Lipidai (iš graikų kalbos lipos– riebalai) apima riebalus ir į riebalus panašias medžiagas. Yra beveik visose ląstelėse - nuo 3 iki 15%, o poodinio riebalinio audinio ląstelėse - iki 50%.
Ypač daug lipidų yra kepenyse, inkstuose, nerviniame audinyje (iki 25%), kraujyje, kai kurių augalų sėklose ir vaisiuose (29-57%). Lipidai turi skirtingą struktūrą, tačiau kai kurios savybės yra bendros. Šios organinės medžiagos netirpsta vandenyje, bet gerai tirpsta organiniuose tirpikliuose: eteryje, benzene, benzine, chloroforme ir kt.. Ši savybė atsiranda dėl to, kad lipidų molekulėse vyrauja nepolinės ir hidrofobinės struktūros. Visi lipidai gali būti suskirstyti į riebalus ir lipoidus.
Riebalai
Labiausiai paplitę yra riebalų(neutralūs riebalai, trigliceridai), kurie yra sudėtingi trihidroalkoholio glicerolio ir didelės molekulinės masės riebalų rūgščių junginiai. Glicerolio liekana yra medžiaga, kuri gerai tirpsta vandenyje. Riebalų rūgščių likučiai yra angliavandenilių grandinės, kurios beveik netirpsta vandenyje. Į vandenį patekus lašeliui riebalų, su juo susiduria glicerolio molekulių dalis, o iš vandens išsikiša riebalų rūgščių grandinės. Riebalų rūgštys turi karboksilo grupę (-COOH). Jis lengvai jonizuojasi. Jo pagalba riebalų rūgščių molekulės jungiasi su kitomis molekulėmis.
Visos riebalų rūgštys skirstomos į dvi grupes - turtingas Ir nesočiųjų . Nesočiosios riebalų rūgštys neturi dvigubų (nesočiųjų) ryšių, sočiosios turi. Sočiosios riebalų rūgštys yra palmitino, sviesto, lauro, stearino ir kt. Nesočiosios riebalų rūgštys yra oleino, eruko, linolo, linoleno ir kt. Riebalų savybes lemia kokybinė riebalų rūgščių sudėtis ir jų kiekybinis santykis.
Riebalai, kuriuose yra sočiųjų riebalų rūgščių, turi aukštą lydymosi temperatūrą. Paprastai jie yra kietos konsistencijos. Tai daugelio gyvūnų riebalai, kokosų aliejus. Riebalai, kuriuose yra nesočiųjų riebalų rūgščių, turi žema temperatūra tirpstantis. Šie riebalai daugiausia yra skysti. Augaliniai riebalai subėgti į skystą konsistenciją aliejai . Šie riebalai apima žuvies riebalai, saulėgrąžų, medvilnės sėmenų, linų sėmenų, kanapių aliejus ir kt.
Lipoidai
Lipoidai gali sudaryti kompleksinius kompleksus su baltymais, angliavandeniais ir kitomis medžiagomis. Galima išskirti šiuos ryšius:
- Fosfolipidai. Jie yra sudėtingi glicerolio ir riebalų rūgščių junginiai, kuriuose yra fosforo rūgšties likučių. Visos fosfolipidų molekulės turi polinę galvutę ir nepolinę uodegą, sudarytą iš dviejų riebalų rūgščių molekulių. Pagrindiniai ląstelių membranų komponentai.
- Vaškai. Tai sudėtingi lipidai, susidedantys iš sudėtingesnių alkoholių nei glicerolis ir riebalų rūgštys. Vykdyti apsauginė funkcija. Gyvūnai ir augalai jas naudoja kaip vandenį atstumiančias medžiagas, apsaugančias nuo išdžiūvimo. Vaškas dengia augalų lapų paviršių ir sausumoje gyvenančių nariuotakojų kūno paviršių. Išleidžiami vaškai riebalinės liaukosžinduoliai, paukščių uodegikaulio liaukos. Bitės koriams kurti naudoja vašką.
- Steroidai (iš graikų kalbos stereos – kietas). Šiems lipidams būdingos sudėtingesnės, o ne angliavandenių struktūros. Steroidai apima svarbių medžiagų organizmas: vitaminas D, antinksčių žievės hormonai, lytinės liaukos, tulžies rūgštys, cholesterolis.
- Lipoproteinai Ir glikolipidai. Lipoproteinai susideda iš baltymų ir lipidų, gliukoproteinai - iš lipidų ir angliavandenių. Smegenų audinio ir nervų skaidulų sudėtyje yra daug glikolipidų. Lipoproteinai yra daugelio ląstelių struktūrų dalis ir užtikrina jų stiprumą bei stabilumą.
Lipidų funkcijos
Riebalai yra pagrindinė rūšis atsargų kaupimas medžiagų. Jie saugomi sėklose, poodiniame riebaliniame audinyje, riebaliniame audinyje, riebus kūnas vabzdžių Riebalų atsargos gerokai viršija angliavandenių atsargas.
Struktūrinis. Lipidai yra visų ląstelių ląstelių membranų dalis. Tvarkingas hidrofilinių ir hidrofobinių molekulių galų išdėstymas turi didelę reikšmę dėl selektyvaus membranos pralaidumo.
Energija. Suteikia 25-30% visos energijos, būtinas organizmui. Suskaidžius 1 g riebalų išsiskiria 38,9 kJ energijos. Tai beveik dvigubai daugiau nei angliavandenių ir baltymų. Migruojantiems paukščiams ir žiemojantiems gyvūnams lipidai - vienintelis šaltinis energijos.
Apsauginis. Riebalų sluoksnis apsaugo subtilius vidaus organus nuo smūgių, smūgių ir pažeidimų.
Šilumos izoliacija. Riebalai blogai praleidžia šilumą. Kai kurių gyvūnų (ypač jūrų gyvūnų) oda nusėda ir sudaro sluoksnius. Pavyzdžiui, banginis turi apie 1 m poodinių riebalų sluoksnį, kuris leidžia jam gyventi šaltame vandenyje.
Daugelis žinduolių turi ypatingą riebalinis audinys, kuris vadinamas rudaisiais riebalais. Jis turi tokią spalvą, nes joje gausu raudonai rudos spalvos mitochondrijų, nes jose yra geležies turinčių baltymų. Šis audinys gamina šiluminė energija, būtinas gyvūnams žemomis sąlygomis
temperatūros Rudi riebalai supa gyvybiškai svarbūs svarbius organus(širdis, smegenys ir kt.) arba guli į jas tekančio kraujo kelyje ir tokiu būdu į jas nukreipiančio šilumą.
Endogeninio vandens tiekėjai
Oksiduojant 100 g riebalų, išsiskiria 107 ml vandens. Dėl šio vandens yra daug dykumos gyvūnų: kupranugarių, jerboų ir kt. Žiemos miego metu gyvūnai taip pat gamina endogeninis vanduo nuo riebalų.
Riebalinė medžiaga padengia lapų paviršių ir neleidžia jiems sušlapti lietaus metu.
Kai kurie lipidai pasižymi dideliu biologiniu aktyvumu: nemažai vitaminų (A, D ir kt.), kai kurie hormonai (estradiolis, testosteronas), prostaglandinai.
Lipidai- labai įvairios savaip cheminė struktūra medžiagos, pasižyminčios skirtingu tirpumu organiniuose tirpikliuose ir, kaip taisyklė, netirpios vandenyje. Jie vaidina svarbų vaidmenį gyvenimo procesuose. Būdami vienas iš pagrindinių biologinių membranų komponentų, lipidai veikia jų pralaidumą, dalyvauja perduodant nervinius impulsus, kuriant tarpląstelinius kontaktus.
Kitos lipidų funkcijos yra energijos rezervo formavimas, apsauginių vandenį atstumiančių ir šilumą izoliuojančių gyvūnų ir augalų dangų kūrimas, organų ir audinių apsauga nuo mechaninio įtempimo.
LIPIDŲ KLASIFIKACIJA
Priklausomai nuo jų cheminės sudėties, lipidai skirstomi į kelias klases.
- Paprastiesiems lipidams priskiriamos medžiagos, kurių molekulės susideda tik iš riebalų rūgščių (arba aldehidų) likučių ir alkoholių. Jie apima
- riebalai (trigliceridai ir kiti neutralūs gliceridai)
- vaškai
- Sudėtingi lipidai
- ortofosforo rūgšties dariniai (fosfolipidai)
- lipidai, kuriuose yra cukraus likučių (glikolipidai)
- sterolių
- steroidai
IN šį skyrių Lipidų chemija bus aptariama tik tiek, kiek būtina norint suprasti lipidų apykaitą.
Jei gyvūnas ar augalo audinys apdorojamas vienu ar keliais (dažniausiai paeiliui) organiniais tirpikliais, pavyzdžiui, chloroformu, benzenu arba petrolio eteriu, tada dalis medžiagos ištirpsta. Tokios tirpios frakcijos (ekstrakto) komponentai vadinami lipidais. Lipidų frakcijoje yra medžiagų įvairių tipų, kurių dauguma pateikta 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. Tačiau dauguma lipidų turi keletą bendrų struktūrinės ypatybės, nustatant jų svarbą biologines savybes ir panašus tirpumas.
Riebalų rūgštis
Riebalų rūgštys – alifatinės karboksirūgštys – gali būti randamos organizme laisvos būsenos (pėdsakai ląstelėse ir audiniuose) arba yra daugelio lipidų klasių statybinės medžiagos. 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 tiesias anglies grandines. Žemiau pateikiamos dažniausiai randamų natūraliai riebalų rūgščių formulės.
Natūralios riebalų rūgštys, nors ir šiek tiek savavališkai, 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 rūgščių, kurios yra gyvūnų ir aukštesnių augalų lipidų dalis, yra daug bendrosios savybės. Kaip jau buvo pažymėta, beveik visose natūraliose riebalų rūgštyse yra lyginis anglies atomų skaičius, dažniausiai 16 arba 18. Nesočiosios riebalų rūgštys gyvūnams ir žmonėms, dalyvaujantiems lipidų kūrime, paprastai turi dvigubą ryšį tarp 9 ir 10 anglies atomų; papildomai dviguba. ryšiai, tokie kaip paprastai atsiranda srityje tarp 10-osios anglies ir grandinės metilo galo. Skaičiavimas pradedamas nuo karboksilo grupės: arčiausiai COOH grupės esantis C atomas žymimas α, šalia esantis β, o galinis anglies atomas angliavandenilio radikale žymimas ω.
Natūralių nesočiųjų riebalų rūgščių dvigubų ryšių ypatumas yra tas, kad jas visada skiria dvi paprastos jungtys, tai yra, tarp jų visada yra bent viena metileno grupė (-CH=CH-CH2 -CH=CH-). Tokios dvigubos jungtys vadinamos „izoliuotomis“. Natūralios 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 sulenktą ir sutrumpėjusią išvaizdą, o tai yra biologiškai prasminga (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(muilai) vandenyje sudaro miceles. Pastarojoje neigiamai įkrautos riebalų rūgščių karboksilo grupės yra nukreiptos į vandeninę fazę, 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, toks junginys vadinamas trigliceridu (triacilgliceroliu), jei dvi yra esterintos, digliceridu (diacilgliceroliu) ir galiausiai, jei viena grupė esterinama, monogliceridu (monoacilglicerolis). .
Neutralūs riebalai organizme randami protoplazminių riebalų, kurie yra struktūrinis ląstelių komponentas, arba atsarginių riebalų pavidalu. Šių dviejų riebalų formų vaidmuo organizme nėra vienodas. Protoplazminiai riebalai turi konstantą cheminė sudėtis ir yra audiniuose tam tikru kiekiu, kuris nekinta net sergant nutukimu, o atsarginių riebalų kiekis labai svyruoja.
Didžioji dalis natūralių neutralių riebalų yra trigliceridai. Riebalų rūgštys trigliceriduose gali būti sočiosios arba nesočiosios. Labiausiai paplitusios riebalų rūgštys yra palmitino, stearino ir oleino rūgštis. Jei visi trys rūgščių radikalai priklauso tai pačiai riebalų rūgščiai, tai tokie trigliceridai vadinami paprastaisiais (pavyzdžiui, tripalmitinas, tristearinas, trioleinas ir kt.), o jei priklauso skirtingoms riebalų rūgštims, tada jie maišomi. Mišrių trigliceridų pavadinimai yra kilę iš juose esančių riebalų rūgščių; šiuo atveju skaičiai 1, 2 ir 3 rodo riebalų rūgščių likučio ryšį su atitinkamu alkoholio grupė glicerolio molekulėje (pavyzdžiui, 1-oleo-2-palmitostearinas).
Riebalų rūgštys, sudarančios trigliceridus, praktiškai lemia jų fizinę būklę Cheminės savybės. Taigi, trigliceridų lydymosi temperatūra didėja didėjant sočiųjų riebalų rūgščių likučių skaičiui ir ilgiui. Priešingai, kuo didesnis nesočiųjų arba trumpos grandinės riebalų rūgščių kiekis, tuo žemesnė lydymosi temperatūra. Gyvūniniai riebalai (taukai) dažniausiai turi nemažą kiekį sočiųjų riebalų rūgščių (palmitino, stearino ir kt.), dėl kurių jie kambario temperatūra sunku. Riebalai, kuriuose yra daug mono- ir poli nesočiosios rūgštys, yra skysti įprastoje temperatūroje ir vadinami aliejais. Taigi kanapių aliejuje 95% visų riebalų rūgščių yra oleino, linolo ir linoleno rūgštys, o tik 5% yra stearino ir palmitino rūgštis. Atkreipkite dėmesį, kad žmogaus riebaluose, kurie tirpsta 15°C temperatūroje (kūno temperatūroje jie yra skysti), yra 70% oleino rūgšties.
Gliceridai gali patekti į visus cheminės reakcijos būdingas esteriams. Svarbiausia reakcija yra muilinimo reakcija, kurios metu iš trigliceridų susidaro glicerolis ir riebalų rūgštys. Riebalų muilinimas gali vykti vykstant fermentinei hidrolizei arba veikiant rūgštims ar šarmams.
Šarminis riebalų skaidymas, veikiant kaustinę sodą arba kaustinį kalį, vyksta pramoninės muilo gamybos metu. Prisiminkime, kad muilas yra aukštesnių riebalų rūgščių natrio arba kalio druskos.
Natūraliams riebalams apibūdinti dažnai naudojami šie rodikliai:
- jodo skaičius – jodo kiekis gramais tam tikromis sąlygomis suriša 100 g riebalų; duotas numeris apibūdina riebaluose esančių riebalų rūgščių nesočiųjų laipsnį, jautienos riebaluose jodo skaičius yra 32-47, ėrienos riebaluose 35-46, kiaulienos riebaluose 46-66;
- rūgšties skaičius – kalio hidroksido miligramų skaičius, reikalingas 1 g riebalų neutralizavimui. Šis skaičius rodo laisvųjų riebalų rūgščių kiekį riebaluose;
- muilinimo skaičius – kalio hidroksido miligramų skaičius, naudojamas visoms riebalų rūgštims (tiek įtrauktoms į trigliceridus, tiek laisvosioms), esančioms 1 g riebalų, neutralizuoti. Šis skaičius priklauso nuo riebalų rūgščių, sudarančių riebalus, santykinės molekulinės masės. Pagrindinių gyvulinių riebalų (jautienos, ėrienos, kiaulienos) muilinimo skaičius yra beveik toks pat.
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, dengiančių odą, vilną ir plunksnas, dalis. Augaluose 80% visų lipidų, sudarančių plėvelę lapų ir kamienų paviršiuje, yra vaškai. Taip pat žinoma, kad vaškai yra įprasti tam tikrų mikroorganizmų metabolitai.
Natūralūs vaškai (pvz. bičių vaško, spermacetas, lanolinas) paprastai, be minėtų esterių, turi tam tikrą kiekį laisvųjų aukštesniųjų riebalų rūgščių, alkoholių ir angliavandenilių, kurių anglies atomų skaičius yra 21-35.
Fosfolipidai
Šiai klasei kompleksiniai lipidai Tai apima glicerofosfolipidus ir sfingolipidus.
Glicerofosfolipidai yra fosfatido rūgšties dariniai: juose yra glicerolio, riebalų rūgščių, fosforo rūgšties ir dažniausiai azoto turinčių junginių. Bendroji formulė glicerofosfolipidai pateikti diagramoje, kur R1 ir R2 yra aukštesniųjų riebalų rūgščių radikalai, o R3 yra azoto junginio radikalai.
Būdingas visų glicerofosfolipidų bruožas yra 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 R3 radikalo krūvio. .
Iš visų lipidų glicerofosfolipidai turi ryškiausias polines savybes. Kai glicerofosfolipidai dedami į vandenį, tik nedidelė jų dalis patenka į tikrąjį tirpalą, o didžioji dalis „ištirpusių“ lipidų yra vandens sistemos micelių pavidalu. Yra keletas glicerofosfolipidų grupių (poklasių).
- [Rodyti]
.
- Fosfatidilserinai [Rodyti]
.
Fosfatidilserino molekulėje azoto junginys yra aminorūgšties liekanos serinas.
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, plazmogenas hidrolizės metu suskaidomas į glicerolį, aukštesnių riebalų rūgščių aldehidą, riebalų rūgštį, fosforo rūgštį, choliną arba etanolaminą.
[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 esteriu jungtimi su azoto baze [HO-CH 2 -CH 2 -N+=(CH 3) 3 ] - cholinu. Taigi fosfatidilcholino molekulėje yra glicerolio, aukštesnių riebalų rūgščių, fosforo rūgšties ir cholino.
[Rodyti] .
Pagrindinis skirtumas tarp fosfatidilcholinų ir fosfatidiletanolaminų yra tas, kad pastaruosiuose vietoj cholino yra azoto bazės etanolaminas (HO-CH 2 -CH 2 -NH 3 +).
Iš glicerofosfolipidų gyvūnų ir aukštesnių augalų organizme didžiausias skaičius taip pat randama fosfatidilcholinų ir fosfatidiletanolaminų. Šios dvi glicerofosfolipidų grupės yra metaboliškai susijusios viena su kita ir yra pagrindiniai ląstelių membranų lipidiniai komponentai.
Šios glicerofosfolipidų grupės R3 radikalas yra šešių anglies cukraus alkoholis – inozitolis:
Fosfatidilinozitoliai yra gana plačiai paplitę gamtoje. Jų yra gyvūnuose, augaluose ir mikrobuose. Gyvūnams jų yra smegenyse, kepenyse ir plaučiuose.
[Rodyti] . 
Reikėtų pažymėti, kad laisvosios fosfatidinės rūgšties gamtoje yra, nors ir palyginti nedideliais kiekiais, palyginti su kitais glicerofosfolipidais.
Kardiolinas 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. Lentelėje 29 apibendrinti duomenys apie pagrindinių glicerofosfolipidų struktūrą.
Tarp riebalų rūgščių, sudarančių glicerofosfolipidus, yra ir sočiųjų, ir nesočiųjų riebalų rūgščių (dažniausiai stearino, palmitino, oleino ir linolo).
Taip pat nustatyta, kad daugumoje fosfatidilcholinų ir fosfatidiletanolaminų yra viena sočiųjų aukštesniųjų riebalų rūgštis, esterinta 1 padėtyje (prie 1-ojo glicerolio anglies atomo), ir viena nesočioji aukštesnė riebalų rūgštis, esterifikuota 2 padėtyje. Specialių fermentų, esančių, pavyzdžiui, kobros nuodų, priklausančių fosfolipazėms A 2, dalyvavimas sukelia nesočiųjų riebalų rūgščių skilimą ir lizofosfatidilcholinų arba lizofosfatidiletanolaminų susidarymą, kurie turi stiprų hemolizinį poveikį.
Sfingolipidai
Glikolipidai
Sudėtingi lipidai, kurių molekulėje yra angliavandenių grupių (dažniausiai D-galaktozės liekana). Glikolipidai vaidina esminį vaidmenį biologinių membranų funkcionavime. Jie daugiausia randami smegenų audinyje, bet 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 heksozės (dažniausiai D-galaktozės), kuri esteriu yra sujungta su aminoalkoholio sfingozino hidroksilo grupe. Be to, Cerebroside yra riebalų rūgščių. Tarp šių riebalų rūgščių labiausiai paplitusios yra lignocerinės, nervinės ir cerebrono rūgštys, t. y. riebalų rūgštys, turinčios 24 anglies atomus. Cerebrozidų struktūrą galima pavaizduoti diagrama. Cerebrozidai taip pat gali būti klasifikuojami kaip sfingolipidai, nes juose yra alkoholio sfingozino.
Labiausiai tirti cerebrozidų atstovai yra nervonas, turintis nervo rūgšties, cerebronas, apimantis cerebrono rūgštį, ir kerazinas, turintis lignociro rūgšties. Ypač didelis cerebrozidų kiekis membranose nervų ląstelės(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 n cerebrozidų, randami baltojoje medžiagoje. Tačiau jų kiekis smegenyse yra daug mažesnis nei cerebrozidų.
Hidrolizuojant gangliozidus galima aptikti aukštesnių riebalų rūgščių, sfingozino alkoholio, D-gliukozės ir D-galaktozės, taip pat aminocukraus darinių: N-acetilgliukozamino ir N-acetilneuramino rūgšties. Pastarasis organizme sintetinamas iš gliukozamino.
Struktūriškai gangliozidai iš esmės yra panašūs į cerebrozidus, vienintelis skirtumas yra tas, 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 pilkoji medžiaga smegenyse ir yra sutelktos nervų ir glijos ląstelių plazminėse membranose.
Visi aukščiau aptarti lipidai paprastai vadinami muilintais, nes juos hidrolizuojant susidaro muilas. Tačiau yra lipidų, kurie nehidrolizuojasi, kad išsiskirtų riebalų rūgštys. Šie lipidai apima steroidus.
Steroidai yra gamtoje plačiai paplitę junginiai. Jie yra ciklopentano perhidrofenantreno šerdies, turinčios tris susiliejusius cikloheksano žiedus ir vieną ciklopentano žiedą, dariniai. Steroidai apima daugybę hormoninio pobūdžio medžiagų, taip pat cholesterolį, tulžies rūgštis ir kitus junginius.
Žmogaus organizme pirmąją vietą tarp steroidų užima steroliai. 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 vaidina svarbų tarpinį produktą daugelio kitų junginių sintezėje. Daugelio gyvūnų ląstelių plazminėse membranose gausu cholesterolio; žymiai mažiau jo randama mitochondrijų membranose ir endoplazminiame tinkle. Atminkite, kad augaluose nėra cholesterolio. Augalai turi kitų sterolių, bendrai žinomų kaip fitosteroliai.
Lipidai sudaro didelę ir gana nevienalytę cheminės sudėties organinių medžiagų grupę, kuri yra gyvų ląstelių dalis, tirpsta mažo poliškumo organiniuose tirpikliuose (eteryje, benzene, chloroforme ir kt.) ir netirpi vandenyje. IN bendras vaizdas jie laikomi riebalų rūgščių dariniais.
Lipidų struktūros ypatumas yra tai, kad jų molekulėse yra tiek polinių (hidrofilinių), tiek 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. Paprastieji lipidai apima vaškus, riebalus ir aliejus, taip pat keramidus; sudėtingus lipidus sudaro fosfolipidai, sfingolipidai ir glikolipidai (10.1 schema).
Schema 10.1.Bendroji lipidų klasifikacija
10.2. Struktūriniai lipidų komponentai
Visos lipidų grupės turi du privalomus struktūrinius komponentus – aukštesnes karboksirūgštis ir alkoholius.
Didesnės riebalų rūgštys (HFA). Daugelis aukštesnių karboksirūgščių pirmiausia buvo išskirtos iš riebalų, todėl jos ir vadinamos riebus. Biologiškai svarbios riebalų rūgštys gali būti prisotintas(10.1 lentelė) ir nesočiųjų(10.2 lentelė). Jų bendrosios struktūros ypatybės:
Jie yra monokarboniniai;
Į grandinę įtraukite lyginį anglies atomų skaičių;
Turi dvigubų jungčių cis konfigūraciją (jei yra).
10.1 lentelė.Esminiai sočiųjų riebalų rūgščių 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 cis konfigūracijoje. Arčiausiai karboksilo grupės esanti dviguba jungtis paprastai yra tarp C-9 ir C-10 atomų. Jei yra keli dvigubi ryšiai, jie yra atskirti vienas nuo kito metileno grupe CH 2.
IUPAC taisyklės KDR leidžia naudoti jų nereikšmingus pavadinimus (žr. 10.1 ir 10.2 lenteles).
Šiuo metu taip pat naudojama mūsų pačių nesočiųjų skystų skysčių nomenklatūra. Jame galutinis anglies atomas, neatsižvelgiant į grandinės ilgį, žymimas paskutine raide Graikų abėcėlėω (omega). Dvigubų jungčių padėtis skaičiuojama ne, kaip įprasta, iš karboksilo grupės, o iš metilo grupės. Taigi linoleno rūgštis vadinama 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 skystųjų riebalų rūgščių omega-3 šeimą. Kiti rūgščių tipai sudaro panašias linolo (omega-6) ir oleino (omega-9) rūgščių šeimas. Dėl normalus gyvenimasŽmogui didelę reikšmę turi teisingas trijų tipų rūgščių lipidų balansas: omega-3 ( linų sėmenų aliejus, žuvų taukai), omega-6 (saulėgrąžų, kukurūzų aliejus) ir omega-9 ( alyvuogių aliejus) dietoje.
Iš lipiduose esančių sočiųjų rūgščių Žmogaus kūnas svarbiausi yra palmitino C16 ir stearino C18 (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 turėtų būti tiekiami su maistu apie 5 g per dieną. Gamtoje šių rūgščių daugiausia yra augaliniuose aliejuose. Jie prisideda
10 lentelė .2. Esminiai nesočiųjų riebalų rūgščių lipidai
* Įtraukta palyginimui. ** Cis izomerams.
kraujo plazmos lipidų profilio normalizavimas. Linetolis, mišinys etilo eteriai didesnių riebalų nesočiųjų rūgščių, vartojamų kaip lipidų kiekį mažinantis vaistas augalinės kilmės. Alkoholiai. Lipidai gali apimti:
Aukštesniųjų vienahidroksilių alkoholiai;
Daugiahidroksiliai alkoholiai;
Amino alkoholiai.
Natūraliuose lipiduose dažniausiai yra sotieji ir rečiau nesotieji ilgos grandinės alkoholiai (C 16 ir daugiau), daugiausia turintys lyginį anglies atomų skaičių. Kaip aukštesniųjų alkoholių pavyzdys, cetilo CH3 (CH 2 ) 15 OH ir melissil CH 3 (CH 2) 29 OH alkoholiai, kurie yra vaškų dalis.
Daugumoje natūralių lipidų polihidroksilius alkoholius atstovauja trihidroalkoholis glicerolis. Aptinkami ir kiti polihidroksiliai alkoholiai, tokie kaip dvihidroksiliai alkoholiai etilenglikolis ir 1,2 propandiolis, taip pat mioinozitolis (žr. 7.2.2).
Svarbiausi amino alkoholiai, kurie yra natūralių lipidų dalis, yra 2-aminoetanolis (kolaminas), cholinas, serinas ir sfingozinas, kurie taip pat priklauso α-aminorūgštims.
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 acilinami 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 aukštesnių riebalų rūgščių ir aukštesniųjų monohidroksilių alkoholių esteriai.
Vaškas sudaro apsauginį lubrikantą ant žmonių ir gyvūnų odos ir apsaugo augalus nuo išsausėjimo. Jie naudojami farmacijos ir parfumerijos pramonėje kremų ir tepalų gamyboje. Pavyzdys yra palmitino rūgšties cetilo esteris(cetinas) – pagrindinis komponentas spermacetas. Spermacetas išskiriamas 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 labiausiai paplitusi lipidų grupė. Dauguma jų priklauso triacilgliceroliams – pilniems glicerolio ir IVG esteriams, nors randami ir metabolizme dalyvaujantys mono- ir diacilgliceroliai.
Riebalai ir aliejai (triacilgliceroliai) yra glicerolio ir aukštesnių riebalų rūgščių esteriai.
Žmogaus kūne triacilgliceroliai atlieka struktūrinio ląstelių komponento arba rezervinės medžiagos („riebalų depo“) vaidmenį. Jų energetinė vertė yra maždaug du kartus didesnė nei baltymų
arba angliavandenių. Tačiau padidintas lygis triacilglicerolių kiekis kraujyje yra vienas iš papildomų rizikos veiksnių, sukeliančių koronarinės širdies ligos išsivystymą.
Kietieji triacilgliceroliai vadinami riebalais, skysti triacilgliceroliai – aliejais. Paprastuose triacilgliceroliuose yra tų pačių rūgščių likučių, o mišriuose – skirtingų.
Gyvūninės kilmės triacilgliceroliuose dažniausiai yra sočiųjų rūgščių likučių. Tokie triacilgliceroliai dažniausiai yra kietos medžiagos. Priešingai, augaliniuose aliejuose daugiausia yra nesočiųjų rūgščių likučių ir jie yra skystos konsistencijos.
Žemiau pateikiami neutralių triacilglicerolių pavyzdžiai ir jų sisteminiai ir (skliausteliuose) dažniausiai naudojami nereikšmingi pavadinimai, pagrįsti juos sudarančių riebalų rūgščių pavadinimais.
10.3.3. Keramidai
Keramidai yra N-acilinti alkoholio sfingozino 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 juose yra grupių, leidžiančių juos vienu metu klasifikuoti į skirtingas grupes. Pagal bendrą lipidų klasifikaciją (žr. 10.1 diagramą) kompleksiniai lipidai paprastai skirstomi į tris dideles grupes: fosfolipidus, sfingolipidus ir glikolipidus.
10.4.1. Fosfolipidai
Fosfolipidų grupei priklauso medžiagos, kurios hidrolizės metu pašalina 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 savo cheminę struktūrą glicerofosfolipidai yra dariniai l -glicero-3-fosfatas.
l-glicero-3-fosfatas turi asimetrinį anglies atomą, todėl gali egzistuoti dviejų stereoizomerų pavidalu.
Natūralūs glicerofosfolipidai turi tokią pačią konfigūraciją, nes yra l-glicero-3-fosfato dariniai, susidarantys metabolizmo metu iš dihidroksiacetono fosfato.
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 glicerolio grandinės 1 padėtyje yra sočiosios rūgšties liekana, 2 padėtyje - nesočiosios rūgšties, o vienas iš fosforo rūgšties hidroksilų yra esterintas polihidroksiliu arba aminoalkoholiu ( X yra šio alkoholio likutis). Organizme (pH ~7,4) jonizuojasi likęs laisvas fosforo rūgšties hidroksilas ir kitos fosfatiduose esančios joninės grupės.
Fosfatidų pavyzdžiai yra junginiai, kurių sudėtyje yra fosfatidinių rūgščių esterifikuota fosfato hidroksilui su atitinkamais alkoholiais:
Fosfatidilserinai, esterinimo agentas - serinas;
Fosfatidiletanolaminai, esterinimo agentas - 2-aminoetanolis (biocheminėje literatūroje dažnai, bet ne visai teisingai vadinamas etanolaminu);
Fosfatidilcholinai, esterinimo medžiaga - cholinas.
Šie esterinimo agentai yra susiję, nes etanolamino ir cholino dalys gali būti metabolizuojamos iš serino dalies dekarboksilinant ir vėliau metilinant S-adenozilmetioninu (SAM) (žr. 9.2.1).
Kai kuriuose fosfatiduose vietoj amino turinčio esterinimo agento yra polihidroksilių alkoholių likučių – glicerolio, mioinozitolio ir kt. Toliau kaip pavyzdžiai pateikti fosfatidilgliceroliai ir fosfatidilinozitoliai priklauso rūgštiniams glicerofosfolipidams, nes jų struktūrose nėra alkoholio fragmentų. kurios suteikia fosfatidiletanolaminams ir giminingiems junginiams neutralų pobūdį.
Plazmalogenai. Mažiau nei esterio glicerofosfolipidai yra lipidai, turintys eterio jungtį, ypač plazmogenai. Juose yra nesočiųjų liekanų
* Patogumo dėlei mioinozitolio likučio fosfatidilinozitolių konfigūracijos formulės rašymo būdas buvo pakeistas, palyginti su pirmiau pateiktu būdu (žr. 7.2.2).
alkoholis, susietas eteriniu ryšiu su glicero-3-fosfato C-1 atomu, pvz., plazmogenai su etanolamino fragmentu – L-fosfatidiniai etanolaminai. Plazmalogenai sudaro iki 10% visų CNS 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 C-1 keramido hidroksilo grupė, kaip taisyklė, esterinama cholino fosfatu (rečiau kolamino fosfatu), todėl jie taip pat gali būti klasifikuojami kaip fosfolipidai.
10.4.3. Glikolipidai
Kaip rodo pavadinimas, šios grupės junginiuose yra angliavandenių likučių (dažniausiai D-galaktozės, rečiau D-gliukozės) ir nėra fosforo rūgšties liekanų. Tipiški atstovai glikolipidai – cerebrozidai ir gangliozidai – yra sfingozino turintys lipidai (todėl juos galima laikyti sfingolipidais).
IN cerebrozidai keramido liekana yra sujungta su D-galaktoze arba D-gliukoze β-glikozidiniu ryšiu. 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, įskaitant bent jau vienas likutis V-acetilneuramino rūgštis (žr. 11-2 priedą).
10.5. Lipidų savybės
ir juos konstrukciniai komponentai
Ypatinga sudėtingų lipidų savybė yra jų dvifiliškumas, sukelia nepolinės hidrofobinės ir labai polinės jonizuotos hidrofilinės grupės. Pavyzdžiui, fosfatidilcholinuose riebalų rūgščių angliavandenilių radikalai sudaro dvi nepolines „uodegas“, o karboksilo, fosfato ir cholino grupės sudaro polinę dalį.
Sąsajoje tokie junginiai veikia kaip puikūs emulsikliai. Kaip ląstelių membranų dalis, lipidų komponentai užtikrina aukštą membranos elektrinį atsparumą, jos nepralaidumą jonams ir polinėms molekulėms bei pralaidumą nepolinėms medžiagoms. Visų pirma, dauguma anestetikų yra labai tirpūs lipiduose, todėl jie gali prasiskverbti per nervų ląstelių membranas.
Riebalų rūgštys yra silpni elektrolitai( p K a~4,8). Jie yra mažas laipsnis atsiribojęs į vandeniniai tirpalai. Esant pH< p K a vyrauja nejonizuota forma, kai pH > p Ka, y., 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 iš dalies hidrolizuojamos vandenyje, jų tirpalai turi šarminę reakciją.
Natūralios nesočiosios riebalų rūgštys, turinčios cis- dvigubos jungties konfigūracija, turi didelį vidinės energijos tiekimą ir todėl, palyginti su transas-izomerai yra termodinamiškai mažiau stabilūs. Jų cis-trans -izomerizacija lengvai vyksta kaitinant, ypač esant radikalių reakcijų iniciatoriams. IN laboratorinėmis sąlygomisši 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
Naudojant hidrolizės reakciją, nustatoma ir gaunama lipidų struktūra vertingų produktų(muilas). 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 esteriuose, eterio jungtis suskaidoma rūgštinėje, bet ne šarminėje aplinkoje.
10.5.2. Papildymo reakcijos
Lipidai, kurių struktūroje yra nesočiųjų rūgščių likučių, rūgščioje aplinkoje per dvigubus ryšius prideda vandenilio, halogenų, vandenilio halogenidų ir vandens. Jodo skaičius yra triacilglicerolių neprisotinimo matas. Tai atitinka jodo gramų skaičių, kuris gali būti pridėtas prie 100 g medžiagos. Natūralių riebalų ir aliejų sudėtis bei jų jodo kiekis kinta gana plačiose ribose. Kaip pavyzdį pateikiame 1-oleoil-distearoilglicerolio sąveiką su jodu (šio triacilglicerolio jodo skaičius yra 30).
Katalizinis nesočiųjų augalinių aliejų 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. Visų pirma, nesočiųjų triacilglicerolių oksidacija deguonimi saugojimo metu (autooksidacija, žr. 3.2.1), lydima hidrolizės, yra proceso, žinomo kaip aliejaus apkartimas.
Pirminiai lipidų sąveikos su molekuliniu deguonimi produktai yra hidroperoksidai, susidarantys dėl grandininio laisvųjų radikalų proceso (žr. 3.2.1).
Lipidų peroksidacija – vienas svarbiausių oksidaciniai procesai 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(AFC, žr. 03-1 priedą).
Kai užpuola, ypač hidroksilo radikalas H O, aktyviausias iš ROS, lipidų molekulė LH patiria homolizinį plyšimą. S-N jungtys alilo padėtyje, kaip parodyta lipidų peroksidacijos modelyje (10.3 schema). Susidaręs alilo radikalas L" akimirksniu reaguoja su molekuliniu deguonimi, esančiu oksidacijos aplinkoje, sudarydamas lipidų peroksilo radikalą LOO". Nuo šio momento prasideda lipidų peroksidacijos reakcijų grandininė kaskada, kaip tęsti mokslus alilinių lipidų radikalų L", atnaujinant šį procesą.
Lipidų peroksidai LOOH yra nestabilūs junginiai ir gali spontaniškai arba dalyvaujant kintamo valentingumo metalų jonams (žr. 3.2.1) suirti, sudarydami lipidoksilo radikalus LO", galinčius inicijuoti tolesnę lipidų substrato oksidaciją. Toks laviną primenantis procesas lipidų peroksidacija kelia pavojų ląstelių membraninių struktūrų sunaikinimui.
Vidutiniškai susidaręs alilo radikalas turi mezomerinę struktūrą ir gali toliau transformuotis dviem kryptimis (žr. 10.3 diagramą, keliai A Ir b), dėl kurių susidaro tarpiniai hidroperoksidai. Hidroperoksidai yra nestabilūs ir net įprastoje temperatūroje suyra, sudarydami aldehidus, kurie toliau oksiduojasi į rūgštis – galutinius reakcijos produktus. Rezultatas yra bendras atvejis 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 kietesnėmis sąlygomis (nutrūkus anglies-anglies ryšiams) – atitinkamos rūgštys.
Lipidai (riebalai).Lipidai- vadinamas sudėtingu organinių junginių mišiniu (junginiais su anglimi C), turinčiu panašias fizikines ir chemines savybes:
- netirpsta vandenyje.
- geras tirpumas organiniuose tirpikliuose (benzinas, chloroformas)Lipidai yra plačiai paplitę gamtoje. Kartu su baltymais ir angliavandeniais jie sudaro didžiąją visų gyvų organizmų organinių medžiagų dalį ir yra esminė kiekvienos ląstelės sudedamoji dalis. Lipidai - esminis komponentas maistas daugiausia lemia jo maistinę vertę ir skonį.
Augaluose jie daugiausia kaupiasi sėklose ir vaisiuose. Gyvūnams ir žuvims lipidai koncentruojasi poodiniame riebaliniame audinyje, in pilvo ertmė ir audiniai, supantys daugelį svarbių organų (širdis, inkstai), taip pat smegenyse ir nerviniuose audiniuose. Ypač daug lipidų yra banginių (25-30 % jų masės), ruonių ir kitų jūros gyvūnų poodiniame riebaliniame audinyje. Žmonėms lipidų kiekis vidutiniškai svyruoja nuo 10 iki 20%.Lipidų tipai.
Riebalų klasifikacijų rūšių yra daug, išanalizuosime paprasčiausią, suskirstytą į tris dideles grupes:
- Paprasti lipidai
- Sudėtingi lipidai
- Lipidų dariniai.Pažvelkime į kiekvieną lipidų grupę atskirai, kas juose yra ir kam jie reikalingi.
Paprasti lipidai.
1) Neutralūs riebalai (arba tiesiog riebalai).
Neutralūs riebalai susideda iš trigliceridų.
Trigliceridas - lipidai arba neutralūs riebalai, kurių sudėtyje yra glicerolio, sujungto su trimis riebalų rūgščių molekulėmis.
Glicerolis- cheminis junginys, kurio formulė C3H5(OH)3, (bespalvis, klampus, bekvapis, saldus skystis.)
Riebalų rūgštis– natūralūs arba sukurti junginiai su viena ar daugiau grupių – COOH (karboksilo), nesukuriantys ciklinių ryšių (aromatiniai), kurių anglies atomų (C) skaičius grandinėje yra ne mažesnis kaip 6.Trigliceridai gaminami skaidant maistinius riebalus ir yra riebalų kaupimosi žmogaus organizme forma. Didžiąją dalį maisto riebalų (98%) sudaro trigliceridai. Riebalai taip pat kaupiami organizme trigliceridų pavidalu.
Riebalų rūgščių rūšys:
- Sočiosios riebalų rūgštys- tarp anglies atomų yra tik pavieniai ryšiai, o visi kiti ryšiai yra prijungti prie vandenilio atomų. Molekulė jungiasi su kuo daugiau vandenilio atomų, todėl rūgštis vadinama sočiąja.Jos skiriasi nuo nesočiųjų rūgščių tuo, kad kambario temperatūroje išlieka kietos.
Maisto produktai, kuriuose yra daugiausiai sočiųjų riebalų, yra taukai ir riebalai, vištienos, jautienos ir ėrienos riebalai, sviesto ir margarinas. Maistas, kuriame gausu tokių riebalų, yra dešra, dešrelės ir kitos dešros, šoninė, įprasta liesa jautiena; mėsos rūšys, vadinamos „marmuru“; vištienos oda, šoninė; ledai, kremai, sūriai; didžioji dalis miltų ir kitų konditerijos gaminių.-nesočiosios riebalų rūgštys, turi vieną ar daugiau dvigubų jungčių išilgai pagrindinės anglies grandinės. Kiekviena dviguba jungtis sumažina vandenilio atomų, galinčių susieti su riebalų rūgštimi, skaičių. Dvigubos jungtys taip pat lemia riebalų rūgščių „lenkimą“, o tai neleidžia tarp jų susijungti.
Nesočiųjų riebalų rūgščių randama augaliniuose šaltiniuose.Juos galima suskirstyti į du tipus:
1) mononesočiosios – nesočiosios riebalų rūgštys su viena dviguba jungtimi. (pavyzdžiui - alyvuogių aliejus)
2) polinesočiosios – nesočiosios riebalų rūgštys su dviem ar daugiau dvigubų jungčių. (pavyzdžiui - sėmenų aliejus)APIE dietiniai riebalai Bus atskira didelė tema, kurioje bus išsamiai išnagrinėtos visos jų savybės.
2) vaškai.
Vaškai yra į riebalus panašios gyvulinės arba augalinės kilmės medžiagos, susidedančios iš monohidroksilių alkoholių ir riebalų rūgščių esterių.
Esteriai– junginiai – COOH (karboksilas), kuriuose vandenilio atomas HO grupėje pakeistas organine grupe.
Alkoholiai– –OH junginiai, sujungti su anglies atomu.
Paprastais žodžiais tariant, vaškai yra beformės, plastiškos medžiagos, kurios kaitinant lengvai suminkštėja, tirpsta nuo 40 iki 90 laipsnių Celsijaus temperatūroje.
Bičių vašką išskiria specialios bičių liaukos, iš kurių bitės formuoja korius.Sudėtingi lipidai.
Sudėtingas lipidas yra trigliceridų ir kitų cheminių medžiagų derinys.
Iš viso yra trys tipai.Fosfolipidai– glicerolis, sujungtas su viena ar dviem riebalų rūgštimis, taip pat su fosforo rūgštimi.
Ląstelės membrana sudaryta iš fosfolipidų. Maisto produktuose populiariausias yra lecitinas.Glikolipidai - riebalų ir angliavandenių komponentų junginiai. (Yra visuose audiniuose, daugiausia išoriniame plazmos membranų lipidiniame sluoksnyje.)
Lipoproteinai– riebalų ir baltymų kompleksai. (kraujo plazma)
Lipidų dariniai.
Cholesterolis– riebi, į vašką panaši medžiaga, randama kiekvienoje kūno ląstelėje ir daugelyje maisto produktų. Tam tikras cholesterolio kiekis kraujyje yra būtinas, tačiau didelis kiekis gali sukelti širdies ligas.
Kiaušiniuose yra daug cholesterolio riebių veislių mėsa, dešra, riebūs pieno produktai.SU bendroji klasifikacija Ar supratote, kokias funkcijas atlieka lipidai?
Funkcijos.
- Struktūrinė funkcija.
Fosfolipidai dalyvauja visų organų ir audinių ląstelių membranų konstrukcijoje. Jie dalyvauja daugelio biologiškai svarbių junginių susidaryme.
- Energijos funkcija.
Oksiduojant riebalus išsiskiria didelis kiekis energijos, kuri eina ATP formavimuisi. Didelė dalis yra saugoma lipidų pavidalu energijos atsargas organizmo, kurie suvartojami dėl trūkumo maistinių medžiagų. Žiemą miegantys gyvūnai ir augalai kaupia riebalus bei aliejus ir naudoja juos gyvybiniams procesams palaikyti. Didelis lipidų kiekis augalų sėklose užtikrina embriono ir daigų vystymąsi prieš jiems pereinant prie savarankiškos mitybos. Daugelio augalų sėklos (kokoso palmių, ricinos aliejaus, saulėgrąžų, sojų pupelių, rapsų ir kt.) pasitarnauja kaip žaliava augalinio aliejaus gamybai pramoniniu būdu.Visiškai suskaidžius 1 g riebalų, išsiskiria 38,9 kJ energijos, Tai yra maždaug 2 kartus daugiau nei angliavandenių ir baltymų.
- Apsauginė ir šilumos izoliacija
Kaupiasi į poodinis audinys o aplink kai kuriuos organus (inkstus, žarnas) riebalinis sluoksnis saugo gyvūno kūną ir jo atskiri organai iš mechaniniai pažeidimai. Be to, dėl mažo šilumos laidumo poodinių riebalų sluoksnis padeda išlaikyti šilumą, o tai leidžia, pavyzdžiui, daugeliui gyvūnų gyventi šaltame klimate.
Tepamas ir vandenį atstumiantis.
Vaškas padengia odą, vilną, plunksnas, daro jas elastingesnes ir apsaugo nuo drėgmės. Daugelio augalų lapai ir vaisiai turi vaškinę dangą.– Reguliavimo.
Daugelis hormonų yra cholesterolio dariniai, pavyzdžiui, lytiniai hormonai (testosteronas adresu vyrams ir progesteronui moterims) bei kortikosteroidams. Cholesterolio dariniai, vitaminas D vaidina pagrindinį vaidmenį kalcio ir fosforo apykaitoje. Tulžies rūgštys dalyvauti virškinimo procesuose. Nervinių ląstelių aksonų mielino (nelaidaus krūvio) apvalkaluose lipidai yra izoliatoriai nervinių impulsų laidumo metu.
- Apykaitos vandens šaltinis.
Oksiduojant 100 g riebalų susidaro maždaug 105-107 g vandens. Šis vanduo labai svarbus kai kuriems dykumų gyventojams, ypač kupranugariams, kurie be vandens gali išsiversti 10–12 dienų: kupros sukaupti riebalai naudojami būtent šiems tikslams. Meškos, kiaunės ir kiti žiemojantys gyvūnai gyvybei reikalingą vandenį gauna dėl riebalų oksidacijos.
Įkeliama...