Ліпіди – що це таке? Ліпіди: функції, характеристика. Що таке ліпіди та їх функції Існують чи незамінні ліпіди, і які їх найважливіші джерела

Ліпіди (Від грец. ліпос– жир) включають жири та жироподібні речовини. Містяться майже у всіх клітинах - від 3 до 15%, а в клітинах підшкірної жирової клітковини їх до 50%.

Особливо багато ліпідів у печінці, нирках, нервовій тканині (до 25%), крові, насінні та плодах деяких рослин (29-57%). Ліпіди мають різну структуру, але загальні деякі властивості. Ці органічні речовини не розчиняються у воді, але добре розчиняються в органічних розчинниках: ефірі, бензолі, бензині, хлороформі та ін. Ця властивість обумовлена ​​тим, що в молекулах ліпідів переважають неполярні та гідрофобні структури. Усі ліпіди можна умовно розділити на жири та ліпоїди.

Жири

Найбільш поширеними є жири(нейтральні жири, тригліцериди), являють собою складні сполуки триатомного спирту гліцерину та високомолекулярних жирних кислот. Залишок гліцерину - це речовина, що добре розчиняється у воді. Залишки жирних кислот – це вуглеводневі ланцюжки, майже нерозчинні у воді. При попаданні краплі жиру у воду до неї звертається гліцеринова частина молекул, а ланцюжки жирних кислот виступають із води. До складу жирних кислот входить карбоксильна група (СООН). Вона легко іонізується. З її допомогою молекули жирних кислот поєднуються з іншими молекулами.

Усі жирні кислоти поділяються на дві групи. насичені і ненасичені . Ненасичені жирні кислоти немає подвійних (ненасичених) зв'язків, насичені - мають. До насичених жирних кислот відносяться пальмітинова, масляна, лауринова, стеаринова і т. п. До ненасичених - олеїнова, ерукова, лінолева, ліноленова і т. п. Властивості жирів визначаються якісним складом жирних кислот та їх кількісним співвідношенням.

Жири, які містять насичені жирні кислоти, мають високу температуруплавлення. За консистенцією вони зазвичай тверді. Це жири багатьох тварин, кокосове масло. Жири, які мають у своєму складі ненасичені жирні кислоти, мають низьку температуру плавлення. Такі жири переважно рідкі. Рослинні жирирідкої консистенції нариваються оліями . До цих жирів відносять риб'ячий жир, соняшникова, бавовняна, лляна, конопляна олії та ін.

Ліпоїди

Ліпоїди можуть утворювати складні комплекси з білками, вуглеводами та іншими речовинами. Можна виділити такі сполуки:

  1. Фосфоліпіди. Вони є складними сполуками гліцерину та жирних кислот та містять залишок фосфорної кислоти. Молекули всіх фосфоліпідів мають полярну голівку та неполярний хвіст, утворений двома молекулами жирних кислот. Основні компоненти клітинних мембран.
  2. Віски. Це складні ліпіди, які складаються з складніших спиртів, ніж гліцерин, і жирних кислот. Виконують захисну функцію. Тварини та рослини використовують їх як водовідштовхувальні та захищаючі від висихання речовини. Віски покривають поверхню листя рослин, поверхню тіла членистоногих, що живуть на суші. Віски виділяють сальні залозиссавців, куприкова заліза птахів. З воску бджоли будують стільники.
  3. Стероїди (Від грец. стереос - твердий). Для цих ліпідів характерна наявність не вуглеводних, а складніших структур. До стероїдів відносяться важливі речовини організму: вітамін D, гормони кори надниркових залоз, статевих залоз, жовчні кислоти, холестерин.
  4. Ліпопротеїди і гліколіпіди. Ліпопротеїди складаються з білків та ліпідів, глюкопротеїди – з ліпідів та вуглеводів. Гліколіпідів багато у складі тканин мозку та нервових волокон. Ліпопротеїди входять до складу багатьох клітинних структур, забезпечують їх міцність та стабільність.

Функції ліпідів

Жири є основним типом запасних речовин. Вони запасаються в насінні, підшкірній жировій клітковині, жировій тканині, жировому тілікомах. Запаси жирів значно перевищують запаси вуглеводів.

Структурна. Ліпіди входять до складу клітинних мембран всіх клітин. Упорядковане розміщення гідрофільних та гідрофобних кінців молекул має велике значення для вибіркової проникності мембран.

Енергетична. Забезпечують 25-30% усієї енергії, необхідної організму. При розпаді 1 г жиру виділяється 38,9 кДж енергії. Це майже вдвічі більше у порівнянні з вуглеводами та білками. У перелітних птахів та тварин, що впадають у сплячку, ліпіди – єдине джерелоенергії.

Захисна. Шар жиру захищає ніжні внутрішні органи від ударів, струсу, пошкоджень.

Теплоізоляційна. Жири погано проводять тепло. Під шкірою деяких тварин (особливо морських) вони відкладаються та утворюють шари. Наприклад, кит має шар підшкірного жиру близько 1 м, що дозволяє йому жити у холодній воді.

У багатьох ссавців є спеціальна жирова тканинаяка називається бурим жиром. Вона має таке забарвлення, тому що багата на мітохондрії червоно-бурого забарвлення, тому що в них містяться залізовмісні білки. У цій тканині виробляється теплова енергія, необхідна тваринам в умовах низьких

температур. Бурий жир оточує життєво важливі органи(Серце, головний мозок тощо) або лежить на шляху крові, яка до них приливає, і, таким чином, направляє тепло до них.

Постачальники ендогенної води

При окисненні 100 г жирів виділяється 107 мл води. Завдяки цій воді існує багато тварин пустель: верблюди, тушканчики тощо. Тварини під час сплячки також виробляють ендогенну водуіз жирів.

Жироподібна речовина покриває поверхню листя, не дає їм намокати під час дощів.

Деякі ліпіди мають високу біологічну активність: ряд вітамінів (A, D тощо), деякі гормони (естрадіол, тестостерон), простагландини.

Більшу частинуліпідів організм виробляє самостійно, тільки незамінні жирні кислоти та розчинні вітамінинадходять із продуктами харчування.

Ліпіди це велика група органічних речовин, Що складається з жирів та їх аналогів. Ліпіди за своїми характеристиками схожі на білки. У плазмі вони знаходяться у вигляді ліпопротеїдів, зовсім не розчиняються водою, але добре розчиняються ефіром. Обмінний процес між ліпідами є важливим для всіх активних клітин, оскільки ці речовини є однією з найголовніших складових біологічних мембран.

Є три класи ліпідів: холестерин, фосфоліпіди, тригліцериди. Найбільш відомим серед цих класів вважається холестерин. Визначення цього показника, зрозуміло, має максимальне значення, проте вміст у мембрані клітини холестерину, ліпопротеїдів, тригліцеридів, треба розглядати тільки комплексно.

Нормою є вміст ЛПНГ у межах 4-6,6 ммоль/л. Варто зазначити, що у здорових людейцей показник може змінюватися з урахуванням низки факторів: віку, сезонності, розумової та фізичної активності.

Особливості

Людський організм самостійно виробляє всі основні групи ліпідів. Мембрана клітин не утворює лише поліненасичені жирні кислоти, які відносяться до незамінних речовин та розчинні жирами вітаміни.

Основна частина ліпідів синтезуються епітеліальними клітинами тонкої кишкипечінки. Для окремих ліпідів характерний зв'язок з конкретними органами, тканинами, а решта є у всіх клітинах, тканинах. Більшу частину ліпідів містить нервова та жирова тканина.

Печінка містить від 7 до 14% цієї речовини. При захворюваннях цього органу кількість ліпідів зростає до 45% переважно за рахунок підвищення числа тригліцеридів. Плазма містить ліпіди, з'єднані з білками, саме так вони надходять до органів, клітин, тканин.

Біологічне призначення

Ліпідні класи виконують низку важливих функцій.

  1. Будівельну. Фосфоліпіди, сполучаючись з білками, забезпечують утворення мембран.
  2. Накопичувальний. При окисленні жирів виробляється велика кількістьенергії, що згодом витрачається створення АТФ. Організм накопичує запаси енергії переважно групами ліпідів. Наприклад, коли тварини засипають на всю зиму, їхній організм отримує всі необхідні речовини з накопичених раніше олій, жирів, бактерій.
  3. Захисна, теплоізоляційна. Основна частина жирів відкладається в підшкірній клітковинінавколо нирок, кишечника. Завдяки накопиченому шару жиру організм захищений від холоду, а також механічних пошкоджень.
  4. Водовідштовхувальну, змащувальну. Ліпідний шар на шкірі, зберігає еластичність мембран клітин та захищає їх від вологості, бактерій.
  5. Регулюючу. Є зв'язок між вмістом ліпідів та гормональним рівнем. Майже всі гормони виробляються від холестеролу. Вітаміни та інші похідні холестеролу задіяні в обміні фосфору, кальцію. Жовчні кислоти відповідають за засвоєння та перетравлення їжі, а також за всмоктування карбонових кислот.

Обмінні процеси

Організм містить ліпіди у тому кількості, що визначено природою. З урахуванням структури, впливу та умови накопичення в організмі, всі жироподібні речовини поділяються на такі класи.

  1. Тригліцериди захищають м'які підшкірні тканини, а також органи від ушкоджень, бактерій Між їх кількістю та збереженням енергії є прямий зв'язок.
  2. Фосфоліпіди відповідають за перебіг метаболічних процесів.
  3. Холестерол, стероїди – це речовини, необхідних зміцнення мембран клітин, і навіть для нормалізації діяльності залоз, зокрема, регуляції статевої системи.

Всі різновиди ліпідів утворюють сполуки, що забезпечують підтримку процесу життєдіяльності організму, його здатність до опору негативним факторамвключаючи розмноження бактерій. Є зв'язок між ліпідами та утворенням багатьох вкрай важливих білкових сполук. Неможлива без цих речовин робота сечостатевої системи. Також може статися відмова від репродуктивної здатності людини.

Обмін ліпідів передбачає зв'язок між усіма вищевказаними компонентами та їх комплексний вплив на організм. Під час доставки корисних речовин, вітаміни і бактерії в клітинах мембран вони трансформуються в інші елементи. Таке становище сприяє прискоренню кровопостачання і за рахунок цього, швидкому надходженню, поширенню та засвоєнню вітамінів, що надходять із продуктами харчування.

Якщо зупиняється хоча б одна з ланок, то зв'язок порушується і людина відчуває проблеми з надходженням життєво важливих речовин, корисних бактерійта поширенням їх по всьому організму. Таке порушення безпосередньо позначається і процесі ліпідного обміну.

Порушення обміну

У кожній функціонуючій мембрані клітини знаходяться ліпіди. Склад молекул такого роду має одну поєднувальну властивість - гідрофобність, тобто вони нерозчинні у воді. Хімічний склад ліпідів включає багато елементів, але найбільшу частину займають жири, які організм здатний виробляти самостійно. Але непоправні жирні кислоти потрапляють у нього, зазвичай, з харчовими продуктами.

Обмін ліпідів складає клітинному рівні. Цей процес захищає організм, у тому числі від бактерій відбувається в кілька етапів. Спочатку відбувається розщеплення ліпідів, потім вони всмоктуються і лише після цього настає проміжний та заключний обмін.

Будь-які збої в процесі засвоєння жирів свідчать про порушення обміну ліпідних груп. Причиною цього може бути недостатня кількість панкреатичної ліпази і жовчі, що надходить в кишечник. А також з:

  • ожирінням;
  • гіповітаміноз;
  • атеросклероз;
  • захворюваннями шлунка;
  • кишечника та іншими хворобливими станами.

При пошкодженні в кишечнику тканини епітелію ворсинок жирні кислоти засвоюються неповною мірою. Як наслідок, у калових масах накопичується велика кількість жиру, який не пройшов етап розщеплення. Кал стає специфічного сірувато-білого кольору за рахунок накопичення жирів та бактерій.

Підкоригувати ліпідний обмінможна за допомогою дієтичного режиму та медикаментозного лікування, що призначається для зниження показника ЛПНГ Необхідно систематично перевіряти вміст у складі крові тригліцеридів. Також не варто забувати, що людський організм не потребує великого накопичення жирів.

Щоб не допускати збоїв в обміні ліпідів, треба обмежити вживання олії, м'ясних продуктів, субпродуктів та збагачувати раціон рибою та морепродуктами невеликої жирності. Як профілактика допоможе зміна способу життя - збільшення фізичної активності, спортивні тренування, відмова від шкідливих звичок.

Визначення показників ліпідного профілюкрові необхідно для діагностики, лікування та профілактики серцево-судинних захворювань. Найважливішим механізмом розвитку подібної патології вважається утворення на внутрішній стінці судин атеросклеротичних бляшок. Бляшки являють собою скупчення жировмісних сполук (холестерину та тригліцеридів) та фібрину. Чим більша концентрація ліпідів у крові, тим ймовірна появаатеросклерозу. Тому необхідно систематично здавати аналіз крові на ліпіди (ліпідограму), це допоможе своєчасно виявити відхилення. жирового обмінувід норми.

Ліпідограма – дослідження, що визначає рівень ліпідів різних фракцій

Атеросклероз небезпечний високою ймовірністю розвитку ускладнень – інсульт, інфаркт міокарда, гангрена нижніх кінцівок. Ці захворювання найчастіше закінчуються інвалідизацією хворого, а в деяких випадках і летальним кінцем.

Роль ліпідів

Функції ліпідів:

  • Структурна. Гліколіпіди, фосфоліпіди, холестерин є найважливішими складовими клітинних мембран.
  • Теплоізоляційна та захисна. Надлишки жирів відкладаються в підшкірно-жировій клітковині, зменшуючи втрати тепла та захищаючи внутрішні органи. При необхідності запас ліпідів використовується організмом для одержання енергії та простих сполук.
  • Регуляторна. Холестерин необхідний для синтезу стероїдних гормонів надниркових залоз, статевих гормонів, вітаміну Д, жовчних кислот, входить до складу мієлінових оболонок головного мозку, потрібен для нормального функціонуваннясеротонінових рецепторів

Ліпідограма

Ліпідограма може призначатися лікарем як при підозрі на наявну патологію, так і профілактичних ціляхнаприклад, при проведенні диспансеризації. Вона включає кілька показників, що дозволяють повною мірою оцінити стан обміну жирів в організмі.

Показники ліпідограми:

  • Загальний холестерин (ОХ). Це найважливіший показник ліпідного спектрукрові, включає вільний холестерин, а також холестерин, що міститься в ліпопротеїдах і знаходиться у зв'язку з жирними кислотами. Значна частина холестерину синтезується печінкою, кишечником, статевими залозами, лише 1/5 частина ОХ надходить із їжею. При нормально функціонуючих механізмах ліпідного обміну невеликий недолік або надлишок холестерину, що надходить з їжею, компенсується посиленням або ослабленням його синтезу в організмі. Тому гіперхолестеринемія найчастіше зумовлена ​​не надлишковим надходженням холестерину з продуктами, а збоєм процесу жирового обміну.
  • Ліпопротеїди високої щільності(ЛПЗЩ). Цей показник має зворотний взаємозв'язок із ймовірністю розвитку атеросклерозу – підвищений рівень ЛПВЩ вважається антиатерогенним фактором. ЛПВЩ транспортують холестерин у печінку, де він утилізується. У жінок рівень ЛПВЩ вищий, ніж у чоловіків.
  • Ліпопротеїди низької щільності (ЛПНЩ). ЛПНГ переносять холестерин із печінки у тканини, інакше його називають «поганим» холестерином. Пов'язано це про те, що ЛПНГ здатні утворювати атеросклеротичні бляшки, звужують просвіт судин.

Так виглядає ЛПНГ-частка

  • Ліпопротеїди дуже низької щільності (ЛПДНЩ). Основною функцією цієї різнорідної за розмірами та складом групи частинок є транспорт тригліцеридів з печінки в тканині. Висока концентраціяЛПДНЩ в крові призводить до помутніння сироватки (хілез), також підвищується можливість появи атеросклеротичних бляшок, особливо у пацієнтів з цукровим діабетомта патологіями нирок.
  • Тригліцериди (ТГ). Як і холестерин, тригліцериди переносяться по кровоносному руслу у складі ліпопротеїдів. Тому підвищення концентрації ТГ у крові завжди супроводжується зростанням рівня холестерину. Тригліцериди вважаються основним джерелом енергії для клітин.
  • Коефіцієнт атерогенності. Він дозволяє оцінити ризик розвитку патології судин та є своєрідним результатом ліпідограми. Для визначення показника необхідно знати значення ОХ та ЛПВЩ.

Коефіцієнт атерогенності = (ОХ - ЛПВЩ)/ЛПЗЩ

Оптимальні значення ліпідного профілю крові

Підлога Показник, ммоль/л
ОХ ЛПВЩ ЛПНЩ ЛПДНЩ ТГ КА
Чоловічий 3,21 — 6,32 0,78 — 1,63 1,71 — 4,27 0,26 — 1,4 0,5 — 2,81 2,2 — 3,5
Жіночий 3,16 — 5,75 0,85 — 2,15 1,48 — 4,25 0,41 — 1,63

Слід враховувати те, що значення показників, що вимірюються, може змінюватися в залежності від одиниць вимірювання, методики проведення аналізу. Нормальні значеннятакож варіюють залежно від віку пацієнта, наведені вище показники є усередненими для осіб 20 - 30 років. Норма холестерину та ЛПНГ у чоловіків після 30 років має тенденцію до збільшення. У жінок показники різко зростають при настанні менопаузи, це пов'язано із припиненням антиатерогенної діяльності яєчників. Розшифровку ліпідограми має обов'язково проводити фахівець з урахуванням індивідуальних особливостей людини.

Дослідження рівня ліпідів у крові може призначатися лікарем для діагностики дисліпідемій, оцінки ймовірності розвитку атеросклерозу, при деяких хронічні захворювання(цукровий діабет, хвороби нирок та печінки, щитовидної залози), а також як скринінгове дослідження для раннього виявленняосіб із відхиленнями ліпідного профілю від норми.

Лікар дає пацієнтці направлення на ліпідограму

Підготовка до дослідження

Значення ліпідограми можуть коливатися не тільки в залежності від статі та віку досліджуваного, але й від впливу на організм різноманітних зовнішніх і внутрішніх факторів. Щоб мінімізувати ймовірність недостовірного результату, необхідно дотримуватись кількох правил:

  1. Здавати кров слід строго вранці натще, увечері попереднього дня рекомендується легкий дієтичнийвечеря.
  2. Не палити та не вживати спиртне напередодні дослідження.
  3. За 2-3 дні до здачі крові уникати стресових ситуаційта інтенсивних фізичних навантажень.
  4. Відмовитися від вживання всіх лікарських препаратівта біодобавок, крім життєво необхідних.

Методика проведення

Існує кілька методів лабораторної оцінкиліпідного профілю. У медичних лабораторіяханаліз може проводитися вручну або з використанням автоматичних аналізаторів. Перевагою автоматизованої системи вимірювання є мінімальний ризик помилкових результатів, швидкість отримання аналізу, висока точністьдослідження.

Для аналізу необхідна сироватка венозної кровіпацієнта. Кров забирається у вакуумну пробірку за допомогою шприца або вакутейнера. Щоб уникнути формування згустку, пробірку з кров'ю слід кілька разів перевернути, потім відцентрифугувати для отримання сироватки. Пробу можна зберігати у холодильнику протягом 5 діб.

Взяття крові на ліпідний профіль

В даний час ліпіди крові можна виміряти, не виходячи з дому. Для цього необхідно придбати портативний біохімічний аналізатор, що дозволяє оцінити рівень загального холестерину в крові або кілька показників за лічені хвилини. Для дослідження потрібна крапелька капілярної крові, її наносять на тест-смужку. Тест-смужка просочена спеціальним складомдля кожного показника він свій. Зчитування результатів відбувається автоматично після встановлення смужки у прилад. Завдяки невеликим розмірам аналізатора, можливості роботи від батарей його зручно використовувати в домашніх умовах і брати з собою в поїздку. Тому особам із схильністю до серцево-судинним захворюваннямрекомендується мати його вдома.

Інтерпретація результатів

Найідеальнішим для пацієнта результатом аналізу буде лабораторний висновок про відсутність відхилень від норми. У такому разі людині можна не побоюватися за стан своєї кровоносної системи- Ризик атеросклерозу практично відсутній.

На жаль, так буває далеко не завжди. Іноді лікар після ознайомлення з лабораторними даними виносить висновок про наявність гіперхолестеринемії. Що це таке? Гіперхолестеринемія - підвищення концентрації загального холестерину в крові вище за значення норми, при цьому відзначається високий ризикрозвитку атеросклерозу та супутніх йому захворювань. Зумовлено такий стан може бути низкою причин:

  • Спадковість. Науці відомі випадки сімейної гіперхолестеринемії (СГХС), у такій ситуації дефектний ген, який відповідає за метаболізм ліпідів, передається у спадок. У хворих спостерігається постійно підвищений рівень ОХ та ЛПНЩ, особливо тяжко хвороба протікає у гомозиготної форми СГХС. У таких пацієнтів відзначається рання поява ІХС (у віці 5-10 років), за відсутності належного лікування прогноз несприятливий і в більшості випадків закінчується смертю до досягнення 30 років.
  • Хронічне захворювання. Підвищений рівеньхолестерину відзначається при цукровому діабеті, гіпотиреозі, патології нирок та печінки, зумовлений порушеннями ліпідного обміну внаслідок цих хвороб.

Для пацієнтів, які страждають на цукровий діабет, важливо постійно контролювати рівень холестерину

  • Неправильне харчування. Тривале зловживання фастфудом, жирною, солоною їжею призводить до ожиріння, при цьому зазвичай спостерігається відхилення рівня ліпідів від норми.
  • Шкідливі звички. Алкоголізм та куріння призводять до збоїв у механізмі жирового обміну, внаслідок чого збільшуються показники ліпідограми.

При гіперхолестеринемії необхідно дотримуватися дієти з обмеженням жиру та солі, але в жодному разі не можна повністю відмовлятися від усіх продуктів, багатих на холестерин. Виключити з раціону харчування слід лише майонез, фастфуд та всі продукти, що містять у своєму складі трансжири. А ось яйця, сир, м'ясо, сметана обов'язково повинні бути присутніми на столі, просто необхідно вибирати продукти з меншим відсотком жирності. Також у раціоні важлива наявність зелені, овочів, круп, горіхів, морепродуктів. Вітаміни і мінерали, що містяться в них, відмінно допомагають стабілізувати показники ліпідного обміну.

Важливою умовою нормалізації холестерину є відмова від шкідливих звичок. Корисні для організму та постійні фізичні навантаження.

В тому випадку якщо здоровий образЖиття в поєднанні з дієтою не призвело до зниження холестерину, необхідне призначення відповідного медикаментозного лікування.

Медикаментозне лікування гіперхолестеринемії включає призначення статинів

Іноді фахівці стикаються зі зниженням рівня холестерину – гіпохолестеринемією. Найчастіше такий стан обумовлений недостатнім надходженням холестерину з їжею. Особливо небезпечний дефіцит жирів для дітей, у такій ситуації відзначатиметься відставання у фізичному та психічний розвиток, що росте організму холестерин життєво необхідний. У дорослих людей гіпохолестеріємія призводить до порушення емоційного станучерез збої в роботі нервової системи, проблемам з репродуктивною функцією, зниження імунітету та ін.

Зміна ліпідного профілю крові неминуче позначається на роботі всього організму загалом, тому важливо систематично контролювати показники жирового обміну для своєчасного лікування та профілактики.

Ліпіди- Дуже різнорідні за своїм хімічної будовиречовини, що характеризуються різною розчинністю в органічних розчинниках і зазвичай 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.

  1. 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
  2. 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 з яких представлені 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 складі 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 в усі 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:

  1. 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;
  2. кислотне число - кількість міліграмів їдкого калі, необхідне нейтралізації 1 р жиру. Це число вказує на кількість вільних жирних кислот, що є в жирі;
  3. 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 ліпідіввідносяться гліцерофосфоліпіди та сфінголіпіди.

Гліцерофосфоліпіди є похідними фосфатидної кислоти: до їх складу входять гліцерин, жирні кислоти, фосфорна кислота і зазвичай азотовмісні сполуки. Загальна формула гліцерофосфоліпідів 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 у водних системах у формі міцел. Існує кілька груп (підкласів) гліцерофосфоліпідів.

    [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 найбільшій кількостізустрічаються фосфатидилхоліни і фосфатидилетаноламіни. Ці дві групи гліцерофосфоліпідів метаболічно пов'язані один з одним та є головними ліпідними компонентами мембран клітин.

  • 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] .

    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 великий вміст цереброзидів у мембранах нервових клітин(У мієліновій 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 кислоти та 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.

Loading...Loading...