Tie veido lipīdus. Lipīdi - kas tie ir? Klasifikācija. Lipīdu metabolisms organismā un to bioloģiskā loma. Piesātinātās un nepiesātinātās taukskābes

Lipīdi- vielas, kuru ķīmiskā struktūra ir ļoti neviendabīga un kurām raksturīga atšķirīga šķīdība organiskajos šķīdinātājos un, kā likums, tās nešķīst ūdenī. Viņiem ir svarīga loma dzīvības procesos. Būdami viena no galvenajām bioloģisko membrānu sastāvdaļām, lipīdi ietekmē to caurlaidību, piedalās nervu impulsu pārraidē un starpšūnu kontaktu veidošanā.

Citas lipīdu funkcijas ir enerģijas rezerves veidošana, aizsargājošu ūdeni atgrūdošu un siltumizolējošu apvalku veidošana dzīvniekiem un augiem, kā arī orgānu un audu aizsardzība no mehāniskās slodzes.

LIPĪDU KLASIFIKĀCIJA

Atkarībā no to ķīmiskā sastāva lipīdus iedala vairākās klasēs.

  1. Pie vienkāršiem lipīdiem pieder vielas, kuru molekulas sastāv tikai no taukskābju (vai aldehīdu) atlikumiem un spirtiem. Tie ietver
    • tauki (triglicerīdi un citi neitrālie glicerīdi)
    • vaski
  2. Kompleksie lipīdi
    • ortofosforskābes atvasinājumi (fosfolipīdi)
    • lipīdi, kas satur cukura atlikumus (glikolipīdi)
    • sterīni
    • steroīdi

IN šajā sadaļā Lipīdu ķīmija tiks apspriesta tikai tiktāl, cik nepieciešams, lai izprastu lipīdu metabolismu.

Ja dzīvnieks vai augu audi apstrādā ar vienu vai vairākiem (parasti secīgi) organiskiem šķīdinātājiem, piemēram, hloroformu, benzolu vai petrolēteri, tad daļa materiāla nonāk šķīdumā. Šādas šķīstošās frakcijas (ekstrakta) sastāvdaļas sauc par lipīdiem. Lipīdu frakcija satur vielas dažādi veidi, no kuriem lielākā daļa ir parādīti diagrammā. Jāņem vērā, ka lipīdu frakcijā iekļauto komponentu neviendabīguma dēļ terminu “lipīdu frakcija” nevar uzskatīt par strukturālu īpašību; tas ir tikai darba laboratorijas nosaukums frakcijai, kas iegūta, ekstrahējot bioloģisko materiālu ar zemas polaritātes šķīdinātājiem. Tomēr lielākajai daļai lipīdu ir dažas kopīgas strukturālās iezīmes, nosakot to svarīgo bioloģiskās īpašības un līdzīga šķīdība.

Taukskābju

Taukskābes - alifātiskās karbonskābes - var atrast organismā brīvā stāvoklī (nelielos daudzumos šūnās un audos) vai darboties kā celtniecības bloki lielākajai daļai lipīdu klašu. No dzīvo organismu šūnām un audiem ir izdalītas vairāk nekā 70 dažādas taukskābes.

Taukskābes, kas atrodamas dabiskajos lipīdos, satur pāra skaitu oglekļa atomu un pārsvarā ir taisnas oglekļa ķēdes. Tālāk ir norādītas visbiežāk sastopamo dabā sastopamo taukskābju formulas.

Dabiski taukskābju, lai gan nedaudz patvaļīgi, tos var iedalīt trīs grupās:

  • piesātinātās taukskābes [rādīt]
  • mononepiesātinātās taukskābes [rādīt]

    Mononepiesātinātās (ar vienu dubultsaiti) taukskābes:

  • polinepiesātinātās taukskābes [rādīt]

    Polinepiesātinātās (ar divām vai vairākām dubultsaitēm) taukskābes:

Papildus šīm galvenajām trīs grupām ir arī tā saukto neparasto dabisko taukskābju grupa [rādīt] .

Taukskābēm, kas ir daļa no dzīvnieku un augstāko augu lipīdiem, ir daudz vispārīgas īpašības. Kā jau minēts, gandrīz visas dabiskās taukskābes satur pāra skaitu oglekļa atomu, visbiežāk 16 vai 18. Dzīvnieku un cilvēku nepiesātinātās taukskābes, kas iesaistītas lipīdu veidošanā, parasti satur dubultsaiti starp 9. un 10. oglekli; papildu dubultā saite. saites, kādas parasti rodas zonā starp 10. oglekli un ķēdes metilgalu. Skaitīšana sākas no karboksilgrupas: COOH grupai vistuvāk esošais C atoms ir apzīmēts ar α, blakus esošais ir apzīmēts ar β, bet gala oglekļa atoms ogļūdeņraža radikālī ir apzīmēts ar ω.

Dabisko nepiesātināto taukskābju dubultsaišu īpatnība ir tāda, ka tās vienmēr atdala divas vienkāršas saites, tas ir, starp tām vienmēr ir vismaz viena metilēngrupa (-CH=CH-CH 2 -CH=CH-). Šādas dubultās saites tiek sauktas par "izolētām". Dabiskajām nepiesātinātajām taukskābēm ir cis konfigurācija, un trans konfigurācijas ir ārkārtīgi reti. Tiek uzskatīts, ka nepiesātinātajās taukskābēs ar vairākām dubultsaitēm cis konfigurācija piešķir ogļūdeņraža ķēdei izliektu un saīsinātu izskatu, kas ir bioloģiskā nozīme(īpaši ņemot vērā, ka daudzi lipīdi ir daļa no membrānām). Mikrobu šūnās nepiesātinātās taukskābes parasti satur vienu dubultsaiti.

Garās ķēdes taukskābes ūdenī praktiski nešķīst. Viņu nātrija un kālija sāļi(ziepes) veido micellas ūdenī. Pēdējā negatīvi lādētās taukskābju karboksilgrupas ir vērstas pret ūdens fāzi, un nepolārās ogļūdeņražu ķēdes ir paslēptas micellārās struktūras iekšpusē. Šādām micellām ir kopējais negatīvs lādiņš un tās paliek suspendētas šķīdumā savstarpējas atgrūšanās dēļ (95. att.).

Neitrālie tauki (vai glicerīdi)

Neitrālie tauki ir glicerīna un taukskābju esteri. Ja visas trīs glicerīna hidroksilgrupas ir esterificētas ar taukskābēm, tad šādu savienojumu sauc par triglicerīdu (triacilglicerīnu), ja divas ir esterificētas, par diglicerīdu (diacilglicerīnu) un, visbeidzot, ja viena grupa ir esterificēta, par monoglicerīdu (monoacilglicerīns) .

Neitrālie tauki organismā atrodami vai nu protoplazmas tauku veidā, kas ir šūnu strukturāla sastāvdaļa, vai rezerves tauku veidā. Šo divu veidu tauku loma organismā nav vienāda. Protoplazmas taukiem ir konstante ķīmiskais sastāvs un to satur audos noteiktā daudzumā, kas nemainās pat ar slimīgu aptaukošanos, savukārt rezerves tauku daudzums ir pakļauts lielām svārstībām.

Lielākā daļa dabisko neitrālo tauku ir triglicerīdi. Taukskābes triglicerīdos var būt piesātinātas vai nepiesātinātas. Visizplatītākās taukskābes ir palmitīnskābes, stearīnskābes un oleīnskābe. Ja visi trīs skābes radikāļi pieder pie vienas taukskābes, tad šādus triglicerīdus sauc par vienkāršiem (piemēram, tripalmitīns, tristearīns, trioleīns u.c.), bet, ja pieder pie dažādām taukskābēm, tad tos sajauc. Jaukto triglicerīdu nosaukumi ir atvasināti no tajos esošajām taukskābēm; šajā gadījumā cipari 1, 2 un 3 norāda taukskābju atlikuma saistību ar atbilstošo alkohola grupa glicerīna molekulā (piemēram, 1-oleo-2-palmitostearīns).

Taukskābes, kas veido triglicerīdus, praktiski nosaka to fizikāli ķīmiskās īpašības. Tādējādi triglicerīdu kušanas temperatūra palielinās, palielinoties piesātināto taukskābju atlikumu skaitam un garumam. Turpretim, jo ​​augstāks ir nepiesātināto vai īsās ķēdes taukskābju saturs, jo zemāka ir kušanas temperatūra. Dzīvnieku tauki (cūku tauki) parasti satur ievērojamu daudzumu piesātināto taukskābju (palmitīnskābes, stearīnskābes u.c.), kuru dēļ tie istabas temperatūrā ir cieti. Tauki, kas satur daudz mono- un polilīna piesātinātās skābes, ir šķidri parastā temperatūrā un tiek saukti par eļļām. Tādējādi kaņepju eļļā 95% no visām taukskābēm ir oleīnskābe, linolskābe un linolēnskābe, un tikai 5% ir stearīnskābe un palmitīnskābe. Ņemiet vērā, ka cilvēka tauki, kas kūst 15°C (ķermeņa temperatūrā tie ir šķidri), satur 70% oleīnskābes.

Glicerīdi spēj iesaistīties visās ķīmiskajās reakcijās, kas raksturīgas esteriem. Augstākā vērtība ir pārziepjošanas reakcija, kuras rezultātā no triglicerīdiem veidojas glicerīns un taukskābes. Tauku pārziepjošana var notikt fermentatīvās hidrolīzes vai skābju vai sārmu ietekmē.

Ziepju rūpnieciskās ražošanas laikā tiek veikta tauku sārma sadalīšana kaustiskās sodas vai kaustiskā kālija ietekmē. Atcerēsimies, ka ziepes ir augstāko taukskābju nātrija vai kālija sāļi.

Dabisko tauku raksturošanai bieži izmanto šādus rādītājus:

  1. joda skaitlis - joda gramu skaits, kas atrodas noteiktiem nosacījumiem saista 100 g tauku; dotais numurs raksturo taukos esošo taukskābju nepiesātinājuma pakāpi, joda skaitlis liellopu taukos ir 32-47, jēra taukos 35-46, cūkgaļas taukos 46-66;
  2. skābes skaitlis - kālija hidroksīda miligramu skaits, kas nepieciešams, lai neitralizētu 1 g tauku. Šis skaitlis norāda taukos esošo brīvo taukskābju daudzumu;
  3. pārziepjošanas skaitlis - kālija hidroksīda miligramu skaits, ko izmanto, lai neitralizētu visas taukskābes (gan triglicerīdos iekļautās, gan brīvās), kas atrodas 1 g tauku. Šis skaitlis ir atkarīgs no radinieka molekulārais svars taukskābes, kas veido taukus. Galveno dzīvnieku tauku (liellopu, jēra, cūkgaļas) pārziepjošanas numurs ir gandrīz vienāds.

Vaski ir augstāko taukskābju un augstāko vienvērtīgo vai divvērtīgo spirtu esteri ar oglekļa atomu skaitu no 20 līdz 70. To vispārīgās formulas ir parādītas diagrammā, kur R, R" un R" ir iespējamie radikāļi.

Vaski var būt daļa no taukiem, kas klāj ādu, vilnu un spalvas. Augos 80% no visiem lipīdiem, kas veido plēvi uz lapu un stumbru virsmas, ir vaski. Ir zināms arī, ka vaski ir dažu mikroorganismu normāli metabolīti.

Dabīgie vaski (piem. bišu vasks, spermacets, lanolīns) parasti papildus minētajiem esteriem satur noteiktu daudzumu brīvo augstāko taukskābju, spirtu un ogļūdeņražu ar oglekļa atomu skaitu 21-35.

Fosfolipīdi

Uz šo klasi kompleksie lipīdi ietver glicerofosfolipīdus un sfingolipīdus.

Glicerofosfolipīdi ir fosfatidīnskābes atvasinājumi: tie satur glicerīnu, taukskābes, fosforskābi un parasti slāpekli saturošus savienojumus. Vispārējā formula glicerofosfolipīdi ir parādīti diagrammā, kur R1 un R2 ir augstāku taukskābju radikāļi, bet R3 ir slāpekli saturoša savienojuma radikāļi.

Visu glicerofosfolipīdu raksturīga iezīme ir tāda, ka vienai to molekulas daļai (radikāļiem R 1 un R 2) ir izteikta hidrofobitāte, bet otra daļa ir hidrofila fosforskābes atlikuma negatīvā lādiņa un R 3 pozitīvā lādiņa dēļ. .

No visiem lipīdiem glicerofosfolipīdiem ir visizteiktākās polārās īpašības. Ievietojot glicerofosfolipīdus ūdenī, tikai neliela daļa no tiem nonāk īstajā šķīdumā, savukārt lielākā daļa “izšķīdušo” lipīdu atrodami ūdens sistēmās micellu veidā. Ir vairākas glicerofosfolipīdu grupas (apakšklases).

    [rādīt] .

    Atšķirībā no triglicerīdiem fosfatidilholīna molekulā viena no trim glicerīna hidroksilgrupām ir saistīta nevis ar taukskābēm, bet gan ar fosforskābi. Turklāt fosforskābe, savukārt, ir savienota ar estera saiti ar slāpekļa bāzi [HO-CH 2 -CH 2 -N+=(CH 3) 3 ] - holīnu. Tādējādi fosfatidilholīna molekula satur glicerīnu, augstākas taukskābes, fosforskābi un holīnu

    [rādīt] .

    Galvenā atšķirība starp fosfatidilholīniem un fosfatidiletanolamīniem ir tā, ka pēdējie satur slāpekļa bāzes etanolamīnu (HO-CH 2 -CH 2 -NH 3 +), nevis holīnu.

    No dzīvnieku un augstāko augu organismā esošajiem glicerofosfolipīdiem lielākajos daudzumos ir sastopami fosfatidilholīni un fosfatidiletanolamīni. Šīs divas glicerofosfolipīdu grupas ir metaboliski saistītas viena ar otru un ir galvenās šūnu membrānu lipīdu sastāvdaļas.

  • Fosfatidilserīni [rādīt] .

    Fosfatidilserīna molekulā slāpekļa savienojums ir aminoskābju atlikuma serīns.

    Fosfatidilserīni ir daudz mazāk izplatīti nekā fosfatidilholīni un fosfatidiletanolamīni, un to nozīmi galvenokārt nosaka tas, ka tie piedalās fosfatidiletanolamīnu sintēzē.

  • Plazmalogēni (acetāla fosfatīdi) [rādīt] .

    Tie atšķiras no iepriekš aplūkotajiem glicerofosfolipīdiem ar to, ka viena augstāka taukskābju atlikuma vietā tie satur taukskābju aldehīda atlikumu, kas ir saistīts ar glicerīna hidroksilgrupu ar nepiesātinātu estera saiti:

    Tādējādi plazmogēns pēc hidrolīzes sadalās glicerīnā, augstāku taukskābju aldehīdos, taukskābē, fosforskābē, holīnā vai etanolamīnā.

    • [rādīt] .

    R3 radikālis šajā glicerofosfolipīdu grupā ir sešu ogļu cukura spirts - inozīts:

    Dabā fosfatidilinozīti ir diezgan plaši izplatīti. Tie ir atrodami dzīvniekiem, augiem un mikrobiem. Dzīvniekiem tie atrodas smadzenēs, aknās un plaušās.

    [rādīt] .

    Jāņem vērā, ka brīvā fosfatīdskābe dabā sastopama, lai gan salīdzinoši nelielos daudzumos, salīdzinot ar citiem glicerofosfolipīdiem.

Kardiolilīns pieder pie glicerofosfolipīdiem, precīzāk, pie poliglicerīna fosfātiem. Kardiolipīna molekulas mugurkauls ietver trīs glicerīna atlikumus, kas savienoti viens ar otru ar diviem fosfodiestera tiltiem caur 1. un 3. pozīciju; divu ārējo glicerīna atlikumu hidroksilgrupas ir esterificētas ar taukskābēm. Kardiolipīns ir daļa no mitohondriju membrānām. Tabulā 29 apkopoti dati par galveno glicerofosfolipīdu struktūru.

Starp taukskābēm, kas veido glicerofosfolipīdus, ir gan piesātinātās, gan nepiesātinātās taukskābes (parasti stearīnskābe, palmitīns, oleīns un linolskābe).

Ir arī konstatēts, ka lielākā daļa fosfatidilholīnu un fosfatidiletanolamīnu satur vienu piesātinātu augstāko taukskābi, kas esterificēta 1. pozīcijā (pie glicerīna 1. oglekļa atoma), un vienu nepiesātinātu augstāku taukskābi, kas esterificēta 2. pozīcijā. īpašu enzīmu piedalīšanās, ko satur, piemēram, kobras inde, kas pieder pie fosfolipāzes A2, izraisa nepiesātināto taukskābju šķelšanos un lizofosfatidilholīnu vai lizofosfatidiletanolamīnu veidošanos, kam ir spēcīga hemolītiska iedarbība.

Sfingolipīdi

Glikolipīdi

Sarežģīti lipīdi, kas satur ogļhidrātu grupas molekulā (parasti D-galaktozes atlikums). Glikolipīdiem ir būtiska loma bioloģisko membrānu darbībā. Tie galvenokārt atrodami smadzeņu audos, bet ir atrodami arī asins šūnās un citos audos. Ir trīs galvenās glikolipīdu grupas:

  • cerebrozīdi
  • sulfatīdi
  • gangliozīdi

Cerebrozīdi nesatur ne fosforskābi, ne holīnu. Tie satur heksozi (parasti D-galaktozi), kas ar estera saiti ir saistīta ar aminospirta sfingozīna hidroksilgrupu. Turklāt Cerebroside satur taukskābes. No šīm taukskābēm visizplatītākās ir lignocerīnskābes, nervonskābes un cerebronskābes, t.i., taukskābes ar 24 oglekļa atomiem. Cerebrozīdu struktūru var attēlot diagrammā. Cerebrozīdus var klasificēt arī kā sfingolipīdus, jo tie satur spirtu sfingozīnu.

Visvairāk pētītie cerebrozīdu pārstāvji ir nervons, kas satur nervonskābi, cerebrons, kas ietver cerebronskābi, un kerazīns, kas satur lignocirskābi. Īpaši augsts cerebrozīdu saturs ir nervu šūnu membrānās (mielīna apvalkā).

Sulfatīdi atšķiras no cerebrozīdiem ar to, ka to molekulā ir sērskābes atlikums. Citiem vārdiem sakot, sulfatīds ir cerebrozīda sulfāts, kurā sulfāts ir esterificēts pie trešā heksozes oglekļa atoma. Zīdītāju smadzenēs sulfatīdi, tāpat kā n cerebrozīdi, ir atrodami baltajā vielā. Tomēr to saturs smadzenēs ir daudz zemāks nekā cerebrozīdu saturs.

Hidrolizējot gangliozīdus, var noteikt augstākas taukskābes, sfingozīna spirtu, D-glikozi un D-galaktozi, kā arī aminocukura atvasinājumus: N-acetilglikozamīnu un N-acetilneiramīnskābi. Pēdējais organismā tiek sintezēts no glikozamīna.

Strukturāli gangliozīdi lielā mērā ir līdzīgi cerebrozīdiem, vienīgā atšķirība ir tā, ka viena galaktozes atlikuma vietā tie satur kompleksu oligosaharīdu. Viens no vienkāršākajiem gangliozīdiem ir hematozīds, kas izolēts no eritrocītu stromas (shēma)

Atšķirībā no cerebrozīdiem un sulfatīdiem gangliozīdi ir sastopami galvenokārt Pelēkā viela smadzenēs un koncentrējas nervu un glia šūnu plazmas membrānās.

Visus iepriekš apspriestos lipīdus parasti sauc par pārziepjotiem, jo ​​to hidrolīzes rezultātā veidojas ziepes. Tomēr ir lipīdi, kas nehidrolizējas, lai atbrīvotu taukskābes. Šie lipīdi ietver steroīdus.

Steroīdi ir dabā plaši izplatīti savienojumi. Tie ir atvasinājumi no ciklopentānperhidrofenantrēna kodola, kas satur trīs kausētus cikloheksāna gredzenus un vienu ciklopentāna gredzenu. Steroīdi ietver daudzas hormonālas vielas, kā arī holesterīnu, žultsskābes un citi savienojumi.

Cilvēka organismā pirmo vietu starp steroīdiem ieņem sterīni. Vissvarīgākais sterīnu pārstāvis ir holesterīns:

Tas satur spirta hidroksilgrupu pie C3 un sazarotu alifātisku ķēdi ar astoņiem oglekļa atomiem pie C17. Hidroksilgrupu pie C3 var esterificēt ar augstāku taukskābi; šajā gadījumā veidojas holesterīna esteri (holesterīdi):

Holesterīnam ir galvenā starpprodukta loma daudzu citu savienojumu sintēzē. Daudzu dzīvnieku šūnu plazmas membrānas ir bagātas ar holesterīnu; tas ir atrodams ievērojami mazākā daudzumā mitohondriju membrānās un endoplazmatiskajā retikulumā. Ņemiet vērā, ka augos nav holesterīna. Augos ir arī citi sterīni, ko kopīgi sauc par fitosterīniem.

Lipīdi izvirzās svarīgākais avotsķermeņa enerģijas rezerves. Fakts ir acīmredzams pat nomenklatūras līmenī: grieķu “lipos” tiek tulkots kā tauki. Attiecīgi lipīdu kategorija apvieno taukiem līdzīgas vielas bioloģiskā izcelsme. Savienojumu funkcionalitāte ir diezgan daudzveidīga, kas ir saistīts ar šīs kategorijas bioloģisko objektu sastāva neviendabīgumu.

Kādas funkcijas veic lipīdi?

Uzskaitiet galvenās lipīdu funkcijas organismā, kas ir pamata. Ievada posmā vēlams izcelt taukiem līdzīgu vielu galvenās lomas cilvēka ķermeņa šūnās. Pamata sarakstā ir piecas lipīdu funkcijas:

  1. rezerves enerģija;
  2. struktūras veidošana;
  3. transports;
  4. izolējošs;
  5. signāls

Sekundārie uzdevumi, ko lipīdi veic kombinācijā ar citiem savienojumiem, ietver regulējošās un fermentatīvās lomas.

Ķermeņa enerģijas rezerve

Tā ir ne tikai viena no svarīgām, bet arī prioritārām taukiem līdzīgu savienojumu lomai. Faktiski daļa lipīdu ir enerģijas avots visai šūnu masai. Patiešām, tauki šūnām ir degvielas analogs automašīnas tvertnē. Lipīdu enerģētiskā funkcija tiek realizēta šādi. Tauki un līdzīgas vielas tiek oksidētas mitohondrijās, sadaloties ūdenī un oglekļa dioksīdā. Procesu pavada ievērojama daudzuma ATP - augstas enerģijas metabolītu - izdalīšanās. To piegāde ļauj šūnai piedalīties no enerģijas atkarīgās reakcijās.

Celtniecības klucīši

Tajā pašā laikā lipīdi veic celtniecības funkciju: ar to palīdzību veidojas šūnu membrāna. Procesā tiek iesaistītas šādas taukiem līdzīgu vielu grupas:

  1. holesterīns ir lipofils spirts;
  2. glikolipīdi – lipīdu savienojumi ar ogļhidrātiem;
  3. Fosfolipīdi ir sarežģītu spirtu un augstāku karbonskābju esteri.

Jāņem vērā, ka izveidotā membrāna nesatur taukus tieši. Iegūtā siena starp šūnu un ārējā vide izrādās divslāņu. Tas tiek panākts bifilitātes dēļ. Šī lipīdu īpašība norāda, ka viena molekulas daļa ir hidrofoba, tas ir, nešķīst ūdenī, bet otrā, gluži pretēji, ir hidrofila. Rezultātā vienkāršu lipīdu sakārtotas izkārtojuma dēļ veidojas šūnu sienas divslānis. Molekulas pagriež savus hidrofobos reģionus viena pret otru, savukārt to hidrofilās astes ir vērstas uz šūnas iekšpusi un ārpusi.

Tas nosaka aizsardzības funkcijas membrānas lipīdi. Pirmkārt, membrāna piešķir šūnai formu un pat uztur to. Otrkārt, dubultā siena ir sava veida pasu kontroles punkts, kas nelaiž cauri nevēlamus apmeklētājus.

Autonomā apkures sistēma

Protams, šis nosaukums ir diezgan patvaļīgs, taču tas ir diezgan piemērojams, ja ņemam vērā, kādas funkcijas veic lipīdi. Savienojumi ne tik daudz silda ķermeni, cik tie saglabā siltumu iekšpusē. Līdzīga loma tiek piešķirta tauku nogulsnēm, kas veidojas apkārt dažādi orgāni un iekšā zemādas audi. Šai lipīdu klasei raksturīgas augstas siltumizolācijas īpašības, kas aizsargā dzīvībai svarīgos orgānus no hipotermijas.

Vai pasūtījāt taksometru?

Lipīdu transporta loma tiek uzskatīta par sekundāru funkciju. Patiešām, vielu (galvenokārt triglicerīdu un holesterīna) pārnesi veic atsevišķas struktūras. Tie ir saistīti lipīdu un olbaltumvielu kompleksi, ko sauc par lipoproteīniem. Kā zināms, taukiem līdzīgas vielas nešķīst ūdenī, attiecīgi, asins plazmā. Turpretim proteīnu funkcijas ietver hidrofilitāti. Rezultātā lipoproteīnu kodols ir triglicerīdu un holesterīna esteru kolekcija, bet apvalks ir olbaltumvielu molekulu un brīvā holesterīna maisījums. Šajā formā lipīdi tiek nogādāti audos vai atpakaļ uz aknām, lai tos izņemtu no ķermeņa.

Nelieli faktori

Jau uzskaitīto 5 lipīdu funkciju saraksts papildina vairākas vienlīdz svarīgas lomas:

  • fermentatīvs;
  • signāls;
  • regulējošas

Signāla funkcija

Daži sarežģīti lipīdi, jo īpaši to struktūra, ļauj pārraidīt nervu impulsus starp šūnām. Glikolipīdi veicina šo procesu. Ne mazāk svarīga ir spēja atpazīt intracelulāros impulsus, ko realizē arī taukiem līdzīgas struktūras. Tas ļauj no asinīm atlasīt šūnai nepieciešamās vielas.

Enzīmu funkcija

Lipīdi, neatkarīgi no to atrašanās vietas membrānā vai ārpus tās, neietilpst enzīmu sastāvā. Tomēr to biosintēze notiek ar taukiem līdzīgu savienojumu klātbūtni. Turklāt lipīdi ir iesaistīti zarnu sieniņu aizsardzībā no aizkuņģa dziedzera enzīmiem. Pēdējā pārpalikumu neitralizē žulti, kur ievērojamā daudzumā ir iekļauts holesterīns un fosfolipīdi.

Tauki tiek uzskatīti par daudzu slimību vaininiekiem. Ārsti un zinātnieki iesaka samazināt tauku uzņemšanu vai vispār tos izslēgt no uztura. Protams, tiem, kuriem ir aptaukošanās vai ir hroniskas slimības, labāk ir ņemt vērā šo ieteikumu. Tomēr mēs, pārējie, būtu muļķīgi, ja atteiktos no taukiem. Uzzināsim par tiem vairāk, izmantojot tālāk sniegtos faktus.

1. Tauku patēriņš ne vienmēr izraisa to nogulsnēšanos organismā.
Daudzi cilvēki domā, ka tauku patēriņš noteikti ietekmēs viņu figūru, veidojot nogulsnes uz vidukļa, gurniem un vēdera. Ja jūs ēdat vairāk, nekā jūsu ķermenis prasa, tad jā, šī problēma var rasties. Piemēram, ja jūs patērējat cieti saturošus ogļhidrātus neierobežotā daudzumā, jūs varat sagaidīt insulīna līmeņa paaugstināšanos, un tad tauki tiks nogulsnēti. Bet, ja jūs ēdat vienmērīgi patērējot taukus un olbaltumvielas, tad no šīs problēmas var izvairīties. Visā, kas jums jāzina, kad apstāties.

2. Nav nepieciešams izvairīties no riekstiem
Rieksti satur noderīgas formas tauki – mononepiesātinātie tauki, kas palīdz ātrāk sajust sāta sajūtu, bet arī palielina veselīgā holesterīna līmeni. Rieksti nekādi neietekmē svara pieaugumu, jo to sāta dēļ tos nevar ēst daudz, turklāt organisms tos slikti sagremo. Līdz ar to košļāšanas laikā riekstu šūnu sienas nav viegli iznīcinātas. Tas nozīmē, ka tie šķērso ķermeni un neizdala visus taukus.

3. Nav nepieciešams pilnībā izvadīt no organisma piesātinātos taukus.
Vienmēr ir bijis uzskats, ka piesātinātie tauki ir veselības ienaidnieki, tāpēc tos ieteica izslēgt no uztura. Taču šodien ir kļuvis skaidrs, ka mērens piesātināto tauku patēriņš nekādu ļaunumu nenodara. Un daži no tiem pat ir jāiekļauj veselīga uztura programmā.

Neapstrādāta kokosriekstu eļļa ir viens no veselīgajiem piesātināto tauku avotiem. Tas satur laurīnskābe, kas nav atrodams nekur citur, izņemot mātes pienu. Tas ir spēcīgs imūnstimulants. Ēdienus ieteicams cept kokosriekstu eļļā.

4. Tas, ka uz produkta etiķetes ir rakstīts “nav transtaukskābju”, nenozīmē, ka to nav.
Daudzi ražotāji uzskata, ka, ja produkts satur ļoti nelielu sastāvdaļu daudzumu, tad tas nav jānorāda uz etiķetes. Gadās, ka produktā ir tikai 0,5 g transtauku, bet to neatradīsiet starp sastāvdaļām uz iepakojuma. Apēdot vairākas šī produkta porcijas, jūs pat neuzzināsiet, ka esat ēdis pietiekami daudz šīs kaitīgās sastāvdaļas.

5. Uzturvielas no dārzeņiem bez taukiem tiek absorbētas mazāk
Pētījumi liecina, ka salāti, kas pagatavoti ar taukiem vai mērce ar taukiem, daudz labāk uzsūcas organismā un saņem vairāk būtisku uzturvielu – karotinoīdu. Ja jūs pastāvīgi ēdat salātus bez taukiem, tad karotinoīdi organismā neuzsūksies vispār. Tie ir atbildīgi par sarkano, dzelteno, oranžo un zaļas krāsas un ir svarīgi daudzu slimību profilaksei. Lai organisms visu uzsūc barības vielas no dārzeņiem, ēdiet tos ar veselīgiem taukiem.

6. Īpaši neapstrādāta olīveļļa nav piemērota cepšanai.
Lai gan tas satur veselīgus mononepiesātinātos taukus, tas augstas temperatūras zaudē savas īpašības. Labāk to izmantot salātu mērcēšanai vai gaļas marinēšanai. Olīveļļa ir ļoti delikāta un ātri bojājas, tāpēc tā jāuzglabā tumšā stikla traukā ar cieši noslēgtu vāku, lai izvairītos no oksidēšanās un saglabātu visas derīgās īpašības.

7. Taukiem organismā ir daudz funkciju.
Bez taukiem mūsu ķermenis un organisms nevar dzīvot. Tālāk ir minēti daži iemesli.

Smadzenēm ir nepieciešami tauki. Apmēram 60% no cilvēka smadzeņu sausā svara ir tauki. Veselīgs nervu šūnas satur taukus - dokozaheksanskābi;

Seksuālie hormoni veidojas ar tauku palīdzību;

Taukskābes ir būtiskas veselīgai ādai un matiem;

Tauki ir iesaistīti vielmaiņā, funkcijās imūnsistēma, palīdz stabilizēt cukura līmeni asinīs.

Lipīdi - kas tie ir? Tulkojumā no grieķu valodas vārds "lipīdi" nozīmē "mazas tauku daļiņas". Tās ir plaša rakstura dabisko organisko savienojumu grupas, ieskaitot pašus taukus, kā arī taukiem līdzīgas vielas. Tās ir daļa no visām dzīvajām šūnām bez izņēmuma un ir sadalītas vienkāršās un sarežģītās kategorijās. Vienkāršie lipīdi satur spirtu un taukskābes, savukārt sarežģītie lipīdi satur augstas molekulārās sastāvdaļas. Abi ir saistīti ar bioloģiskajām membrānām, iedarbojas uz aktīviem enzīmiem, kā arī piedalās nervu impulsu veidošanā, kas stimulē muskuļu kontrakcijas.

Tauki un hidrofobija

Viens no tiem ir ķermeņa enerģijas rezerves radīšana un ādas ūdeni atgrūdošo īpašību nodrošināšana kopā ar siltumizolācijas aizsardzību. Dažas taukus saturošas vielas, kurām nav taukskābju, tiek klasificētas arī kā lipīdi, piemēram, terpēni. Lipīdi nav jutīgi pret ūdens vides iedarbību, bet viegli izšķīst organiskos šķidrumos, piemēram, hloroformā, benzolā un acetonā.

Lipīdi, kuru prezentācija periodiski notiek starptautiskos semināros saistībā ar jaunatklājumiem, ir neizsmeļama pētniecības un zinātniskās pētniecības tēma. Jautājums "Lipīdi - kas tie ir?" nekad nezaudē savu aktualitāti. Tomēr zinātnes progress nestāv uz vietas. IN Nesen Ir identificētas vairākas jaunas taukskābes, kas ir biosintētiski saistītas ar lipīdiem. Klasifikācija organiskie savienojumi var būt grūti noteiktu raksturlielumu līdzības dēļ, bet ar būtiskām atšķirībām citos parametros. Visbiežāk izveidots atsevišķa grupa, pēc kura tiek atjaunots kopējais radniecīgo vielu harmoniskās mijiedarbības attēls.

Šūnu membrānas

Lipīdi – kādi tie ir pēc to funkcionālā mērķa? Pirmkārt, tie ir būtiska mugurkaulnieku dzīvo šūnu un audu sastāvdaļa. Lielākā daļa procesu organismā notiek, piedaloties lipīdiem, šūnu membrānu veidošanās, savstarpēja savienošana un signālu apmaiņa starpšūnu vidē nevar iztikt bez taukskābēm.

Lipīdi – kas tie ir, ja aplūkojam tos no spontāni sastopamu steroīdu hormonu, fosfoinositīdu un prostaglandīnu viedokļa? Tas, pirmkārt, ir klātbūtne asins plazmā, kas pēc definīcijas ir atsevišķas lipīdu struktūru sastāvdaļas. Pēdējā dēļ ķermenis ir spiests ražot ļoti sarežģītas sistēmas to transportēšana. Lipīdu taukskābes galvenokārt tiek transportētas kompleksā ar albumīnu, bet ūdenī šķīstošie lipoproteīni tiek transportēti parastajā veidā.

Lipīdu klasifikācija

Savienojumu izplatība, kam bioloģiskā daba, pēc kategorijas — šis ir process, kas saistīts ar dažiem strīdīgiem jautājumiem. Lipīdus to bioķīmisko un strukturālo īpašību dēļ var vienādi klasificēt kā dažādas kategorijas. Galvenās lipīdu klases ietver vienkāršus un sarežģītus savienojumus.

Vienkāršākie ietver:

  • Glicerīdi ir augstākās kategorijas glicerīna spirta un taukskābju esteri.
  • Vaski ir augstākas taukskābes un 2-hidroksispirta esteris.

Kompleksie lipīdi:

  • Fosfolipīdu savienojumi - ar slāpekļa komponentu, glicerofosfolipīdu, ofingolipīdu iekļaušanu.
  • Glikolipīdi - atrodas ķermeņa ārējos bioloģiskajos slāņos.
  • Steroīdi ir ļoti aktīvas dzīvnieku spektra vielas.
  • Kompleksie tauki - sterīni, lipoproteīni, sulfolipīdi, aminolipīdi, glicerīns, ogļūdeņraži.

Darbība

Lipīdu tauki darbojas kā materiāls šūnu membrānām. Piedalīties dažādu vielu transportēšanā pa ķermeņa perifēriju. Tauku slāņi pamatojoties uz lipīdu struktūrām, palīdz aizsargāt ķermeni no hipotermijas. Viņiem ir enerģijas uzkrāšanas funkcija “rezervē”.

Tauku rezerves koncentrējas šūnu citoplazmā pilienu veidā. Mugurkaulniekiem, arī cilvēkiem, ir īpašas šūnas – adipocīti, kas spēj saturēt diezgan daudz tauku. Tauku uzkrāšanās adipocītos notiek, pateicoties lipoīdu enzīmiem.

Bioloģiskās funkcijas

Tauki ir ne tikai uzticams enerģijas avots, tiem piemīt arī izolējošas īpašības, ko veicina bioloģija. Šajā gadījumā lipīdi ļauj sasniegt vairākas noderīgas funkcijas, piemēram, dabisku ķermeņa dzesēšanu vai, gluži pretēji, tā siltumizolāciju. Ziemeļu reģionos dažādi zemas temperatūras, visi dzīvnieki uzkrājas tauki, kas vienmērīgi nogulsnējas pa visu organismu un līdz ar to veidojas dabīgs aizsargslānis, kas pilda siltuma aizsardzības funkciju. Tas ir īpaši svarīgi lieliem jūras dzīvniekiem: vaļiem, valzirgiem, roņiem.

Karstās zemēs dzīvojošie dzīvnieki uzkrāj arī tauku nogulsnes, taču tie netiek izplatīti pa visu ķermeni, bet gan koncentrējas noteiktās vietās. Piemēram, kamieļiem tauki uzkrājas kupros, tuksneša dzīvniekiem - biezās, īsās astēs. Daba rūpīgi uzrauga pareizu gan tauku, gan ūdens izvietojumu dzīvajos organismos.

Lipīdu strukturālā funkcija

Visi procesi, kas saistīti ar ķermeņa dzīvi, ir pakļauti noteiktiem likumiem. Fosfolipīdi ir šūnu membrānu bioloģiskā slāņa pamats, un holesterīns regulē šo membrānu plūstamību. Tādējādi lielāko daļu dzīvo šūnu ieskauj plazmas membrānas ar lipīdu divslāņu slāni. Šī koncentrācija ir nepieciešama normālai šūnu darbībai. Viena biomembrānas mikrodaļiņa satur vairāk nekā miljonu lipīdu molekulu, kurām ir divējādas īpašības: tās ir gan hidrofobas, gan hidrofilas. Parasti šīm savstarpēji izslēdzošajām īpašībām ir nelīdzsvarots raksturs, un tāpēc to funkcionālais mērķis izskatās diezgan loģisks. Lipīdi šūnā ir efektīvs dabisks regulators. Hidrofobais slānis parasti dominē un aizsargā šūnu membrānu no kaitīgo jonu iekļūšanas.

Glicerofosfolipīdi, fosfatidiletanolamīns, fosfatidilholīns un holesterīns arī veicina šūnu necaurlaidību. Citi membrānas lipīdi atrodas audu struktūrās, tie ir sfingomielīns un sfingoglikolipīds. Katra viela veic noteiktu funkciju.

Lipīdi cilvēka uzturā

Triglicerīdi ir efektīvs enerģijas avots. Gaļas un piena produktos ir skābes. Un taukskābes, bet nepiesātinātās, ir atrodamas riekstos, saulespuķu un olīveļļā, sēklās un kukurūzas graudos. Lai nepieļautu holesterīna līmeņa paaugstināšanos organismā, ieteicams dienas norma ierobežot dzīvnieku taukus līdz 10 procentiem.

Lipīdi un ogļhidrāti

Daudzi dzīvnieku organismi noteiktos punktos “uzglabā” taukus, zemādas audi, ādas krokās un citās vietās. Lipīdu oksidēšanās šādos tauku nogulsnēs notiek lēni, un līdz ar to notiek to pāreja uz oglekļa dioksīds un ūdens ļauj iegūt ievērojamu enerģijas daudzumu, gandrīz divreiz vairāk, nekā spēj nodrošināt ogļhidrāti. Turklāt tauku hidrofobās īpašības novērš nepieciešamību lietot liels daudzumsūdens, lai veicinātu hidratāciju. Tauku pāreja enerģijas fāzē notiek “sausā”. Taču tauki darbojas daudz lēnāk enerģijas izdalīšanas ziņā un ir piemērotāki ziemojošiem dzīvniekiem. Šķiet, ka lipīdi un ogļhidrāti viens otru papildina ķermeņa dzīves laikā.

Lipīdi veido lielu un ķīmiski diezgan neviendabīgu dzīvo šūnu sastāvdaļu grupu. organisko vielu, šķīst zema polāra organiskos šķīdinātājos (ēteris, benzols, hloroforms utt.) un nešķīst ūdenī. IN vispārējs skats tos uzskata par taukskābju atvasinājumiem.

Lipīdu struktūras īpatnība ir gan polāru (hidrofilu), gan nepolāru (hidrofobu) strukturālo fragmentu klātbūtne to molekulās, kas dod lipīdiem afinitāti gan pret ūdeni, gan pret neūdens fāzi. Lipīdi ir bifilas vielas, kas ļauj tiem veikt savas funkcijas saskarnē.

10.1. Klasifikācija

Lipīdi ir sadalīti vienkārši(divkomponentu), ja to hidrolīzes produkti ir spirti un karbonskābes, un komplekss(daudzkomponentu), kad to hidrolīzes rezultātā veidojas arī citas vielas, piemēram, fosforskābe un ogļhidrāti. Pie vienkāršiem lipīdiem pieder vaski, tauki un eļļas, kā arī keramīdi; pie kompleksajiem lipīdiem pieder fosfolipīdi, sfingolipīdi un glikolipīdi (10.1. shēma).

Shēma 10.1.Vispārējā lipīdu klasifikācija

10.2. Lipīdu strukturālās sastāvdaļas

Visām lipīdu grupām ir divas obligātas struktūras sastāvdaļas - augstākās karbonskābes un spirti.

Augstākas taukskābes (HFA). Daudzas augstākas karbonskābes vispirms tika izolētas no taukiem, tāpēc tās sauc taukains. Bioloģiski svarīgas taukskābes var būt piesātināts(10.1. tabula) un nepiesātināts(10.2. tabula). To vispārējās struktūras iezīmes:

Tie ir monokarboni;

Iekļaut ķēdē pāra skaitu oglekļa atomu;

Ir dubultsaišu cis konfigurācija (ja tādas ir).

10.1. tabula.Būtiski piesātināto taukskābju lipīdi

Dabiskajās skābēs oglekļa atomu skaits svārstās no 4 līdz 22, bet biežāk sastopamas skābes ar 16 vai 18 oglekļa atomiem. Nepiesātinātās skābes satur vienu vai vairākas dubultās saites cis konfigurācijā. Divkāršā saite, kas ir vistuvāk karboksilgrupai, parasti atrodas starp C-9 un C-10 atomiem. Ja ir vairākas dubultās saites, tad tās vienu no otras atdala metilēngrupa CH 2.

IUPAC noteikumi KDR atļauj izmantot to triviālos nosaukumus (sk. 10.1. un 10.2. tabulu).

Pašlaik tiek izmantota arī mūsu pašu nepiesātināto šķidro šķidrumu nomenklatūra. Tajā gala oglekļa atoms neatkarīgi no ķēdes garuma ir apzīmēts ar pēdējo burtu Grieķu alfabētsω (omega). Divkāršo saišu pozīcija tiek skaitīta nevis, kā parasti, no karboksilgrupas, bet gan no metilgrupas. Tādējādi linolēnskābe tiek apzīmēta kā 18:3 ω-3 (omega-3).

Pati linolskābe un nepiesātinātās skābes ar atšķirīgu oglekļa atomu skaitu, bet ar dubultsaišu izvietojumu arī pie trešā oglekļa atoma, skaitot no metilgrupas, veido šķidro taukskābju saimi omega-3. Cita veida skābes veido līdzīgas linolskābes (omega-6) un oleīnskābes (omega-9) saimes. Priekš normālu dzīvi Cilvēkam liela nozīme ir pareizam trīs veidu skābju lipīdu līdzsvaram: omega-3 ( linsēklu eļļa, zivju tauki), omega-6 (saulespuķu, kukurūzas eļļas) un omega-9 (olīveļļa) uzturā.

No piesātinātajām skābēm lipīdos cilvēka ķermenis svarīgākie ir palmitīns C16 un stearīnskābe C18 (sk. 10.1. tabulu), bet no nepiesātinātajiem - oleīns C18:1, linolskābe C18:2, linolēns un arahidons C 20:4 (skat. 10.2. tabulu).

Jāuzsver polinepiesātināto linolskābes un linolēnskābes kā savienojumu loma neaizstājams cilvēkiem (“F vitamīns”). Organismā tie netiek sintezēti, un tie jāapgādā ar pārtiku apmēram 5 g dienā. Dabā šīs skābes galvenokārt atrodamas augu eļļās. Viņi veicina

10. tabula .2. Būtiski nepiesātināto taukskābju lipīdi

*Iekļauts salīdzināšanai. ** Cis izomēriem.

normalizācija lipīdu profils asins plazma. Linetols, maisījums etilēteri augstākas taukskābes nepiesātinātās skābes, ko izmanto kā hipolipidēmisku augu izcelsmes zāles. Alkoholi. Lipīdi var ietvert:

Augstāki vienvērtīgie spirti;

Daudzvērtīgie spirti;

Aminospirti.

Dabiskajos lipīdos visbiežāk sastopami piesātinātie un retāk nepiesātinātie garās ķēdes spirti (C 16 vai vairāk), galvenokārt ar pāra oglekļa atomu skaitu. Augstāko spirtu piemērs ir cetil-CH3 (CH 2 ) 15 OH un melissil CH 3 (CH 2) 29 OH spirti, kas ir daļa no vaskiem.

Daudzvērtīgos spirtus lielākajā daļā dabisko lipīdu attēlo trīsvērtīgais spirta glicerīns. Ir atrasti arī citi daudzvērtīgie spirti, piemēram, divvērtīgie spirti etilēnglikols un 1,2-propāndiols, kā arī mioinozitols (sk. 7.2.2.).

Vissvarīgākie aminospirti, kas ir daļa no dabīgajiem lipīdiem, ir 2-aminoetanols (kolamīns), holīns, kā arī serīns un sfingozīns, kas arī pieder pie α-aminoskābēm.

Sfingozīns ir nepiesātināts garas ķēdes divvērtīgs aminospirts. Divkāršā saite sfingozīnā ir transs-konfigurācija, un asimetriskie atomi C-2 un C-3 - D-konfigurācija.

Spirti lipīdos tiek acilēti ar augstākām karbonskābēm attiecīgajās hidroksilgrupās vai aminogrupās. Glicerīnā un sfingozīnā vienu no spirta hidroksilgrupām var esterificēt ar aizvietotu fosforskābi.

10.3. Vienkāršie lipīdi

10.3.1. Vaski

Vaski ir augstāko taukskābju un augstāko vienvērtīgo spirtu esteri.

Vaski veido aizsargājošu smērvielu uz cilvēku un dzīvnieku ādas un aizsargā augus no izžūšanas. Tos izmanto farmācijas un parfimērijas rūpniecībā krēmu un ziežu ražošanā. Piemērs ir palmitīnskābes cetilesteris(cetīns) - galvenā sastāvdaļa spermacets. Spermaceti izdalās no taukiem, kas atrodas kašalotu galvaskausa dobumos. Vēl viens piemērs ir Palmitīnskābes melisila esteris- bišu vaska sastāvdaļa.

10.3.2. Tauki un eļļas

Tauki un eļļas ir visizplatītākā lipīdu grupa. Lielākā daļa no tiem pieder pie triacilglicerīniem - pilnajiem glicerīna un IVG esteriem, lai gan tiek atrasti arī mono- un diacilglicerīni, kas piedalās vielmaiņā.

Tauki un eļļas (triacilglicerīni) ir glicerīna un augstāko taukskābju esteri.

Cilvēka organismā triacilglicerīni pilda šūnu strukturālās sastāvdaļas vai rezerves vielas (“tauku depo”) lomu. To enerģētiskā vērtība ir aptuveni divas reizes lielāka nekā olbaltumvielām

vai ogļhidrātus. Tomēr paaugstināts triacilglicerīna līmenis asinīs ir viens no papildu riska faktoriem koronārās sirds slimības attīstībai.

Cietos triacilglicerīnus sauc par taukiem, šķidros triacilglicerīnus sauc par eļļām. Vienkāršie triacilglicerīni satur vienu un to pašu skābju atlikumus, savukārt jauktie satur dažādu skābju atlikumus.

Dzīvnieku izcelsmes triacilglicerīni parasti satur pārsvarā piesātinātās skābes atliekas. Šādi triacilglicerīni parasti ir cietas vielas. Gluži pretēji, augu eļļas satur galvenokārt nepiesātināto skābju atliekas un tām ir šķidra konsistence.

Tālāk ir sniegti neitrālu triacilglicerīnu piemēri un to sistemātiskie un (iekavās) bieži lietotie triviālie nosaukumi, kuru pamatā ir tajos esošo taukskābju nosaukumi.

10.3.3. Keramīdi

Keramīdi ir spirta sfingozīna N-acilēti atvasinājumi.

Nelielos daudzumos keramīdi atrodas augu un dzīvnieku audos. Daudz biežāk tie ir daļa no kompleksajiem lipīdiem - sfingomielīniem, cerebrozīdiem, gangliozīdiem utt.

(sk. 10.4.).

10.4. Kompleksie lipīdi

Dažus sarežģītus lipīdus ir grūti viennozīmīgi klasificēt, jo tie satur grupas, kas ļauj tos vienlaikus klasificēt dažādās grupās. Saskaņā ar vispārējā klasifikācija Lipīdi (sk. 10.1. diagrammu) Sarežģītos lipīdus parasti iedala trīs lielās grupās: fosfolipīdos, sfingolipīdos un glikolipīdos.

10.4.1. Fosfolipīdi

Fosfolipīdu grupā ietilpst vielas, kas hidrolīzes laikā atdala fosforskābi, piemēram, glicerofosfolipīdi un daži sfingolipīdi (10.2. shēma). Kopumā fosfolipīdus raksturo diezgan augsts nepiesātināto skābju saturs.

Shēma 10.2.Fosfolipīdu klasifikācija

Glicerofosfolipīdi. Šie savienojumi ir galvenie šūnu membrānu lipīdu komponenti.

Pēc ķīmiskās struktūras glicerofosfolipīdi ir atvasinājumi l -glicero-3-fosfāts.

l-glicero-3-fosfāts satur asimetrisku oglekļa atomu un tāpēc var pastāvēt divu stereoizomēru formā.

Dabiskajiem glicerofosfolipīdiem ir tāda pati konfigurācija, jo tie ir l-glicero-3-fosfāta atvasinājumi, kas veidojas metabolisma laikā no dihidroksiacetona fosfāta.

Fosfatīdi. No glicerofosfolipīdiem visizplatītākie ir fosfatīdi - l-fosfatīdskābes esteru atvasinājumi.

Fosfatīdskābes ir atvasinājumi l -glicero-3-fosfāts, esterificēts ar taukskābēm spirta hidroksilgrupās.

Parasti dabiskajos fosfatīdos glicerīna ķēdes 1. pozīcijā ir piesātinātās skābes atlikums, 2. pozīcijā - nepiesātinātā skābe, un viens no fosforskābes hidroksilgrupām ir esterificēts ar daudzvērtīgu spirtu vai aminospirtu ( X ir šī spirta atlikums). Organismā (pH ~7,4) jonizējas atlikušais brīvais fosforskābes hidroksilgrupas un citas jonu grupas fosfatīdos.

Fosfatīdu piemēri ir savienojumi, kas satur fosfatīdskābes esterificēts fosfāta hidroksilam ar atbilstošiem spirtiem:

Fosfatidilserīni, esterifikācijas līdzeklis - serīns;

Fosfatidiletanolamīni, esterifikācijas līdzeklis - 2-aminoetanols (bioķīmiskajā literatūrā bieži, bet ne gluži pareizi saukts par etanolamīnu);

Fosfatidilholīni, esterifikācijas līdzeklis - holīns.

Šie esterificējošie aģenti ir saistīti, jo etanolamīna un holīna daļas var metabolizēt no serīna daļas, dekarboksilējot un pēc tam metilējot ar S-adenozilmetionīnu (SAM) (sk. 9.2.1.).

Vairāki fosfatīdi aminogrupu saturoša esterificētāja vietā satur daudzvērtīgo spirtu atliekas - glicerīnu, mioinozītu utt. Tālāk par piemēriem minētie fosfatidilglicerīni un fosfatidilinozīti pieder pie skābajiem glicerofosfolipīdiem, jo ​​to spirta fragmenti nesatur aminoskābes. kas fosfatidiletanolamīniem un radniecīgiem savienojumiem piešķir neitrālu raksturu.

Plazmalogēni. Retāk nekā esteru glicerofosfolipīdi ir lipīdi ar ētera saiti, jo īpaši plazmalogēni. Tie satur nepiesātinātu atlikumu

* Ērtības labad fosfatidilinozitolos esošā mioinositola atlikuma konfigurācijas formulas rakstīšanas veids ir mainīts no iepriekš norādītā (sk. 7.2.2.).

spirts, kas saistīts ar ētera saiti ar glicero-3-fosfāta C-1 atomu, piemēram, plazmalogēni ar etanolamīna fragmentu - L-fosfatīda etanolamīni. Plazmalogēni veido līdz 10% no visiem CNS lipīdiem.

10.4.2. Sfingolipīdi

Sfingolipīdi ir glicerofosfolipīdu strukturālie analogi, kuros glicerīna vietā izmanto sfingozīnu. Vēl viens sfingolipīdu piemērs ir iepriekš aplūkotie keramīdi (sk. 10.3.3.).

Svarīga sfingolipīdu grupa ir sfingomielīni, pirmo reizi atklāts nervu audos. Sfingomielīnās C-1 keramīda hidroksilgrupa parasti ir esterificēta ar holīna fosfātu (retāk ar kolamīna fosfātu), tāpēc tos var klasificēt arī kā fosfolipīdus.

10.4.3. Glikolipīdi

Kā norāda nosaukums, šīs grupas savienojumi ietver ogļhidrātu atliekas (parasti D-galaktozi, retāk D-glikozi) un nesatur fosforskābes atlikumus. Tipiski pārstāvji glikolipīdi – cerebrozīdi un gangliozīdi – ir sfingozīnu saturoši lipīdi (tāpēc tos var uzskatīt par sfingolipīdiem).

IN cerebrozīdi keramīda atlikums ir saistīts ar D-galaktozi vai D-glikozi ar β-glikozīdu saiti. Cerebrozīdi (galaktocerebrozīdi, glikocerebrozīdi) ir daļa no nervu šūnu membrānām.

Gangliozīdi- ogļhidrātiem bagāti kompleksie lipīdi - vispirms tika izolēti no smadzeņu pelēkās vielas. Strukturāli gangliozīdi ir līdzīgi cerebrozīdiem, kas atšķiras ar to, ka monosaharīda vietā tie satur kompleksu oligosaharīdu, t.sk. vismaz viens atlikums V-acetilneiramīnskābe (sk. 11-2. pielikumu).

10.5. Lipīdu īpašības

un viņiem strukturālās sastāvdaļas

Sarežģīto lipīdu īpatnība ir to bifilitāte, ko izraisa nepolāras hidrofobas un ļoti polāras jonizētas hidrofilās grupas. Piemēram, fosfatidilholīnos taukskābju ogļūdeņražu radikāļi veido divas nepolāras “astes”, un karboksilgrupas, fosfāts un holīna grupas veido polāro daļu.

Saskarnē šādi savienojumi darbojas kā lieliski emulgatori. Kā daļa no šūnu membrānām lipīdu komponenti nodrošina membrānas augstu elektrisko pretestību, tās necaurlaidību joniem un polārajām molekulām un nepolāru vielu caurlaidību. Jo īpaši lielākā daļa anestēzijas līdzekļu labi šķīst lipīdos, kas ļauj tiem iekļūt nervu šūnu membrānās.

Taukskābes ir vāji elektrolīti( lpp K a~4,8). Viņi ir iekšā maza pakāpe disociēts par ūdens šķīdumi. Pie pH< p K a dominē nejonizētā forma, ja pH > p Ka, i., fizioloģiskos apstākļos dominē jonizētā forma RCOO -. Tiek saukti augstāko taukskābju šķīstošie sāļi ziepes. Augstāko taukskābju nātrija sāļi ir cieti, kālija sāļi ir šķidri. Tā kā vājo skābju sāļi un stipras ziepju bāzes ūdenī daļēji hidrolizējas, to šķīdumos notiek sārmaina reakcija.

Dabiskās nepiesātinātās taukskābes, kurām ir cis- dubultsaites konfigurācija, ir liela iekšējās enerģijas padeve un tāpēc, salīdzinot ar transs-izomēri ir termodinamiski mazāk stabili. Viņu cis-trans -izomerizācija karsējot notiek viegli, īpaši radikālu reakciju ierosinātāju klātbūtnē. IN laboratorijas apstākļišo transformāciju var veikt slāpekļa oksīdu iedarbības rezultātā, kas veidojas slāpekļskābes sadalīšanās laikā, karsējot.

Augstākām taukskābēm ir karbonskābju vispārējās ķīmiskās īpašības. Jo īpaši tie viegli veido atbilstošos funkcionālos atvasinājumus. Taukskābēm ar dubultsaitēm piemīt nepiesātināto savienojumu īpašības – tās pievieno dubultsaitei ūdeņradi, ūdeņraža halogenīdus un citus reaģentus.

10.5.1. Hidrolīze

Izmantojot hidrolīzes reakciju, tiek noteikta lipīdu struktūra un iegūti vērtīgi produkti (ziepes). Hidrolīze ir pirmais uztura tauku izmantošanas un metabolisma posms organismā.

Triacilglicerīnu hidrolīzi veic vai nu pārkarsējot tvaiku (rūpniecībā), vai karsējot ar ūdeni minerālskābju vai sārmu klātbūtnē (ziepjošana). Organismā lipīdu hidrolīze notiek lipāzes enzīmu ietekmē. Tālāk ir sniegti daži hidrolīzes reakciju piemēri.

Plasmogēnos, tāpat kā parastajos vinilesteros, ētera saite tiek atšķelta skābā, bet ne sārmainā vidē.

10.5.2. Papildinājuma reakcijas

Lipīdi, kuru struktūrā ir nepiesātinātas skābes atliekas, skābā vidē caur dubultsaitēm pievieno ūdeņradi, halogēnus, ūdeņraža halogenīdus un ūdeni. Joda skaitlis ir triacilglicerīnu nepiesātinājuma mērs. Tas atbilst joda gramu skaitam, ko var pievienot 100 g vielas. Dabisko tauku un eļļu sastāvs un to joda saturs svārstās diezgan plašās robežās. Kā piemēru mēs sniedzam 1-oleoil-distearoilglicerīna mijiedarbību ar jodu (šī triacilglicerīna joda skaitlis ir 30).

Nepiesātināto vielu katalītiskā hidrogenēšana (hidrogenēšana). augu eļļas- svarīgs rūpniecisks process. Šajā gadījumā ūdeņradis piesātina dubultās saites un šķidrās eļļas pārvēršas cietos taukos.

10.5.3. Oksidācijas reakcijas

Oksidācijas procesi, kuros iesaistīti lipīdi un to strukturālās sastāvdaļas, ir diezgan dažādi. Jo īpaši nepiesātināto triacilglicerīnu oksidēšana ar skābekli uzglabāšanas laikā (autooksidācija, skatīt 3.2.1. punktu), ko pavada hidrolīze, ir daļa no procesa, kas pazīstams kā eļļas sasmakums.

Lipīdu mijiedarbības ar molekulāro skābekli primārie produkti ir hidroperoksīdi, kas veidojas ķēdes brīvo radikāļu procesa rezultātā (sk. 3.2.1.).

Lipīdu peroksidācija - viens no svarīgākajiem oksidatīvie procesi organismā. Tas ir galvenais šūnu membrānu bojājumu cēlonis (piemēram, staru slimības gadījumā).

Nepiesātināto augstāko taukskābju strukturālie fragmenti fosfolipīdos kalpo kā uzbrukuma mērķi aktīvās skābekļa formas(AFC, skatīt pielikumu 03-1).

Ja lipīdu molekula LH uzbrūk, jo īpaši hidroksilradikālim H O, kas ir visaktīvākais no ROS, notiek homolītisks plīsums. S-N savienojumi aliliskā stāvoklī, kā parādīts lipīdu peroksidācijas modelī (10.3. shēma). Iegūtais alilgrupas radikālis L" uzreiz reaģē ar molekulāro skābekli, kas atrodas oksidācijas vidē, veidojot lipīdu peroksilgrupu LOO". No šī brīža sākas lipīdu peroksidācijas reakciju ķēdes kaskāde, kā tālākizglītība allillipīdu radikāļi L", atjaunojot šo procesu.

Lipīdu peroksīdi LOOH ir nestabili savienojumi un var spontāni vai ar mainīgas valences metālu jonu piedalīšanos (sk. 3.2.1.) sadalīties, veidojot lipidoksila radikāļus LO", kas spēj ierosināt tālāku lipīdu substrāta oksidāciju. Šāds lavīnai līdzīgs process lipīdu peroksidācija rada membrānas struktūru šūnu iznīcināšanas draudus.

Vidēji izveidotajam alilgrupas radikālim ir mezomeriska struktūra, un tas var tālāk izmainīties divos virzienos (sk. 10.3. diagrammu, ceļi A Un b), kas izraisa starpposma hidroperoksīdus. Hidroperoksīdi ir nestabili un pat parastā temperatūrā sadalās, veidojot aldehīdus, kas tālāk oksidējas skābēs – reakcijas galaproduktos. Rezultāts ir vispārējs gadījums divas monokarbonskābes un divas dikarbonskābes ar īsākām oglekļa ķēdēm.

Nepiesātinātās skābes un lipīdus ar nepiesātināto skābju atlikumiem vieglos apstākļos oksidē ar kālija permanganāta ūdens šķīdumu, veidojot glikolus, bet stingrākos apstākļos (ar oglekļa-oglekļa saišu pārrāvumu) - atbilstošās skābes.

Notiek ielāde...Notiek ielāde...