Методы определения моносахаридов

а) Редуктометрические – основаны на свойстве глюкозы восстанавливать соли тяжелых Ме в щелочной среде (титриметрический метод Хагедорна-Йенсена, 1923 г).

б) Колориметрические методы базируются на определении в конечной точке. Они подразделяются на неферментные и ферментные.

Неферментные – образуются окрашенные соединения, благодаря способности глюкозы восстанавливать некоторые химические вещества и их свойству давать с определенными реактивами цветные комплексы.

Ортотолуидиновый метод (опасность концерогенеза!!!).

Энзимный метод – глюкозооксидазный.

 

глюкозооксидаза

Глюкоза + О₂ глюконолактон + Н₂О₂

 

в) Полу- и количественное экспресс-определение глюкозы в крови и моче с использованием методов «сухой химии» основано на визуальной либо объективной фотометрической индикации продуктов, образующихся в процессе ферментативного расщепления глюкозы исследуемой жидкости.

Используются для полуколичественной оценки содержания глюкозы в крови и моче тест-полоски.

 

Соединения моносахаридов, их биологическое значение.

а) Продукты окисления моносахаридов – уроновые кислоты (гексуроновые) образуются в результате окисления первичной спиртовой группы гексоз в карбоксильную, карбонильная группа остается без изменений.

- глюкуронавая кислота принимает активное участие в обменных процессах в организме, например в обезвреживании токсических продуктов, входит в состав мукополисахаридов

написать формулы.

- аминосахара (при замене в молекуле гексоз ОН-группы второго атома углерода на аминогруппу образуются гексозамины; например глюкоза → глюкозамин:

Написать формулы.

Производными аминосахаров могут быть ацетилпроизводные, например N-ацетилглюкозамин и N-ацетилгалактозамин, которые входят в состав полисахаридов различных жидкостей и тканей (гепарин, гиалуроновая кислота, хондроитинсерная кислота), а также гликопротеидов крови. Следует отметить, что резкое повышение содержания гексозамина в гликопротеидах крови является одним из признаков усиленного расщепления белков соединительной ткани, в частности, при злокачественном росте.

Большое биологическое значение имеют метилпроизводные аминосахаров. В последние годы несколько форм их найдено в антибиотиках.

написать формулы.

 

Особую группу глюкозамингликанов представляют соединения, имеющие в своем составе нейраминовые кислоты (производные аминосахаров) и производные углеводов. Соединения нейраминовой кислоты с уксусной называются сиаловые кислоты. Высоким содержанием сиаловых кислот характеризуются белки мембран митохондрий и рибосом.

При разрушении клеток, например при злокачественных опухолях или лучевой болезни, в крови увеличивается количество сиаловых кислот, и содержание их тем выше, чем интенсивнее процесс разрушения клеток и белков, особенно белков соединительной ткани. Поэтому определение сиаловых кислот имеет большое значение для постановки диагноза и для прогноза.

- фосфорные эфиры глюкозы участвуют в промежуточном обмене, являются активированной формой глюкозы.

Активация обеспечивается за счет АТФ (макроэрга), передающей свою концевую фосфатную группу молекуле гексозы. Фосфатная группа может присоединяться к первому, шестому или одновременно к первому и шестому атомам гексозы. При этом образуются эфиры: гексозо-1, гексозо-6- или гексозо-1,6-дифосфат. Аналогичным путем образуются эфиры с триозами, пентозами (рибозо-5, фосфорный эфир) и т.д.

написать формулы.

 

 

Лекция № 3.

ТЕМА «ХИМИЯ УГЛЕВОДОВ».

1. Дисахариды: важнейшие представители (мальтоза, лактоза, сахароза). Структурные формулы их молекул, гликозидная связь, её образование и свойства.
2. Химические свойства и их значение для качественного определения дисахаридов.
3. Биологическое и клиническое значение важнейших дисахаридов.
4. Полисахариды: крахмал и его фракции – амилоза и амилопектин; гликоген и целлюлоза – общие представления об их строении.
5. Гетерополисахариды: представители, биологическое значение.

По классификации углеводов выделяют олигосахариды или сахароподобные полисахариды, так как по физико-химическим свойствам они близки к простым сахарам. В их состав входят углеводы, которые образуются из 2-х, 3-х, 4-х, реже пяти и шести остатков простых сахаров. Отсюда название олигосахариды (oligos – незначительный, небольшой). Среди олигосахаридов наибольшее значение для организма человека имеют дисахариды.

Дисахаридами называют сахароподобные сложные углеводы (олигосахариды), молекулы которых при гидролизе распадаются на две молекулы моносахаридов. Дисахариды – кристаллические хорошо растворимые в воде вещества со сладким вкусом. Среди природных дисахаридов наибольшее значение имеют соединения состава С₁₂Н₂₂О₁₁, распадающиеся при гидролизе на две молекулы гексоз: С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → 2С₆Н₁₂О₆.

Индивидуальные названия дисахаридов происходят от наименований тех продуктов, из которых они впервые были выделены: тростниковый сахар, молочный сахар и т.д.

Моносахариды входят в состав дисахаридов в циклических полуацетальных формах и соединяются друг с другом в результате выделения воды за счет гидроксильных групп.

 

Мальтоза (солодовый сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁ – при гидролизе мальтоза распадается на две молекулы Д-глюкозы:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆.

глюкоза глюкоза

а) мальтоза состоит из остатков α-глюкозы:

написать формулы.

В молекуле мальтозы 1,4 α-гликозидная связь, она образуется через -ОН-группы одного и другого моносахаридов с освобождением молекул Н₂О. Гликозидную связь можно разрушить гидролитическим путем. Мальтоза возникает как промежуточный продукт при расщеплении крахмала.

Мальтоза входит в состав растительного крахмала и животного полисахарида – гликогена. Количество мальтозы увеличивается в условиях ферментативного гидролиза крахмала и гликогена в процессе пищеварения, при прорастании зерна, расщеплении крахмала в условиях спиртового брожения.

Для мальтозы характерны химические свойства:

1) Гидролиз: С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → 2С₆Н₁₂О₆.

 

2) Восстановительные свойства,

а) т.е. восстанавливает Сu(ОН)₂, это возможно потому, что активная гидроксильная группа в их молекулах может преобразоваться в альдегидную группу. Например, альдегидная форма мальтозы

написать формулы.

 

б) мальтоза восстанавливает серебро при взаимодействии с аммиачным раствором оксида серебра.

 

3) Со спиртами и кислотами мальтоза образует гликозиды (мальтозиды). Многие гликозиды гидролизуются под влиянием ферментов.

Известен ряд биологически активных производных олигосахаридов – некоторые антибиотики, сердечные гликозиды.

 

Лактоза (молочный сахар), состоит из остатков α-глюкозы и β-галактозы. Это важнейший углевод молока. При естественном вскармливании новорожденных он является основным источником углеводов.

написать формулы.

В образовании кислородного мостика между моносахаридами возникает 1,4 гликозидная связь.

В первом положении β-галактозы – полуацетальный гидроксил галактозы, в 4-м положении α-глюкозы – спиртовой гидроксил глюкозы.

 

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар). Молекула сахарозы образуется из остатков α-глюкозы и β-фруктозы:

написать формулы.

Сахароза является невосстанавливающим дисахаридом. Для таких дисахаридов характерны реакции образования простых и сложных эфиров, как для многоатомных спиртов; гидролизуются они особенно легко, продуктами гидролиза является глюкоза, которую можно обнаружить реакцией Троммера (с Сu(ОН)₂) по появлению красного осадка оксида меди (I), вторым продуктом гидролиза является фруктоза, которую можно обнаружить с помощью качественной реакции Селиванова, эта реакция используется в клинических исследованиях для обнаружения фруктозы в моче.

_t°

(р-ция Селиванова: фруктоза + резорцин + конц. НС1 → вишнево-красное окрашивание)

Сахароза применяется для приготовления некоторых лекарственных средств, микстур для детей, сиропов и т.д.

 

Полисахариды – высокомолекулярные углеводы, состоящие из большого числа моносахаридов. Полисахариды обладают гидрофильными свойствами и при растворении в воде образуют коллоидные растворы.

написать формулы.

ОН

 

Полисахариды подразделяются на гомо- и гетерополисахариды.

ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ – имеют в составе моносахариды только одного вида, к ним относят крахмал, гликоген, клетчатку (целлюлозу). Так, крахмал и гликоген построены только из молекул глюкозы, инулин – фруктозы.

Крахмал – высокомолекулярный полисахарид, можно выделить 2 фракции – амилозу и амилопектин, которые имеют разные физико-химические свойства и строение.

Амилоза составляет около 20% общей массы крахмала. Для амилозы характерны длинные неразветвленные или очень мало разветвленные цепи, образованные из 200-1000 остатков глюкозы. Амилоза растворима с горячей воде и даёт с йодом синее окрашивание.

Амилопектин составляет 80% общей массы крахмала и в отличие от амилозы имеет очень разветвленные цепи. В состав его молекул входят 600-6000 остатков глюкозы, в молекуле амилопектина есть α-1,4- и α-1,6 гликозидные связи, которыми присоединяются боковые цепочки. В состав амилопектина входит 0,25% фосфора (в амилозе 0,03%). Амилопектин плохо растворим в воде, вследствие чего растворы крахмала имеют консистенцию клея. Амилопектин йодом окрашивается в фиолетовый цвет.

О строении крахмала можно судить по продуктам его гидролиза. Если прокипятить крахмальный клейстер с небольшим количеством Н₂SО₄, то образуется глюкоза, которую можно обнаружить реакцией Троммера. Гидролиз обычно проходит постепенно, так как макромолекулы очень крупные: вначале образуются декстрины, которые представляют собой полисахариды с более короткими, чем у крахмала цепями. Высшие декстрины дают с йодом фиолетовую окраску; при еще большем укорочении их цепей по мере гидролиза окраска с йодом становится красно-фиолетовой, затем оранжево-желтой (ахродекстрины). Предпоследней ступенью гидролиза крахмала является мальтоза, которая расщепляется до конечного продукта – глюкозы. Декстрины легче перевариваются и усваиваются чем крахмал.

Ступенчатый гидролиз крахмала можно представить схемой:

 

(С₆Н₁₀О₅)_Х → (С₆Н₁₀О₅)_У → (С₆Н₁₀О₅)_Z → С₁₂Н₂₂О₁₁ → С₆Н₁₂О₆,

крахмал растворимый декстрины мальтоза Д-глюкоза

крахмал

где у > чем х, а z > у.

 

Кислотный и ферментативный гидролиз крахмала впервые осуществил русский ученый К.С. Кихгоф в начале 19 века. Разработанная им технология кислотного гидролиза крахмала используется в настоящее время в промышленности. Установлено, что в результате гидролиза крахмала образуется α-глюкоза. Отсюда можно сделать заключение, что макромолекулы крахмала состоят из остатков α-глюкозы.

написать формулы.

Элементарное звено макромолекулы можно представить в таком виде:

написать формулы.

 

Где от молекулы α-глюкозы как бы отнята молекула воды.

 

Чувствительной цветной реакцией на крахмал является действие раствора йода, появление интенсивного синего окрашивания. Данная реакция используется в лабораторной практике для оценки активности фермента амилазы. В аналитической химии крахмал используется как индикатор в йодметрии. Крахмал в медицине применяется для приготовления присыпок, паст, таблеток.

 

Гликоген, или животный крахмал, (С₆Н₁₀О₅)_Х. Представляет собой полисахарид, являющийся резервным материалом животных организмов; накапливается в тканях, особенно в печени (2-5%) и скелетных мышцах (0,5-2%), менее всего в головном мозгу. Он всегда содержится в форменных элементах и в плазме крови как в свободном состоянии, так и в комплексах с белками и липидами. Количество гликогена в печени и мышцах зависит от характера питания, интенсивности труда и др. условий. По химической структуре гликоген подобен крахмалу, но отличается от него большей разветвленностью, молекулярной массой и лучшей растворимостью в воде. Мr гликогена – от 400 тыс. до 50 млн. методом хроматографии установлено, что гликоген состоит из нескольких фракций. Это подтверждается и тем, что растворы его окрашиваются йодом в разные цвета – от темно-бурого до красно-фиолетового. Итак, гликоген – основной резерв углеводов в организме животных и человека. Он накапливается почти во всех органах и тканях. В клетках различают гликоген стабильный, прочно связанный со структурой клетки (содержание его при обычных условиях мало изменяется), и лабильный – который легко используется.

 

Целлюлоза, или клетчатка, (С₆Н₁₀О₅)_Х. Это – полисахарид, представляющий собой основное вещество, из которого строятся стенки растительных клеток. Является главной составной частью древесины (до 70%), содержится в оболочках плодов, семян. Большое количество целлюлозы содержат различные растительные волокна: хлопковое волокно (вата) представляет почти чистую целлюлозу. Клетчатку содержат многие пищевые продукты (мука, крупа, картофель, овощи).

По строению целлюлоза является линейным полисахаридом, состоящим из 1000 и более остатков β-глюкозы.

написать формулы.

 

Элементарное звено:

написать формулы.

Различия в строении целлюлозы и крахмала сильно отражаются на их свойствах и использовании.

Химические свойства целлюлозы.

1. Гидролиз, происходит постепенно, конечный продукт глюкоза.

(С₆Н₁₀О₅)_n + nН₂О → nС₆Н₁₂О₆

целлюлоза глюкоза

1. Образование простых и сложных эфиров.

написать формулы.

1. Термическое разложение без доступа воздуха с образованием горючих органических веществ, воды и древесного угля.

В пищевом канале организма человека клетчатка не расщепляется ферментами, однако она необходима для стимуляции перистальтики кишек, секреции пищеварительных соков, формирования кала, а также для биосинтеза некоторых витаминов микрофлорой пищевого канала.

 

ГЕТЕРОПЛИСАХАРИДЫ, или мукополисахариды, большая группа веществ, которые входят (преимущественно в комплексе с белками и липидами) в состав различных тканей и секретов животного организма. Эти полисахариды являются основными компонентами слизей (слюны, слез, кишечного сока, слизи суставов). Состоят из различного вида моносахаридов (глюкозы, галактозы) и их производных (аминосахаров, гексуроновых кислот). В их составе обнаружены и другие вещества: азотистые основания, органические кислоты и др. Для организма большое значение имеют следующие мукополисахариды: гепарин, гиалуроновая кислота, хондроитинсерная кислота.

 

Гепарин – впервые выделен из печени; в настоящее время выделен из различных тканей и органов (легких, почек, мышц) и получен в кристаллическом виде. Главными структурными элементами являются глюкозамин, глюкуроновая и серная кислоты. Гепарин – естественный антикоагулянт, препятствует свертыванию крови, поэтому его применяют для предупреждения тромбоза сосудов, а также как фактор стабилизации крови доноров для хранения её в ампулах и флаконах.

Гепарин обладает противовоспалительным действием, влияет на обмен калия и натрия, выполняет антигипоксическую функцию.

 

Гиалуроновая кислота – основная часть межклеточного вещества, своего рода «биологический цемент», который соединяет клетки, заполняя все межклеточное пространство. Она также выполняет роль биологического фильтра, который задерживает микробы и препятствует их проникновению в клетку, участвует в обмене воды в организме. Высокая гидрофильность гиалуроновой кислоты является одной из важных причин тургора тканей.

Состоит гиалуроновая кислота из глюкозамина (35-43%) и глюкуроновой кислоты (40-43%).

Гиалуроновая кислота впервые выделена в 1934 г. из стекловидного тела глаза крупного рогатого скота. Позже она была обнаружена в других тканях (пуповине, синовиальной жидкости суставов), а также в микроорганизмах. Гиалуроновая кислота расщепляется под действием специфического фермента гиалуронидазы. При этом нарушается структура межклеточного вещества, в его составе образуются «трещины», что приводит к увеличению его проницаемости для воды и других веществ. Это имеет важное значение в процессе оплодотворения яйцеклетки сперматозоидами, которые богаты этим ферментом. При ряде патологических процессов, особенно при лучевой болезни, усиливается расщепление гиалуроновой кислоты, что приводит к ослаблению функций соединительной ткани и повышению проницаемости клеточных мембран. Поэтому увеличивается вероятность попадания микробов через стенку кишки в кровь и заражения организма.

Таким образом, система гиалуроновая кислота – гиалуронидаза является важнейшей системой организма, регулирующей проницаемость клеточных мембран.

 

Хондроитинсерная кислота – в её состав входят галактозамин, глюкуроновая, уксусная и серная кислоты. Она является важной составной частью соединительной ткани; особенно хрящей, откуда её и добывают, а также связок, клапанов сердца, пупочного канатика и др. Хондроитинсульфаты способствуют отложению кальция в костях.

Таким образом, одной из важнейших функций комплексов мукополисахаридов с белками является их участие в процессах проницаемости мембран, которые лежат в основе обмена веществ, иммунитета, оплодотворения и др. функций.

В механизме действий многих антибиотиков важное звено составляет торможение биосинтеза мукополисахаридов и мукопротеидов клеточных оболочек микроорганизмов и тем самым задержка размножения микробов, а следовательно, торможение инфекционного процесса.

Лекция № 4.

ТЕМА «ХИМИЯ ЛИПИДОВ».

1. Классификация липидов, их биологическое и клиническое значение.
2. Жирные кислоты: важнейшие насыщенные (пальмитиновая и стеариновая) и ненасыщенные (олеиновая, линолевая, арахидоновая, пальмитоолеиновая) жирные кислоты – структурная формула, обозначение, физические свойства, биологическое значение.
3. Ацилгилицерины: структурная формула, клиническое и биологическое значение.
4. Омыление ТАГ.
5. Воски.
6. Холестерин – характеристика, биологическое и клиническое значение.

ЛИПИДЫ – органические вещества, которые плохо растворимы или нерастворимы в воде, но растворяются в органических растворителях (хлороформ, ацетон, бензин); они являются эфирами жирных кислот; усваиваются и используются живыми организмами. Единственным признаком, объединяющим все липиды, служит их гидрофобность.

 

Функции липидов.

1. Основная роль в построении клеточных мембран; они образуют двойной липидный слой, каждая из поверхностей которых покрыта молекулярным слоем белка, липиды влияют на проницаемость мембран, участвуют в передаче нервного импульса, создании межклеточных контактов; участвуют в образовании мицелл (из продуктов гидролиза липидов образуются мицеллы).

2. Липиды – источники энергии. При окислении 1 г жира выделяется около 39 кДж энергии.

3. Многие липиды в физиологических условиях являются растворителями для витаминов и других биологически активных веществ.

4. Липиды участвуют в процессе терморегуляции, предохраняя организм от переохлаждения

5. В виде жировой прокладки липиды выполняют защитную функцию, предохраняя от повреждений кровеносные сосуды и нервы, фиксируют некоторые внутренние органы (например, почки).

6. Жиры – источник воды для организма. При окислении 100 г жира образуется 107 г воды (окисление такого же количества белков или углеводов приводит к образованию только 40-50 г воды).

7. Являясь липидами, стероидные гормоны (кортикостероиды, половые гормоны) выполняют различные регуляторные функции.

8. Некоторые липиды (сфингомиелины, гликосфинголипиды) являются своеобразным электроизолирующим материалом в миелиновых оболочках нервов.

 

По химическому строению и физико-химическим свойствам липиды делятся на 3 большие группы: простые, сложные и производные липидов. По биологическим особенностям липиды подразделяются на 2 большие группы: резервные и конституционные (протоплазматические).

Так как некоторые липиды могут гидролизоваться щелочью, т.е. способны к омылению, то липиды могут быть омыляемые и неомыляемые.

Омыление – процесс образования солей жирных кислот путем щелочного гидролиза жира.

Мыла – это натриевые или калиевые соли жирных кислот. Натриевые соли являются твердыми мылами, а калиевые – жидкими.

Различают 2 класса омыляемых липидов: простые липиды и сложные. Простые липиды состоят только из атомов С, Н, О. К ним относят нейтральные жиры и воски. Производные липидов – насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, моно- и диглицериды, высшие спирты, пигменты каротины, жирорастворимые витамины. Нейтральные жиры включают в себя сложные эфиры глицерина и жирных кислот. В организме встречаются моноацилглицериды, диацил- и триацилглицериды (ТАГ). Существует много различных типов ТАГ, которые отличаются природой трех остатков жирных кислот, присоединенных к глицерину. Если во всех трех положениях находятся остатки одной и той же жирной кислоты, то такие ТАГ называются простыми и названия их определяются названием жирной кислоты (например, тристеарин, трипальмитин и др.).

 

Например:

О

СН₂-О-С-(СН₂)₁₄-СН₃

О

СН-О-С-(СН₂)₁₄-СН₃

 

СН₂-О-С-(СН₂)₁₄-СН₃

 

О

 

Трипальмитин

(простой ТАГ)

 

Если в состав ТАГ входят разные остатки жирных кислот, то это смешанные ТАГ (например, пальмитодистеарин).

Например:

О

 

СН₂-О-С-(СН₂)₁₄-СН₃

 

СН-О-С-(СН₂)₁₆-СН₃

 

О

СН₂-О-С-(СН₂)₁₆-СН₃

О

Пальмитодистеарин

(смешанный ТАГ)

Клиническое значение определения ТАГ в том, что это один из решающих показателей для диагностики отдельных типов врожденного нарушения обмена липидов. Симптоматическое увеличение концентрации ТАГ наблюдается при беременности, сахарном диабете, панкреатите, жировой инфильтрации, при атеросклерозе, нефротическом синдроме. Так как ТАГ являются резервными липидами, то они выполняют ряд биологических функций: 1) механическую (защитную); 2) терморегуляционную; 3) энергетическую.

 

К насыщенным кислотам относят молекулы, имеющие одинарную связь в углеводородной цепи:

СН₃-(СН₂)₁₄-СООН – пальмитиновая кислота

СН₃-(СН₂)₁₆-СООН – стеариновая кислота.

Эти кислоты твердые при комнатной температуре, температура плавления 63-70ºС. Они входят в состав животных жиров.

К ненасыщенным жирным кислотам относят молекулы, имеющие двойную, две двойных, три двойных связи в углеводородной цепи; они жидкие; с увеличением числа двойных связей снижается температура плавления, возрастает растворимость в неполярных растворителях.

СН₃-(СН₂)₇-СН=СН-(СН₂)₇-СООН – олеиновая кислота

СН₃-(СН₂)₅-СН=СН-(СН₂)₇-СООН – пальмитоолеиновая (гексадеценовая) кислота

СН₃-(СН₂)₄-СН=СН-СН₂-СН=СН-(СН₂)₇-СООН – линолевая кислота

СН₃-СН₂-СН=СН-СН₂-СН=СН-СН₂-СН=СН-(СН₂)₇-СООН – линоленовая кислота

СН₃-(СН₂)₄-(СН₂-СН=СН)₃-СН=СН-(СН₂)₃-СООН – арахидоновая кислота

Присутствие в жирах большого количества ненасыщенных жирных кислот придает им жидкую консистенцию, содержание насыщенных жирных кислот – твердую консистенцию. В организме ТАГ находятся в растворенном состоянии. Ненасыщенные жирные кислоты вступают в реакцию более легко, чем насыщенные. Ненасыщенные кислоты, в отличие от насыщенных, не синтезируются в организме и человек их должен получать с пищей, с растительными маслами. Важную роль в организме играет арахидоновая кислота. Она является предшественником простагландинов – сильнодействующих биорегуляторов.

Одним из признаков дефицита ненасыщенных жирных кислот является нарушение обмена холина, холестерина и фосфора. Установлено, что полиненасыщенные жирные кислоты понижают холестеринемию, стимулируя обмен холестерина в печени и выделение его с желчью. Эфиры холестерина с полиненасыщенными жирными кислотами являются важной транспортной формой стеридов (сложные эфиры высших жирных кислот и спиртов стеринов) и необходимым звеном из метаболизма. Наилучшими источниками пополнения организма полиненасыщенными жирными кислотами являются подсолнечное, кукурузное, соевое, хлопковое и ореховое масла, которые содержат много линолевой и линоленовой кислот.

Выше было сказано, что по биологическим особенностям выделяют резервные (запасные) и конституционные(протоплазматические) липиды. Резервные – депонируются в жировых депо и затем расходуются по мере надобности. Содержание их варьируется в зависимости от условий питания, физиологического состояния организма. Протоплазматические жиры являются структурными элементами клеток и имеют постоянный химический состав. Содержатся в строго определенных количествах, но изменяющихся даже при патологическом ожирении.

 

Воски – это сложные эфиры жирных кислот и высших одноатомных или двухатомных спиртов. Число углеродных атомов у таких спиртов составляет от 16 до 22. Сюда относятся так называемые природные воски, т.е. те, которые синтезируются живыми организмами (пчелиный воск; ланолин – воск, входящий в состав жира, покрывающего шерсть; воск, покрывающий листья растений). В состав природных восков, кроме упомянутых сложных эфиров, обычно входит небольшое количество углеводородов с числом углеродных атомов 21-35, свободных жирных кислот и спиртов. Воски выполняют защитные функции, например, ланолин предохраняет волосы от воздействия воды. Воск обнаружен в составе капсул туберкулезных бацилл.

Стерины – одноатомные вторичные спирты, производные циклопентанпергидрофенантрена, молекула которого включает три конденсированных циклогексановых кольца, с которыми соединено циклопентановое кольцо.

СН₃

 

СН-СН₂-СН₂-СН₂-СН-СН₃

СН₃

СН₃

СН₃

НО

Холестерин находится во всех клетках организма. В кристаллическом виде – белое вещество, температура плавления 150ºС, нерастворимое в воде, но легко экстрагируется из клеток хлороформом, бензолом или горячим спиртом.

 

Источники холестерина в организме:

1) из пищи животного происхождения;

2) синтез в печени;

3) в небольшом количестве холестерин может синтезироваться в клетках кишечника и кожи.

Постоянным компонентом желчи является холестерин.

Холестерин – один из главных компонентов плазматической мембраны и липопротеинов плазмы крови, часто находится в эстерифицированной форме и служит исходным соединением для синтеза всех стероидов. Производные холестерина (эргостерин и др.) служат материалом для построения витаминов группы Д. При окислении боковой цепи холестерина в печени образуются желчные кислоты (холевая, дезоксихолевая, гликохолевая, таурохолевая и др.), обеспечивающие процесс эмульгирования и всасывания липидов в организме, из холестерина образуются гормоны коры надпочечников, половые гормоны. При нарушении обмена холестерина развивается заболевание атеросклероз, образующиеся при патологии желчные камни в основном состоят из холестерина. Из него при определенных условиях могут образовываться канцерогенные вещества.

В крови взрослых людей циркулирует постоянно 1,5-1,8 мг/л холестерина. У пожилых количество его может увеличиваться до 2-2,2 мг/л, а иногда и больше. Суточная потребность в холестерине у людей составляет 0,3-0,6 г.

Удаление холестерина в свободном виде или в виде желчных кислот является единственным способом освобождения организма от него.

 

 

 

 

Лекция № 5.

ТЕМА «ХИМИЯ ЛИПИДОВ».

1. Простагландины: классификация, общие представления о биологическом действии.
2. Сложные липиды:

- фосфолипиды – строение, свойства, представители, биологическое значение. Строение биологической мембраны.

- гликолипиды, сульфолипиды, липопротеиды – строение, представители, их биологическое и клиническое значение, свойства, лежащие в основе биохимических методов их определения.

 

Продуктами окисления жирных кислот являются простагландины – это производные жирных кислот с 20-ю углеродными атомами, имеющие в своем составе циклопентановое кольцо. Простагландины встречаются во всех тканях млекопитающих и обладают многочисленным и разнообразным биологическим действием:

1) Влияние на сердечно-сосудистую систему. Оно заключается в увеличении кровотока путем общего расширения сосудов с уменьшением периферического сопротивления. Они также регулируют агрегацию тромбоцитов.

2) Влияют на водно-электролитный обмен, усиливая ионный поток через мембраны эпителиальных клеток.

3) Влияют на нервную систему, являются антагонистами противосудорожных препаратов.

4) Влияют на ЖКТ, тормозят секрецию желудка и поджелудочной железы, усиливают моторику кишечника.

5) Стимулируют активность матки в период беременности. Это находит практическое применение при искусственном прерывании беременности. Небольшие дозы простагландинов на любом сроке беременности вызывают обычные роды и в полном объеме.

 

В настоящее время известно несколько групп простагландинов: А, В, Е, F, J, D, Н, G; среди них в организме преобладают простагландины F₂ и F_2α, предшественником которых является арахидоновая кислота. У человека все клетки и ткани, за исключением эритроцитов, синтезируют простагландины. Ингибиторами образования простагландинов являются ацетилсалициловая кислота и другие салицилаты.

 

В класс сложных липидов входят 4 группы соединений: фосфолипиды, гликолипиды, сульфолипиды, а также липопротеиды. Сложные липиды – главный компонент мембран.

Фосфолипиды – содержат фосфор. По своим физико-химическим свойствам они типичные липиды, хорошо растворяются в бензоле, хлороформе. Представитель фосфолипидов – глицерофосфатиды (остаток глицерина, жирные кислоты, остаток Н₃РО₄, азотсодержащее вещество – этаноламин, холин, серин). Простейшим глицерофосфолипидом является – фосфатидная кислота. В тканях организма она содержится в незначительных количествах, но является важным промежуточным соединением в синтезе ТАГ и фосфолипидов. Наиболее широко в клетках различных тканей представлены фосфатидилхолин (лецитин) и фосфатидилэтаноламин (кефалин). У них к остатку фосфорной кислоты присоединены аминоспирты – холин и этаноламин. Лецитин и кефалин – компоненты большинства биологических мембран.

Написать формулу лецитинов в общем виде.

 

Сфингофосфолипиды – содержат ненасыщенный спирт сфингозин. Широко распространен в организме сфингомиелин (сфингозин + остаток жирной кислоты, остаток Н₃РО₄ + холин), обнаруженный в мембранах растительных и животных клеток. Особенно богата ими нервная ткань, в частности мозг.