Биологические функции липидов

Катаболизм липидов

Общая характеристика липидов, их классификация. Биологические функции липидов.

Переваривание, всасывание и транспорт жиров пищи.Деградация жиров в клетках.

 

Общая характеристика липидов и их классификация.

Липидами называются вещества биологического происхождения, хорошо растворимые в органических растворителях, таких, как метанол, ацетон, хлороформ, бензол и др., и не растворимые или мало растворимые в воде.

По отношению к щелочам липиды делятся на омыляемые и неомыляемые.

К омыляемым липидам относятся соединения подвергающиеся гидролизу, т.е. такие производные карбоновых кислот, как сложные эфиры и лактоны, амиды и лактамы.

 

Омыляемые липиды Примеры

I. Сложные эфиры

1. Жиры (глицерин + 3 жирн. к-ты)

 

2. Воски (жирн. спирты + жирн. к-та)

 

 

3. Эфиры стеринов (стерин + жирн. к-та)

II. Фосфолипиды

1. Фосфатидовые кислоты

(глицерин + 2 жирн. к-ты + фосфат)

 

 

2. Фосфатиды

(глицерин + 2 жирн. к-ты

+ фосфат + аминоспирт)

 

 

 

3. Сфингофосфолипиды

(сфингозин + жирн кта +

фосфат + аминоспирт)

 

III. Сфинголипиды

 

 

Неомыляемые липиды

Неомыляемые липидыне содержат в своей структуре сложноэфирных связей или амидных связей и поэтому не гидролизуются, хотя и могут реагировать со щелочью, проявляя кислые свойства, например, жирные кислоты, желчные кислоты и др. Поэтому липиды делят также на на нейтральные и кислые.

Углеводороды

Изопреноиды

Структурным элементом изопреноидов

является изопрен

2.1. Линейные изопреноиды

 

2.2. Стероиды

 

2.2.1. Стерины

 

 

2.2.2. Стероидные гормоныПоловые гормоны и кортикостероиды

 

2.3. Желчные кислоты

Спирты с длинной алифатической цепью

Карбоновые кислоты

4.1Жирные кислоты

4.2. Эйкозаноиды

 

 

В связи с особой важностью жиров и карбоновых кислот рассмотрим их подробнее.

Жиры.

Жирами называются сложные эфиры глицерина и жирных кислот. Соединения с одним остатком жирной кислоты относятся к группе моноацилглицеринов. Путем последующей этерификации этих соединений можно перейти к диацил- и далее к триацилгицеринам. Так как молекулы жиров не несут заряда, эту группу веществ называют нейтральными жирами. Три остатка жирной кислоты могут различаться как по длине цепи, так и по числу двойных связей. Жиры, экстрагированные из биологического материала, всегда представляют собой смесь близких по свойствам веществ, различающихся только остатками жирных кислот. В пищевых жирах чаще всего содержатся пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая кислоты. Остатки ненасыщенных жирных кислот обычно находятся в положении 2 глицерина. Чем больше в составе жира ненасыщенных кислот, тем меньшую температуру размягчения или застывания они имеют. Жидкие жиры часто называют маслами, например, жир подсолнечника – подсолнечное масло, хлопковый жир – хлопковое масло. Термин «масло» иногда приписывают растительным жирам, например, масло какао, но оно твердое.

Жирные кислоты

Жирными кислотами называются карбоновые кислоты с углеродной цепью не менее 4 атомов углерода. Они потому и называются жирными, что обнаружены в жирах. Свободные жирные кислоты присутствуют в организме в небольших количествах, например в крови. Главным образом они присутствуют в организмах всех видов в виде сложных эфиров различных спиртов: высших алифатических спиртов, глицерина, холестерина, сфингозина и др.

Ниже приведены жирные кислоты, обнаруженные в растительных и животных тканях.

 

 

В высших растениях и животных содержатся главным образом жирные кислоты с длинной и неразветвленной цепью из 16 и 18 углеродных атомов, а именно, пальмитиновая и стеариновая. Все длинноцепочечные природные жирные кислоты состоят из четного числа углеродных атомов, что обусловлено биосинтезом этих соединений в организме из предшественников.

Многие жирные кислоты имеют одну или несколько двойных связей. К наиболее распространенным ненасыщенным кислотам относятся олеиновая и линолевая. Из двух возможных цис- и транс -конфигураций двойной связи в природных липидах присутствует лишь цис- форма. Разветвленные жирные кислоты встречаются только в бактериях. Для обозначения жирных кислот иногда применяют сокращенные названия, где первая цифра означает число углеродных атомов, вторая цифра указывает число двойных связей, а последующие - положение этих связей. Как обычно, нумерация атомов углерода начинается с карбоксигруппы.

К незаменимым жирным кислотам относятсяте из них, которые не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. Речь идет о сильно ненасыщенных кислотах, в частности арахидоновой (20:4; 5,8,11,14), линолевой (18:2; 9,12) и линоленовой (18:3; 9,12,15). Арахидоновая кислота является предшественником зйкозаноидов (простагландинов и лейкотриенов) и поэтому обязательно должна присутствовать в пищевом рационе. Линолевая и линоленовая кислоты, имеющие более короткую углеродную цепь, могут превращаться в арахидоновую за счет наращивания цепи, и, следовательно, являются ее заменителями.

Эйкозаноиды

Эйкозаноидами называются продукты окисления арахидоновой кислоты в организме. Они делятся на лейкотриены, простагландины и простациклины.

 

 

Лейкотриены не имеют в своей структуре цикла

Простагландины имеют один пятичленный цикл

Простациклины имеют циклопентатетрагидрофурановый цикл

 

Эйкозаноиды составляют большую группу медиаторов, обладающих широким спектром биологической активности. Эйкозаноиды образуются почти во всех клетках организма.

 

Они служат вторичными мессенджерами гидрофильных гормонов, контролируют сокращение гладкомышечной ткани венозных сосудов, бронхов, матки, принимают участие в высвобождении продуктов внутриклеточного синтеза оказывают влияние на метаболизм костной ткани, периферическую нервную систему, иммунную систему, передвижение и агрегацию клеток (лейкоцитов, тромбоцитов), являются эффективными лигандами болевых рецепторов. Эйкозаноиды действуют как локальные биорегуляторы путем связывания с мембранными рецепторами в непосредственной близости от места их синтеза. Ацетилсалициловая кислота и другие жаропонижающие препараты являются специфическими ингибиторами простагландин-синтазы.

 

Биологические функции липидов

Энергетическая.

Липиды наиболее важный из всех питательных веществ источник энергии. В количественном отношении липиды - основной энергетический резерв организма. В основном жир содержится в клетках в виде жировых капель, которые служат метаболическим «топливом». Липиды окисляются в митохондриях до воды и диоксида углерода с одновременным образованием большого количества АТФ.

Структурная.

Ряд липидов принимает участие в образовании клеточных мембран. Типичными мембранными липидами являются фосфолипиды, гликолипиды и холестерин. Следует отметить, что мембраны не содержат жиров.

3. Изолирующая.

Жировыеотложения в подкожной ткани и вокруг различных органов обладают высокими теплоизолирующими свойствами. Как основной компонент клеточных мембран липиды изолируют клетку от окружающей среды и за счет гидрофобных свойств обеспечивают формирование мембранных потенциалов.

4. Специальные функции:

Гормоны. – мужские и женские половые гормоны, гормоны коры надпочечников. – стероидные соединения.

Медиаторы. – вещества, воздействующие на синаптические рецепторы мембран, следствием чего является трансмембранный перенос электронов - возникновение электрического импульса.

Вторичные мессенджеры ( вторичные переносчики сигнала ) – «внутриклеточные гормоны» -простагландины и другие эйкозаноиды.

Якорная функция. Некоторые липиды удерживают белки и другие соединения на мембранах.

Кофакторы ферментов – ретиналь, витамин К, убихинон.

Поскольку некоторые липиды не синтезируются в организме человека, они должны поступать с пищей в виде незаменимых жирных кислот и жирорастворимых витаминов.