Характеристика простых липидов
Простые липиды - жиры в основном представлены триацилглицеринами, у которых к глицерину присоединены сложноэфирной связью три радикала, чаще всего разных, а в отдельных случаях одинаковых жирных кислот. Однако в небольшом количестве в жире могут содержаться эфиры глицерина, в молекулах которых имеются только два или даже один остаток жирной кислоты, их соответственно называют диацилглицеринами и моноацил-глицеринами.
В результате различных комбинаций с участием нескольких жирных кислот формируется довольно большое разнообразие триацилглицеринов, характерных для каждого вида растений.
В нерафинированном растительном масле, кроме ацилглицеринов, в растворенном состоянии находятся свободные жирные кислоты и фосфолипиды (1-2%), стероидные липиды (0,1-1,5%), жирорастворимые витамины и пигменты. Вследствие того, что в большинстве растительных масел растворены каротиноиды, они окрашены в желтый цвет.
Нейтральные жирынаходятся в организме в дух формах:
1) протоплазматический жир - это внутриклеточный жир, имеющий постоянный качественный и количественный состав и при голодании, и при ожирении;
2) запасной, или резервный жир, количество которого постоянно меняется.
Роль в организмах животных и растений:
1. Служат энергетическим депо.
2. Запасающая (в растениях обычно накапливаются масла).
3. У позвоночных животных жиры откладываются под кожей, служат для теплоизоляции, у китов ещё способствуют плавучести.
4. Источник метаболической воды у животных, обитающих в пустыне.
Для получения кулинарных жиров, а также производства мыла разработаны промышленные способы превращения растительных масел в твердые жиры. С этой целью проводится реакция гидрогенизация жидких растительных жиров в присутствии катализаторов, при которой в результате присоединения водорода происходит превращение в составе ацилглицеринов ненасыщенных кислот в насыщенные, вследствие чего жир приобретает твердую консистенцию.
Жир человеческий = глицерин + 2 ненасыщенных + 1 насыщенная ВЖК (диолеопальмитин)
Жир животный= глицерин + 1 ненасыщенная + 2 насыщенных ВЖК (олеопальмитостеарин)
Жир растительный= глицерин + 3 ненасыщенных ВЖК (триолеин)
Жир человеческий Содержит 2 мононенасыщенные и 1 насыщенную ВЖК
Пример: 1,2-диолеопальмитин
Жир животныйСодержит 1 ненасыщенную и 2 насыщенных ВЖК
Пример: 1-олео-2-пальмитостеарин
Жир растительныйСодержит 3 моно- или полиненасыщенных ВЖК.
Чем выше степень ненасыщенности, тем ниже температура плавления.
Растительные жиры называют маслами.
Пример: Триолеин(т.пл. – 17о С)
Воски. У насекомых они служат материалом для постройки сот. Восковой налет на поверхности листьев, стеблей, плодов защищает растения от механических повреждений, ультрафиолетового излучения и играет важную роль в регуляции водного баланса.
Роль в организмах животных и растений:
Используется главным образом в качестве водоотталкивающего покрытия:
1) образует дополнительный защитный слой на кутикуле эпидермиса некоторых органов растений, например листьев, плодов и семян (в основном у ксерофитов);
2) покрывает кожу, шерсть и перья;
3) входит в состав наружного скелета насекомых.
Из воска пчёлы строят соты.
В норме содержание нейтральных жиров составляет 1,5-2.0% от массы печени.
Фосфолипиды
Общий признак всех фосфолипидов — наличие в их составе фосфорной кислоты. В зависимости от спиртового компонента они делятся на фосфоглицериды и сфингофосфолипиды.
Фосфоглицеридысоставляют основную часть липидов организма. Особенно их много в нервной ткани и желтке яиц.
Общим структурным фрагментом всех фосфоглицеридов является фосфатидная кислота (1,2-диацил,3-фосфоглицерол).
Фосфатидная кислота образуется в организме в процессе биосинтеза триацилглинеролов и фосфоглицеридов как общий промежуточный метаболит; в тканях она присутствует в незначительных количествах.
В состав глицерофосфолипидов входят:
• глицерин
• ВЖК
• фосфорная кислота
• азотсодержащие соединения
Форсфоглицериды являются основными компонентами клеточных мембран.
Строение биологической мембраны
Основу мембраны составляет липидный бислой – двойной слой молекул липидов. В липидном бислое гидрофобные участки молекул взаимодействуют между собой, а гидрофильные участки обращены в окружающую водную среду.
Мембранные липиды выполняют роль растворителя мембранныхбелков, создавая жидкую среду, в которой они могут функционировать. По степени влияния на структуру бислоя и по силе взаимодействия с ним мембранные белки делят на интегральные и периферические. Количество белков в мембранах могут существенно отличаться. Например, в миелиновой мембране, предназначенной для изоляции нервных волокон, белки составляют только 25% массы мембраны, а в мембранах митохондрий, связанных с процессами окислительного фосфорилирования, на долю белков приходится около 75% массы. В плазматической мембране доля белков и липидов примерно одинаковы.
Большинство липидов в мембранах млекопитающих представлены фосфолипидами, гликосфинголипидами и холестеролом.
Состав жирных кислот различных фосфоглицеридов различается даже в пределах одного организма и наряду с замещающими группировками определяет специфичность фосфолипидов:
Фосфатидилхолин (лецитин). Лецитины являются смешанными глицеридами жирных кислот (пальмитиновой, стеариновой, олеиновой) и фосфорной кислоты:
| 2 гидрофобных хвоста |
| Гидрофильная головка |
Из трех гидроксилов фосфорной кислоты один образует — сложный эфир с гидроксилом холина (или моноэтаноламина) или Витамина В4.
В мембране гидрофобными частями липиды соединяются между собой, а гидрофильными обращены наружу клетки.
В организме лецитин легко образуется из серинфосфатидов (полярной группой является остаток аминокислоты серина), если донором метильных групп является метионин. Следовательно, метионин является липотропным фактором в организме.
Наличие нескольких функциональных групп и остатков фосфорной к-ты способствует их участию в обмене веществ. Они легко усваиваются. Поэтому, детям, людям пожилого возраста рекомендуется в диете творог, т.к. больше всего метионина содержится в белках молока.
В молекуле фосфатидилсеринаполярной группой является остаток аминокислоты серина:
Из общего количества фосфолипидов, обнаруженных в организме человека, фосфатидилсерин составляет менее 10%. В организме человека находится приблизительно 30 г фосфатидилсерина, причем около половины этого количества (13 г), присутствуют в тканях головного мозга. В головном мозге, фосфатидилсерин составляет 15% от общего пула фосфолипидов
Исследования показали, что у спортсменов фосфатидилсерин повышает результаты, улучшает гормональный ответ на стресс, вызванный физической нагрузкой, и снижает повреждения мышц. У велосипедистов, тяжелоатлетов, гольфистов и бегунов на выносливость фосфатидилсерин является эффективным дополнением для борьбы с упражнения-индуцированным стрессом путём сдерживания роста уровня катаболического гормона кортизола. Добавка фосфатидилсерина способствует формированию необходимого для спортсменов гормонального баланса и, возможно, ослабляет физиологический износ, который сопровождает перетренированность и/или перенапряжение.
Фосфатидилэтаноламин (кефалин). В состав фосфатидилэтаноламинов вместо холина входит азотистое основание этаноламин НО—СН2—СН2—NH3.
Особенно богата кефалинами нервная ткань (кефалины впервые выделены из головного мозга). Кефалины принимают участие в переносе жирных кислот от печени к другим органам и обратно. При недостаточном образовании кефалинов в печени возникает ее ожирение. Кефалины играют определенную роль в процессах свертывания крови, способствуя превращению протромбина в активный тромбин. Кроме того, кефалины, входя в состав цитоплазматических мембран, определяют их проницаемость для других соединений.
ФосфатидилинозитыВ отличае от других групп фосфоглицеридов в состав фосфатидилинозитов вместо азотосодержащих соединений входит 6-углеродный циклический спирт инозитол.
Располагается в наружной мембране клеток и участвует в передаче гормональных сигналов внутрь клетки.
Фосфатидилинозитолы довольно широко распространены в природе. Они обнаружены у животных, растений и микроорганизмов. В животном организме найдены в мозге, печени и легких.
Для легочного сурфактанта.
Лецитин, кефалин - липотропные факторы - играют важную роль в мобилизации жира.
Сфингофосфолипиды состоят из
- спирта сфингозина (многоатомный ненасыщенный аминоспирт)
- ВЖК
- фосфорной кислоты
- холина
Представитель – сфингомиелин (в составе миелиновой оболочки)
Сфингомиелины находятся в мембранах клеток различных тканей, но наибольшее их количество содержится в нервной ткани.
Гликолипиды
Гликолипиды — (от греч. (glykos) — сладкий и (lípos) — жир) сложные липиды, образующиеся в результате соединения липидов с углеводами. В молекулах гликолипидов есть полярные «головы» (углевод) и неполярные «хвосты» (остатки жирных кислот). Благодаря этому гликолипиды (вместе с фосфолипидами) входят в состав клеточных мембран.
Гликолипиды широко представлены в тканях, особенно в нервной ткани, в частности в ткани мозга. Они локализованы преимущественно на наружной поверхности плазматической мембраны, где их углеводные компоненты входят в число других углеводов клеточной поверхности.
Цереброзиды в животном организме находятся в нервной ткани, почти исключительно в белом веществе головного мозга. Уменьшение содержания цереброзидов в мозге наблюдается при инсулиновой коме, общем столбняке, газовой гангрене и отравлении стрихнином.
Сульфатиды - липиды, содержащие остаток серной кислоты; содержатся во всех тканях; участвуют в построении миелиновой оболочки нервных волокон.
Самые сложные из гликолипидов – ганглиозиды. Содержат один или более остатков сиаловой кислоты
Наиболее высокое содержание ганглиозидов определено в коре большого мозга, мозжечке. Ганглиозиды - структурные компоненты рецепторов.
Стероиды.
Классифицируются на:
1) Стерины – спирты стероидной природы. Примеры: холестерин, желчные кислоты.
2) Стериды – сложные эфиры стеринов и ВЖК.
Стерины. В телах позвоночных концентрируются в надпочечниках (почти 10 процентов веса), нервных тканях (около 2 процентов), печени (0,2 %). В клетках мозга стерол представленный в форме холестерина. Кроме того, в высоких концентрациях есть в клеточных мембранах.
Наиболее известный человеческий стерол - холестерин, которых служит предшественником стероидных гормонов и жирорастворимых витаминов.
Функции стеринов:
· способствуют правильному пищеварению (представлены в виде солей желчных кислот);
· поддерживают структуру внешней стенки клеточной мембраны;
· стерины в форме холестерина являются предшественниками витамина D;
· служат основой для создания витаминов А, Е в растительных продуктах;
· обладают антиоксидантными свойствами;
· передачи сигналов между клетками организма, что помогает регулировать процесс развития.
· работают в организме как стероидные гормоны.
· необходимы для поддержания стабильности клеточной мембраны. Холестерин отвечает за целостность мембраны и ее устойчивость к температурным перепадам.
Желчные кислоты- это производные холановой кислоты, синтезируются из холестерина.
Роль жёлчных кислот:
1) являются ПАВ, эмульгируют жиры в кишечнике,
2) активируют липазу
3) образуют холеиновые комплексы (мицеллы) для всасывания ВЖК и ХС
Роль липидов в питании:
1. Липиды пищи на 99% представлены триглицеридами.
2. Липиды поступают с такими продуктами питания как растительное масло - 98 %, молоко - 3 %, сливочное масло - 70-80 % и др.
3. Суточная потребность в липидах = 80 г/сут (50 г животн. +30 г растит.).
4. За счет жиров обеспечивается 40-50 % суточной потребности в энергии.
5. Незаменимый компонент питания - полиненасыщенные ВЖК (эссенциальные), т.н. витамин F - это комплекс линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот. Суточная потребность витамина F = 3-16 г.
6. Липиды пищи служат растворителями для жирорастворимых витаминов А, Д, Е, К.
7. Высокое потребление насыщенных жиров повышает риск развития атеросклероза. Поэтому с возрастом животные жиры заменяют на растительные.
8. Повышают вкусовые качества пищи и обеспечивают насыщение.