Vienas didžiausių šiuolaikinės žmonijos mitų – riebalų kenksmingumas. Riebalai tapo priešu numeris vienas. Žmonės išleidžia dolerius, rublius, eurus ir pan., kad pirktų neriebius sausainius, neriebią kolą, tabletes, kurios gali slopinti riebalų pasisavinimą, tabletes, kurios tirpdo riebalus. Žmonės laikosi visų rūšių be riebalų dietų.
Bet... Visais atžvilgiais klestinčiose šalyse nutukusių žmonių skaičius nuolat auga. Vis daugiau žmonių, sergančių širdies ir kraujagyslių ligomis bei cukriniu diabetu, tai yra ligomis, kurios daugiausia susijusios su antsvoriu. Karas su riebalais tęsiasi...
Taigi kas negerai?
1 faktas: riebalai jums naudingi
Pirma ir pagrindinė klaida yra manyti, kad visi riebalai yra vienodi; visų riebalų atsisakymas yra palaima. Tačiau gyventojų išsilavinimas yra gana aukštas, dabar daugelis žino, kad nesotieji riebalai (daugiausia augaliniai) yra naudingi. O sotieji (daugiausia gyvūnai) yra kenksmingi.
Išsiaiškinkime.
Sotieji riebalai yra struktūriniai ląstelių membranų komponentai ir dalyvauja organizmo biochemijoje. Todėl visiškas jų atmetimas sukels negrįžtamus sveikatos pokyčius. Kitas dalykas, kad jų vartojimas turėtų atitikti amžiaus rodiklius. Vaikams ir paaugliams jų reikia pakankamais kiekiais, su amžiumi jų vartojimas gali mažėti.
Nesotieji riebalai – mažina „blogojo“ cholesterolio kiekį, yra būtini tam, kad organizmai pasisavintų tam tikrus vitaminus (tirpius riebaluose), dalyvauja medžiagų apykaitoje. Tai yra, šie riebalai taip pat būtini organizmui.
Šiek tiek pastebėjimo: sotieji riebalai yra kieti, nesotieji – skysti.
Pagal fiziologinius rodiklius vidutiniam žmogui sočiųjų ir nesočiųjų riebalų santykis turėtų būti 1/3:2/3. Valgyti sveikus riebalus būtina!
Transriebalai tikrai kenkia. Jų randama ir gamtoje (pavyzdžiui, natūraliame piene), tačiau didžioji dalis susidaro iš kitų (augalinių) riebalų, hidrinimo būdu (riebalų perdirbimo būdas, siekiant suteikti jiems kietą formą).
2 faktas: kūno riebalai nėra riebalų valgymo rezultatas
Ką?! Žinoma, jei tiesiog padidinsite suvartojamų riebalų kiekį, nesumažindami kitų maisto produktų, priaugsite svorio. Sveiko svorio palaikymo pagrindas yra pusiausvyra. Turėtumėte išleisti tiek kalorijų, kiek suvartojate.
Tačiau dietos su staigiu kalorijų apribojimu gali smarkiai padidinti svorį po atšaukimo. Kodėl? Kūnas gavo instaliaciją: badas. Vadinasi, riebalus reikia kaupti rezerve. Todėl visas maistas yra perdirbamas ir patenka į „depą“ – riebalų sankaupas. Tokiu atveju galite nualpti. Perdirbti angliavandeniai kaupiami riebalų atsargose.
Tyrimai rodo, kad jei žmogus laikosi nekaloringos, neriebios dietos, tada su dideliais sunkumais atsikratys keli kilogramai, net jei ir toliau „sėdėsite“ prie šios dietos.
Be to, žmonės, kurie valgo nedidelį kiekį riebalų, yra linkę į nutukimą.
O pacientų stebėjimas JAV atskleidė vaizdą, kad riebalų kiekio sumažėjimas nuo 40% (tai yra laikoma norma) iki 33% dietoje, kartu padaugėja antsvorio turinčių žmonių.
Atminkite, kad nesotieji riebalai dalyvauja medžiagų apykaitoje. Baltymų: riebalų: angliavandenių santykis suaugusiam žmogui turėtų būti maždaug 14 %: 33 %: 53 %.
Išvestis: Padidėjęs nesočiųjų riebalų kiekis maiste, kuriame yra pastovus kalorijų kiekis, nepriaugs svorio, bet padės pagerinti sveikatą per medžiagų apykaitą.
Kas yra lipidai, kokia lipidų klasifikacija, kokia jų struktūra ir funkcija? Atsakymą į šį ir daugelį kitų klausimų pateikia biochemija, tirianti šias ir kitas medžiagų apykaitai labai svarbias medžiagas.
Kas tai yra
Lipidai yra organinės medžiagos, kurios netirpsta vandenyje. Lipidų funkcijos žmogaus organizme yra įvairios.
Lipidai – šis žodis reiškia „mažos riebalų dalelės“
Tai visų pirma:
- Energija. Lipidai yra energijos kaupimo ir naudojimo substratas. Suskaidžius 1 gramą riebalų išsiskiria apie 2 kartus daugiau energijos nei suskaidžius tokio pat svorio baltymus ar angliavandenius.
- Struktūrinė funkcija. Lipidų struktūra lemia mūsų kūno ląstelių membranų struktūrą. Jos išdėstytos taip, kad hidrofilinė molekulės dalis būtų ląstelės viduje, o hidrofobinė – jos paviršiuje. Dėl šių lipidų savybių kiekviena ląstelė, viena vertus, yra autonominė sistema, atskirta nuo išorinio pasaulio, kita vertus, kiekviena ląstelė gali keistis molekulėmis su kitomis ir su aplinka, naudodama specialias transporto sistemas.
- Apsauginis. Paviršinis sluoksnis, kurį mes turime ant odos ir tarnauja kaip tam tikras barjeras tarp mūsų ir išorinio pasaulio, taip pat susideda iš lipidų. Be to, jie, esantys riebalinio audinio sudėtyje, atlieka šilumos izoliacijos funkciją ir apsaugo nuo žalingo išorinio poveikio.
- Reguliavimo. Jie yra vitaminų, hormonų ir kitų medžiagų, reguliuojančių daugelį organizme vykstančių procesų, dalis.
Bendrosios lipidų savybės yra pagrįstos struktūrinėmis savybėmis. Jie turi dvejopų savybių, nes molekulėje turi tirpių ir netirpių dalių.
Kūno įsisavinimas
Lipidai iš dalies patenka į žmogaus organizmą su maistu, iš dalies geba sintetinti endogeniškai. Pagrindinės maisto lipidų dalies suskaidymas vyksta dvylikapirštėje žarnoje 12, veikiant kasos išskiriamoms kasos sultims ir tulžyje esančioms tulžies rūgštims. Suskilę jie vėl sintetinami žarnyno sienelėje ir jau specialių transportavimo dalelių – lipoproteinų – sudėtyje yra pasiruošę patekti į limfinę sistemą ir bendrą kraujotaką.
Su maistu žmogus kasdien turi gauti apie 50-100 gramų riebalų, tai priklauso nuo organizmo būklės ir fizinio aktyvumo lygio.
klasifikacija
Pagal lipidų klasifikaciją, atsižvelgiant į jų gebėjimą tam tikromis sąlygomis sudaryti muilą, jie skirstomi į šias lipidų klases:
- Muilintas. Vadinamosios medžiagos, kurios aplinkoje, kurioje vyksta šarminė reakcija, sudaro karboksirūgščių druskas (muilas). Šiai grupei priklauso paprastieji lipidai, kompleksiniai lipidai. Organizmui svarbūs ir paprasti, ir sudėtingi lipidai, jie turi skirtingą struktūrą ir atitinkamai lipidai atlieka skirtingas funkcijas.
- Nemuilinamos medžiagos. Jie nesudaro karboksirūgšties druskų šarminėje terpėje. Ši biologinė chemija apima riebalų rūgštis, polinesočiųjų riebalų rūgščių darinius – eikozanoidus, cholesterolį, kaip ryškiausią pagrindinės sterolių-lipidų klasės atstovą, taip pat jo darinius – steroidus ir kai kurias kitas medžiagas, pavyzdžiui, vitaminus A, E. ir kt.
Bendra lipidų klasifikacija
Riebalų rūgštis
Medžiagos, priklausančios vadinamųjų paprastųjų lipidų grupei ir turinčios didelę reikšmę organizmui, yra riebalų rūgštys. Priklausomai nuo dvigubų jungčių buvimo nepolinėje (vandenyje netirpioje) anglies „uodegoje“, riebalų rūgštys skirstomos į sočiąsias (dvigubų jungčių neturi) ir nesočiąsias (turi vieną ar net daugiau dvigubų anglies-anglies ryšių). Pirmojo pavyzdžiai: stearino, palmitino. Nesočiųjų ir polinesočiųjų riebalų rūgščių pavyzdžiai: oleino, linolo ir kt.
Būtent nesočiosios riebalų rūgštys mums yra ypač svarbios ir turi būti su maistu.
Kodėl? Nes jie:
- Tarnauja kaip ląstelių membranų sintezės komponentas, dalyvauja formuojant daugelį biologiškai aktyvių molekulių.
- Jie padeda palaikyti normalią endokrininės ir reprodukcinės sistemos veiklą.
- Jie padeda užkirsti kelią ar sulėtinti aterosklerozės ir daugelio jos pasekmių vystymąsi.
Riebalų rūgštys skirstomos į dvi dideles grupes: nesočiąsias ir sočiąsias
Uždegimo mediatoriai ir kt
Kitas paprastų lipidų tipas yra tokie svarbūs vidinio reguliavimo tarpininkai kaip eikozanoidai. Jie turi unikalią (kaip ir beveik viskas biologijoje) cheminę struktūrą ir atitinkamai unikalias chemines savybes. Pagrindinis eikozanoidų sintezės pagrindas yra arachidono rūgštis, kuri yra viena iš svarbiausių nesočiųjų riebalų rūgščių. Būtent eikozanoidai organizme yra atsakingi už uždegiminių procesų eigą.
Jų vaidmenį uždegime galima trumpai apibūdinti taip:
- Jie keičia kraujagyslių sienelės pralaidumą (būtent padidina jos pralaidumą).
- Stimuliuoja leukocitų ir kitų imuninės sistemos ląstelių išsiskyrimą į audinį.
- Cheminių medžiagų pagalba jie tarpininkauja imuninių ląstelių judėjimui, fermentų išsiskyrimui ir svetimų organizmui dalelių įsisavinimui.
Tačiau eikozanoidų vaidmuo žmogaus organizme tuo nesibaigia, jie taip pat atsakingi už kraujo krešėjimo sistemą. Priklausomai nuo besivystančios situacijos, eikozanoidai gali išplėsti kraujagysles, atpalaiduoti lygiuosius raumenis, sumažinti agregaciją arba, jei reikia, sukelti priešingą poveikį: vazokonstrikciją, lygiųjų raumenų ląstelių susitraukimą ir trombų susidarymą.
Eikozanoidai – didelė grupė fiziologiškai ir farmakologiškai aktyvių junginių
Buvo atlikti tyrimai, pagal kuriuos žmonės, kurie su maistu gavo pakankamai pagrindinio substrato eikozanoidų sintezei ─ arachidono rūgšties ─ (jo yra žuvų taukuose, žuvyje, augaliniuose aliejuose), rečiau sirgo širdies ir kraujagyslių sistemos ligomis. Greičiausiai taip yra dėl to, kad tokie žmonės tobuliau keičiasi eikozanoidais.
Sudėtingos struktūros medžiagos
Kompleksiniai lipidai – tai grupė medžiagų, kurios organizmui yra ne mažiau svarbios nei paprastieji lipidai. Pagrindinės šios riebalų grupės savybės:
- Dalyvaukite formuojant ląstelių membranas kartu su paprastais lipidais, taip pat užtikrinkite tarpląstelinę sąveiką.
- Jie yra nervinių skaidulų mielino apvalkalo dalis, būtina normaliam nervinių impulsų perdavimui.
- Jie yra vienas iš svarbių paviršinio aktyvumo medžiagų komponentų – medžiagos, užtikrinančios kvėpavimo procesus, būtent, neleidžiančios alveolėms subyrėti iškvėpimo metu.
- Daugelis jų atlieka ląstelės paviršiaus receptorių vaidmenį.
- Kai kurių sudėtingų riebalų, išskiriamų iš smegenų skysčio, nervinio audinio ir širdies raumens, reikšmė nėra visiškai suprantama.
Paprasčiausi šios lipidų grupės atstovai yra fosfolipidai, gliko- ir sfingolipidai.
Cholesterolis
Cholesterolis yra lipidinio pobūdžio medžiaga, turinti svarbiausią vertę medicinoje, nes jos metabolizmo pažeidimas neigiamai veikia viso organizmo būklę.
Dalis cholesterolio patenka su maistu, dalis sintetinama kepenyse, antinksčiuose, lytinėse liaukose ir odoje.
Taip pat dalyvauja formuojant ląstelių membranas, hormonų ir kitų chemiškai aktyvių medžiagų sintezę, taip pat dalyvauja lipidų apykaitoje žmogaus organizme. Gydytojai dažnai tiria cholesterolio kiekio kraujyje rodiklius, nes jie parodo lipidų apykaitos būklę visame žmogaus organizme.
Lipidai turi savo specialias transportavimo formas – lipoproteinus. Su jų pagalba jie gali būti nešiojami su kraujo srove, nesukeliant embolijos.
Riebalų apykaitos sutrikimai greičiausiai ir aiškiausiai pasireiškia cholesterolio apykaitos sutrikimais, aterogeninių nešėjų (vadinamųjų mažo ir labai mažo tankio lipoproteinų) vyravimu prieš antiaterogeninius (didelio tankio lipoproteinus).
Pagrindinis lipidų apykaitos patologijos pasireiškimas yra aterosklerozės vystymasis.
Tai pasireiškia viso kūno arterijų spindžio susiaurėjimu. Priklausomai nuo paplitimo įvairios lokalizacijos kraujagyslėse, susiaurėja vainikinių kraujagyslių spindis (lydimas krūtinės angina), smegenų kraujagyslės (su sutrikusia atmintimi, klausa, galimi galvos skausmai, triukšmas galvoje), inkstų kraujagyslės, kraujagyslės. apatinių galūnių, virškinimo sistemos kraujagyslių su atitinkamais simptomais ...
Taigi lipidai kartu yra ir nepakeičiamas substratas daugeliui organizme vykstančių procesų, o kartu sutrikus riebalų apykaitai gali sukelti daugybę ligų ir patologinių būklių. Todėl riebalų apykaitą reikia kontroliuoti ir koreguoti, kai atsiranda toks poreikis.
Pagrindinė sveikatos palaikymo taisyklė – tolygus riebalų dalies pasiskirstymas patiekiant. Tiesą sakant, žmogui reikia riebalų, tačiau jis turi kontroliuoti suvartojamų riebalų kiekį. Žmogus turi pats nustatyti riebalų kiekį, kuris bus naudingas, o ne pakenktų sveikatai. Riebalai turi patekti į teisingą kelią, kad išvengtumėte nemalonių pasekmių, susijusių su svorio padidėjimu, sukeliančių širdies sutrikimus, hipertenziją, insultą ar net mirtį. Todėl verta atkreipti dėmesį į maistą, kuris padeda deginti riebalus. Šiandien mes svarstysime 10 nežinomų faktų apie riebalus.
Vidutiniškai žmogus kasdien priauga 1 g riebalų pertekliaus.... Tiesą sakant, žmonės priauga daugiau kūno riebalų. Daugiau dėmesio reikėtų skirti mitybai ir mankštai. Daryti išvadas: kuo daugiau riebalų suvartojate, tuo greičiau prasideda sveikatos problemos.
Riebalinės ląstelės gyvena dar dešimt metų po žmogaus mirties. Tačiau jie miršta nuo fizinio krūvio. Problema ta, kad smegenų ląstelės nuolat miršta ir atsinaujina, tačiau jei jų vietą užima riebalinės ląstelės, atsiranda atminties problemų, ypač vyresnio amžiaus žmonėms.
8. Kalorijų šaltinis
Tiesą sakant, riebalai yra nepakeičiamas kalorijų šaltinis organizmui. Tai būtina norint palaikyti visus gyvybinius procesus organizme. Verta prisiminti, kad antsvoris sukelia sveikatos problemų.... Pagrindinė taisyklė – pasirinkti tinkamus maisto produktus, kuriuose būtų pakankamai kalorijų, kad organizmas veiktų.
7. Riebalai sustiprina skonį
Dauguma konservantų ir skonio stipriklių yra riebalų pagrindu... Sumaišius juos su maistu, jie turi malonų ir kviečiantį aromatą bei skonį. Jei mėgstate gaminti, pabandykite į patiekalą įdėti mėsos ar gyvulinių riebalų, patiekalo kvapas ir skonis iš karto pasikeis.
Riebalai yra vitaminų absorbentas. Nuolat vitaminus vartojantys žmonės pastebi, kad pavalgius vitaminų poveikis būna silpnesnis. Ypač jei vitaminai yra tirpios formos.
5. Moterims riebalų reikia labiau nei vyrams
Visų pirma, didelis moterų riebalų poreikis siejamas su gamta. Moteris yra mama, norint susilaukti vaikelio, kūnui reikia jėgų išnešioti vaiką ir jį auginti įsčiose, organizmas degina kalorijas ir riebalus, o galiausiai, gimus vaikeliui, moteris maitina krūtimi. o pieno pagrindas yra laktozė ir riebalai. Riebalų atsargos moters organizme paaiškinamos tuo, kad organizmas kaupia energiją besilaukiančiai mamai. Todėl daugelis moterų po maitinimo krūtimi numeta svorio.
Yra dviejų tipų riebalai. Vaizdžiai jie vadinami gerais ir blogais. Gerieji riebalai vadinami nesočiaisiais riebalais, tokie riebalai yra būtini žmogaus organizmui. Jų yra liesoje baltoje mėsoje ir garuose ruoštuose maisto produktuose, pavyzdžiui, žuvyje. Blogieji riebalai yra riebi mėsa, vištienos oda arba pieno produktai. Šių maisto produktų vartojimas sukelia aukštą cholesterolio kiekį ir širdies sutrikimus.
Kadangi riebaluose yra daug kalorijų, jie kaupiami energijai.... 1 gramo riebalų suvartojimas prilygsta 9 kalorijoms.
2. Riebalų saugojimas
Riebalai, būtini sveikatai, kaupiasi raumenyse, kaulų čiulpuose ir nervų sistemos organuose. Tai būtina hormonų gamybai ir imuniteto stiprinimui. Poodiniai riebalai rodo, kad laikas numesti svorio. Riebalų yra maisto produktuose, kurie didina raumenų masę.
Moterys turėtų išlaikyti 13–17% kūno riebalų kurios paprastai laikomos šlaunyse, krūtinėje, šlaunyse ir pilve. Vyrams riebalai kaupiasi pilve. Jie turi išlaikyti 3–5% kūno riebalų procentą., tai yra žymiai mažiau nei moterų.
Lipidai yra svarbiausias organizmo energijos atsargų šaltinis. Faktas akivaizdus net nomenklatūros lygmeniu: graikiškas „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:
- rezervinė energija;
- struktūros formavimas;
- transportas;
- izoliuojantis;
- 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:
- cholesterolis - lipofilinis alkoholis;
- glikolipidai - lipidų junginiai su angliavandeniais;
- fosfolipidai yra sudėtingų alkoholių ir aukštesnių karboksirūgščių esteriai.
Reikėtų pažymėti, kad susidariusioje membranoje riebalai tiesiogiai nėra. Susidariusi sienelė tarp ląstelės ir išorinės aplinkos pasirodo esanti dvisluoksnė. Tai pasiekiama dėl bifiliškumo. Panaši lipidų savybė rodo, kad viena molekulės dalis yra hidrofobinė, tai yra, 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 aukštomis 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 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. Tokiu būdu lipidai patenka 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.
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. 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). Bendros jų struktūrinės savybės yra šios:
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 ar 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 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 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 rūšių 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“). Jų organizme nesintetina, todėl su maistu jų reikia tiekti apie 5 g per dieną. Gamtoje šių rūgščių daugiausia yra augaliniuose aliejuose. Jie skatina
10 lentelė .2. Nepakeičiamos lipidinės nesočiosios riebalų rūgštys
* Įtraukta 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 monohidroksilių alkoholiai;
Polihidroksiliai 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 sudaro trihidroalkoholis glicerolis. Yra ir kitų polihidroksilių alkoholių, tokių kaip dvihidroksiliai alkoholiai 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 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 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 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 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 išsivystymo 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 naudojami 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 yra tokios pat konfigūracijos, 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 glicerolio grandinės 1 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 pavyzdyje pateikti fosfatidilgliceroliai ir fosfatidilinozitai yra susiję su rūgštiniais glicerofosfolipidais, nes jų struktūrose nėra aminokoholių fragmentų. kurie suteikia fosfatidiletanolaminams neutralius ir rodiletanolaminus.
Plazmalogenai. Mažiau paplitę, palyginti su esteriiniais glicerofosfolipidais, yra lipidai su eteriniu ryšiu, 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. Aukščiau aptarti keramidai (žr. 10.3.3) yra dar vienas sfingolipidų pavyzdys.
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 yra 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 lengvai vyksta 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 karboksirūgščių 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, eterio 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. Visų pirma, 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, kurie susidaro 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 aukštųjų riebalų rūgščių fragmentai fosfolipiduose yra atakos taikiniai aktyvios deguonies formos(ROS, žr. 03-1 priedą).
Kai atakuojama hidroksilo radikalo HO “, aktyviausio iš ROS, LH lipidų molekulė sukelia homolitinį CH jungties skilimą alilo padėtyje, kaip parodyta lipidų peroksidacijos modelyje (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 nuolat susidaro alilo lipidų radikalai. L“, kurie atnaujina šį procesą.
Lipidų peroksidai LOOH yra nestabilūs junginiai ir gali suirti spontaniškai arba dalyvaujant kintamiems valentiniams metalų jonams (žr. 3.2.1), sudarydami lipidoksilo radikalus LO ", galinčius 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 net esant normaliai temperatūrai, 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, susidaro glikoliai, o sunkesnėmis sąlygomis (nutrūkus anglies-anglies ryšiams) – atitinkamos rūgštys.
Įkeliama...