Struktūrinė lipidų funkcija

Visiems procesams, susijusiems su gyvybine organizmo veikla, galioja tam tikri dėsniai. Fosfolipidai yra ląstelių membranų biologinio sluoksnio pagrindas, o cholesterolis reguliuoja šių membranų sklandumą. Taigi daugumą gyvų ląstelių supa plazminės membranos su dvigubu lipidų sluoksniu. Ši koncentracija yra būtina normaliai ląstelių veiklai. Vienoje biomembranos mikrodalelėje yra daugiau nei milijonas lipidų molekulių, kurios pasižymi dvejopomis savybėmis: jos vienu metu yra hidrofobinės ir hidrofilinės. Paprastai šios viena kitą paneigiančios savybės yra nepusiausvyros, todėl jų funkcinė paskirtis atrodo gana logiška. Ląstelių lipidai yra veiksmingas natūralus reguliatorius. Hidrofobinis sluoksnis dažniausiai dominuoja ir apsaugo ląstelės membraną nuo kenksmingų jonų prasiskverbimo.

Glicerofosfolipidai, fosfatidiletanolaminas, fosfatidilcholinas, cholesterolis taip pat prisideda prie ląstelių nepralaidumo. Kiti membraniniai lipidai yra audinių struktūrose, tai yra sfingomielinas ir sfingoglikolipidas. Kiekviena medžiaga atlieka tam tikrą funkciją.

Lipidai žmogaus mityboje

Trigliceridai – gamta, yra efektyvus energijos šaltinis. rūgščių yra mėsos ir pieno produktuose. O riebalų rūgščių, bet nesočiųjų, yra riešutuose, saulėgrąžų ir alyvuogių aliejuje, sėklose ir kukurūzų grūduose. Kad organizme nepadidėtų cholesterolio kiekis, rekomenduojama kasdienį gyvulinių riebalų kiekį apriboti iki 10 procentų.

Lipidai ir angliavandeniai

Daugelis gyvūninės kilmės organizmų riebalus „sandėliuoja“ tam tikrose vietose, poodiniame audinyje, odos raukšlėse ir kitose vietose. Tokių riebalų sankaupų lipidų oksidacija yra lėta, todėl jų perėjimo į anglies dioksidą ir vandenį procesas leidžia gauti daug energijos, beveik dvigubai daugiau nei gali suteikti angliavandeniai. Be to, dėl hidrofobinių riebalų savybių nereikia didelio vandens kiekio, kad būtų skatinama hidratacija. Riebalų perėjimas į energetinę fazę vyksta „sausas“. Tačiau riebalai veikia daug lėčiau, kalbant apie energijos išsiskyrimą, ir yra labiau tinkami žiemojantiems gyvūnams. Lipidai ir angliavandeniai tarsi papildo vienas kitą organizmo gyvybinės veiklos procese.

Lipidai sudaro didelę ir gana nevienalytę cheminės sudėties organinių medžiagų grupę, kuri sudaro gyvas ląsteles, tirpsta mažo poliškumo organiniuose tirpikliuose (eteryje, benzene, chloroforme ir kt.) ir netirpi vandenyje. Apskritai jie laikomi riebalų rūgščių dariniais.

Lipidų struktūros ypatumas yra tai, kad jų molekulėse vienu metu yra polinių (hidrofilinių) ir nepolinių (hidrofobinių) struktūrinių fragmentų, kurie suteikia lipidams afinitetą ir vandeniui, ir nevandeninei fazei. Lipidai yra bifilinės medžiagos, leidžiančios jiems atlikti savo funkcijas sąsajoje.

10.1. klasifikacija

Lipidai skirstomi į paprastas(dviejų komponentų), jei jų hidrolizės produktai yra alkoholiai ir karboksirūgštys, ir kompleksas(daugiakomponentės), kai dėl jų hidrolizės taip pat susidaro kitos medžiagos, pavyzdžiui, fosforo rūgštis ir angliavandeniai. Paprastiesiems lipidams priskiriami vaškai, riebalai ir aliejai, taip pat keramidai, kompleksiniai – fosfolipidai, sfingolipidai ir glikolipidai (10.1 schema).

Schema 10.1.Bendra lipidų klasifikacija

10.2. Struktūriniai lipidų komponentai

Visos lipidų grupės turi du esminius struktūrinius komponentus – aukštesnes karboksirūgštis ir alkoholius.

Didesnės riebalų rūgštys (HFA). Daugelis aukštesnių karboksirūgščių pirmiausia buvo išskirtos iš riebalų, todėl ir pavadinimas riebus. Biologiškai svarbios riebalų rūgštys gali būti prisotintas(10.1 lentelė) ir nesočiųjų(10.2 lentelė). Jų bendri struktūriniai bruožai yra šie:

yra monokarboksirūgštys;

Apima lyginį anglies atomų skaičių grandinėje;

Turi dvigubų jungčių cis konfigūraciją (jei yra).

10.1 lentelė.Esminės sočiųjų riebalų rūgštys Lipidai

Natūraliose rūgštyse anglies atomų skaičius svyruoja nuo 4 iki 22, tačiau dažniau pasitaiko 16 arba 18 anglies atomų turinčios rūgštys. Nesočiosios rūgštys turi vieną ar daugiau dvigubų jungčių su cis konfigūracija. Arčiausiai karboksilo grupės esanti dviguba jungtis paprastai yra tarp C-9 ir C-10 atomų. Jei yra keletas dvigubų jungčių, jie yra atskirti vienas nuo kito metileno grupe CH2.

IUPAC taisyklės KDR leidžia naudoti jų nereikšmingus pavadinimus (žr. 10.1 ir 10.2 lenteles).

Šiuo metu taip pat naudojama nesočiųjų HFA nomenklatūra. Jame galinis anglies atomas, nepriklausomai nuo grandinės ilgio, žymimas paskutine graikų abėcėlės raide ω (omega). Dvigubų jungčių padėtis skaičiuojama ne, kaip įprasta, nuo karboksilo grupės, o nuo metilo grupės. Taigi linoleno rūgštis žymima 18:3 ω-3 (omega-3).

Pati linolo rūgštis ir nesočiosios rūgštys, turinčios skirtingą anglies atomų skaičių, tačiau dvigubos jungtys taip pat išsidėsčiusios trečiajame anglies atome, skaičiuojant nuo metilo grupės, sudaro omega-3 HFA šeimą. Kiti rūgščių tipai sudaro panašias linolo (omega-6) ir oleino (omega-9) rūgščių šeimas. Normaliam žmogaus gyvenimui labai svarbus teisingas trijų tipų rūgščių lipidų balansas: omega-3 (linų sėmenų aliejus, žuvų taukai), omega-6 (saulėgrąžų, kukurūzų aliejus) ir omega-9 (alyvuogių aliejus). dieta.

Iš sočiųjų rūgščių žmogaus organizmo lipiduose svarbiausios yra palmitino C 16 ir stearino C 18 (žr. 10.1 lentelę), o iš nesočiųjų – oleino C18: 1, linolo C18: 2, linoleno ir arachidono C 20: 4 (žr. 10.2 lentelę).

Reikėtų pabrėžti polinesočiųjų linolo ir linoleno rūgščių, kaip junginių, vaidmenį, nepakeičiamasžmonėms („vitaminas F“). Jie nėra sintezuojami organizme ir turi būti tiekiami su maistu apie 5 g per dieną. Gamtoje šių rūgščių daugiausia yra augaliniuose aliejuose. Jie skatina

10 lentelė .2. Esminės lipidinės nesočiosios riebalų rūgštys

* Įtrauktas palyginimui. ** Cis izomerams.

kraujo plazmos lipidų profilio normalizavimas. Linetolis, kuris yra aukštesnių riebalų nesočiųjų rūgščių etilo esterių mišinys, naudojamas kaip hipolipideminis augalinis vaistas. Alkoholiai. Lipidai gali apimti:

Aukštesniųjų vienahidroksilių alkoholiai;

polihidriniai alkoholiai;

Amino alkoholiai.

Natūraliuose lipiduose dažniausiai randami sotieji ir rečiau nesotieji ilgos grandinės alkoholiai (C 16 ir daugiau), turintys lyginį anglies atomų skaičių. Kaip aukštesniųjų alkoholių pavyzdys, cetilo CH3 (CH 2 ) 15 OH ir melisiliniai CH 3 (CH 2) 29 OH alkoholiai, kurie yra vaškų dalis.

Daugumoje natūralių lipidų polihidroksilius alkoholius žymi trihidroalkoholis glicerolis. Aptinkami ir kiti daugiahidroksiliai alkoholiai, tokie kaip dvihidroksiliai etilenglikolis ir propandiolis-1,2, taip pat mioinozitolis (žr. 7.2.2).

Svarbiausi amino alkoholiai, kurie yra natūralių lipidų dalis, yra 2-aminoetanolis (kolaminas), cholinas, taip pat susijęs su α-aminorūgštimis serinu ir sfingozinu.

Sfingozinas yra neprisotintas ilgos grandinės dvihidris amino alkoholis. Sfingozino dviguba jungtis turi transas-konfigūracija, o asimetriniai atomai C-2 ir C-3 - D konfigūracija.

Lipiduose esantys alkoholiai yra acilinti aukštesnėmis karboksirūgštimis atitinkamose hidroksilo arba amino grupėse. Glicerolyje ir sfingozine vienas iš alkoholio hidroksilų gali būti esterintas pakeista fosforo rūgštimi.

10.3. Paprasti lipidai

10.3.1. Vaškai

Vaškai yra aukštesniųjų riebalų rūgščių ir aukštesniųjų monohidroksilių alkoholių esteriai.

Vaškas sudaro apsauginį lubrikantą ant žmonių ir gyvūnų odos ir neleidžia augalams išdžiūti. Jie naudojami farmacijos ir parfumerijos pramonėje kremų ir tepalų gamyboje. Pavyzdys yra cetilo palmitino rūgšties esteris(cetinas) – pagrindinis komponentas spermacetas. Spermacetas išsiskiria iš kašalotų kaukolės ertmėse esančių riebalų. Kitas pavyzdys yra palmitino rūgšties melissilio esteris- bičių vaško komponentas.

10.3.2. Riebalai ir aliejai

Riebalai ir aliejai yra pati gausiausia lipidų grupė. Dauguma jų priklauso triacilgliceroliams – pilniems glicerolio ir HFA esteriams, nors randama ir mono- bei diacilglicerolių, kurie dalyvauja medžiagų apykaitoje.

Riebalai ir aliejai (triacilgliceroliai) yra glicerolio ir aukštesnių riebalų rūgščių esteriai.

Žmogaus organizme triacilgliceroliai atlieka struktūrinio ląstelių komponento arba kaupimo medžiagos („riebalų depo“) vaidmenį. Jų energetinė vertė yra maždaug dvigubai didesnė nei baltymų.

arba angliavandenių. Tačiau padidėjęs triacilglicerolių kiekis kraujyje yra vienas iš papildomų koronarinės širdies ligos rizikos veiksnių.

Kietieji triacilgliceroliai vadinami riebalais, skysti – aliejais. Paprastuose triacilgliceroliuose yra tų pačių rūgščių likučių, mišriuose – skirtingų.

Gyvūninės kilmės triacilglicerolių sudėtyje dažniausiai vyrauja sočiųjų rūgščių likučiai. Tokie triacilgliceroliai paprastai yra kietos medžiagos. Priešingai, augaliniuose aliejuose daugiausia yra nesočiųjų rūgščių likučių ir jie yra skystos konsistencijos.

Žemiau pateikiami neutralių triacilglicerolių pavyzdžiai ir nurodyti jų sisteminiai ir (skliausteliuose) dažniausiai vartojami trivialūs pavadinimai, pagrįsti juos sudarančių riebalų rūgščių pavadinimais.

10.3.3. Keramidai

Keramidai yra N-acilinti sfingozino alkoholio dariniai.

Keramidų nedideliais kiekiais yra augalų ir gyvūnų audiniuose. Daug dažniau jie yra sudėtinių lipidų dalis - sfingomielinai, cerebrozidai, gangliozidai ir kt.

(žr. 10.4).

10.4. Sudėtingi lipidai

Kai kuriuos sudėtingus lipidus sunku vienareikšmiškai klasifikuoti, nes jie turi grupes, leidžiančias vienu metu priskirti įvairioms grupėms. Pagal bendrą lipidų klasifikaciją (žr. 10.1 pav.) kompleksiniai lipidai paprastai skirstomi į tris dideles grupes: fosfolipidus, sfingolipidus ir glikolipidus.

10.4.1. Fosfolipidai

Fosfolipidų grupei priskiriamos medžiagos, kurios hidrolizės metu skaido fosforo rūgštį, pavyzdžiui, glicerofosfolipidai ir kai kurie sfingolipidai (10.2 schema). Apskritai fosfolipidams būdingas gana didelis nesočiųjų rūgščių kiekis.

10.2 schema.Fosfolipidų klasifikacija

Glicerofosfolipidai. Šie junginiai yra pagrindiniai ląstelių membranų lipidiniai komponentai.

Pagal cheminę struktūrą glicerofosfolipidai yra dariniai l -glicero-3-fosfatas.

l-glicero-3-fosfatas turi asimetrinį anglies atomą, todėl gali egzistuoti kaip du stereoizomerai.

Natūralūs glicerofosfolipidai turi tokią pačią konfigūraciją, nes yra l-glicero-3-fosfato, kuris susidaro metabolizmo metu iš dihidroksiacetono fosfato, dariniai.

Fosfatidai. Tarp glicerofosfolipidų labiausiai paplitę yra fosfatidai – l-fosfatidinių rūgščių esterių dariniai.

Fosfatido rūgštys yra dariniai l -glicero-3-fosfatas, esterintas riebalų rūgštimis alkoholio hidroksilo grupėse.

Paprastai natūraliuose fosfatiduose 1 glicerolio grandinės padėtyje yra prisotinta liekana, 2 padėtyje - nesočioji rūgštis, o vienas iš fosforo rūgšties hidroksilų yra esterintas polihidroksiliu arba aminoalkoholiu (X yra liekana). šio alkoholio). Organizme (pH ~ 7,4) jonizuojasi likęs laisvas fosforo rūgšties hidroksilas ir kitos fosfatiduose esančios jonogeninės grupės.

Fosfatidų pavyzdžiai yra junginiai, kuriuose yra fosfatido rūgščių esterifikuota fosfato hidroksilui su atitinkamais alkoholiais:

Fosfatidilserinai, esterinimo agentas yra serinas;

Fosfatidiletanolaminai, esterinimo agentas yra 2-aminoetanolis (biocheminėje literatūroje dažnai, bet ne visai teisingai vadinamas etanolaminu);

Fosfatidilcholinai, esterinimo medžiaga - cholinas.

Šie esterinimo agentai yra tarpusavyje susiję, nes etanolamino ir cholino fragmentai gali būti metabolizuojami iš serino fragmento dekarboksilinant ir vėliau metilinant S-adenozilmetioninu (SAM) (žr. 9.2.1).

Kai kuriuose fosfatiduose vietoj aminų turinčio esterinimo agento yra polihidroksilių alkoholių likučių – glicerolio, mioinozitolio ir kt. Toliau kaip pavyzdžiai pateikti fosfatidilgliceroliai ir fosfatidilinozitoliai nurodo rūgštinius glicerofosfolipidus, nes jų struktūrose nėra aminokoholių fragmentų. suteikiant neutralius ir rodiletanolaminus.

Plazmalogenai. Mažiau paplitę, palyginti su esterio glicerofosfolipidais, yra eteriniai lipidai, ypač plazmogenai. Juose yra likusios nesočiosios medžiagos

* Patogumo dėlei mioinozitolio likučio fosfatidilinozitolių konfigūracijos formulės rašymo būdas buvo pakeistas, palyginti su pirmiau pateiktu (žr. 7.2.2).

alkoholis, susietas eteriniu ryšiu su glicero-3-fosfato C-1 atomu, pvz., plazmogenai su etanolamino dalimi - L-fosfatidiniai etanolaminai. Plazmalogenai sudaro 10% visų centrinėje nervų sistemoje esančių lipidų.

10.4.2. Sfingolipidai

Sfingolipidai yra struktūriniai glicerofosfolipidų analogai, kuriuose vietoj glicerolio naudojamas sfingozinas. Kitas sfingolipidų pavyzdys yra aukščiau aptarti keramidai (žr. 10.3.3).

Svarbi sfingolipidų grupė yra sfingomielinai, pirmą kartą aptiktas nerviniame audinyje. Sfingomielinuose ceramido C-1 hidroksilo grupė paprastai yra esterinama cholino fosfatu (rečiau - kolamino fosfatu), todėl jie taip pat gali būti priskirti fosfolipidams.

10.4.3. Glikolipidai

Kaip rodo pavadinimas, šios grupės junginiuose yra angliavandenių likučių (dažniau D-galaktozės, rečiau D-gliukozės) ir nėra fosforo rūgšties liekanų. Tipiški glikolipidų – cerebrozidų ir gangliozidų – atstovai yra sfingozino turintys lipidai (todėl juos galima laikyti ir sfingolipidais).

V cerebrozidai keramido liekana yra sujungta su D-galaktoze arba D-gliukoze β-glikozidine jungtimi. Cerebrozidai (galaktocerebrozidai, gliukocerebrozidai) yra nervinių ląstelių membranų dalis.

Gangliozidai- angliavandenių turtingi kompleksiniai lipidai - pirmą kartą buvo išskirti iš pilkosios smegenų medžiagos. Struktūriškai gangliozidai yra panašūs į cerebrozidus, skiriasi tuo, kad vietoj monosacharido juose yra sudėtingas oligosacharidas, turintis bent vieną likutį. V-acetilneuramino rūgštis (žr. 11-2 priedą).

10.5. Lipidų savybės

ir jų konstrukcinius komponentus

Sudėtingų lipidų ypatybė yra jų dvifiliškumas, dėl nepolinių hidrofobinių ir labai polinių jonizuotų hidrofilinių grupių. Pavyzdžiui, fosfatidilcholinuose riebalų rūgščių angliavandenilių radikalai sudaro dvi nepolines „uodegas“, o karboksilo, fosfato ir cholino grupės sudaro polinę dalį.

Sąsajoje šie junginiai veikia kaip puikūs emulsikliai. Ląstelių membranų sudėtyje lipidų komponentai užtikrina aukštą membranos elektrinį atsparumą, jos nepralaidumą jonams ir polinėms molekulėms bei pralaidumą nepolinėms medžiagoms. Visų pirma, dauguma anestetikų gerai ištirpsta lipiduose, todėl jie gali prasiskverbti į nervų ląstelių membranas.

Riebalų rūgštys yra silpni elektrolitai( p K a~ 4,8). Vandeniniuose tirpaluose jie yra šiek tiek disocijuoti. Esant pH< p K a vyrauja nejonizuota forma, esant pH> p ka, tai fiziologinėmis sąlygomis vyrauja jonizuota forma RCOO –. Aukštesniųjų riebalų rūgščių tirpios druskos vadinamos muilai. Aukštesniųjų riebalų rūgščių natrio druskos yra kietos, kalio druskos yra skystos. Kadangi silpnų rūgščių druskos ir stiprios muilo bazės vandenyje iš dalies hidrolizuojasi, jų tirpalai yra šarminiai.

Natūralių nesočiųjų riebalų rūgščių, turinčių cis-dvigubos jungties konfigūracija, turi didelį vidinės energijos tiekimą ir todėl, palyginti su transas-izomerai yra termodinamiškai mažiau stabilūs. Jų cis-trans - izomerizacija vyksta lengvai kaitinant, ypač esant radikaliems iniciatoriams. Laboratorinėmis sąlygomis ši transformacija gali būti atlikta veikiant azoto oksidams, susidariusiems irstant azoto rūgščiai kaitinant.

Didesnės riebalų rūgštys pasižymi bendromis karboksirūgšties cheminėmis savybėmis. Visų pirma, jie lengvai sudaro atitinkamus funkcinius darinius. Riebalų rūgštys su dvigubomis jungtimis pasižymi nesočiųjų junginių savybėmis – į dvigubą jungtį prideda vandenilio, vandenilio halogenidų ir kitų reagentų.

10.5.1. Hidrolizė

Hidrolizės reakcijos pagalba nustatoma lipidų struktūra, taip pat gaunami vertingi produktai (muilai). Hidrolizė yra pirmasis maistinių riebalų panaudojimo ir metabolizmo organizme etapas.

Triacilglicerolių hidrolizė atliekama veikiant perkaitintuose garuose (pramonėje), arba kaitinant vandeniu, esant mineralinėms rūgštims ar šarmams (muilinimas). Organizme lipidų hidrolizė vyksta veikiant lipazės fermentams. Kai kurie hidrolizės reakcijų pavyzdžiai pateikti žemiau.

Plazmalogenuose, kaip ir įprastuose vinilo eteriuose, eterinis ryšys nutrūksta rūgštinėje, bet ne šarminėje aplinkoje.

10.5.2. Papildymo reakcijos

Lipidai, kurių struktūroje yra nesočiųjų rūgščių likučių, rūgščioje terpėje prisijungia dvigubomis jungtimis su vandeniliu, halogenais, vandenilio halogenidais ir vandeniu. Jodo skaičius yra triacilglicerolių neprisotinimo matas. Tai atitinka jodo gramų skaičių, kurį galima pridėti į 100 g medžiagos. Natūralių riebalų ir aliejų sudėtis bei jų jodo kiekis skiriasi gana plačiame diapazone. Kaip pavyzdį pateikiame 1-oleoil-distearoilglicerolio sąveiką su jodu (šio triacilglicerolio jodo skaičius yra 30).

Nesočiųjų augalinių aliejų katalizinis hidrinimas (hidrinimas) yra svarbus pramoninis procesas. Šiuo atveju vandenilis prisotina dvigubus ryšius, o skysti aliejai virsta kietais riebalais.

10.5.3. Oksidacijos reakcijos

Oksidaciniai procesai, kuriuose dalyvauja lipidai ir jų struktūriniai komponentai, yra gana įvairūs. Konkrečiai kalbant, nesočiųjų triacilglicerolių oksidacija ore esančiu deguonimi saugojimo metu (autoksidacija, žr. 3.2.1) kartu su hidrolize yra proceso, žinomo kaip naftos apkartimas.

Pirminiai lipidų sąveikos su molekuliniu deguonimi produktai yra hidroperoksidai, susidarantys laisvųjų radikalų grandinės proceso metu (žr. 3.2.1).

Lipidų peroksidacija – vienas iš svarbiausių oksidacinių procesų organizme. Tai yra pagrindinė ląstelių membranų pažeidimo priežastis (pavyzdžiui, sergant spinduline liga).

Struktūriniai nesočiųjų aukštesniųjų riebalų rūgščių fragmentai fosfolipiduose yra atakos taikiniai aktyvios deguonies formos(ROS, žr. 03-1 priedą).

Kai ypač atakuojamas hidroksilo radikalas HO “, aktyviausias iš ROS, LH lipidų molekulėje, įvyksta homolitinis CH jungties skilimas alilo padėtyje, kaip parodyta lipidų peroksidacijos modelio pavyzdyje. (10.3 schema). Susidaręs alilo tipo radikalas L" akimirksniu reaguoja su molekuliniu deguonimi oksidacijos terpėje, sudarydamas lipidų-peroksilo radikalą LOO". Nuo šio momento prasideda lipidų peroksidacijos reakcijų grandininė kaskada, nes vyksta nuolatinis formavimasis. alillipidų radikalų L“, kurie atnaujina šį procesą.

Lipidų peroksidai LOOH yra nestabilūs junginiai ir gali suirti savaime arba dalyvaujant kintamiems valentingiems metalų jonams (žr. 3.2.1), susidarant lipidoksilo radikalams LO ", kurie gali inicijuoti tolesnę lipidų substrato oksidaciją. Toks laviną primenantis procesas lipidų peroksidacija kelia pavojų ląstelių membraninių struktūrų sunaikinimui.

Tarpinis susidaręs alilo tipo radikalas turi mezomerinę struktūrą ir gali toliau transformuotis dviem kryptimis (žr. 10.3 schemą, keliai a ir b), dėl kurių susidaro tarpiniai hidroperoksidai. Hidroperoksidai yra nestabilūs ir suyra jau esant įprastoms temperatūroms, kai susidaro aldehidai, kurie toliau oksiduojasi į rūgštis – galutinius reakcijos produktus. Rezultatas paprastai yra dvi monokarboksirūgštys ir dvi dikarboksirūgštys su trumpesnėmis anglies grandinėmis.

Nesočiosios rūgštys ir lipidai su nesočiųjų rūgščių likučiais švelniomis sąlygomis oksiduojami vandeniniu kalio permanganato tirpalu, susidarant glikoliams, o kietesnėse (nutrūkus anglies-anglies ryšiams) – atitinkamos rūgštys.

Įkeliama...Įkeliama...