Жир завжди розцінювали як шкідливий для організму компонент продуктів і деякі дієтологи дотримуються думки, що краще обмежити прийом жирів. Але чи такі шкідливі для нас жири?
Насправді ж жири виконують кілька дуже важливих для нашого організму функцій, і в першу чергу жир-важливий постачальник енергії для нас. Можна виділити той факт, що 1г жиру постачає калорій більше, ніж білки та вуглеводи у подвійній кількості. Організм не спалює відразу всі жири, а відкладає частину в депо як резерв, щоб використовувати його надалі в міру потреби. Ми наведено інформацію про жири, яка допоможе Вам подивитися на жири по-новому.
Чому жир потрібен нашому організму?
Жири постачають важливі для життєдіяльності нашого організму жирні кислоти, які беруть участь у обміні речовин і є постачальниками енергії. Крім того, жири входять до складу клітинних оболонок, наприклад нервові клітини мають оболонки, які на 60% складаються з жирів. Таким чином, можна виділити кілька важливих функцій жирів:
Жири-це постачальники енергетичного матеріалу-приблизно 30% енергії припадає на жири,
Формуючи підшкірно-жирову клітковину, захищають органи та тканини від механічного пошкодження, а також перешкоджають втраті тепла,
Є носіями для вітамінів А, D, Е, К, а також для мінеральних речовин, оскільки без жирів їх всмоктування в організмі неможливе,
Входять до складу клітинних оболонок (переважно холестерин). Без них клітина втрачає свою функцію і руйнується,
Жири виробляють жіночі статеві гормони, що особливо важливо у постменопаузі, коли функція яєчників практично згасла. Також вони відіграють важливу роль у репродуктивний період, оскільки підтримують гормональний фон на належному рівні. Якщо рівень жирової тканини в організмі нижчий за 10-15%, тоді виникає гормональний дисбалансаж до припинення менструального циклу,
Омега-6 ненасичена кислота (вона ж арахідонова кислота) бере участь в активації згортання та протизгортання систем крові.
Майже 35% щоденного раціонуповинен складатися із жирів. У цьому значної ролі грає вид жирів.
Які жири корисні, а які ні?
Залежно від хімічної будови жири поділяють на насичені та ненасичені жирні кислоти. Насичені жирні кислоти містять велика кількістьіонів водню та входять до складу продуктів харчування тваринного походження. Це саме ті жири, які відкладаються на животі, стегнах, сідницях. Це своєрідний енергетичний запас організму. Насичені жириперешкоджають зростанню м'язової маси, оскільки знижують дію інсуліну Але в той же час вони є основою для вироблення тестостерону. За винятком їх із продуктів харчування знижується і рівень цього важливого для чоловіків гормону. Те саме можна отримати і при надмірному їх споживанні. Тому вони також важливі для організму, але в міру.
Ненасичені жирні кислоти (Омега-3 і Омега-6) містять мало іонів водню і містяться переважно в продуктах тваринного походження, наприклад, в оливковій або рослинній олії, риб'ячому жирі. Ці жири не відкладаються у організмі, а повністю спалюються. Вони є корисним для організму компонентом харчування, сировиною для вироблення гормонів.
Ще існують так звані трансжири, або штучні жири. Вони набиті іонами водню і містяться у цукерках та печиві, а також у продуктах швидкого харчування(Фаст-фуде). Їх використовують переважно для зберігання продуктів харчування та вони підвищують ризик розвитку онкологічних захворюваньта захворювань із боку серцево-судинної системи.
Омега-3 та Омега-6 ненасичені жирні кислоти.
З усіх видів жирів саме ці жирні кислоти є найціннішими для нашого організму. Вони знаходяться в соняшниковому та кукурудзяних оліях, а ріпакова олія містить їх у ідеальному співвідношенні.
Корисні для організму Омега-3 жирні кислоти знаходяться також у лляній, горіховій та соєвій олії. Лосось, скумбрія та оселедець також містять їх у достатню кількість.
Омега-3 та Омега-6 жирні кислоти:
Знижують ризик розвитку атеросклерозу, перешкоджаючи таким чином розвитку серцево-судинних захворювань
Знижують рівень холестерину,
Зміцнюють стінки судин,
Знижують в'язкість крові, таким чином запобігають розвитку тромбів,
Поліпшують кровопостачання органів та тканин, відновлення нервових клітин.
В ідеалі необхідно змішувати насичені та ненасичені жири, наприклад, м'ясні страви та салати заправляти ріпаковою олією.
Що краще-маргарин чи олія?
На противагу маслу, маргарин містить більше ненасичених жирних кислот. Але згідно з новими вченнями це не означає, що олія є більш шкідливою. У рахунку калорій обидва продукти практично рівні. Але в маргарині містяться шкідливі трансжири, які сприяють зростанню низки захворювань.
Якщо Ви шанувальник маргарину, тоді краще вибирайте високоякісні види з низьким змістомтверді жири.
Чи призводять жири до ожиріння?
Незважаючи на те, що жири містять більше калорій, не доведено зв'язок між споживанням жирів та підвищеною вагою.
До ожиріння призводить надлишок калорій: хто вживає більше калорій, ніж їх спалює, додає у вазі. Їжа, що містить жири в достатній кількості, призводить до насичення на тривалий період і дозволяє нам менше харчуватися.
Хто навпаки, намагається на жирах економити, їсть часто більше вуглеводів. Зернові продукти, такі, як білий хлібі макаронні виробипідвищують рівень цукру в крові, а разом з ним та інсуліну, що призводить до зростання жирової тканини. До того ж, насичення організму відбувається швидко, але не тривало, внаслідок чого призводить до більш частого споживання їжі.
ЛІПІДИ - це різнорідна група природних сполук, повністю або майже повністю нерозчинних у воді, але розчинних в органічних розчинниках та один в одному, що дають при гідроліз високомолекулярні жирні кислоти.
У живому організмі ліпіди виконують різноманітні функції.
Біологічні функції ліпідів:
1) Структурна
Структурні ліпіди утворюють складні комплекси з білками та вуглеводами, з яких побудовані мембрани клітини та клітинних структур, беруть участь у різноманітних процесах, що протікають у клітині.
2) Запасна (енергетична)
Запасні ліпіди (в основному жири) є енергетичним резервом організму та беруть участь в обмінних процесах. У рослинах вони накопичуються головним чином у плодах і насінні, у тварин і риб - у підшкірних жирових тканинах і тканинах, що оточують внутрішні органи, а також печінки, мозковій та нервовій тканинах. Зміст залежить від багатьох чинників (виду, віку, харчування тощо. буд.) й у окремих випадках становить 95-97% всіх виділених ліпідів.
Калорійність вуглеводів та білків: ~ 4 ккал/грам.
Калорійність жиру: ~9 ккал/грам.
Перевагою жиру як енергетичного резерву, на відміну вуглеводів, є гидрофобность – не пов'язані з водою. Це забезпечує компактність жирових запасів – вони зберігаються у безводній формі, займаючи малий обсяг. У середньому у людини запас чистих триацилгліцеринів становить приблизно 13 кг. Цих запасів могло б вистачити на 40 днів голодування за умов помірної фізичного навантаження. Для порівняння: загальні запасиглікогену в організмі – приблизно 400 г; при голодуванні цієї кількості не вистачає навіть на одну добу.
3) Захисна
Підшкірні жирові тканини оберігають тварин від охолодження, а внутрішні органи – від механічних ушкоджень.
Утворення запасів жиру в організмі людини та деяких тварин розглядається як пристосування до нерегулярного харчування та до проживання в холодному середовищі. Особливо великий запас жиру у тварин, що впадають у тривалу сплячку (ведмеді, бабаки) та пристосованих до проживання в умовах холоду (моржі, тюлені). У плоду жир практично відсутній, і з'являється перед народженням.
Особливу групу за своїми функціями в живому організмі складають захисні ліпіди рослин - воски та їх похідні, що покривають поверхню листя, насіння та плодів.
4) Важливий компонент харчової сировини
Ліпіди є важливим компонентомїжі, багато в чому визначаючи її харчову цінність та смакову гідність. Винятково велика роль ліпідів у різноманітних процесах харчової технології. Псування зерна та продуктів його переробки при зберіганні (прогоркання) в першу чергу пов'язана зі зміною його ліпідного комплексу. Ліпіди, виділені з низки рослин і тварин, - основна сировина для отримання найважливіших харчових та технічних продуктів (олії, тваринних жирів, у тому числі вершкового масла, маргарину, гліцерину, жирних кислот та ін.).
2 Класифікація ліпідів
Загальноприйнятої класифікації ліпідів немає.
Найбільш доцільно класифікувати ліпіди залежно від їхньої хімічної природи, біологічних функцій, а також стосовно деяких реагентів, наприклад, до лугів.
За хімічним складом ліпіди зазвичай поділяють на дві групи: прості та складні.
Прості ліпіди – складні ефіри жирних кислот та спиртів. До них відносяться жири , воски і стероїди .
Жири – ефіри гліцерину та вищих жирних кислот.
Віски – ефіри вищих спиртів аліфатичного ряду (з довгим вуглеводним ланцюгом 16-30 атомів С) та вищих жирних кислот.
Стероїди – ефіри поліциклічних спиртів та вищих жирних кислот.
Складні ліпіди крім жирних кислот та спиртів містять інші компоненти різної хімічної природи. До них відносяться фосфоліпіди та гліколіпіди .
Фосфоліпіди – це складні ліпіди, у яких одна із спиртових груп пов'язана не з РК, а з фосфорною кислотою (фосфорна кислота може бути з'єднана з додатковою сполукою). Залежно від того, який спирт входить до складу фосфоліпідів, вони поділяються на гліцерофосфоліпіди (містять спирт гліцерин) та сфінгофосфоліпіди (містять спирт сфінгозин).
Гліколіпіди - це складні ліпіди, в яких одна із спиртових груп пов'язана не з РК, а з вуглеводним компонентом. Залежно від того, який вуглеводний компонент входить до складу гліколіпідів, вони поділяються на цереброзиди (як вуглеводний компонент містять якийсь моносахарид, дисахарид або невеликий нейтральний гомоолігосахарид) і гангліозиди (як вуглеводний компонент містять кислий гетероолігосахарид).
Іноді в самостійну групу ліпідів ( мінорні ліпіди ) виділяють жиророзчинні пігменти, стерини, жиророзчинні вітаміни. Деякі з цих сполук можуть бути віднесені до групи простих (нейтральних) ліпідів, інші складні.
За іншою класифікацією ліпіди в залежності від їх ставлення до луг ділять на дві великі групи: омилювані та неомилювані. До групи омилюваних ліпідів відносяться прості і складні ліпіди, які при взаємодії з лугами гідролізуються з утворенням солей високомолекулярних кислот, які отримали назву мила. До групи неомилюваних ліпідів належать сполуки, що не піддаються лужному гідролізу (стерини, жиророзчинні вітаміни, прості ефіри тощо).
За своїми функціями у живому організмі ліпіди поділяються на структурні, запасні та захисні.
Структурні ліпіди – головним чином фосфоліпіди.
Запасні ліпіди – переважно жири.
Захисні ліпіди рослин - воски та їх похідні, що покривають поверхню листя, насіння та плодів, тварин – жири.
ЖИРИ
Хімічна назва жирів – ацилгліцерини. Це складні ефіри гліцерину та вищих жирних кислот. "Ацил-" - це означає "залишок жирних кислот".
Залежно кількості ацильних радикалів жири поділяються на моно-, ди- і тригліцериди. Якщо у складі молекули 1 радикал жирних кислот, то жир називається моноацілгліцерином. Якщо у складі молекули 2 радикалу жирних кислот, то жир називається діацілгліцерином. В організмі людини та тварин переважають ТРІАЦИЛГЛІЦЕРИНИ (містять три радикали жирних кислот).
Три гідроксилу гліцерину можуть бути етерифіковані або тільки однією кислотою, наприклад пальмітинової або олеїнової, або двома або трьома різними кислотами:
Природні жири містять головним чином змішані тригліцериди, що включають залишки різних кислот.
Так як спирт у всіх природних жирах один і той же - гліцерин, спостережувані між жирами відмінності обумовлені виключно складом жирних кислот.
У жирах виявлено понад чотириста карбонових кислотрізної будови. Проте більшість із них є лише у незначній кількості.
Кислоти, що містяться в природних жирах, є монокарбоновими, побудовані з нерозгалужених вуглецевих ланцюгів, що містять парне вуглецевих атомів. Кислоти, що містять непарне число атомів вуглецю, що мають розгалужений вуглецевий ланцюжок або містять циклічні фрагменти, присутні в незначних кількостях. Виняток становлять ізовалеріанова кислота і ряд циклічних кислот, що містяться в деяких рідко зустрічаються жирах.
Найбільш поширені у жирах кислоти містять від 12 до 18 атомів вуглецю, вони часто називаються жирними кислотами. До складу багатьох жирів входять у невеликій кількості низькомолекулярні кислоти (С 2 -З 10). Кислоти з числом атомів вуглецю вище 24 є у восках.
До складу гліцеридів найбільш поширених жирів у значній кількості входять ненасичені кислоти, що містять 1-3 подвійні зв'язки: олеїнова, лінолева і ліноленова. У жирах тварин є арахідонова кислота, що містить чотири подвійні зв'язки, в жирах риб і морських тварин виявлені кислоти з п'ятьма, шістьма і більш подвійними зв'язками. Більшість ненасичених кислотліпідів має цис-конфігурацію, подвійні зв'язки у них ізольовані або розділені метиленової (-СН 2 -) групою.
З усіх ненасичених кислот, що містяться в природних жирах, найбільш поширена олеїнова кислота. У багатьох жирах олеїнова кислота становить більше половини від загальної маси кислот, і лише в небагатьох жирах її міститься менше 10%. Дві інші ненасичені кислоти - лінолева і ліноленова - також дуже поширені, хоча вони присутні в значно меншій кількості, ніж олеїнова кислота. У помітних кількостях лінолева та ліноленова кислоти містяться в рослинних оліях; для тварин організмів є незамінними кислотами.
З граничних кислот пальмітинова кислота майже так само поширена, як і олеїнова. Вона є у всіх жирах, причому деякі містять її 15-50% від загального вмісту кислот. Широко поширені стеаринова та міристінова кислоти. Стеаринова кислота міститься у великій кількості (25% і більше) тільки в запасних жирах деяких ссавців (наприклад, в овечому жирі) і жирах деяких тропічних рослин, наприклад в маслі какао.
Доцільно розділяти кислоти, що містяться в жирах, на дві категорії: головні та другорядні кислоти. Головними кислотами жиру вважаються кислоти, вміст яких у жирі перевищує 10%.
Фізичні властивості жирів
Як правило, жири не витримують перегонки та розкладаються, навіть якщо їх переганяють при зниженому тиску.
Температура плавлення, а відповідно і консистенція жирів залежать від будови кислот, що входять до їхнього складу. Тверді жири, тобто жири, що плавляться при порівняно високій температурі, складаються переважно з гліцеридів граничних кислот (стеаринова, пальмітинова), а в оліях, що плавляться при нижчій температурі і являють собою густі рідини, містяться значні кількості гліцеридів ненасичених кислот ( , Лінолева, ліноленова).
Так як природні жири є складними сумішами змішаних гліцеридів, вони плавляться не при певній температурі, а в певному температурному інтервалі, причому попередньо вони розм'якшуються. Для характеристики жирів застосовується, як правило, температура затвердіння,яка не збігається з температурою плавлення – вона дещо нижча. Деякі природні жири – тверді речовини; інші ж – рідини (олії). Температура затвердіння змінюється в широких межах: -27 ° С у лляної олії, -18 ° С у соняшникової, 19-24 ° С у коров'ячої та 30-38 ° С у яловичого сала.
Температура затвердіння жиру обумовлена характером складових його кислот: вона тим вища, чим більший вміст граничних кислот.
Жири розчиняються в ефірі, полигалогенопроизводных, сірковуглецю, в ароматичних вуглеводнях (бензолі, толуолі) і в бензині. Тверді жири важко розчиняються в петролейному ефірі; нерозчинні у холодному спирті. Жири нерозчинні у воді, однак вони можуть утворювати емульсії, які стабілізуються в присутності таких поверхнево-активних речовин (емульгаторів), як білки, мила та деякі сульфокислоти, головним чином у слаболужному середовищі. Природною емульсією жиру, що стабілізується білками, є молоко.
Хімічні властивості жирів
Жири вступають у всі хімічні реакції, характерні для складних ефірів, проте в їх хімічній поведінці є ряд особливостей, пов'язаних із будовою жирних кислот та гліцерину.
Серед хімічних реакцій за участю жирів виділяють кілька типів перетворень.
Ліпіди- дуже різнорідні за своєю хімічною будовою речовини, що характеризуються різною розчинністю в органічних розчинниках і, як правило, нерозчинні у воді. Вони відіграють важливу роль у процесах життєдіяльності. Будучи одним з основних компонентів біологічних мембран, ліпіди впливають на їхню проникність, беруть участь у передачі нервового імпульсу, створенні міжклітинних контактів.
Інші функції ліпідів - утворення енергетичного резерву, створення захисних водовідштовхувальних та термоізоляційних покривів у тварин та рослин, захист органів та тканин від механічних впливів.
КЛАСИФІКАЦІЯ ЛІПІДІВ
Залежно від хімічного складу ліпіди поділяють кілька класів.
- Прості ліпіди включають речовини, молекули яких складаються лише із залишків жирних кислот (або альдегідів) та спиртів. До них відносять
- жири (тригліцериди та інші нейтральні гліцериди)
- воски
- Складні ліпіди
- похідні ортофосфорної кислоти (фосфоліпіди)
- ліпіди, що містять залишки цукрів (гліколіпіди)
- стерини
- стериди
У даному розділіхімія ліпідів буде розглянута лише тому обсязі, який необхідний розуміння обміну ліпідів.
Якщо тварину або рослинну тканинуобробляти одним або декількома (частіше послідовно) органічними розчинниками, наприклад хлороформом, бензолом або петролейним ефіром, деяка частина матеріалу переходить в розчин. Компоненти такої розчинної фракції (витяжки) називаються ліпідами. Ліпідна фракція містить речовини різних типів, більшість із яких представлено на схемі. Зауважимо, що через етерогенність компонентів, що входять у ліпідну фракцію, термін "ліпідна фракція" не можна розглядати як структурну характеристику; він є лише робочою лабораторною назвою фракції, що отримується при екстракції біологічного матеріалу малополярними розчинниками. Проте більшість ліпідів мають деякі загальні структурні особливості, що зумовлюють їх важливі біологічні властивостіта подібну розчинність.
Жирні кислоти
Жирні кислоти-аліфатичні карбонові кислоти - в організмі можуть бути у вільному стані (слідові кількості в клітинах і тканинах) або виконувати роль будівельних блоків для більшості класів ліпідів. З клітин та тканин живих організмів виділено понад 70 різних жирних кислот.
Жирні кислоти, що зустрічаються в природних ліпідах, містять парне число вуглецевих атомів і мають переважно нерозгалужену вуглецеву ланцюг. Нижче наводяться формули природних жирних кислот, що найбільш часто зустрічаються.
Природні жирні кислоти, щоправда, трохи умовно, можна розділити на три групи:
- насичені жирні кислоти [показати]
- мононенасичені жирні кислоти [показати]
Мононенасичені (з одним подвійним зв'язком) жирні кислоти:
- поліненасичені жирні кислоти [показати]
Поліненасичені (з двома або більше подвійними зв'язками) жирні кислоти:
Крім цих основних трьох груп існує ще група так званих незвичайних природних жирних кислот [показати] .
Жирні кислоти, що входять до складу ліпідів тварин та вищих рослин, мають багато загальних властивостей. Як уже зазначалося, майже всі природні жирні кислоти містять парне число вуглецевих атомів, найчастіше 16 або 18. Ненасичені жирні кислоти тварин і людини, що беруть участь у побудові ліпідів, зазвичай містять подвійний зв'язок між 9-м і 10-м вуглецямидодаткові подвійні зв'язки, як правило, бувають на ділянці між 10-м вуглецем і мітильним кінцем ланцюга. Рахунок походить від карбоксильної групи: найближчий до СООН-групи С-атом позначають як α, сусідній з ним - β і кінцевий атом вуглецю у вуглеводневому радикалі - ω.
Своєрідність подвійних зв'язків природних ненасичених жирних кислот полягає в тому, що вони завжди відокремлені двома простими зв'язками, тобто між ними завжди є хоча б одна метиленова група (СН=СН-СН 2 -СН=СН-). Подібні подвійні зв'язки позначають як ізольовані. Природні ненасичені жирні кислоти мають цис-конфігурацію і дуже рідко зустрічаються транс-конфігурації. Вважають, що в ненасичених жирних кислотах з кількома подвійними зв'язками цис-конфігурація надає вуглеводневому ланцюгу вигнутого та укороченого вигляду, що має біологічний сенс(особливо якщо врахувати, що багато ліпідів входять до складу мембран). У мікробних клітинах ненасичені жирні кислоти зазвичай містять один подвійний зв'язок.
Жирні кислоти з довгим вуглеводневим ланцюгом практично нерозчинні у воді. Їхні натрієві і калієві солі (мила) утворюють у воді міцели. В останніх негативно заряджені карбоксильні групи жирних кислот звернені до водної фази, а неполярні вуглеводневі ланцюги заховані всередині міцелярної структури. Такі міцели мають сумарний негативний заряд і в розчині залишаються суспендованими завдяки взаємному відштовхуванню (рис. 95).
Нейтральні жири (або гліцериди)
Нейтральні жири - це ефіри гліцерину та жирних кислот. Якщо жирними кислотами естерифіковані всі три гідроксильні групи гліцерину, то таку сполуку називають тригліцеридом (тріацилгліцерії), якщо дві - дигліцерид (діацилгліцерин) і, нарешті, якщо етерифікована одна група - моногліцерид (моноацилгліцерин).
Нейтральні жири знаходяться в організмі або у формі протоплазматичного жиру, що є структурним компонентомклітин, або формі запасного, резервного жиру. Роль цих двох форм жиру в організмі неоднакова. Протоплазматичний жир має постійний хімічний склад і міститься в тканинах у певній кількості, що не змінюється навіть при патологічному ожирінні, тоді як кількість резервного жиру піддається великим коливанням.
Основну масу природних нейтральних жирів становлять тригліцериди. Жирні кислоти у тригліцеридах можуть бути насиченими та ненасиченими. Найчастіше серед жирних кислот зустрічаються пальмітинова, стеаринова та олеїнова кислоти. Якщо всі три кислотні радикали належать до однієї і тієї ж жирної кислоти, то такі тригліцериди називають простими (наприклад, трипальмітин, тристеарин, тріолеїн і т. д.), якщо ж різним жирним кислотам, - то змішаними. Назви змішаних тригліцеридів утворюються від жирних кислот, що входять до їх складу; при цьому цифри 1, 2 і 3 вказують на зв'язок залишку жирної кислоти з відповідною спиртовою групоюу молекулі гліцерину (наприклад, 1-олео-2-пальмітостеарин).
Жирні кислоти, що входять до складу тригліцеридів, практично визначають їх фізико-хімічні властивості. Так, температура плавлення тригліцеридів підвищується зі збільшенням числа та довжини залишків насичених жирних кислот. Навпаки, чим вищий вміст ненасичених жирних кислот або кислот з коротким ланцюгом, тим нижча точка плавлення. Тварини жири (сало) зазвичай містять значну кількість насичених жирних кислот (пальмітинової, стеаринової та ін), завдяки чому вони при кімнатній температурітверді. Жири, до складу яких входить багато моно- та поліненасичених кислот, є при звичайній температурі рідкими і називаються оліями. Так, у конопляній олії 95% всіх жирних кислот припадає на частку олеїнової, лінолевої та ліноленової кислот і лише 5% - на частку стеаринової та пальмітинової кислот. Зауважимо, що в жирі людини, що плавиться при 15 ° С (при температурі тіла він рідкий), міститься 70% олеїнової кислоти.
Гліцериди здатні вступати у всі хімічні реакції, властиві складним ефірам. Найбільше значеннямає реакція омилення, в результаті якої тригліцеридів утворюються гліцерин і жирні кислоти. Омилення жиру може відбуватися як за ферментативному гідролізі, і при дії кислот чи лугів.
Лужне розщеплення жиру при дії їдкого натру або їдкого калі проводиться при промисловому отриманні мила. Нагадаємо, що мило є натрієвими або калієвими солями вищих жирних кислот.
Для характеристики природних жирів нерідко використовують такі показники:
- йодне число - кількість грамів йоду, яке в певних умовзв'язується 100 г жиру; це числохарактеризує ступінь ненасиченості жирних кислот, присутніх у жирах, йодне число яловичого жиру 32-47, баранячого 35-46, свинячого 46-66;
- кислотне число - кількість міліграмів їдкого калі, необхідне нейтралізації 1 р жиру. Це число вказує на кількість вільних жирних кислот, що є в жирі;
- Число омилення - кількість міліграмів їдкого калі, витрачене на нейтралізацію всіх жирних кислот (як входять до складу тригліцеридів, так і вільних), що містяться в 1 г жиру. Це число залежить від відносної молекулярної масижирних кислот, що входять до складу жиру. Величина числа омилення в основних тваринних жирів (яловичий, баранячий, свинячий) практично однакова.
Віски - складні ефіри вищих жирних кислот і вищих одноатомних або двоатомних спиртів з кількістю вуглецевих атомів від 20 до 70. Загальні формули їх представлені на схемі, де R, R" і R" - можливі радикали.
Віски можуть входити до складу жиру, що покриває шкіру, шерсть, пір'я. У рослин 80% від усіх ліпідів, що утворюють плівку на поверхні листя та стовбурів, становлять воски. Відомо також, що віск є нормальними метаболітами деяких мікроорганізмів.
Природні воски (наприклад, бджолиний віск, спермацет, ланолін) зазвичай містять, крім згаданих складних ефірів, кілька вільних вищих жирних кислот, спиртів і вуглеводнів з кількістю вуглецевих атомів 21-35.
Фосфоліпіди
До цього класу складних ліпідів відносяться гліцерофосфоліпіди та сфінголіпіди.
Гліцерофосфоліпіди є похідними фосфатидної кислоти: до їх складу входять гліцерин, жирні кислоти, фосфорна кислота і зазвичай азотовмісні сполуки. Загальна формулагліцерофосфоліпідів представлена на схемі, де R 1 і R 2 - радикали вищих жирних кислот, a R 3 - радикал азотистої сполуки.
Характерним для всіх гліцерофосфоліпідів є те, що одна частина їхньої молекули (радикали R 1 і R 2) виявляє різко виражену гідрофобність, тоді як інша частина гідрофільна завдяки негативному заряду залишку фосфорної кислоти та позитивному заряду радикалу R 3 .
З усіх ліпідів гліцерофосфоліпіди мають найбільш виражені полярні властивості. При поміщенні гліцерофосфоліпідів у воду в істинний розчин переходить лише невелика їх частина, а основна маса "розчиненого" ліпіду знаходиться в водних системаху формі міцел. Існує кілька груп (підкласів) гліцерофосфоліпідів.
- [показати]
.
- Фосфатидилсерини [показати]
.
У молекулі фосфатидилсерину азотистою сполукою служить залишок амінокислоти серину.
Фосфатидилсерини поширені набагато менш широко, ніж фосфатидилхоліни і фосфатидилетаноламіни, і їх значення визначається в основному тим, що вони беруть участь у синтезі фосфатиділетаноламінів.
- Плазмалогени (ацетальфосфатиди) [показати]
.
Відрізняються від розглянутих вище гліцерофосфоліпідів тим, що замість одного залишку вищої жирної кислоти містять залишок альдегіду жирної кислоти, який пов'язаний з гідроксильною групою гліцерину ненасиченим ефірним зв'язком:
Таким чином, плазмалоген при гідролізі розпадається на гліцерин, альдегід вищої жирної кислоти, жирну кислоту, фосфорну кислоту, холін або етаноламін.
[показати]
.
На відміну від тригліцеридів у молекулі фосфатидилхоліну одна з трьох гідроксильних груп гліцерину пов'язана не з жирною, а з фосфорною кислотою. Крім того, фосфорна кислота у свою чергу з'єднана ефірним зв'язком з азотистою основою [НО-СН 2 -СН 2 -N+=(СН 3) 3 ] - холін. Таким чином, в молекулі фосфатидилхоліну з'єднані гліцерин, вищі жирні кислоти, фосфорна кислота та холін
[показати] .
Основна відмінність між фосфатидилхолінами і фосфатидилетаноламінами полягає в тому, що до складу останніх замість холіну входить азотна основа етаноламін (АЛЕ-СН 2 -СН 2 -NH 3 +).
З гліцерофосфоліпідів в організмі тварин і вищих рослин у найбільшій кількості зустрічаються фосфатидилхоліни та фосфатидилетаноламіни. Ці дві групи гліцерофосфоліпідів метаболічно пов'язані один з одним та є головними ліпідними компонентами мембран клітин.
R 3 -радикалом у цій групі гліцерофосфоліпідів є шестивуглецевий сахароспирт - інозит:
Фосфатидилінозити досить поширені в природі. Вони виявлені у тварин, рослин та мікробів. У тваринному організмі вони знайдені в мозку, печінці та легенях.
[показати] . 
Слід зазначити, що у природі зустрічається вільна фосфатидна кислота, хоча проти іншими гліцерофосфоліпідами щодо невеликих кількостях.
До гліцерофосфоліпідів, точніше до полігліцеринфосфатів, відноситься кардіолілін. Остів молекули кардіолйпіну включає три залишки гліцерину, з'єднаних один з одним двома фосфодіефірними містками через положення 1 і 3; гідроксильні групи двох зовнішніх залишків гліцерину етерифіковані жирними кислотами Кардіоліпін входить до складу мембран мітохондрій. У табл. 29 сумовані дані про будову основних гліцерофосфоліпідів.
Серед жирних кислот, що входять до складу гліцерофосфоліпідів, виявлені як насичені, так і ненасичені жирні кислоти (частіше стеаринова, пальмітинова, олеїнова та лінолева).
Встановлено також, що більшість фосфатидилхолінів і фосфатидилетаноламінів містить одну насичену вищу жирну кислоту, етерифіковану в положенні 1 (у 1-го вуглецевого атома гліцерину), і одну ненасичену вищу жирну кислоту, етерифіковану в положенні 2. особливих ферментів, що містяться , наприклад, в отруті кобри, які відносяться до фосфоліпаз А 2 , призводить до відщеплення ненасиченої жирної кислоти та утворення лізофосфатидилхолінів або лізофосфатидилетаноламінів, що мають сильну гемолітичну дію.
Сфінголіпіди
Гліколіпіди
Складні ліпіди, що містять у складі молекули вуглеводні групи (частіше залишок D-галактози). Гліколіпіди відіграють істотну роль у функціонуванні біологічних мембран. Вони містяться переважно в тканинах мозку, але є також і в кров'яних клітинах та інших тканинах. Відомі три основні групи гліколіпідів:
- цереброзиди
- сульфатиди
- гангліозиди
Цереброзиди не містять ні фосфорної кислоти, ні холіну. До їх складу входить гексоза (зазвичай це D-галактоза), яка пов'язана з ефірним зв'язком з гідроксильною групою аміноспирту сфінгозину. Крім того, до складу цереброзиду входить жирна кислота. Серед цих жирних кислот найчастіше зустрічається лігноцеринова, нервонова та церебронова кислоти, тобто жирні кислоти, що мають 24 вуглецеві атоми. Структура цереброзид може бути представлена схемою. Цереброзид можна відносити також до сфінголіпідів, оскільки вони містять спирт сфінгозин.
Найбільш вивченими представниками цереброзидів є нервон, що містить нервонову кислоту, цереброн, до складу якого входить церебронова кислота, і керазин, що містить лігноциринову кислоту. Особливо велике вміст цереброзидів у мембранах нервових клітин (у мієлінової оболонці).
Сульфатиди відрізняються від цереброзид тим, що містять в молекулі залишок сірчаної кислоти. Іншими словами, сульфатид являє собою цереброзідсульфат, в якому сульфат етерифікований за третім вуглецевим атомом гексози. У мозку ссавців сульфатиди, як цереброзиди, перебувають у білому речовині. Однак вміст їх у мозку набагато нижчий, ніж цереброзидів.
При гідролізі гангліозидів можна виявити вищу жирну кислоту, спирт сфінгозин, D-глюкозу та D-галактозу, а також похідні аміносахарів: N-ацетилглюкозамін та N-ацетилнейрамінову кислоту. Остання синтезується в організмі із глюкозаміну.
У структурному відношенні гангліозиди значною мірою подібні до цереброзидів, з тією лише різницею, що замість одного залишку галактози вони містять складний олігосахарид. Одним із найпростіших гангліозидів є гематозид, виділений із строми еритроцитів (схема)
На відміну від цереброзидів і сульфатидів гангліозиди знаходяться переважно в сірій речовинімозку та зосереджені у плазматичних мембранах нервових та гліальних клітин.
Усі розглянуті вище ліпіди прийнято називати омилюваними, оскільки за їх гідролізі утворюються мила. Однак є ліпіди, які не гідролізуються зі звільненням жирних кислот. До таких ліпідів належать стероїди.
Стероїди - поширені у природі сполуки. Вони є похідними циклопентанпергідрофенантренового ядра, що містить три конденсовані циклогексанові та одне циклопентанове кільце. До стероїдів відносяться численні речовини гормональної природи, а також холестерин, жовчні кислотита інші сполуки.
В організмі людини перше місце серед стероїдів займають стерини. Найбільш важливим представником стеринів є холестерин:
Він містить спиртову гідроксильну групу при 3 і розгалужену аліфатичну ланцюг з восьми атомів вуглецю при 17 . Гідроксильна група при 3 може бути етерифікована вищою жирною кислотою; при цьому утворюються ефіри холестерину (холестериди):
Холестерин грає роль ключового проміжного продукту синтезі багатьох інших сполук. Холестерином багаті на плазматичні мембрани багатьох тварин клітин; у значно меншій кількості він міститься в мембранах мітохондрій та в ендоплазматичній мережі. Зауважимо, що у рослинах холестерин відсутня. У рослин є інші стерини, відомі під загальною назвою фітостеринів.
Ліпіди - це жироподібні органічні сполуки, нерозчинні у воді, але добре розчинні у неполярних розчинниках (ефірі, бензині, бензолі, хлороформі та ін.). Ліпіди належать до найпростіших біологічних молекул.У хімічному відношенні більшість ліпідів є складними ефірами вищих карбонових кислот і ряду спиртів. Найбільш відомі серед них жири. Кожна молекула жиру утворена молекулою триатомного спирту гліцеролу та приєднаними до неї ефірними зв'язками трьох молекул вищих карбонових кислот. Згідно з прийнятою номенклатурою, жири називають триацилглщеролами.
Атоми вуглецю в молекулах вищих карбонових кислот можуть бути з'єднані один з одним як простими, так і подвійними зв'язками. З граничних (насичених) вищих карбонових кислот найчастіше до складу жирів входять пальмітинова, стеаринова, арахінова; з ненасичених (ненасичених) - олеїнова та лінолева.
Ступінь ненасиченості та довжина ланцюгів вищих карбонових кислот (тобто число атомів вуглецю) визначають фізичні властивості того чи іншого жиру.
Жири з короткими та ненасиченими кислотними ланцюгами мають низьку температуру плавлення. При кімнатній температурі це рідини (олії) або мазеподібні речовини (жири). І навпаки, жири з довгими та насиченими ланцюгами вищих карбонових кислот за кімнатної температури стають твердими. Ось чому при гідруванні (насиченні кислотних ланцюгів атомами водню по подвійним зв'язкам) рідка арахісова олія, наприклад, стає мазеподібною, а соняшникова олія перетворюється на твердий маргарин. Порівняно з мешканцями південних широт в організмі тварин, що мешкають у холодному кліматі (наприклад, у риб арктичних морів), зазвичай міститься більше ненасичених триацилгліцеролів. Тому тіло їх залишається гнучким і при низьких температурах.
У фосфоліпідах один із крайніх ланцюгів вищих карбонових кислот триацилгліцеролу заміщений на групу, що містить фосфат. Фосфоліпіди мають полярні головки та неполярні хвости. Групи, що утворюють полярну головку, гідрофільні, а неполярні хвостові групи гідрофобні. Подвійна природа цих ліпідів зумовлює їхню ключову роль в організації біологічних мембран.
Ще одну групу ліпідів становлять стероїди (стероли). Ці речовини побудовані з урахуванням спирту холестеролу. Стероли погано розчиняються у воді і не містять вищих карбонових кислот. До них відносяться жовчні кислоти, холестерол, статеві гармони, вітамін D та ін.
До ліпідів також відносяться терпени (ростові речовини рослин - гібереліни; каротиноїди - фотосинтетичні пігменти; ефірні масларослин, а також воску).
Ліпіди можуть утворювати комплекси з іншими біологічними молекулами – білками та цукрами.
Функції ліпідів такі:
Структурна. Фосфоліпіди разом із білками утворюють біологічні мембрани. До складу мембран входять також стероли.
Енергетична. При окисленні жирів вивільняється велика кількість енергії, що йде на утворення АТФ. У формі ліпідів зберігається значна частина енергетичних запасіворганізму, які витрачаються при нестачі поживних речовин. Тварини, що впадають у сплячку, та рослини накопичують жири та олії та витрачають їх на підтримку процесів життєдіяльності. Високий змістліпідів у насінні рослин забезпечує розвиток зародка і проростка до переходу до самостійного харчування. Насіння багатьох рослин (кокосової пальми, рицини, соняшнику, сої, ріпаку та ін) служать сировиною для отримання рослинної олії промисловим способом.
Захисна та теплоізоляційна. Нагромаджуючись у підшкірній клітковиніі навколо деяких органів (нирок, кишечника), жировий шар захищає організм тварин та його окремі органивід механічних пошкоджень. Крім того, завдяки низькій теплопровідності шар підшкірного жиру допомагає зберегти тепло, що дозволяє, наприклад, багатьом тваринам мешкати в умовах холодного клімату. У китів, крім того, він грає ще й іншу роль – сприяє плавучості.
Змащувальна та водовідштовхувальна. Віск покриває шкіру, шерсть, пір'я, робить їх більш еластичними та оберігає від вологи. Восковий наліт мають листя та плоди багатьох рослин.
Регуляторна. Багато гормонів є похідними хо-лестеролу, наприклад статеві (тестостерон у чоловіків і прогестерон у жінок) та кортикостероїди (альдостерон). Похідні холестеролу, вітамін D грають ключову роль обміні кальцію і фосфору. Жовчні кислоти беруть участь у процесах травлення (емульгування жирів) та всмоктування вищих карбонових кислот.
Ліпіди також є джерелом утворення метаболічної води. Окислення 100 г жиру дає приблизно 105 г води. Ця вода дуже важлива для деяких мешканців пустель, зокрема для верблюдів, здатних обходитися без води протягом 10-12 діб: жир, запасений у горбі, використовується саме з цією метою. Необхідну для життєдіяльності воду ведмеді, бабаки та інші тварини, що впадають у сплячку, одержують внаслідок окислення жиру.
У мієлінових оболонках аксонів нервових клітин ліпіди є ізоляторами під час проведення нервових імпульсів.
Віск використовується бджолами для будівництва сот.
Дякую
Сайт надає довідкову інформаціювинятково для ознайомлення. Діагностику та лікування захворювань потрібно проходити під наглядом фахівця. Усі препарати мають протипоказання. Консультація фахівця є обов'язковою!
Що за речовини ліпіди?
Ліпідиє однією з груп органічних сполук, що має величезне значеннядля живих організмів За хімічною структурою всі ліпіди поділяються на прості та складні. Молекула простих ліпідів складається зі спирту та жовчних кислот, у той час як до складу складних ліпідів входять інші атоми або сполуки. У цілому нині, ліпіди мають значення для людини. Ці речовини входять у значну частину продуктів харчування, використовуються в медицині та фармації, відіграють важливу роль у багатьох галузях промисловості. У живому організмі ліпіди у тому чи іншому вигляді входять до складу всіх клітин. З погляду харчування – це дуже важливе джерело енергії.
Яка різниця між ліпідами та жирами?
У принципі, термін «ліпіди» походить від грецького кореня, що означає «жир», проте ці визначення все ж таки мають деякі відмінності. Ліпіди є більшою групою речовин, тоді як під жирами розуміють лише деякі види ліпідів. Синонімом «жирів» є «тригліцериди», які виходять із сполуки спирту гліцерину та карбонових кислот. Як ліпіди в цілому, так і тригліцериди, зокрема, відіграють значну роль у біологічних процесах.Ліпіди в організмі людини
Ліпіди входять до складу практично всіх тканин організму. Їхні молекули є в будь-якій живій клітині, і без цих речовин просто неможливе життя. В організмі людини зустрічається дуже багато різних ліпідів. Кожен вид або клас цих з'єднань має свої функції. Від нормального надходження та утворення ліпідів залежить безліч біологічних процесів. З погляду біохімії, ліпіди беруть участь у наступних найважливіших процесах:
- вироблення організмом енергії;
- поділ клітин;
- передача нервових імпульсів;
- утворення компонентів крові, гормонів та інших важливих речовин;
- захист та фіксація деяких внутрішніх органів;
- клітинний поділ, дихання та ін.
Біологічна роль ліпідів у живій клітині
Молекули ліпідів виконують велика кількістьфункцій у масштабах всього організму, а й у кожної живої клітині окремо. Власне, клітина є структурну одиницю живого організму. У ній відбувається засвоєння та синтез ( освіта) певних речовин. Частина з цих речовин йде на підтримку життєдіяльності самої клітини, частина – на поділ клітини, частина – на потреби інших клітин та тканин.У живому організмі ліпіди виконують такі функції:
- енергетична;
- резервна;
- структурна;
- транспортна;
- ферментативна;
- запасаюча;
- сигнальна;
- регуляторна.
Енергетична функція
Енергетична функція ліпідів зводиться до їхнього розпаду в організмі, в процесі якого виділяється велика кількість енергії. Живим клітинам ця енергія необхідна підтримки різних процесів ( дихання, ріст, поділ, синтез нових речовин). Ліпіди надходять у клітину з припливом крові та відкладаються всередині ( у цитоплазмі) у вигляді невеликих крапель жиру. За потреби ці молекули розщеплюються, і клітина отримує енергію.Резервна ( запасаюча) функція
Резервна функція тісно пов'язана з енергетичною. У формі жирів усередині клітин енергія може відкладатися «про запас» і виділятися за необхідності. За накопичення жирів відповідальні спеціальні клітини – адипоцити. Більшість їх обсягу зайнята великою краплею жиру. Саме з адипоцитів складається жирова тканина в організмі. Найбільші запаси жирової тканини знаходяться в підшкірно-жировій клітковині, великому та малому сальнику ( в черевної порожнини ). При тривалому голодуванні жирова тканина поступово розпадається, оскільки отримання енергії використовуються резерви ліпідів.Також жирова тканина, відкладена в підшкірно-жировій клітковині, здійснює теплоізоляцію. Тканини, багаті ліпідами, загалом гірше проводять тепло. Це дозволяє організму підтримувати постійну температуру тіла і не так швидко охолоджуватися або перегріватися в різних умовахдовкілля.
Структурна та бар'єрна функції ( мембранні ліпіди)
Велику роль грають ліпіди у будові живих клітин. В організмі людини ці речовини утворюють особливий подвійний шар, який формує клітинну стінку. Завдяки цьому жива кліткаможе виконувати свої функції та регулювати обмін речовин із зовнішнім середовищем. Ліпіди, що утворюють клітинну мембрану, дозволяють зберігати форму клітини.Чому ліпіди-мономери утворюють подвійний шар ( бислой)?
Мономерами називаються хімічні речовини ( в даному випадку– молекули), які здатні, з'єднуючись, формувати складніші сполуки. Клітинна стінка складається з подвійного шару ( бішару) Ліпідів. Кожна молекула, що утворює цю стінку, має дві частини – гідрофобну ( що не контактує з водою) та гідрофільну ( контактуючу з водою). Подвійний шар виходить через те, що молекули ліпідів розгорнуті гідрофільними частинами всередину клітини та назовні. Гідрофобні частини практично стикаються, оскільки знаходяться між двома шарами. У товщі ліпідного бислоя можуть розташовуватися інші молекули ( білки, вуглеводи, складні молекулярні структури), які регулюють проходження речовин через клітинну стінку.Транспортна функція
Транспортна функція ліпідів має другорядне значення в організмі. Її виконують лише деякі з'єднання. Наприклад, ліпопротеїни, що складаються з ліпідів та білків, переносять у крові деякі речовини від одного органу до іншого. Однак цю функцію рідко виділяють, крім її основний для цих речовин.Ферментативна функція
У принципі, ліпіди не входять до складу ферментів, що беруть участь у розщепленні інших речовин. Однак без ліпідів клітини органів не зможуть синтезувати ферменти, кінцевий продукт життєдіяльності. Крім того, деякі ліпіди відіграють значну роль у засвоєнні жирів, що надходять з їжею. У жовчі міститься значна кількість фосфоліпідів та холестерину. Вони нейтралізують надлишок ферментів підшлункової залози і не дають їм пошкодити клітини кишківника. Також у жовчі відбувається розчинення ( емульгування) екзогенних ліпідів, що надходять із їжею. Таким чином, ліпіди відіграють величезну роль у травленні та допомагають у роботі інших ферментів, хоча самі по собі ферментами не є.Сигнальна функція
Частина складних ліпідів виконує в організмі сигнальну функцію. Вона полягає у підтримці різних процесів. Наприклад, гліколіпіди в нервових клітинах беруть участь у передачі нервового імпульсу від однієї нервової клітини до іншої. Крім того, велике значення мають сигнали усередині самої клітини. Їй необхідно «розпізнавати» речовини, що надходять з кров'ю, щоб транспортувати їх усередину.Регуляторна функція
Регуляторна функція ліпідів в організмі є другорядною. Самі ліпіди у крові мало впливають протягом різних процесів. Однак вони входять до складу інших речовин, що мають велике значення у регуляції цих процесів. Насамперед, це стероїдні гормони ( гормони надниркових залоз та статеві гормони). Вони відіграють важливу роль в обміні речовин, зростанні та розвитку організму, репродуктивної функції, впливають на роботу імунної системи Також ліпіди входять до складу простагландинів. Ці речовини виробляються при запальних процесах і впливають на деякі процеси нервової системи (наприклад, сприйняття болю).Таким чином, самі ліпіди не виконують регуляторну функцію, але їх недолік може відбитися на багатьох процесах в організмі.
Біохімія ліпідів та їх зв'язок з іншими речовинами ( білки, вуглеводи, АТФ, нуклеїнові кислоти, амінокислоти, стероїди)
Обмін ліпідів тісно пов'язані з обміном інших речовин, у організмі. Насамперед, цей зв'язок простежується в харчуванні людини. Будь-яка їжа складається з білків, вуглеводів та ліпідів, які мають потрапляти в організм у певних пропорціях. У цьому випадку людина отримуватиме і достатньо енергії, і достатньо структурних елементів. В іншому випадку ( наприклад, при нестачі ліпідів) для вироблення енергії розщеплюватимуться білки та вуглеводи.Також ліпіди тією чи іншою мірою пов'язані з обміном наступних речовин:
- Аденозинтрифосфорна кислота ( АТФ). АТФ є своєрідною одиницею енергії усередині клітини. При розщепленні ліпідів частина енергії йде виробництво молекул АТФ, а ці молекули беруть участь у всіх внутрішньоклітинних процесах ( транспорт речовин, поділ клітини, нейтралізація токсинів та ін.).
- Нуклеїнові кислоти. Нуклеїнові кислоти є структурними елементамиДНК і в ядрах живих клітин. Енергія, що виробляється при розщепленні жирів, йде частково і на поділ клітин. Під час поділу відбувається утворення нових ланцюжків ДНК із нуклеїнових кислот.
- амінокислоти.Амінокислоти – це структурні компоненти білків. У поєднанні з ліпідами вони утворюють складні комплекси, ліпопротеїни, які відповідають за транспортування речовин в організмі.
- Стероїди.Стероїди – це вид гормонів, що містять значну кількість ліпідів. При поганому засвоєнні ліпідів з їжі пацієнт може початися проблеми з ендокринною системою.
Перетравлення та всмоктування ліпідів ( обмін речовин, метаболізм)
Перетравлення та всмоктування ліпідів є першим етапом обміну цих речовин. Основна частина ліпідів потрапляє до організму з їжею. У ротової порожнинивідбувається подрібнення їжі та її змішування зі слиною. Далі грудку потрапляє шлунок, де хімічні зв'язки частково руйнуються під дією соляної кислоти. Також деякі хімічні зв'язки в ліпідах руйнуються під дією ферменту ліпази, що міститься у слині.Ліпіди нерозчинні у воді, тому в дванадцятипалій кишці вони не одразу піддаються розщепленню ферментами. Спочатку відбувається так зване емульгування жирів. Після цього хімічні зв'язки розщеплюються під дією ліпази, що надходить із підшлункової залози. В принципі, для кожного виду ліпідів зараз визначено свій фермент, який відповідає за розщеплення та засвоєння цієї речовини. Наприклад, фосфоліпаза розщеплює фосфоліпіди, холестеролестераза - з'єднання холестеролу і т. д. Всі ці ферменти в тій чи іншій кількості містяться в соку підшлункової залози.
Розщеплені фрагменти ліпідів всмоктуються окремо клітинами тонкого кишківника. Загалом перетравлення жирів є дуже складний процес, який регулюється безліччю гормонів та гормоноподібних речовин.
Що таке емульгування ліпідів?
Емульгування є неповним розчиненням жирових речовин у воді. У харчовому грудці, що потрапляє в дванадцятипалу кишку, жири містяться у вигляді великих крапель. Це перешкоджає їх взаємодії із ферментами. У процесі емульгування великі жирові краплі «дробляться» на менші крапельки. В результаті площа дотику жирових крапель і оточуючих водорозчинних речовин збільшується, і стає можливим розщеплення ліпідів.Процес емульгування ліпідів у травній системі проходить у кілька етапів:
- На першому етапі печінка виробляє жовч, яка і здійснюватиме емульгування жирів. Вона містить солі холестерину та фосфоліпідів, які взаємодіють з ліпідами та сприяють їх «дробленню» на дрібні краплі.
- Жовч, що виділяється з печінки, накопичується в жовчному міхурі. Тут вона концентрується та виділяється при необхідності.
- При споживанні жирної їжідо гладких м'язів жовчного міхура надходить сигнал для скорочення. В результаті порція жовчі по жовчовивідних проток виділяється в дванадцятипалу кишку.
- У дванадцятипалій кишці відбувається власне емульгування жирів та їх взаємодія з ферментами підшлункової залози. Скорочення стінок тонкого кишечника сприяють цьому процесу, "перемішуючи" вміст.
Ферменти для розщеплення ліпідів
Для перетравлення кожної речовини в організмі є свої ферменти. Їхнє завдання полягає у руйнуванні хімічних зв'язків між молекулами ( або між атомами в молекулах), щоб корисні речовинимогли нормально засвоюватися організмом. За розщеплення різних ліпідів відповідають різні ферменти. Більшість з них міститься в соку, що виділяється підшлунковою залозою.За розщеплення ліпідів відповідають такі групи ферментів:
- ліпази;
- фосфоліпази;
- холестеролестераза та ін.
Які вітаміни та гормони беруть участь у регуляції рівня ліпідів?
Рівень більшості ліпідів у крові людини відносно незмінний. Він може коливатися у певних межах. Залежить це від біологічних процесів, що протікають у самому організмі, та від ряду зовнішніх факторів. Регуляція рівня ліпідів у крові є складною біологічним процесом, в якому бере участь безліч різних органівта речовин.Найбільшу роль у засвоєнні та підтримці постійного рівня ліпідів відіграють такі речовини:
- Ферменти.Ряд ферментів підшлункової залози бере участь у розщепленні ліпідів, що надходять до організму з їжею. При нестачі цих ферментів рівень ліпідів у крові може знизитися, тому що ці речовини просто не засвоюватимуться в кишечнику.
- Жовчні кислоти та їх солі.У жовчі містяться жовчні кислоти та ряд їх сполук, які сприяють емульгуванню ліпідів. Без цих речовин також неможливе нормальне засвоєння ліпідів.
- Вітаміни.Вітаміни надають комплексну зміцнюючу дію на організм і прямо чи опосередковано впливають також на обмін ліпідів. Наприклад, при нестачі вітаміну А погіршується регенерація клітин у слизових оболонках, і перетравлення речовин у кишечнику теж сповільнюється.
- Внутрішньоклітинні ферменти.У клітинах епітелію кишечника містяться ферменти, які після всмоктування жирних кислот перетворять їх у транспортні форми та направляють у кровотік.
- Гормони.Ряд гормонів впливає обмін речовин у цілому. Наприклад, високий рівеньінсуліну може сильно впливати на рівень ліпідів у крові. Саме тому для пацієнтів із цукровим діабетом деякі норми переглянуто. Гормони щитовидної залози, глюкокортикоїдні гормони або норадреналін можуть стимулювати розпад жирової тканини із виділенням енергії.
Біосинтез ( освіта) та гідроліз ( розпад) ліпідів в організмі ( анаболізм та катаболізм)
Метаболізм називається сукупність обмінних процесів в організмі. Усе метаболічні процесиможна розділити на катаболічні та анаболічні. До катаболічних процесів відноситься розщеплення та розпад речовин. Щодо ліпідів це характеризується їх гідролізом ( розпадом на простіші речовини) в шлунково-кишковому тракті. Анаболізм поєднує біохімічні реакції, спрямовані на утворення нових, складніших речовин.Біосинтез ліпідів відбувається в наступних тканинах та клітинах:
- Клітини епітелію кишечника.У стінці кишечника відбувається всмоктування жирних кислот, холестерину та інших ліпідів. Відразу після цього в цих клітинах утворюються нові, транспортні форми ліпідів, які потрапляють в венозну крові прямують до печінки.
- Клітини печінки.У клітинах печінки частина транспортних форм ліпідів розпадеться, і їх синтезуються нові речовини. Наприклад, тут відбувається утворення сполук холестерину та фосфоліпідів, які потім виділяються з жовчю та сприяють нормальному травленню.
- Клітини інших органів.Частина ліпідів потрапляє з кров'ю в інші органи та тканини. Залежно від типу клітин, ліпіди перетворюються на певний виглядз'єднань. Всі клітини, так чи інакше, синтезують ліпіди для утворення клітинної стінки ( ліпідного бішару). У надниркових залозах і статевих залозах з частини ліпідів синтезуються стероїдні гормони.
Ресинтез ліпідів у печінці та інших органах
Ресинтез називається процес утворення певних речовин з більш простих, які були засвоєні раніше. В організмі цей процес протікає в внутрішньому середовищідеяких клітин. Ресинтез необхідний, щоб тканини та органи отримували все необхідні видиліпідів, а не тільки ті, що були вжиті з їжею. Ресинтезовані ліпіди називаються ендогенними. На їхнє утворення організм витрачає енергію.У першому етапі ресинтез ліпідів відбувається у стінках кишечника. Тут жирні кислоти, що надходять з їжею, перетворюються на транспортні форми, які відправляться з кров'ю в печінку та інші органи. Частина ресинтезованих ліпідів буде доставлена в тканини, з іншої частини утворюються необхідні для життєдіяльності речовини ( ліпопротеїни, жовч, гормони та ін.), надлишок перетворюється на жирову тканинуі відкладається «про запас».
Чи входять ліпіди до складу мозку?
Ліпіди є дуже важливою складовою нервових клітин у головному мозку , а й у всій нервової системі. Як відомо, нервові клітини контролюють різні процесив організмі шляхом передачі нервових імпульсів При цьому всі нервові шляхи «ізольовані» один від одного, щоб імпульс приходив до певних клітин і не торкався інших нервових шляхів. Така «ізоляція» можлива завдяки мієліновій оболонці нервових клітин. Мієлін, який перешкоджає хаотичному поширенню імпульсів, приблизно на 75% складається з ліпідів. Як і в клітинних мембранах, тут вони утворюють подвійний шар ( бислой), який кілька разів загорнуть навколо нервової клітки.До складу мієлінової оболонки в нервовій системі входять такі ліпіди:
- фосфоліпіди;
- холестерин;
- галактоліпіди;
- гліколіпіди.
Ліпідні гормони
Ліпіди грають важливу структурну роль, у тому числі, присутні у структурі багатьох гормонів. Гормони, до складу яких входять жирні кислоти, називають стероїдними. В організмі вони виробляються статевими залозами та наднирниками. Деякі їх є і у клітинах жирової тканини. Стероїдні гормони беруть участь у регуляції багатьох життєво важливих процесів. Їх дисбаланс може вплинути на масу тіла, здатність до зачаття дитини, розвиток будь-яких запальних процесів, роботу імунної системи Запорукою нормального вироблення стероїдних гормонів є збалансоване споживання ліпідів.Ліпіди входять до складу наступних життєво важливих гормонів:
- кортикостероїди ( кортизол, альдостерон, гідрокортизон та ін.);
- чоловічі статеві гормони - андрогени ( андростендіон, дигідротестостерон та ін.);
- жіночі статеві гормони - естрогени ( естріол, естрадіол та ін.).
Роль ліпідів для шкіри та волосся
Велике значення мають ліпіди для здоров'я шкіри та її придатків ( волосся та нігті). У шкірі містяться так звані сальні залози, які виділяють на поверхню деяку кількість секрету, багатого на жири. Ця речовина виконує багато корисних функцій.Для волосся та шкіри ліпіди важливі з таких причин:
- значна частина речовини волосся складається із складних ліпідів;
- клітини шкіри швидко змінюються і ліпіди важливі як енергетичний ресурс;
- секрет ( речовина, що виділяється) сальних залоззволожує шкіру;
- завдяки жирам підтримується пружність, еластичність та гладкість шкіри;
- невелика кількість ліпідів на поверхні волосся надають їм здорового блиску;
- ліпідний шар на поверхні шкіри захищає її від агресивного впливу зовнішніх факторів ( холод, сонячні промені, мікроби на поверхні шкіри та ін.).
Класифікація ліпідів
У біології та хімії існує досить багато різних класифікаційліпідів. Основний є хімічна класифікація, згідно з якою ліпіди діляться залежно від своєї структури. З цієї точки зору всі ліпіди можна розділити на прості ( складаються тільки з атомів кисню, водню та вуглецю) та складні ( що включають хоча б один атом інших елементів). Кожна із цих груп має відповідні підгрупи. Ця класифікація найбільш зручна, тому що відображає не лише хімічна будоваречовин, а й частково визначає хімічні властивості. У біології та медицині є свої додаткові класифікації, які використовують інші критерії.
Екзогенні та ендогенні ліпіди
Усі ліпіди в організмі людини можна розділити на дві великі групи - екзогенні та ендогенні. У першу групу входять усі речовини, що потрапляють в організм із зовнішнього середовища. Найбільша кількість екзогенних ліпідів потрапляє в організм із їжею, проте існують інші шляхи. Наприклад, при застосуванні різних косметичних засобівабо лікарських препаратіворганізм також може отримувати кілька ліпідів. Їхня дія буде переважно локальною.Після потрапляння в організм усі екзогенні ліпіди розщеплюються та засвоюються живими клітинами. Тут з їх структурних компонентів будуть сформовані інші ліпідні сполуки, яких потребує організм. Ці ліпіди, синтезовані власними клітинами, називаються ендогенними. Вони можуть мати зовсім іншу структуру та функції, але складаються з тих самих «структурних компонентів», які потрапили до організму з екзогенними ліпідами. Саме тому при нестачі їжі тих чи інших видів жирів можуть розвиватися різні захворювання. Частина складних складних ліпідів не може бути синтезована організмом самостійно, що відбивається на перебігу певних біологічних процесів.
Жирні кислоти
Жирними кислотами називається клас органічних сполук, які є структурною частиною ліпідів. Залежно від того, які жирні кислоти входять до складу ліпіду, можуть змінюватися властивості цієї речовини. Наприклад, тригліцериди, найважливіше джерело енергії для людського організму, є похідними спирту гліцерину та кількох жирних кислот.У природі жирні кислоти містяться в різних речовинах - від нафти до рослинних олій. В організм людини вони потрапляють здебільшого з їжею. Кожна кислота є структурним компонентом певних клітин, ферментів чи сполук. Після всмоктування організм перетворює її та використовує у різних біологічних процесах.
Найбільш важливими джерелами жирних кислот для людини є:
- тваринні жири;
- рослинні жири;
- тропічні олії ( цитрусове, пальмове та ін.);
- жири для харчової промисловості (маргарин та ін.).
Насичені та ненасичені жирні кислоти
Усі жирні кислоти за своєю хімічною структурою поділяються на насичені та ненасичені. Насичені кислоти менш корисні для організму, а деякі навіть шкідливі. Це тим, що у молекулі цих речовин немає подвійних зв'язків. Це хімічно стабільні сполуки і вони гірше засвоюються організмом. В даний час доведено зв'язок деяких насичених жирних кислот з розвитком атеросклерозу.Ненасичені жирні кислоти поділяються на дві великі групи:
- Мононенасичені.Дані кислоти мають у своїй структурі один подвійний зв'язок і є таким чином активнішими. Вважається, що їх вживання може знизити рівень холестерину і перешкоджати розвитку атеросклерозу. Найбільша кількість мононенасичених жирних кислот міститься в ряді рослин ( авокадо, оливки, фісташки, лісові горіхи) і, відповідно, в оліях, одержуваних із цих рослин.
- Поліненасичені.Поліненасичені жирні кислоти мають у своїй структурі кілька подвійних зв'язків. Відмінною особливістю цих речовин є те, що людський організмне здатний їх синтезувати. Іншими словами, якщо в організм не надходитимуть з їжею поліненасичені жирні кислоти, згодом це неминуче призведе до певних порушень. Кращими джереламицих кислот є морепродукти, соєве та лляна олія, насіння кунжуту , маку , пророщена пшениця та ін.
Фосфоліпіди
Фосфоліпіди є складними ліпідами, що містять у своєму складі залишок фосфорної кислоти Ці речовини поряд із холестерином є основним компонентом клітинних мембран. Також ці речовини беруть участь у транспорті інших ліпідів в організмі. З медичної точки зору фосфоліпіди можуть виконувати сигнальну роль. Наприклад, вони входять до складу жовчі, оскільки сприяють емульгуванню ( розчинення) інших жирів. Залежно від того, якої речовини у жовчі більше, холестерину чи фосфоліпідів, можна визначити ризик розвитку жовчнокам'яної хвороби.Гліцерин та тригліцериди
За хімічною структурою гліцерин не є ліпідом, проте він є важливим структурним компонентом тригліцеридів. Це група ліпідів, які грають величезну роль організмі людини. Найбільш важливою функцієюцих речовин є постачання енергії. Тригліцериди, які потрапляють в організм з їжею, розщеплюються на гліцерин та жирні кислоти. В результаті виділяється дуже велика кількість енергії, яка йде на роботу м'язів. скелетних м'язів, м'язи серця та ін.).Жирова тканина в організмі людини представлена переважно тригліцеридами. Більшість цих речовин, перед тим як відкластися в жировій тканині, зазнає деяких хімічних трансформацій у печінці.
Loading...