На что делятся липиды: КЛАССИФИКАЦИЯ ЛИПИДОВ. «БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ», Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф.

Содержание

Сложные омыляемые липиды — Справочник химика 21

    Классификация липидов. Липиды делят на две группы неомыля-емые (не содержат жирных кислот) и омыляемые. К неомыляемым относятся стероиды, каротиноиды и терпеноиды (построены из изопреновых остатков). Омыляемые липиды делят на простые и сложные. К простым относятся жиры — триацилглицерины (резерв энергии) и воски — эфиры одноатомного спирта с жирной кислотой (кожное сало). Сложные липиды делят на фосфолипиды и гликолипиды. В зависимости от типа спирта фосфолипиды подразделяются на глицерофосфолипиды — фосфатидилхолин, фосфатидилэтанол-амин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол, плазмалогены (вме- [c.206]
    Основу строения омыляемых липидов составляют спирты — высшие одноатомные, трехатомный спирт глицерин или двухатомный аминоспирт сфингозин. Спирты ацилированы высшими карбоновыми кислотами. В случаях глицерина и сфингозина один из спиртовых гидроксилов может быть этерифицирован замеш,ен-ной фосфорной кислотой. Омыляемые липиды (их классификация приведена на рис. 14.1) называют простыми, если продукты их гидролиза спирты и карбоновые кислоты, или сложными, если при гидролизе образуются и другие вещества (например, фосфорная кислота, углеводы и т. д.). 
[c.458]

    Назовите особенности строения и биологических функций основных представителей следующих групп омыляемых сложных липидов а) фосфолипиды б) сфинголипиды в) гликолипиды. [c.263]

    Сложные омьшяемые липиды подразделяют на фосфо-, сфинго- и гликолипиды. Сложные омыляемые липиды являются сложными эфирами глицерина или сфингозина и жирных кислот. Но в отличие от простых липидов в молекулах сложных липидов присутствуют остатки фосфорной кислоты или углеводов. [c.255]

    Сложные омыляемые липиды — это эффективные поверхностно-ак-тивные вещества, содержащие одновременно как гидрофобные, так и гидрофильные фрагменты. Рассмотрим особенности химического строения основных представителей сложных омыляемых липидов.

[c.255]

    Какие соединения относятся к группе омыляемых сложных липидов и в чем заключается отличие их химического строения от химического строения нейтральных жиров  [c.263]

    В свою очередь, в зависимости от особенностей химического строения омыляемые липиды подразделяют на простые и сложные. При гидролизе простых липидов образуются два вида соединений спирты и карбоновые кислоты. К простым омыляемым липидам относятся жиры и воски. К сложным омыляемым липидам относятся фосфолипиды, сфинго-липиды и гликолипиды, которые при гидролизе образуют три или более видов соединений. [c.250]

    СЛОЖНЫЕ ОМЫЛЯЕМЫЕ ЛИПИДЫ [c.255]

    Первый элементный анализ жиров был выполнен А. Лавуазье, показавшим, что жиры и масла состоят в основном из углерода и водорода. Он полагал, что сахара и крахмал являются окислами жиров , а в растениях углекислый газ соединяется с водой с образованием жиров и выделением кислорода.

Первые работы по химии липидов были выполнены К. Шееле, который открыл глицерин и установил, что это вещество содержится в животных жирах. и растительных маслах. М. Шеврёль в 1811 г. при кислотной обработке мыла, полученного из свиного жира, выделил кристаллическую жирную кислоту, а затем охарактеризовал большое число разнообразных жирных кислот — от масляной до стеариновой. В 1812 г. он открыл холестерин собой сложные эфиры жирных кислот и глицерина. М. Шеврёль ввел в практику метод разделения жирных кислот на основе их различной растворимости в органических растворителях. Итоги этих исследований были опубликованы им в 1823 г. в книге под названием Химическое изучение жировых тел . 
[c.514]


    Омыляемые сложные липиды обычно делят на три большие группы — фосфолипиды, сфинголипиды и гликолипиды. Некоторые природные липиды трудно классифицировать, так как они содержат группировки, позволяющие отнести их одновременно к нескольким группам.[c.462]

    В клетках и тканях живых организмов одновременно встречаются различные липиды. Одни из них — жиры, фосфолипиды, стериды, являющиеся сложными эфирами, при нагревании со щелочью гидролизуются (омыляются), иные — стерины, каротины — при этом не подвергаются изменениям. Пользуясь методом гидролиза в щелочи, можно липиды, входящие в состав тканей, расчленить на две фракции омыляемую и неомыляемую. Омыляемая фракция состоит преимущественно из жиров, фосфолипидов и стеридов. 

[c.83]

    Липиды — под зтим названием объединяют обширную фулпу природных соединений, содержащихся в растительных и животных тканях. Л. — жиролодобные вещества, главным образом производные высших жирных кислот, спиртов или альдегидов. Они делятся на омыляемые и неомыляемые ло их способности гидролизоваться в щелочной среде с образованием соответствующих солей высших карбоновых кислот Неомыляемые Л. представляют собой производные одного не-гидролизующегося класса соединений. Омыляемые липиды в свою очередь делятся на простые и сложные. 

[c.181]

    Другие классы омыляющихся липидов включают воски, представляющие собой сложные эфиры карбоновых кислот с длинной цепью (высших карбоновых кислот) и спиртов с длинной цепью (высокомолекулярных спиртов) (разд. 10.6), сфин-голипиды, найденные в тканях мозга, и фосфолипиды, обнаруженные Б нервных тканях. Типичные структуры приведены на рис. 10.2. [c.233]

    Липиды делят на омыляемые и неомыляемые в зависимости способности к гидролизу с образованием в щелочной среде лей высших карбоновых кислот, т. е. мыл. Неомыляемые липи-л однокомпонентны в том смысле, что представляют собой юизводные одного негидролизующегося класса соединений, мыляемые липиды могут быть двухкомпонентными (простые (Пиды) или состоять из трех и более компонентов (сложные Шиды), т.е. образовывать при гидролизе органические соеди- ния соответственно двух, трех и более классов. [c.457]

    Жирные кислоты в липидах тканей встречаются в свободном состоянии или в виде сложных эфиров и являются основными компонентами омыляемой фракции. Их наиболее часто подвергают хроматографическому анализу на полярных и неполярных неподвижных жидкостях в виде сложных метиловых эфиров. Их разделяют на неполярных набивках, таких, как апьезоно-вая смазка, по числу атомов углерода и на полярных набивках, таких, как поли-(этиленгликольадипат), в соответствии со степенью ненасыщенно- [c.513]

    Стервды. Большую группу простых липидов составляют стериды—сложные эфиры специфически построенных циклических спиртов (стеролов) и высших жирных кислот. Стериды образуют омыляемую фракцию липидов. [c.378]


Глава 19. Липиды тканей, переваривание и транспорт липидов. Биологическая химия

Глава 19. Липиды тканей, переваривание и транспорт липидов

Липиды – неоднородная в химическом отношении группа веществ биологического происхождения, общим свойством которых является гидрофобность и способность растворяться в неполярных органических растворителях. Существует несколько классификаций липидов: физико-химическая, биологическая или физиологическая и структурная. Наиболее сложной является структурная классификация, основанная на структурных особенностях этих соединений. Согласно этой классификации, все липиды делятся на омыляемые и неомыляемые. К омыляемым относят те соединения, которые при щелочном гидролизе образуют соли жирных кислот (мыла), неомыляемые же липиды щелочному гидролизу не подвергаются.

Рис. 19.1. Классификация липидов.

*В некоторых классификациях сфингомиелины, сульфатиды, ганглиозиды и цереброзиды объединяют в группу сфинголипидов, так как все они содержат аминоспирт сфингозин.

Разделение липидов по физико-химическим свойствам учитывает степень их полярности. По этому признаку липиды делятся на нейтральные или неполярные (не имеющие заряда), и полярные (несущие заряд), например, фосфолипиды и жирные кислоты. По физиологическому значению липиды делятся на резервные и структурные. Резервные липиды депонируются в больших количествах и затем расходуются для энергетических нужд организма. К резервным липидам относятся триацилглицеролы (ТАГ). Все остальные липиды можно отнести к структурным. Они не имеют особой энергетической ценности, но участвуют в построении биологических мембран и защитных покровов.

Характерным структурным компонентом большинства липидов являются жирные кислоты. Это длинноцепочечные органические кислоты, состоящие из 4–24 углеродных атомов и содержащие одну карбоксильную группу и длинный неполярный углеводородный «хвост». В составе ТАГ жирные кислоты выполняют функцию депонирования энергии. В составе фосфолипидов и сфинголипидов жирные кислоты образуют внутренний гидрофобный слой мембран, определяя его свойства. В клетках и тканях жирные кислоты встречаются в ковалентно связанной форме в составе липидов различных классов. В свободном состоянии жирные кислоты в организме содержатся в небольшом количестве, например в крови, где они транспортируются в комплексе с белком альбумином. Большинство жирных кислот образуется в организме человека, однако линолевая и линоленовая не синтезируются, поэтому обязательно должны поступать с пищей.

Эти кислоты называются незаменимыми или эссенциальными. К ним относят и арахидоновую кислоту, которая может синтезироваться в организме из линолевой при достаточном поступлении последней.

Функции липидов важны и разнообразны:

1. субстратно-энергетическая: жир служит в организме весьма эффективным источником энергии либо при непосредственном использовании, либо потенциально – в форме запасов жировой ткани;

2. структурная (пластическая): липиды в виде комплекса с белками являются структурными элементами мембран клеток и клеточных органелл;

3. транспортная: являясь одним из основных компоненнтов клеточных мембран, липиды определяют транспорт веществ в клетки;

4. механическая защита: жировая прослойка предохраняет тело и органы от механических повреждений;

5.  теплоизолирующая: благодаря выраженной низкой термопроводимости, липиды сохраняют тепло в организме;

6. электроизолирующая: липиды являются электроизолирующим материалом, участвуя таким образом в передаче нервного импульса и, соответственно, в функционировании нервной системы;

7.  эмульгирующая: фосфоглицеролы и желчные кислоты стабилизируют эмульсию на поверхности раздела фаз масло-вода;

8. гормональная (регуляторная): стероидные гормоны, синтезируемые из холестерола, участвуют в регуляции водно-солевого обменов, половых функций; эйкозаноиды, производные полиеновых жирных кислот, вызывают разнообразные биологические эффекты;

9. витаминная: в натуральных пищевых жирах содержатся жирорастворимые витамины и незаменимые жирные кислоты;

10. растворяющая: одни липиды являются растворителями для других липидных веществ.

Липиды тканей человека.

Липиды составляют около 10–12% массы тела человека. В среднем в теле взрослого человека содержится около 10–12 кг липидов, из них 2–3 кг приходится на структурные липиды, а остальное количество – на резервные. Основная масса резервных липидов (около 98%) сосредоточена в жировой ткани и представлена ТАГ. Эти липиды являются источником потенциальной химической энергии, доступной в периоды голодания.

Содержание липидов в тканях человека существенно различается. В жировой ткани они составляют до 75% сухого веса. В нервной ткани липидов содержится до 50% сухого веса, основные из них фосфолипиды и сфингомиелины (30%), холестерол (10%), ганглиозиды и цереброзиды (7%). В печени общее количество липидов в норме не превышает 10–14%.

Жирные кислоты, характерные для организма человека, содержат чётное число атомов углерода, чаще всего – от 16 до 20. Основной насыщенной жирной кислотой в липидах человека является пальмитиновая (до 30–35%). Ненасыщенные жирные кислоты представлены моноеновыми и полиеновыми. Двойные связи в жирных кислотах в организме человека имеют цис-конфигурацию Жиры и фосфолипиды организма при нормальной температуре тела имеют жидкую консистенцию, так как количество ненасыщенных жирных кислот преобладает над насыщенными. В фосфолипидах мембран ненасыщенных кислот может быть до 80–85%, а в составе подкожного жира – до 60%.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

План 1.Классификация липидов — Реферат — Липиды и их свойства

Реферат — Липиды и их свойства
скачать (3625.9 kb.)
Доступные файлы (1):

n1.docx

План

1.Классификация липидов

2.Методы выделения липидов из сырья и пищевых продуктов и их анализ

3. Превращение липидов при производстве продуктов питания

4. Химические свойства липидов

5. Биологическое значение жиров и липидов
1 Классификация липидов

Липиды делят на омыляемые и неомыляемые в зависимости от их способности к гидролизу с образованием в щелочной среде солей высших карбоновых кислот – мыл.

Неомыляемые липиды

Неомыляемые липиды не расщепляются под действием воды. Неомыляемые липиды делятся на стероиды и терпеноиды (каротиноиды).

Стероиды

Стероиды относятся к липидам животных организмов. В основе их структуры лежит конденсированный четырехциклический остов, называемый стераном (рис. 1).

Рисунок 1 – Структура стерана (циклопентанопергидрофенантрена)
Циклический скелет стероидов относительно жесткий, в целов для природных стероидов наиболее характерны следующие типы сочленения и конформаций циклогексановых колец:


  • кольца В и С – транс-;

  • кольца С и D –транс-;

  • кольца А и В – транс-;

  • все циклогексановые кольца – в конформации кресла.

К стероидам относятся многочисленные вещества гормональной природы. Среди них наиболее распространенным является холестерин (рис. 2).

Рисунок 2 – Строение холестерина – наиболее распространенного представителя стероидов.
Холестерин – одноатомный спирт, поэтому его называют также холестеролом. Он проявляет свойства вторичного спирта и алкена. В организме 30% холестерина содержится в свободном состоянии, 70% — в виде сложных эфиров с высшими карбоновыми кислотами, как насыщенными (пальмитиновой и стеариновой), так и ненасыщенными (линолевой, арахидоновой и др.), т.е. в виде ацилхолестеринов.

Общее количество холестерина в организме составляет 210-250 г. В больших количествах он содержится в головном и спинном мозге, является компонентом клеточных мембран. Из всего количества холестерина, содержащегося в организме, только около 20% его поступает с пищей. Основное количество холестерина синтезируется в организме из уксусной кислоты. Нарушение обмена холестерина приводит к его отложению на стенках артерий и, как следствие, уменьшению эластичности сосудов (атеросклерозу).

Холестерин в организме превращается в большое количество других стероидов, например в желчные кислоты, которые выполняют важную биологическую функцию: эмульгируя жиры пищи, они улучшают их усвоение.
Наиболее распространенной желчной кислотой является холевая кислота (рис. 3).

Рисунок 3 – Строение желчных кислот
Желчные кислоты находятся в организме также и виде амидов по карбоксильной группе. Посредством амидной связи к ним могут быть присоединены остатки глицина – Н2NCH2COOH, как в гликохолевой кислоте, или таурина Н2NCH2CH2SO3H, как таурохолевой кислоте. Натриевые и калиевые соли желчных кислот обладают поверхностно-активными свойствами. Эмульгируя жиры пищи, они улучшают их усвоение, а также активируют фермент липазу, катализирующий гидролиз жиров.

При облучении УФ-светом некоторых стеринов, например эргостерина, происходит размыкание кольца В и образование продуктов, относящихся к витаминам группы D (антирахитические). Они содержатся в яичном желтке, сливочном масле и рыбьем жире.

Холестерин является предшественником всех стероидных гормонов.

Гормонами называют биологически активные вещества, образующиеся в результате деятельности желез внутренныей секреции и принимающие участие в решуляции обмена веществ и физиологических функций в организме. Гормоны – промежуточное звено между нервной системой и ферментами. Синтезированные в железах внутренней секреции гормоны переносятся током крови к органам-мишеням и там либо повышают каталитическую активность соответствующих ферментов, либо ускоряют их биосинтез.

Согласно химической классификации все известные гормоны делятся на три группы:


  • аминокислоты и продукты их превращений – адреналин, норадреналин и др.;

  • пептиды и белковые гормоны – инсулин, гормон роста соматотропин и др.;

  • производные стероидов – гормоны коры надпочечников (кортикостероиды), мужские и женские половые гормоны и др.

Половые гормоны. Эти вещества вырабатываются половыми органами и регулируют половые функции. К их числу относятся женские (гестагены и эстрогены) и мужские половые гормоны (андрогены).

Эстрагены контролируют менструальный цикл у женщин, используются при лечении гипертонии и др. заболеваний. Наиболее важны эстрон и эстрадиол – производные эстрана

В настоящее время получают синтетические аналоги эстрогенов, обладающие мощной эстрогенной активностью. К ним относятся диэтилстильбэстрол и продукт его гидрирования синэстрол.

Андрогены стимулируют развитие вторичных мужских половых признаков, влияют на эндокринную систему человека, обладают сильным анаболическим эффектом. Главными мужскими половыми гормонами являются андростерон и более активный тестостерон. В основе их структуры лежит углеродный скелет андростана.

Омыляемые липиды

Омыляемые липиды гидролизуются, образуя смесь более простых веществ, т.к. в их структуре присутствуют связи, которые расщепляются водой (сложно-эфирные, гликозидные, амидные).

Омыляемые липиды делятся на простые и сложные.

Простые липиды

Простые липиды – это те, которые при гидролизе дают только два соединения: спирт и карбоновую кислоту. К ним относятся воски, жиры и масла, церамиды.

Воски – сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных спиртов. Примером животных восков служит пчелиный воск, основу которого составляет мирицилпальмитат – эфир пальмитиновой кислоты и мирицилового спирта. Широкое применение находит содержащийся в черепной полости кашалота спермацет, главным компонентом которого является цетилпальмитат – сложный эфир пальмитиновой кислоты и цетилового спирта. Этот воск используют в парфюмерии как основу при изготовлении кремов, мазей, т.к. он очень хорошо всасывается через кожу

Сложные липиды

Сложные липиды при гидролизе дают более разнообразные соединения: спирт, карбоновые кислоты, фосфорную кислоту, аминокислоту и прочие.

Сложные липиды делят на три большие группы:


  • фосфолипиды;

  • сфинголипиды;

  • гликолипиды.

Фосфолипиды. Общим признаком всех фосфолипидов является наличие в их составе фосфорной кислоты. Фосфолипиды являются главными компонентами биологических мембран. Фосфолипиды широко распространены в растительных и животных тканях. Значительные количества фосфолипидов содержатся в сердце и печени животных, в семенах растений (соевые бобы), в яйцах птиц. Особенно высоко содержание их в нервной ткани человека и позвоночных животных.

В зависимости от спиртового компонента они делятся на глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды.

Глицерофосфолипиды. Общим структурным фрагментом всех глицерофосфолипидов является фосфатидовая кислота (1,2-диацил-3-фосфоглицерин).

Фосфатидовая кислота присутствует в тканях в незначительных количествах, ее асимметрический атом С2 имеет L-конфигурацию. Фосфатидовая кислота найдена во многих природных источниках – тканях животных, растениях и микроорганизмах

2.Методы выделения липидов из сырья и пищевых продуктов и их анализ
Анализ липидов и продуктов их превращений является сложной задачей, требующей применения, наряду с классическими химическими методами, современных физико-химических методов исследования (хроматографии, спектроскопии, рентгенострукшшого анализа и т. д.).

Изучение липидов начинается с определения их количества (содержания) в пищевых продуктах. Для этого используются методы определения содержания липидов непосредственно в объекте (ЯМР, ИК-спект-роскопия) и методы, основанные на извлечении липидов из пищевого продукта (свободные, связанные, прочносвязанные липиды). Свободные липиды экстрагируются из анализируемого продукта неполярными растворителями (гексаном, диэтиловым эфиром), связанные — системами растворителей, содержащими, как правило, спирт (смесь хлороформа и метанола, взятых в объемном соотношении 2 : 1). Прочносвязанные липиды получают из обработанного щелочами и кислотами шрота, оставшегося после выделения связанных липидов. Основные требования, предъявляемые к методам выделения, — полнота выделения и сохранение нативности выделенных липидов.

Химический состав липидов, выделенных из пищевого сырья и продуктов, исследуется по схеме (см. рис. 4.6), причем в каждом конкретном случае выбирают тот набор анализов, который позволяет получить максимальный объем интересующей исследователей информации. Подробное описание методов выделения и исследования липидов приведено в специальных руководствах.

В практике пищевой промышленности состав и качество жиров и масел характеризуют с помощью разнообразных аналитических «чисел», подразумевая под ними расход определенных реагентов на реакции с жиром. Наибольшее значение имеют числа: кислотное, омыления, йодное.

Кислотным числом называется показатель, характеризующий количество свободных жирных кислот, содержащихся в жире. Он выражается в миллиграммах едкого калия, затраченного на нейтрализацию свободных жирных кислот, содержащихся в I г жира. Учитывая, что хранение пищевых продуктов, содержащих жиры и масла, всегда сопровождается гидролизом последних, по величине кислотного числа можно, до известной степени, судить об их качестве. В заводской практике кислотное число используется при расчете количества щелочи, необходимой для рафинации жиров и масел.

Число омыления равно количеству миллиграммов едкого калия, необходимого для омыления глицеридов и нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира или масла. По числу омыления можно судить о средней молекулярной массе входящих в состав липидов жирных кислот и определить при мыловарении количество щелочи, необходимое для омыления жира.

Йодное число — показатель, характеризующий непредельность жирных кислот, входящих в состав жира. Оно выражается в процентах иода, эквивалентного галогену, присоединяющемуся к 100 г жира. Существует несколько методов определения йодного числа. Одним из наиболее распространенных является бромометрический метод. При этом применяется раствор брома в безводном метиловом спирте, насыщенном бромистым натрием. Бром образует непрочное комплексное соединение с бромистым натрием:

NаВг + Вг2?NaВг ·Вг2

3. Превращение липидов при производстве продуктов питания
При получении продуктов питания, как в промышленности, так и в домашних условиях, в ходе технологического потока липиды исходного сырья (зерно, крупа, мясо и молоко, жиры и масла, плоды и овощи и др.) претерпевают разнообразные превращения; значительные изменения происходят и в липидном комплексе хранящихся продуктов. Все это сказывается на их составе, а следовательно, на пищевой и биологической эффективности готовых продуктов.

С главными направлениями этих превращений вы познакомились: гидролиз липидов, окислительное и биохимическое прогоркание. Но в пищевом сырье, полу- и готовых продуктах они могут протекать одновременно, в виде идущих параллельно, связанных между собой превращений. В упрощенной форме это представлено на рис.

Глубина и интенсивность этих процессов зависят от химического состава липидов, характера сопутствующих, добавляемых и образующихся веществ (например, антиоксидантов, меланоидинов), влажности, присутствия микроорганизмов, активности ферментов, контакта с кислородом воздуха, а следовательно, от способа упаковки жира и многих других факторов. Все перечисленное говорит о многообразии, сложности и противоречивости процессов, протекающих в липидном комплексе. Так, в растительных маслах, содержащих значительное количество ненасыщенных жирных кислот, протекают, главным образом, процессы автоокисления кислородом воздуха.

Благодаря низкой влажности, отсутствию минеральных веществ липиды не поражаются микроорганизмами и в тем ноге могут храниться относительно длительное время. Лучшими условиями их сохранности п специальных баках — резервуарах являю гея: температура 4—6°С, относительная влажность воздуха — 75%. В быту их следует хранить в закрытой стеклянной таре в темноте, оставляя минимальным воздушное простанство в бутыли. Животные жиры (говяжий, свиной, бараний) по своему жир нокислотному составу (незначительное содержание высоконепредельных жирных кислот) должны были бы обладать высокой устойчивостью при хранении. Но они практически не содержат антиоксидантов и это снижает их стойкость при хранении. Наиболее неустойчивыми являются сливочное масло, маргарины, комбинированные масла. Высокая влажность, наличие белковых и минеральных веществ способствуют развитию микрофлоры, а следовательно, интенсивному развитию процессов биохимического прогоркания. Одними из основных факторов, обеспечивающих сохранность сливочного масла и маргарина, являются низкая температура и отсутствие света, внесение консервантов и антиоксидантов (для маргаринов, комбинированных масел). Не менее сложные процессы протекают при хранении в липидном комплексе пищевого сырья и готовых продуктов. Так, при хранении пшеничной муки идут процессы гидролитического и окислительного прогоркания, образующиеся продукты взаимодействуют с белками, влияя на хлебопекарное достоинство пшеничной муки. При развитии окислительных процессов в продуктах накапливаются нежелательные для организма человека вещества, поэтому защита липидов от окисления является важной задачей.

4.Химические свойства липидов

Гидролиз
Омыляемые липиды подвергаются кислотному и щелочному гидролизу. In vivo гидролиз липидов катализируется специальными ферментами – липазами, для гидролиза каждого типа связи существует своя липаза, гидролиз происходит по стадиям, при этом, например в случае фосфолипида, образуются: глицерин, две жирные кислоты, фосфорная кислота и характеристическая группа (в зависимости от типа фосфолипида).

Окисление фосфолипидов

Наличие ненасыщенных кислотных остатков в молекулах липидов обусловливает их чувствительность к действию окислителей. Особенно опасным с точки зрения разрушения клеточных мембран, в состав которых входят фосфолипиды, является т.н. пероксидное окисление, происходящее под действием свободных радикалов.

5.Биологическое значение жиров и липидов
Липиды широко распространены в природе и являются составной частью каждой клетки любой биологической системы. Кроме того, существуют специализированные клетки, которые образуют жировые депо как в животном, так и в растительном организме. У человека и животных такие клетки находятся в подкожной клетчатке и в оболочке внутренних органов, называемой сальником.

Липидам принадлежат многообразные функции в организмы. Простые липиды используются как энергетический материал, играют важную роль в процессах теплорегуляции. С этим связаны большие запасы жира у полярных животных. Жиры выполняют и механическую функцию: жировая прокладка защищает внутренние органы от механических повреждений.

Воски у растений предохраняют поверхностную ткань от гнилостного повреждения, а также от испарения воды.

Во всех клетках, и особенно, в нервных, в большом количестве содержатся сложные липиды, принимающие активное участие в формировании структур, в частности, мембранных. В настоящее время доказана их роль в создании границ поверхностного раздела сред.
Список литературы:


  1. Крилова Н.Н. ; Лясковская Ю.Н., /Биохимия мяса / 1968.г.

  1. Ковальская Л.П ; Шуб И.С.; Мелькина Г.М/Технология пищевых производств / Т38 Под ред. Л.П. Ковальской . – М. : Колос , 1997.- с. : ил. – (Учебник и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений ).


Липиды

Липиды

Липидами обычно называют нерастворимые в воде органические вещества, являющиеся сложными эфирами жирных кислот и спиртов (например, глицерола). Жирные кислоты имеют общую формулу R∙COOH, где R – атом водорода или радикал типа –CH3. В липидах радикал обычно представлен длинной углеводородной цепью; этот «хвост» гидрофобен, что и определяет плохую растворимость липидов в воде. Липиды, образующиеся из глицерола, называются глицеридами.

1

Одним из компонентов оливкового масла является ненасыщенная жирная олеиновая кислота

2

Стеарин – основная составляющая свечей

Триацилглицеролы – самые распространённые из природных липидов. Они делятся на жиры, остающиеся твёрдыми при 20 °С, и масла, находящиеся при этой температуре в жидкой фазе. Масла включают ненасыщенные жирные кислоты, имеющие в своём составе одну или несколько двойных связей C=C, жиры – в основном насыщенные жирные кислоты (без двойных связей). Калорийность липидов выше калорийности углеводов, поэтому они откладываются в организме животных как запасное питательное вещество. Жир также служит для теплоизоляции и обеспечивают плавучесть. Одним из продуктов окисления жиров является вода; некоторые пустынные животные запасают жир в организме именно для этой цели. Масла чаще всего накапливаются в растениях (семена подсолнечника, кокосовой пальмы и т. п.).

Фосфолипиды – группа глицеролов, включающая остатки жирных кислот и фосфорной кислоты. Благодаря наличию полярной фосфатной группы часть молекулы приобретает способность растворяться в воде, другая же часть молекулы остаётся нерастворимой. Из фосфолипидов строятся все плазматические мембраны живых клеток.

Воска – сложные эфиры жирных кислот и длинноцепочечных спиртов. Они используются животными и растениями в качестве водоотталкивающего покрытия (пчелиные соты, покрытие перьев птиц, эпидермис некоторых плодов и семян).

3

Воск используются пчёлами в качестве строительного материала для сот

Стероиды и терпены построены из пятиатомных углеводородных строительных блоков C5H8. Из всех стероидов в организме человека в наибольшем количестве присутствует холестерол – ключевой промежуточный продукт синтеза стероидов. Стероидами также являются половые гормоны (эстроген, прогестерон, тестостерон), витамин D. К терпенам относятся ароматические вещества (ментол, камфора), натуральный каучук.

С кровью и лимфой липиды переносятся в виде липопротеинов – соединений липидов с белками.

 

функции ненасыщенных жиров, похудение с помощью омега-жиров

На данный момент все еще не существует определенной общепринятой классификации жиров (липидов). Это связано с тем, что в природе существует огромное количество различных структурных компонентов, которые входят в состав жиров. Если не вдаваться в дебри биохимической терминологии, можно сказать, что все жиры делятся на…


На данный момент все еще не существует определенной общепринятой классификации жиров (липидов). Это связано с тем, что в природе существует огромное количество различных структурных компонентов, которые входят в состав жиров. Если не вдаваться в дебри биохимической терминологии, можно сказать, что все жиры делятся на омыляемые и неомыляемые.

К первой группе относятся липиды, которые могут быть подвержены гидролизу. Неомыляемые липиды – это жиры, не расщепляющиеся под действием воды. В организме человека, равно как и в его рационе присутствуют обе группы жиров.

Когда речь заходит о ненасыщенных жирах подразумевается группа омыляемых липидов. Дело в том, что основной структурной частью таких липидов являются жирные кислоты – это монокарбоновые кислоты с углеродной цепью неразветвленного вида.

Всевозможные насыщенные и ненасыщенные жиры относятся к группе омыляемых липидов, а различные стерины (холестерин) и стероидные гормоны (тестостерон, эстрадиол и др.) – к неомыляемой.

«Степень ненасыщенности» жиров определяется количеством двойных (тройных) углеродных связей. Именно поэтому существуют мононенасыщенные (МНЖК – мало двойных связей) и полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК – много двойных или тройных связей).

Практически все растительные масла содержат огромное количество ненасыщенных жиров, причем как мононенасыщенных, так и полиненасыщенных. Исключением можно назвать лишь кокосовое масло, которое более чем на 98% состоит из насыщенных жиров. Полиненасыщенные жирные кислоты принято обозначать словом «омега 3 ,6 или 9» в зависимости от того в каком месте цепи молекулы, присутствует двойная или тройная связь.

Из-за своей химической структуры организм не может синтезировать ПНЖК самостоятельно ( равно как и незаменимые аминокислоты). Их необходимо употреблять извне, иначе многие функции организма будут довольно сильно угнетены.

Как правило, в качестве источника таких жиров рассматриваются растительные масла и рыбий жир. Вот основные ПНЖК:

  • Олеиновая кислота – омега 9;
  • Линолевая кислота – омега 6;
  • Арахидоновая кислота – омега 6;
  • Альфа-Линоленовая кислота (АЛК\ALA) – омега 3;
  • Эйкозапентаеновая кислота (ЭПК\EPA) – омега 3;
  • Докозагексаеновая кислота (ДГК\DHA) – омега 3.

Помимо этого списка существует ещё несколько полиненасыщенных жирных кислот, но наибольшую ценность представляют именно перечисленные. Кроме того, именно они обширно представлены в различных продуктах.

Наиболее ценными являются именно омега 3, причем в большей степени это комбинация ДГК и ЭПК. На данный момент известно, что организм человека способен синтезировать лишь мизерное количество этих кислот из другой омега-3 кислоты – из АЛК. Кроме того, данная способность очень ограничена, и активируется только в критических ситуациях при тотальном недостатке ДГК и ЭПК. Именно поэтому нельзя употреблять только льняное или любое другое масло, богатое лишь линоленовой кислотой. Такой продукт никогда не восполнит потребности в ЭПК и ДГК.

Что касается омега-6 жиров, то они не играют ключевой роли при выборе продуктов и масел, так как их легко получить из обыкновенного растительного масла, например из оливкового. Стоит отметить, что взаимосинтезирующая функция так же существует и для омега-6 жиров. Так, тело может создавать арахидоновую кислоту из линолевой, но опять же только в ограниченном количестве.

Эйкозапентаеновая и докозагексаеновая кислоты
Эти две ПНЖК особенно важны в бодибилдинге и спорте, но увы, получить их из растительных источников практически невозможно. Это довольно сильно затрудняет жизнь всем вегетарианцам. Их единственный выход – употребление в пищу морской капусты и ламинарий, которые содержат небольшое количество таких липидов. Для обыкновенных мясоедов все немного проще. Идеальным источником ДГК и ЭПК является рыбий жир. На данный момент человечество не нашло замену этому продукту. Мы лишь научились фасовать натуральный рыбий жир в красивые прозрачные капсулы.

Функции омега-3 жиров
1. Поддержка интеллектуальных (когнитивных) способностей.
Приоритетная функция омега жиров – нормальное функционирование мозга. Более 3% сухой массы серого вещества мозга содержат ЭПК и ДГК, и без нормального поступления таких кислот из рациона, человек теряет способность к обучению, нарушается память и общая мыслительная деятельность. Условно можно сказать, что ДГК и ЭПК ускоряют и повышают мыслительные способности человека, так как обеспечивают мгновенный приток энергии, который необходим для передачи нейронных импульсов.

Кроме того, ЭПК играет важную роль в лечении депрессий, так как регулирует секрецию нейромедиатора серотонина. Данный эффект важен при наличии тренировочных стрессов.

2. Поддержка зрения и цветовосприятия.
Мало кто знает, что сетчатка фоторецепторных клеток глаза так же содержит данные липиды, что в очередной раз доказывает их важность.

3. Участие в росте мышц.
Также необходимо отметить тот факт, что омега-3 кислоты участвуют в синтезе новых клеток, точнее они входят в структуру их мембраны. Это свойство помогает атлетам наращивать мышечную массу. Ни одна новая мышечная клетка или миофибрилла не может быть создана из ничего. Для этого необходимы омега-3 жиры, белки и холестерин.

4. Предотвращение болезней сердечно-сосудистой системы.

5. Активизация жиросжигания.
Данный факт довольно часто вызывает некое недопонимание со стороны слушателей и читателей. Получается, что употребление жира способствует его ускоренному сжиганию? Все действительно так, и мы постараемся более подробно описать данный механизм.

Дело в том, что жировые депо – это единственные структуры организма, в которых может откладываться чужеродный жир. При употреблении огромного количества углеводов (главным образом «быстрых») и транс-жиров, мы заметно накапливаем подкожный жир, который зачастую выглядит дряблым и текучим. Его огромным недостатком является тот факт, что организм неохотно окисляет его. Употребление омега жиров в адекватном количестве позволяет частично заменить подкожно жировую ткань. Грубо говоря, организм старается тратить прежде накопленные запасы, и заменить их омега-жирами. Также известно, что адекватное поступление ЭПК и ДГК способствует сужению жировых клеток примерно на 10-15%.

Однако все вышесказанное справедливо только при регулярном употреблении соответствующих жиров и только при наличии физической нагрузки. Стоит отметить, что у омега-жиров есть одно примечательное свойство: они могут дополнять собой другие молекулы липидов. Представьте простую аналогию с геометрическими фигурами. Допустим, организм может окислять только распознанные жировые молекулы определенной формы, например – это квадраты. Подкожный жир, накопленный из-за употребления «быстрых» углеводов или транс-жиров, не обладает стандартной квадратной формой, вследствие чего организму сложно распознать эти молекулы, и как следствие утилизировать их.

Омега жиры связываются с такими молекулами, тем самым дополняя их до полных квадратов. В итоге организм может распознать их и потратить на те, или иные метаболические процессы. Именно так происходит липолиз благодаря омега-жирам. Увы, знает это далеко не каждый. 

Дислипидемии: липиды и липопротеины, метаболизм и участие в атерогенезе | Доборджгинидзе Л.М., Грацианский Н.А.

Центр атеросклероза НИИ физико-химической медицины Минздрава РФ, Москва

Русский Медицинский Журнал начинает серию публикаций по проблеме атеросклероза и связанных с ним осложнений

Среди множества факторов, ассоциирующихся с ИБС, наиболее строго с риском коронарных событий связаны следующие: нарушение липидного обмена, артериальная гипертония, курение и сахарный диабет. Многочисленные экспериментальные, клинические и эпидемиологические данные убедительно свидетельствуют о ключевой роли дислипидемии в патогенезе атеросклероза и его клинических проявлений. В популяциях с относительно низким уровнем общего холестерина (ХС) и ХС липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), таких как Китай и Япония, распространенность ИБС остается низкой, несмотря на высокое распространение курения и артериальной гипертонии. В Фремингемском исследовании длительное наблюдение за лицами без ИБС и новообразований показало, что уровень общего ХС прямо связан с общей и сердечно-сосудистой смертностью у мужчин и женщин моложе 50 лет [1].

Стратегия первичной и вторичной профилактики ИБС основывается на результатах крупных клинических исследований, которые показали, что снижение общего ХС и ХС ЛПНП приводит к достоверному снижению риска возникновения ИБС и общей смертности [2]. Знание метаболизма липидов и липопротеинов в норме позволяет лучше представлять механизмы тех нарушений, которые лежат в основе наиболее часто встречающихся дислипидемий, и более целенаправленно проводить коррекцию этих нарушений.

Что такое липиды и липопротеины?

К липидам (жироподобным веществам) крови относятся ХС, триглицериды и фосфолипиды. Около 700–1000 мг ХС синтезируется в организме и примерно 300–500 мг поступает с пищей [3]. Синтез ХС осуществляется в клетках почти всех органов и тканей, однако в значительных количествах он образуется в печени – 80%, в стенке тонкой кишки – 10% и коже – 5%. ХС – обязательная составная часть мембран клеток человека, используется для образования кортикоидных и половых гормонов, желчных кислот и витамина D.

В крови липиды циркулируют в составе липопротеинов – липидно-белковых комплексов. Все липопротеины имеют одинаковую структуру: состоят из гидрофобного ядра, в котором находятся эфиры ХС и триглицериды, и гидрофильной поверхностной части, представленной фосфолипидами, свободным ХС и специфическими белками – апопротеинами (табл. 1). Липопротеины различаются по содержанию липидов, плотностью при ультрацентрифугировании, подвижностью при электрофорезе и апопротеинами. Липопротеины делятся на классы в зависимости от плотности. Основные липопротеины плазмы: хиломикроны, липопротеины очень низкой, промежуточной, низкой и высокой плотности.

Метаболизм липопротеинов

Хиломикроны – самые крупные липопротеиновые частицы. Хиломикроны богаты триглицеридами, содержат апопротеин В-48 в качестве главного структурного белка и транспортируют экзогенные (пищевые) жиры и ХС из кишечника в печень и периферические ткани. Они образуются в эндоплазматическом ретикулуме кишечника, секретируются в лимфу и затем через грудной проток попадают в кровь. Период полужизни хиломикронов составляет 5–20 мин. Плазма крови здоровых людей, при взятии крови натощак, практически не содержит хиломикронов.

Хиломикроны

После секреции хиломикроны получают апопротеины Е, С-I, C-II и C-III от липопротеинов высокой плотности (ЛПВП). В кровотоке под действием фермента липопротеинлипазы, связанной с протеогликанами эндотелиальных клеток и активируемой с помощью апопротеина C-II, происходит гидролиз триглицеридов в составе хиломикронов. При этом хиломикроны подвергаются ремоделированию с образованием остатков (ремнант), которые имеют плотность липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП), и затем – липопротеинов промежуточной плотности [4]. Ремнанты хиломикронов, содержащие апопротеин В-48 и обогащенные апопротеином Е, захватываются гепатоцитами с помощью рецепторов, имеющих высокое сродство с апопротеином Е.

Параллельно печень секретирует богатые триглицеридами ЛПОНП, содержащие на поверхности молекулу апопротеина В-100 [5]. В пробах крови, взятых натощак, на долю ЛПОНП приходится около 10–15% общего ХС и практические все триглицериды крови. Апопротеин В-100, синтезируемый в печени, является составной частью не только ЛПОНП, но и липопротеинов промежуточной плотности и ЛПНП, поэтому их относят к содержащим апопротеин В липопротеинам крови.

ЛПОНП являются транспортной формой эндогенных триглицеридов, на долю которых приходится около 50–70% массы частицы [3]. Если апопротеин В-100 – интегральная часть ЛПОНП, то апопротеины Е, С-I, C-II и C-III поступают к частицам ЛПОНП уже в кровотоке от ЛПВП. Печень может секретировать как крупные, так и мелкие ЛП, богатые триглицеридами, с плотностью от липопротеинов промежуточной плотности до ЛПОНП [4].

Примерно половина секретированных ЛПОНП обратно захватывается печенью [6]. Другая половина ЛПОНП после гидролиза триглицеридов в составе этих частиц под действием фермента липопротеинлипазы преобразуется в липопротеины промежуточной плотности. Липопротеины промежуточной плотности, содержащие апопротеин Е, так же как и частицы ЛПОНП, имеют два пути метаболизма [6]. Одна их часть удаляется из кровотока печенью с помощью рецепторов к ЛПНП. Другая же часть липопротеинов промежуточной плотности подвергается воздействию печеночной липазы, что ведет к гидролизу оставшихся триглицеридов с образованием ЛПНП. В процессе образования ЛПНП большая часть апопротеинов Е, С-I, C-II и C-III покидает ремнанты ЛПОНП и вновь ассоциируются с ЛПВП.

Конечный продукт этого метаболического каскада – ЛПНП, основной переносчик эндогенного ХС в крови (транспортирует около 70% общего ХС плазмы). Его липидное ядро почти полностью состоит из эфиров ХС. Одна молекула апопротеина В-100 на поверхности ЛПНП обеспечивает распознавание, связывание и удаление около 75% частиц ЛПНП из циркуляции с помощью апо В/Е-рецепторов печени и периферических клеток. Около 3/4 ЛПНП удаляется печенью, а остальная часть – внепеченочными тканями [6].

Период полужизни ЛПНП в крови – 2,5 дня. ЛПНП имеют два потенциальных метаболических исхода. Первый путь метаболизма – связывание с апо В/Е-рецепторами печени, клеток надпочечников и периферических клеток, включая гладкомышечные клетки и фибробласты. В норме рецептор-опосредованным путем удаляется около 75% ЛПНП из циркуляции. После проникновения в клетку частицы ЛПНП подвергаются деградации с высвобождением свободного ХС, который выполняет регуляторную роль в метаболизме ХС – при избытке внутриклеточного ХС, через взаимодействие с геном рецептора ЛПНП, подавляет синтез рецепторов к ЛПНП [5]. И наоборот, при низком уровне внутриклеточного ХС синтез рецепторов к ЛПНП возрастает.

Альтернативный путь катаболизма частиц ЛПНП – окисление. Перекисно-модифицированные ЛПНП, образовавшиеся в результате воздействия эндотелиальных клеток, гладкомышечных клеток или моноцитов/макрофагов слабо распознаются апо В/Е-рецепторами, но быстро распознаются и захватываются так называемыми скэвенджер (в переводе с англ. scavenger – мусорщик) -рецепторами макрофагов [3]. Этот путь катаболизма ЛПНП в отличие от рецептор-зависимого пути, не подавляется при увеличении количества внутриклеточного ХС. Продолжение этого процесса приводит к превращению макрофагов в переполненные эфирами ХС пенистые клетки – компоненты жировых пятен. Последние являются предшественниками атеросклеротической бляшки.

Замедление удаления ЛПНП из кровотока, отмечаемое у больных с семейной гиперхолестеринемией и сопровождаемое резким увеличением концентрации общего ХС и ХС ЛПНП, вызвано дефицитом специфичных рецепторов, которые распознают апопротеин В в составе ЛПНП. За это открытие ученые J.L. Goldstein и M.S. Brown в 1985 г. были удостоены Нобелевской премии в области физиологии и медицины.

ЛПВП – самые мелкие липопротеиновые частицы. На их долю приходится 20–30% общего ХС крови, но из всех липопротеинов именно эти частицы содержат наибольшее количество фосфолипидов и белка. ЛПВП образуются в печени и кишечнике в виде незрелых дисковидных частиц, состоящих из фосфолипидов, апопротеинов семейства А (А-I и А-II) и ХС. Еще один источник ЛПВП – это преобразование липопротеинов и апопротеинов в процессе метаболизма и ремоделирование богатых триглицеридами частиц – хиломикронов и ЛПОНП.

Основная функция ЛПВП в обмене липопротеинов – обеспечение обратного транспорта ХС. Обратный транспорт ХС – позитивный процесс, с помощью которого ХС возвращается из периферических тканей в печень для дальнейшего катаболизма. По современным представлениям, незрелые частицы ЛПВП – хорошие акцепторы свободного ХС [4]. Свободный ХС на поверхности ЛПВП эстерифицируется с образованием эфиров ХС. В роли катализатора эстерификации свободного ХС выступает фермент лецитин-холестерин-ацетилтрансфераза, а в качестве кофактора – апопротеин А-1, структурный белок ЛПВП. Образованные эфиры ХС перемещаются с поверхности частиц ЛПВП в гидрофобное ядро, освобождая таким образом дополнительную поверхность для свободного ХС. По мере накопления в ядре эфиров ХС, дисковидные частицы ЛПВП преобразуются в сферические, богатые холестерином ЛПВП. Эфиры ХС из ЛПВП и содержащих апопротеин В липопротеинов захватываются гепатоцитами через рецептор-опосредованный эндоцитоз или с помощью скэвенджер-рецепторов [4].

За сутки в организме человека окисляется около 500 мг ХС в желчные кислоты, примерно такое же количество выделяется с фекалиями и около 100 г – с кожным жиром. Свободный, неэстерифицированный ХС содержится в мембранах клеток. Мозг, желчь и эритроциты содержат только свободный ХС, скелетная мышца и надпочечники – и свободный, и эстерифицированный ХС [3].

Атерогенные и неатерогенные липопротеины

Липопротеины различаются и по участию в атерогенезе. Атерогенность липопротеинов частично зависит от размера частиц. Самые мелкие липопротеины, такие как ЛПВП, легко проникают в стенку сосуда, но также легко ее покидают, не вызывая атеросклероз. Богатые триглицеридами частицы – хиломикроны и крупные ЛПОНП, как полагают, не атерогенны, но их избыток может вызвать острый панкреатит. Что касается остатков липолиза богатых триглицеридами липопротеинов – ремнант хиломикронов и липопротеинов промежуточной плотности, то они считаются атерогенными. ЛПНП, липопротеины промежуточной плотности и мелкие ЛПОНП достаточно малы, чтобы проникать в стенку сосуда, и в случае химической модификации (вследствие окисления) легко задерживаются в сосудистой стенке.

ЛПНП

ЛПНП – наиболее атерогенные липопротеины крови. Строгая, независимая прямая связь между уровнем ХС ЛПНП и риском ИБС четко установлена как у мужчин, так и у женщин, у лиц без признаков ИБС и больных ИБС. По расчетам, увеличение концентрации ХС ЛПНП на 1% может привести к увеличению риска ИБС на 2–3 %.

Наиболее яркий пример связи уровня ХС ЛПНП с атеросклерозом и ИБС – семейная гиперхолестеринемия. Содержание ХС ЛПНП при гетерозиготной семейной гиперхолестеринемии повышено до 7–10 ммоль/л (270– 390 мг/дл), а при гомозиготной семейной гиперхолестеринемии уровень ХС ЛПНП может достигать крайне высоких значений – 12–31 ммоль/л (465–1200 мг/дл). В случае семейной гиперхолестеринемии, особенно гомозиготного характера, преждевременная ИБС возникает даже при отсутствии других факторов риска.

Клинические исследования со статинами (общее число включенных – более 30 000 человек, убедительно продемонстрировали, что снижение ХС ЛПНП ассоциируется с достоверным снижением таких осложнений, как кардиальные события (новый инфаркт миокарда и/или смерть от ИБС) и общая смертность. Согласно современным рекомендациям снижение концентрации ХС ЛПНП – стратегическая цель профилактики ИБС и основная задача диетического и медикаментозного вмешательства при дислипидемии.

Прямое определение концентрации ЛПНП в крови – дорогостоящая и трудоемкая задача. В большинстве случаев определяют содержание общего ХС, триглицеридов и части ХС, транспортируемой ЛПВП, а концентрацию ХС ЛПНП рассчитывают по формуле Friedwald [7]:

 

ХС ЛПНП, ммоль/л=Общий ХС – ХС ЛПВП – (0,45 х триглицериды)

ХС ЛПНП, мг/дл=Общий ХС – ХС ЛПВП – (0,2 х триглицериды)

 

Расчет ХС ЛПНП по формуле Friedwald правомерен в случае, когда концентрация триглицеридов менее 5 ммоль/л (450 мг/дл) [2].

Помимо уровня ХС ЛПНП, на риск возникновения ИБС влияет и размер частиц ЛПНП. Триглицериды из ЛПОНП и хиломикронов могут быть перенесены к ЛПНП под действием белка, переносящего эфиры ХС (липид-переносящий белок). Гидролиз триглицеридов в составе этих частиц под воздействием печеночной липазы приводит к образованию ЛПНП частиц, которые отличаются более высоким содержанием апопротеина В и более низким, чем обычно, содержанием ХС, меньшими размерами и большей плотностью, чем нормальные ЛПНП [4].

По данным проспективных исследований, у людей, у которых в крови преобладают мелкие, плотные частицы ЛПНП (фенотип В), риск ИБС более чем в 3 раза выше, независимо от уровня ХС ЛПНП [8]. Этот тип липидных нарушений часто сочетается с гипертриглицеридемией, сниженным уровнем ХС ЛПВП, повышением артериального давления, абдоминальным ожирением, нарушением чувствительности периферических тканей к инсулину (резистентность к инсулину), нарушенной функцией эндотелия и повышенной склонностью к тромбозу [9,10].

Механизм высокой атерогенности мелких плотных частиц ЛПНП остается до конца не выясненным. По сравнению с крупными и плавучими частицами ЛПНП фенотипа А в мелких плотных частицах ЛПНП содержание сиаловой кислоты снижено, что может увеличить их способность связываться с протеогликанами на поверхности артериальной стенки. Атерогенность частиц ЛПНП фенотипа В связывают с низкой связывающей способностью к B/E-рецепторам, длительным периодом их полужизни в плазме, повышением синтеза тромбоксана. В экспериментах in vitro показано, что мелкие плотные ЛПНП больше подвержены перекисному окислению [11]. Однако установлено, что от 33 до 50% вариабельности размеров и плотности частиц ЛПНП определяется генетическими факторами, что указывает на важность модифицируемых факторов для коррекции этих нарушений [12].

Триглицериды

Все липопротеины содержат триглицериды, но в разных количествах. Наиболее богатые триглицеридами хиломикроны, синтезируемые слизистой тонкого кишечника, и ЛПОНП, синтезируемые в печени. ЛПОНП в норме переносят основную часть триглицеридов и очень быстро метаболизируются (период полужизни менее 1 ч) в отличие от ЛПВП, период полужизни которых составляет несколько дней. ЛПОНП и ЛПВП метаболически тесно связаны, и концентрация ХС ЛПВП снижена, когда содержание ЛПОНП повышено. Некоторые исследователи полагают, что ЛПВП-индикатор, отражение того, что происходит с ЛПОНП [2]. Концентрация триглицеридов значительно варьирует в зависимости от приема пищи и алкоголя.

Единое мнение об истинном значении триглицеридов в отношении увеличения риска ИБС пока отсутствует. При одномерном анализе большинства проспективных исследований уровень триглицеридов до 5 ммоль/л (450 мг/дл) предсказывает риск ИБС, особенно у женщин. Так, в Фрамингемском исследовании риск ИБС был тем выше, чем выше была концентрация триглицеридов [13]. Но когда вводится поправка на другие факторы риска, особенно ЛПВП, независимый эффект триглицеридов исчезает или значительно ослабевает. Однако в последнее время стали появляться факты, свидетельствующие о независимой связи концентрации триглицеридов с риском ИБС. Недавно опубликованы данные исследования Copenhagen Male Study, охватывающего 2906 мужчин в возрасте 52–74 года без ИБС [14]. За 8 лет наблюдения первый инфаркт миокарда возник у 229 из них и риск возникновения ИБС возрастал по мере увеличения исходной концентрации триглицеридов. Метаанализ клинических исследований с общим числом обследованных 46 413 мужчин и 10 864 женщин, проведенный Hokanson и Austin, показал, что триглицериды являются независимым фактором риска ИБС даже после поправки на ХС ЛПВП [15].

Одна из главных причин, затрудняющих оценку высокого уровня триглицеридов как независимого фактора ИБС – это гетерогенность липопротеинов, богатых триглицеридами, содержащих апопротеин В. По мнению Brewer (1999), также как существует “хороший и плохой” ХС (ХС ЛПВП и ХС ЛПНП), есть два вида гипертриглицеридемии [4]. Некоторые случаи гипертриглицеридемии ассоциируются с высоким риском ИБС, а другие – нет. Например, выраженная гипертриглицеридемия может быть за счет хиломикронов и крупных частиц ЛПОНП, однако они слишком крупные и не могут проникнуть в стенку сосуда. Синдром семейной хиломикронемии, в основе которого лежит дефицит либо липопротеинлипазы – фермента, ответственного за гидролиз триглицеридов, либо апопротеина С-II (кофактора фермента липопротеинлипазы), ассоциируется с низким риском ИБС, но повышенной вероятностью развития острого панкреатита. Также с низким риском ИБС ассоциируется гипертриглицеридемия, вызванная злоупотреблением алкоголя, приемом эстрогенов и некоторыми семейными формами гипертриглицеридемии. В отличие от крупных частиц ЛПОНП мелкие формы ЛПОНП, так же как и липопротеины промежуточной плотности, – атерогенны, и лица с гипертриглицеридемией за счет высокой концентрации мелких ЛПОНП и липопротеинов промежуточной плотности имеют высокий риск ИБС.

При уровне триглицеридов более 180 мг/дл у пациента следует исключить наличие метаболического синдрома, который ассоциируется с высоким риском развития ИБС. Этот синдром характеризуется инсулиновой резистентностью (нарушением чувствительности периферических тканей, в первую очередь скелетной мускулатуры, к действию инсулина), артериальной гипертонией и гиперкоагуляцией, вызванной повышенным уровнем активности ингибитора тканевого активатора плазминогена I типа, VII фактора и увеличением содержания фибриногена. У пациентов с этим синдромом повышено содержание мочевой кислоты и количество мелких плотных частиц ЛПНП фенотипа В. Еще одним важным составляющим этого синдрома является абдоминальный тип распределения подкожной жировой клетчатки (“абдоминальное ожирение”), о наличии которого указывает величина обхвата талии, превышающая 102 см у мужчин и 88 см у женщин [16].

Недавно были опубликованы результаты исследования, в котором изучали уровень инсулина, размер частиц ЛПНП, а также тип регионального распределения подкожной жировой клетчатки с помощью антропометрии и компьютерной томографии у 165 практически здоровых мужчин. Оказалось, что более 80% мужчин с обхватом талии более 90 см и уровнем триглицеридов более 2 ммоль/л – 180 мг/дл имеют метаболическую триаду: гиперинсулинемию, увеличение концентрации апопротеина В и преобладание мелких плотных частиц ЛПНП [17]. Авторы полагают, что сочетание гипертриглицеридемии (триглицериды более 2 ммоль/л – 180 мг/дл) и абдоминального типа распределения подкожной жировой клетчатки (обхват талии более 90 см) – так называемая гипертриглицеридемическая талия является маркером метаболического синдрома со всеми характерными для этого состояния проявлениями.

ЛПВП

Тесная обратная связь между уровнем ХС ЛПВП и риском ИБС обнаружена у мужчин и женщин, у лиц без клинических проявлений атеросклероза и больных ИБС.

ЛПВП препятствуют развитию ИБС, способствуя обратному переносу избытка ХС из периферических клеток в печень для дальнейшей экскреции. В экспериментах с животными было показано, что рост концентрации ЛПВП с помощью увеличения синтеза апопротеина А-1 предотвращает развитие индуцированного диетой атеросклероза. По популяционным данным, увеличение концентрации ХС ЛПВП на 1 мг/дл ассоциируется со снижением относительного риска ИБС на 2–3% [18]. В то же время при редкой наследственной патологии – болезни Танжера – крайне низкий уровень ХС ЛПВП не сопровождается увеличенной вероятностью ИБС, а очень высокий уровень ХС ЛПВП при дефиците белка, переносящего эфиры ХС, ассоциируется с высоким риском возникновения ИБС.

Механизм обратной взаимосвязи между ХС ЛПВП и ИБС не вполне ясен. ХС ЛПВП обычно снижен, когда уровень триглицеридов высок, и допускается вероятность того, что концентрация ХС ЛПВП – это лишь реципроктное отражение уровня атерогенных ЛП, таких как ЛПОНП. Не исключается, однако, возможность и прямого защитного действия ЛПВП на артериальную стенку с помощью транспорта ХС из артериальной стенки в печень или ингибирования окисления ЛПНП. Еще одна гипотеза заключается в том, что низкий ХС ЛПВП лишь идентифицирует лиц с атерогенным образом жизни, поскольку ХС ЛПВП снижен при курении, ожирении и низкой физической активности.

Отрицательный совокупный эффект различных липидов и липопротеинов плазмы очень важен, так как сочетание гипертриглицеридемии с низким ХС ЛПВП и отношением общий ХС/ХС ЛПВП>5 связан особенно с высоким риском ИБС. Так, например, группа мужчин и женщин – участников Фрамингемского исследования с уровнем триглицеридов >150 мг/дл и уровнем ХС ЛПВП<50 мг/дл имела самую высокую частоту возникновения ИБС и ее нельзя было идентифицировать по уровню ХС ЛПНП, который в этой группе был в пределах 120–125 мг/дл [19].

Первичные и вторичные дислипидемии

При дислипидемии концентрация липидов и липопротеинов крови выходит за пределы нормы вследствие наследственных или приобретенных состояний, при которых нарушается их образование, разрушение или удаление из циркуляции. Дислипидемии классифицируются в зависимости от того, уровень каких именно липидов и липопротеинов выходит за пределы нормы.

Одна из первых классификаций гиперлипидемий принадлежит Фредриксону (1967) [20], который, скомбинировав результаты нескольких методов разделения липопротеинов: электрофореза на бумаге, преципитации с гепаринсульфатом и препаративного ультрацентрифугирования, предложил выделять 5 фенотипов гиперлипидемий (табл. 2). К ее недостаткам следует отнести то, что она не разделяет первичные и вторичные дислипидемии, не учитывает уровень ХС ЛПВП и генетические дефекты, лежащие в основе многих нарушений липидного обмена.

Первичные дислипидемии, характеризующиеся гиперхолестеринемией

Многие фенотипы гиперлипидемий генетически детерминированы. Вклад наследственных факторов в вариабельность ЛПНП составляет около 50%. Причиной высокого уровня общего ХС часто является семейная гиперхолестеринемия – моногенное нарушение, вызванное мутацией гена ЛПНП-рецепторов. Частота гетерозиготных форм этого нарушения в большинстве популяций составляет 1 на 500. Обычно от каждого родителя наследуется один ген рецептора ЛПНП. При гетерозиготной форме семейной гиперхолестеринемии у больного имеется только один нормальный ген рецептора ЛПНП, уровень ХС ЛПНП превышает 200 мг/дл, общего ХС плазмы – 300 мг/дл, встречаются ксантомы сухожилий, липоидная дуга роговицы и преждевременно развивается ИБС. На долю гетерозиготной семейной гиперхолестеринемии приходится до 2–5% всех случаев ИБС у лиц в возрасте до 60 лет.

Редко, в одном случае на миллион встречаются лица, наследующие оба ненормальных гена рецептора ЛПНП, и они, следовательно, являются гомозиготными по признаку семейной гиперхолестеринемии. Уровень ХС у таких больных колеблется в пределах 15,5– 25,9 ммоль/л (600–1000 мг/дл), у них наблюдаются плоские и эруптивные ксантомы сухожилий. Тяжелая и подчас летальная форма коронарной недостаточности развивается уже к 13-19 годам.

Еще одним примером моногенных дислипидемий является семейный дефект апопротеина В (familial defective apo B), вызванный мутацией гена апопротеина В, встречается с частотой 1:500 и тоже сопровождается увеличением концентрации ХС и ХС ЛПНП и высоким риском развития ИБС. Высокие уровни ХС и ХС ЛПНП у пациента с семейным анамнезом преждевременной ИБС должны насторожить относительно наличия семейной гиперхолестеринемии, они являются показанием для исследования концентрации липидов и липопротеинов у близких родственников (родители, дети, братья и сестры).

Наиболее частой причиной изолированной гиперхолестеринемии (IIa тип гиперлипидемии) является полигенная гиперхолестеринемия. Концентрация общего ХС и ХС ЛПНП при полигенной семейной гиперхолестеринемии меньше, чем при гетерозиготной семейной гиперхолестеринемии: у больного отсутствуют ксантомы сухожилий, но преждевременное возникновение ИБС -характерное явление.

Семейная комбинированная гиперлипидемия может проявится в виде IIб или IV типа гиперлипидемии. Ключевым нарушением является увеличение синтеза апопротеина В-100 печенью, что в свою очередь сопровождается увеличением количества богатых триглицеридами липопротеинов в плазме. При IIб типе содержание общего ХС достигает 250–350 мг/дл, при IV типе – отмечается умеренная гипертриглицеридемия, но может быть и существенный рост концентрации триглицеридов. Встречается в популяции с частотой 1 на 100. У больных отсутствуют ксантомы сухожилий, а ИБС возникает в зрелом возрасте.

Первичные дислипидемии с гипертриглицеридемией

Семейная хиломикронемия – редкая наследственная патология, которая характеризуется присутствием хиломикронов в плазме крови, взятой натощак (V тип гиперлипидемии). Содержание триглицеридов в крови резко увеличено, концентрация ХС нормальная или слегка повышена. В основе лежит обусловленное генетическими нарушениями снижение активности фермента липопротеинлипазы или его кофактора апопротеина С-II. Больных беспокоят боли в животе, присутствуют эруптивные ксантомы, развивается сопутствующий панкреатит, но риск ИБС не увеличивается.

Дисбеталипопротеинемия, или III тип гиперлипидемии, характеризуется увеличением количества липопротеинов промежуточной плотности, что проявляется гиперхолестеринемией, гипертриглицеридемией и высокой вероятностью раннего развития ИБС. Встречается с частотой 1 на 5000. В основе дисбеталипопротеинемии лежит полиморфизм гена апопротеина Е. Нормальный фенотип апопротеина Е обозначается как Е-3, а III тип гиперлипидемии вызван наличием изоформы апопротеина Е-2, который эффективно не связывается с апо В/Е-рецепторами клеток и рецепторами к ремнантам, что ведет к нарушению удаления липопротеинов промежуточной плотности и их накапливанию. Липопротеины промежуточной плотности при дисбеталипопротеинемии обладают бета-подвижностью при электрофорезе, обогащены эфирами ХС, захватываются макрофагами, и поскольку этот путь катаболизма не регулируется по механизму обратной связи уровнем внутриклеточного ХС, приводит к превращению макрофагов в пенистые клетки.

Дисбеталипопротеинемия наиболее часто проявляется у гомозигот по апопротеину Е-2. Диагностируется дисбеталипопротеинемия с помощью выявления изоформы апопротеина Е, но величина отношения ХС ЛПОНП/триглицериды плазмы более 0,3 подтверждает диагноз дисбеталипопротеинемии.

Еще одним типом семейной гипертриглицеридемии является семейная эндогенная гипертриглицеридемия (IV тип гиперлипидемии), для которой характерно увеличение содержания в плазме ЛПОНП. Уровень триглицеридов находится в пределах 200-500 мг/дл, концентрация ХС ЛПВП снижена, общего ХС – в норме или умеренно повышена, встречается с частотой 1 на 300 и в ряде случаев приводит к раннему возникновению ИБС.

Вторичные дислипидемии

Наиболее частыми причинами вторичных дислипидемий являются диабет, нефротический синдром, хроническая почечная недостаточность и гипотиреоидные состояния.

Показано, что около 20% больных ИБС страдают сахарным диабетом, но частота ИБС среди диабетиков существенно выше. Атеросклероз – основное осложнение диабета, а ИБС – главная причина заболеваемости и смертности больных с диабетом. Нарушение липидного обмена у больных диабетом, особенно диабетом II типа, характеризуется особым липидным профилем, обозначаемым как “липидная триада” или “диабетическая дислипидемия”:

• гипертриглицеридемией;

• низким уровнем ХС ЛПВП;

• увеличением количества мелких частиц ЛПНП фенотипа В. Именно преобладание в крови мелких, плотных частиц ЛПНП, которые больше, чем более крупные частицы ЛПНП, подвержены окислению и гликолизированию и способствуют развитию дисфункции эндотелия, считается одной из причин повышенного риска ИБС у больных диабетом.

При любом уровне отдельных факторов риска и при любых сочетаниях факторов риска общий риск ИБС у больных с диабетом существенно выше, чем у таких же лиц без диабета. Показано, что смертность от сердечно-сосудистых заболеваний у больных диабетом типа II в 3 раза выше, чем в общей популяции. У этой категории больных также хуже исходы хирургических процедур по восстановлению коронарного кровотока. Американская ассоциация диабета больных с диабетом, но без клинических проявлений коронарного атеросклероза по степени риска возникновения сердечно-сосудистых осложнений приравнивает к больным с установленной ИБС, а в качестве целевого предлагает уровень ХС ЛПНП< 2,6 ммоль/л (100 мг/дл).

Основным проявлением дислипидемии при нефротическом синдроме является гиперхолестеринемия, в то время как хроническая почечная недостаточность характеризуется гипертриглицеридемией. Гипотиреоз чаще сопровождается гиперхолестеринемией, но гипертриглицеридемия также нередкое явление. Для исключения вторичных дислипидемий требуется как клиническая оценка больного, так и исследования ряда показателей, в том числе: тиреоидных гормонов, трансаминаз, гамма-глутарил трансферазы, альбумина, креатинина, гликолизированного гемоглобина, исследование количества эритроцитов, наличия сахара и белка в моче.

 

 


Литература

1. Anderson KM, Castelly WP and Levy D. Cholesterol and mortality: 30 years of follow-up from the Framingham study. JAMA 1987; 257: 2176.

2. Prevention of Coronary Heart Disease in Clinical Practice. Recommendations of the Second Joint Task Force of the European and other Societies on Coronary Prevention. Eur Heart J 1998; 19: 1434–503.

3. Климов НА, Никульчева НГ. Липиды, липопротеиды и атеросклероз.1995, СПб, “Питер”, 89–199.

4. Brewer HB. Hypertriglyceridemia: changes in the plasma lipoproteins, associated with an increased risk of cardiovascular disease. Am J Cardiol 1999; 83: 3–12.

5. Beisiegel U. Lipoprotein metabolism. Eur Hert J 1998; 19 (Suppl A): A20–A23.

6. Grundy SM and Vega G. Causes of high blood cholesterol. Circulation 1990; 81: 412–27.

7. Friedwald WT, Levy RI, Fredrickson DS. Estimation of the concentration of low-density lipoprotein cholesterol in plasma, without usef the preparative ultracentrifuge. Clin Chem 1972; 18: 499–502.

8. Austin MA, Breslow JL, Hennekens CH et al. Low-density lipoprotein subclass pattern and risk of miocardial infarction. JAMA 1988; 260: 1917.

9. Reaven GM. Chen Y-DL. Jeppesen J et el Insulin resistance and hypertriglyceridemia in an individuals with smal, dense low density lipoprotin particles.J Clin Invest 1993; 92: 141.

10. Chapman MJ, Guerin M and Bruckert E. Atherogenic, dense low-density lipoproteins: pathophisiology and new therapeutic approaches. Eur Heart J 1989; 19 (Suppl A): A24–A30.

11. Dejager S, Bruckert E and Chapman MJ. Dense low density lipoprotein subspecies with diminished oxidative resistance predominate in combined hyperlipidemia. J Lipid Res 1993; 349: 295.

12. Austin M.A.: Genetic epidemiology of low-density lipoprotein subclass phenotypes. Ann. Med., 1992; 24: 477.

13. Castelli WP, Abbott RD, McNamara PM. Summary estimates of cholesterol used to predict coronary heart disease. Circulation 1983; 67: 730–4.

14. Jeppesen J, Hein HO, Suadicany P, Geintellberg F. Triglycerides concentration and ischaemic heart disease: an eight-year follow-up in the Copenhagen Male Study. Circulation 1998; 97: 1029–36.

15. Austin MA, Hokanson JE, Edvards KL. Hypertriglyceridemia as a cardiovascular risk factor. Am J Cardiol 1998; 81: 7B–12B.

16. Grundy S Hypertriglyceridemia, insulin resistance and the metabolic syndrome. Am J Cardiol 1999; 83 (9B): 25F–29F.

17. Lemieux I, Pascot A, Couillard C et al. Hypertriglyceridemic waist: a marker of the atherogenic metabolic triad (hypertriglyceridemia, hyper apo B, small, dense LDL)? 72nd Scientific sessions of American Heart Association. 1999; 4223.

18. Gordon DJ High-density lipoprotein cholesterol and cardiovascular disease. Four prospective American studies. Circulation 1989; 79: 8–15.

19. Castelly W. Cholesterol and lipids in the risk of coronary artery disease: the Framingham Heart Study. Can J Cardol 1988; 4 (Suppl A): 5A–10A.

20. The ILIB Lipid Handbook for clinician Practice: Blood Lipids and Coronary Heart Disease. Houston, International Lipid Information Bureau, 1995; 29.

Приложения к статье

Просмотреть [ t269.gif ]

Исходя из метаболизма ЛПНП, различают три основных причины повышения уровня ХС ЛПНП:

• Избыточный синтез

• Перегрузка частиц ЛПНП эфирами ХС

• Нарушение их удаления


Увеличение концентрации ХС ЛПНП на 1% приводит к повышению риска ИБС на 2–3 %

Снижение концентрации холестерина ЛПНП – стратегическая цель профилактики ИБС

Причиной высокого уровня общего ХС часто является семейная гиперхолестеринемия

.

Биохимические исследования

Биохимические исследования – обширный раздел лабораторных исследований, включающий определение содержания различных органических и неорганических веществ, образующихся в результате биохимических  реакций, а также измерение активности ферментов в сыворотке, плазме, крови, моче, ликворе и других биологических жидкостях.

Биохимические анализы отражают  функциональное состояние различных органов и систем, дают представление о состоянии обмена веществ.

Биохимические маркеры в зависимости от того, какой вид обмена  они характеризуют, делят на следующие группы:

  • Маркеры белкового обмена — общий белок и белковые фракции: альбумин, ?-глобулины классов IgA, IgM, IgG
  • Маркеры углеводного обмена – глюкоза сыворотки крови и мочи, глюкоза крови методом непрерывного мониторирования, гликозилированный гемоглобин
  • Маркеры липидного обмена —  холестерин, триглицериды, липидограмма (ЛПВП, ЛПОНП, ЛПНП), коэффициент атерогенности

Также выделяют группы биохимических тестов, необходимых  для диагностики нарушений функционирования того или иного органа:

  • Показатели функции печени и желчевыводящих путей  — билирубин (общий, прямой, непрямой), аминотрансферазы (АлТ, АсТ), лактатдегидрогеназа (ЛДГ), гамма-глютамилтрансфераза (ГГТ), щелочная фосфатаза
  • Показатели функции почек – электролиты (натрий, калий, хлор), мочевина, креатинин, мочевая кислота в сыворотке крови и моче, клиренс креатинина (проба Реберга), белок, альбумин мочи
  • Показатели функции поджелудочной железы — ? — амилаза сыворотки крови и мочи, липаза сыворотки крови
  • Маркеры кардиопатологии — креатинкиназа общая (КФК), изофермент креатинкиназы (КФК-МВ), миоглобин, тропонин I, ЛДГ, АСТ
  • Диагностические маркеры анемий – железо сыворотки, общая железосвязывающая способность сыворотки (ОЖСС), трансферрин, коэффициент насыщения трансферрина железом, ферритин
  • Маркеры острой фазы воспаления —  прокальцитонин, С — реактивный белок (СРБ)
  • Маркеры остеопороза – щелочная фосфатаза, фосфор, кальций
  • Показатели водно-электролитного обмена — калий, кальций, натрий, магний, фосфор, хлориды в сыворотке крови и моче
  • Исследования кислотно-основного состояния, газового состава и метаболитов крови  — водородный показатель (рН), осмолярность, лактат, электролиты, бикарбонаты крови, общий диоксид углерода

Биохимические исследования выполняются на автоматическом биохимическом анализаторе.

Отделение лабораторной диагностики НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова оснащено самым современным оборудованием для исследований.

Оптимальное время для сдачи крови на исследование  утреннее, не ранее 8 часов после последнего приема пищи. За 3 дня до сдачи анализов желательно исключить употребление жирной пищи и алкоголя, а накануне исключить чрезмерные физические нагрузки. В день сдачи анализа не рекомендуется курение.

Готовность результатов исследований в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова в течение суток.

липидов | Определение, структура, примеры, функции, типы и факты

Липид , любое из разнообразных групп органических соединений, включая жиры, масла, гормоны и определенные компоненты мембран, которые сгруппированы вместе, поскольку они не взаимодействуют в значительной степени с водой. Один тип липидов, триглицериды, в виде жира выделяется в жировых клетках, которые служат хранилищем энергии для организмов, а также обеспечивают теплоизоляцию. Некоторые липиды, такие как стероидные гормоны, служат химическими посредниками между клетками, тканями и органами, а другие передают сигналы между биохимическими системами внутри одной клетки.Мембраны клеток и органеллы (структуры внутри клеток) представляют собой микроскопически тонкие структуры, образованные из двух слоев молекул фосфолипидов. Мембраны служат для отделения отдельных клеток от окружающей их среды и для разделения внутренней части клетки на структуры, выполняющие особые функции. Эта функция разделения на части настолько важна, что мембраны и липиды, которые их образуют, должны были иметь важное значение для происхождения самой жизни.

липидная структура

Структура и свойства двух типичных липидов.И стеариновая кислота (жирная кислота), и фосфатидилхолин (фосфолипид) состоят из химических групп, которые образуют полярные «головы» и неполярные «хвосты». Полярные головки гидрофильны или растворимы в воде, тогда как неполярные хвосты гидрофобны или нерастворимы в воде. Молекулы липидов этого состава спонтанно образуют агрегатные структуры, такие как мицеллы и липидные бислои, с их гидрофильными концами, ориентированными в сторону водной среды, а их гидрофобные концы защищены от воды.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Популярные вопросы

Что такое липид?

Липид — это любое из различных органических соединений, не растворимых в воде. Они включают жиры, воски, масла, гормоны и определенные компоненты мембран и действуют как молекулы-аккумуляторы энергии и химические посланники. Вместе с белками и углеводами липиды являются одним из основных структурных компонентов живых клеток.

Почему липиды важны?

Липиды представляют собой разнообразную группу соединений и выполняют множество различных функций.На клеточном уровне фосфолипиды и холестерин являются одними из основных компонентов мембран, отделяющих клетку от окружающей среды. Гормоны на основе липидов, известные как стероидные гормоны, являются важными химическими посредниками и включают тестостерон и эстрогены. На уровне организма триглицериды, хранящиеся в жировых клетках, служат хранилищами энергии, а также обеспечивают теплоизоляцию.

Что такое липидные рафты?

Липидные рафты — это возможные области клеточной мембраны, которые содержат высокие концентрации холестерина и гликосфинголипидов.Существование липидных рафтов окончательно не установлено, хотя многие исследователи подозревают, что такие рафты действительно существуют и могут играть роль в текучести мембран, межклеточной коммуникации и заражении вирусами.

Вода — это биологическая среда, вещество, делающее жизнь возможной, и почти все молекулярные компоненты живых клеток, будь то животные, растения или микроорганизмы, растворимы в воде. Такие молекулы, как белки, нуклеиновые кислоты и углеводы, обладают сродством к воде и называются гидрофильными («водолюбивыми»).Липиды, однако, гидрофобны («боятся воды»). Некоторые липиды являются амфипатическими: часть их структуры гидрофильная, а другая часть, обычно большая часть, гидрофобная. Амфипатические липиды проявляют уникальное поведение в воде: они спонтанно образуют упорядоченные молекулярные агрегаты, гидрофильные концы которых находятся снаружи, в контакте с водой, а их гидрофобные части внутри, защищенные от воды. Это свойство является ключом к их роли как основных компонентов мембран клеток и органелл.

липид; oogonium

Микрофотография оогониума (яйцеклетки некоторых водорослей и грибов), полученная с помощью просвечивающего электронного микроскопа в искусственных цветах, демонстрирующая обилие липидных капель (желтый), ядра (зеленый), атипичного ядрышка (темно-синий) и митохондрий ( красный).

© Jlcalvo / Dreamstime.com

Хотя биологические липиды не являются крупными макромолекулярными полимерами (например, белками, нуклеиновыми кислотами и полисахаридами), многие из них образуются в результате химического связывания нескольких небольших составляющих молекул.Многие из этих молекулярных строительных блоков похожи или гомологичны по структуре. Гомологии позволяют разделить липиды на несколько основных групп: жирные кислоты, производные жирных кислот, холестерин и его производные и липопротеины. В этой статье рассматриваются основные группы и объясняется, как эти молекулы функционируют как молекулы-аккумуляторы, химические посредники и структурные компоненты клеток.

Жирные кислоты редко встречаются в природе в виде свободных молекул, но обычно находятся в составе многих сложных липидных молекул, таких как жиры (соединения, аккумулирующие энергию) и фосфолипиды (основные липидные компоненты клеточных мембран).В этом разделе описывается структура и физико-химические свойства жирных кислот. Он также объясняет, как живые организмы получают жирные кислоты как из своего рациона, так и в результате метаболического расщепления накопленных жиров.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Конструкция

Биологические жирные кислоты, члены класса соединений, известных как карбоновые кислоты, состоят из углеводородной цепи с одной концевой карбоксильной группой (COOH). Фрагмент карбоновой кислоты, не включающий гидроксильную (ОН) группу, называется ацильной группой. В физиологических условиях воды эта кислотная группа обычно теряет ион водорода (H + ) с образованием отрицательно заряженной карбоксилатной группы (COO ). Большинство биологических жирных кислот содержат четное число атомов углерода, потому что путь биосинтеза, общий для всех организмов, включает химическое соединение двухуглеродных единиц вместе (хотя в некоторых организмах действительно встречаются относительно небольшие количества нечетных жирных кислот).Хотя молекула в целом нерастворима в воде благодаря своей гидрофобной углеводородной цепи, отрицательно заряженный карбоксилат является гидрофильным. Эта обычная форма биологических липидов — та, которая содержит хорошо разделенные гидрофобные и гидрофильные части, — называется амфипатической.

Структурная формула стеариновой кислоты.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Помимо углеводородов с прямой цепью, жирные кислоты могут также содержать пары атомов углерода, связанных одной или несколькими двойными связями, метильными разветвлениями или трехуглеродным циклопропановым кольцом около центра углеродной цепи.

примеров липидов и их функции

Возможно, вы слышали о липидах раньше. Но какие они? Липид представляет собой жироподобную молекулу и является основным строительным блоком клеток животных. Липиды являются органическими, что означает, что они содержат атомы углерода и не растворяются в воде. Продолжайте читать, чтобы найти примеры различных типов липидов.

Примеры типов липидов

Многие типы липидов являются частью вашего повседневного рациона. Другие типы липидов образуются в вашем теле естественным образом.Независимо от того, как они туда попадают, липиды являются важной частью нашей жизни и нашего здоровья. Вот несколько примеров липидов, которые вы можете обнаружить в своем теле и где их можно найти в здоровом питании.

Жиры

Жиры составляют самую большую категорию липидов и также обозначаются терминами триацилглицерины , триглицериды и глицеролипиды . Есть несколько видов жиров. Некоторые из них могут быть вредными для здоровья в больших количествах, например, насыщенные жиры, в то время как других следует избегать вообще, например трансжиров. Однако продукты с жирами омега-3 могут снизить риск сердечного приступа.

Тип жира

Основная информация

Где найти

Насыщенные жиры

температура

Продукты животного происхождения (масло, мясо, сыр, молоко и т. д.)

Тропические масла (пальмовое масло, масло какао, кокосовое масло)

Ненасыщенные жиры (мононенасыщенные)

Жидкость при комнатной температуре

Растительные масла (оливковое, арахисовое, рапсовое масло)

Ненасыщенные жиры (полиненасыщенные)

Два типа жиров: -6 и Омега-3

Масла на растительной основе (Омега-6: подсолнечное, кунжутное, кукурузное, соевое и цветочные масла)

Морепродукты (Омега-3: моллюски, лосось, сельдь, сардины, анчоусы и форель)

Орехи и семена: (Омега-3: грецкие орехи, льняное семя, соя)

Трансжиры (транс-полиненасыщенные жирные кислоты)

Гидрогенизированные жиры делают продукты хрустящими

Готовые продукты (картофельные чипсы, крекеры, печенье)

Заправки и спреды (заправка для салатов

, маргарин

Стероиды

Многие липиды естественным образом встречаются в вашем организме в виде стероидных липидов . Хотя стероидные липиды кажутся отличными от других липидов, они также нерастворимы в воде. Вот несколько примеров стероидных липидов:

Тип стероида

Функция в организме

Холестерин

Помогает пищеварению90

Эстроген

Женский гормон

Тестостерон

Мужской гормон

Желчные соли 9000 Кишечник5

Липиды 9007 9007 9007 9007 9007

Липиды человека

Кортизол

Вырабатывается в ответ на стресс

Воски

Воски — еще один тип встречающихся в природе липидов.У них высокая температура плавления (40 градусов по Цельсию), что делает их полезными в качестве свечей или герметиков. Некоторые воски можно найти в организме человека, а другие производятся насекомыми, животными и растениями.

900h72

Beescom личинки

листья; защищает и изолирует растение.

Тип воска

Где его найти

Функция

Пчелиный воск

Ушная сера

Человеческие уши

Защищает внутреннюю часть ушей

Кутин

Поверхность листьев растений испаряется

Воск Preen

Перья птиц

Предотвращает проникновение воды в перья; препятствует росту бактерий

Витамины

Жирорастворимые витамины являются липидами. Важно поддерживать баланс этих типов липидов для поддержания функционирования организма. Люди с низким содержанием витаминов или с несбалансированным содержанием витаминов могут принимать добавки, чтобы улучшить функции организма.

Вот некоторые примеры жирорастворимых витаминов:

2

03 Витамин A

Тип витамина

Функции в организме

Витаминно-богатые продукты

Поддерживает иммунную функцию, зрение и репродуктивную функцию

Разноцветные фрукты и овощи

Цельное молоко

Печень и мясо органов

Витамин D

Улучшение кишечника поглощают кальций, цинк, фосфат, железо и магний

Жирная рыба (тунец, лосось)

Яичные желтки

Воздействие солнечного света

Витамин E

Защищает сердце человека и помогает защищает организм от свободных радикалов (сохраняет клетки здоровыми)

9 0002 Орехи, семена, растительные масла

Витамин К

Позволяет крови свертываться; может помочь в укреплении костей у пожилых людей

Листовые овощи (капуста, шпинат, листовой салат, ромэн, зеленый листовой салат, брюссельская капуста, брокколи, цветная капуста, капуста)

Фосфолипиды

Последняя категория липидов фосфолипиды . Эти липиды находятся в большинстве клеточных мембран и составляют защитный слой между клеткой и ее внешней мембраной. Некоторые продукты, содержащие фосфолипиды, включают:

4

Тип фосфолипидов

Функции в организме

Витаминно-богатые продукты

02

Поддерживает нейронные процессы (обучение и рассуждение)

Красное мясо

Рыба

Фосфатидилсерин

Регулирует сердцебиение и восстановление костей

Фосфатидилэтаноламин

Поддерживает нервную ткань (познание и память)

Молочные продукты

Шоколад

Липидная структура

Химический состав и структура липидов d определяет, жир ли это, стероид, воск или фосфолипид. Это позволяет им легко проходить через тело, изолировать нервные клетки и блокировать поверхности от воды. Сходства между липидными структурами включают:

  • Они состоят из углерода, водорода и кислорода (такие же, как углеводы, но больше водорода, чем молекулы кислорода).
  • Липиды гидрофобны и не растворяются в воде.
  • Большинство липидов состоит из длинных углеводородных цепей.

Липиды — часть нашей повседневной жизни

Легко подумать, что мы должны исключить липиды из своего рациона, чтобы оставаться здоровыми.Однако человеческому организму для правильного функционирования требуется много липидов. Если вы хотите узнать о том, как избегать насыщенных и трансжиров, ознакомьтесь со статьей, в которой есть несколько примеров мононенасыщенных жиров и их местонахождение.

Что такое липиды? | Протокол

3.7: Что такое липиды?

Обзор

Липиды представляют собой группу структурно и функционально разнообразных органических соединений, нерастворимых в воде. Некоторые классы липидов, такие как жиры, фосфолипиды и стероиды, имеют решающее значение для всех живых организмов.Они функционируют как структурные компоненты клеточных мембран, резервуаров энергии и сигнальных молекул.

Липиды представляют собой разнообразную группу гидрофобных молекул

Липиды — это группа углеводородов, разнообразная по строению и функциям. Углеводороды — это химические соединения, состоящие из атомов углерода и водорода. Связи углерод-углерод и углерод-водород неполярны , , что означает, что электроны между атомами распределяются поровну. Отдельные неполярные связи придают углеводородному соединению общую неполярную характеристику.Кроме того, неполярные соединения являются гидрофобными , или «ненавидящими воду». Это означает, что они не образуют водородных связей с молекулами воды, что делает их почти нерастворимыми в воде.

В зависимости от химического состава липиды можно разделить на разные классы. К биологически важным классам липидов относятся жиры, фосфолипиды и стероиды.

Жир является триэстером жирных кислот и глицерина

Углеводородная основа жира состоит из трех атомов углерода.Каждый углерод несет гидроксильную (–ОН) группу, что делает его глицерином. Чтобы сформировать жир, каждая из гидроксильных групп глицерина связана с жирной кислотой. Жирная кислота — это длинная углеводородная цепь с карбоксильной группой (–COOH) на одном конце. Карбоксильная группа жирной кислоты и гидроксильная группа глицерина образуют стабильную связь с высвобождением молекулы воды. Полученная молекула называется сложным эфиром (–COOR). Жир представляет собой сложный эфир глицерина и трех жирных кислот; следовательно, его также называют триглицеридом.Три составляющие жирные кислоты могут быть одинаковыми или разными и обычно имеют длину от 12 до 18 атомов углерода.

Насыщенные и ненасыщенные жиры

Жиры могут быть насыщенными или ненасыщенными в зависимости от наличия или отсутствия двойных связей в углеводородных цепях их жирных кислот. Если цепь жирной кислоты не имеет двойных связей между атомами углерода, отдельные атомы углерода связывают максимальное количество атомов водорода. Такая жирная кислота полностью насыщена водородом и называется насыщенной жирной кислотой.С другой стороны, если жирная кислота содержит один или несколько атомов углерода с двойной связью, жирная кислота называется ненасыщенной жирной кислотой.

Жиры, содержащие все насыщенные жирные кислоты, называются насыщенными жирами. Жиры, полученные из животных источников, например сливочное масло, молоко, сыр и сало, в основном насыщены. Жиры из рыбных или растительных источников часто бывают ненасыщенными, например оливковое масло, арахисовое масло и жир печени трески. Отсутствие двойных связей в углеводородных цепях насыщенных жирных кислот, что делает их гибкими.Гибкие цепи жирных кислот могут плотно упаковываться друг с другом; следовательно, насыщенные жиры в основном твердые при комнатной температуре.

Большинство встречающихся в природе ненасыщенных жирных кислот находятся в конформации « цис », что означает, что атомы водорода, соседние с двойной связью углерод-кислород, находятся на одной стороне. Присутствие двойных связей цис вызывает изгиб углеводородной цепи, что делает длинную углеводородную цепь менее гибкой и трудной для упаковки. Как следствие, большинство ненасыщенных жирных кислот являются жидкими при комнатной температуре.

Жиры являются долгосрочным резервуаром энергии для многих организмов. Если возникает необходимость, организм расщепляет жиры для выработки энергии. У животных жир обеспечивает амортизацию жизненно важных органов, а подкожный слой жира изолирует тело от внешних температур.

Фосфолипиды являются неотъемлемой частью клеточных мембран

Фосфолипиды критически важны для клетки, поскольку они являются основными составляющими клеточных мембран. Фосфолипиды структурно похожи на жиры, но содержат только две жирные кислоты, связанные с глицерином, вместо трех.Остатки жирных кислот могут быть насыщенными или ненасыщенными. В фосфолипидах третья гидроксильная группа глицерина связана с отрицательно заряженной фосфатной группой.

Дополнительная функциональная группа, присоединенная к фосфатной группе, может приводить к различным химическим свойствам фосфолипидов. Наиболее распространенными добавками являются небольшие полярные группы, такие как холин или серин.

Фосфолипиды представляют собой амфипатические молекулы, что означает, что они имеют части, которые являются гидрофобными, а другие — гидрофильными , или водолюбивыми.Когда фосфолипиды добавляются к воде, они спонтанно образуют бислой, тонкую пленку толщиной в две молекулы фосфолипидов. Эта самоорганизация происходит потому, что полярные головки притягиваются к воде, в то время как гидрофобные жирные кислоты находятся в центре слоя, чтобы избежать контакта с водой. Такой бислой фосфолипидов образует клеточную мембрану у всех живых организмов. Он разделяет жидкости на внутреннюю и внешнюю части ячейки. В бислой встроены белки и стероиды, еще один класс липидов.Дополнительные фосфолипидные бислои могут дополнительно разделять внутреннюю часть эукариотической клетки, например лизосому и эндоплазматический ретикулум.

Стероиды состоят из четырехкольцевой структуры

Стероиды — еще один биологически важный класс липидов. Стероиды состоят из четырех углеродных колец, которые слиты друг с другом. Стероиды различаются между собой в зависимости от химических групп, присоединенных к углеродным кольцам. Хотя стероиды структурно различаются, они гидрофобны и нерастворимы в воде.Стероиды уменьшают текучесть клеточной мембраны. Они также действуют как сигнальные молекулы внутри клетки. Холестерин — самый распространенный стероид, синтезируемый печенью. Он присутствует в клеточной мембране и является предшественником половых гормонов у животных.


Рекомендуемое чтение

Муро, Элеонора, Г. Экин Атилла-Гоккумен и Ульрике С. Эггерт. «Липиды в клеточной биологии: как мы можем лучше их понять?» Молекулярная биология клетки 25, no.12 (15 июня 2014 г.): 1819–23. [Источник]

Саймонс, Кай. 2016. «Клеточные мембраны: субъективная перспектива». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Биомембраны 1858 (10): 2569-2572. [Источник]

Лордан, Ронан, Александрос Цупрас и Иоаннис Забетакис. «Фосфолипиды животного и морского происхождения: структура, функции и противовоспалительные свойства». Молекулы 22, вып. 11 (ноябрь 2017 г.): 1964. [Источник]

г. до н.э. Онлайн: ГЛАВА 1 — A.Липидная структура

A: липидная структура

БИОХИМИЯ — DR. JAKUBOWSKI

06.02.16

Цели обучения / задачи главы 1A: После уроков и Это чтение студенты смогут
  • изобразите линейные структуры жирных кислот с учетом их тривиальности и символические имена и реверс
  • нарисовать линейные структуры общих фосфолипидов
  • идентифицируют заместители proR и pro S на прохиральном C центр.
  • объясняет систему нумерации sn для глицерофосфолипидов

Липиды — это небольшие биологические молекулы, которые растворим в органических растворителях, таких как хлороформ / метанол, и умеренно растворим в водных растворах. Их можно классифицировать по-разному. В одной категории их можно разделить на два основных класса: омыляемые и неомыляемые липиды в зависимости от их реакционной способности с сильные основания.Омыляемые липиды содержат длинноцепочечные карбоновые (из жирных) кислот, которые связаны со спиртовой функциональной группой через сложноэфирная связь. Эти жирные кислоты выделяются на основе катализируемого сложного эфира. гидролиз. К неомыляемым классам относятся «жирорастворимые» витамины (А, Е) и холестерин. Липиды часто отличаются от другое часто используемое слово — жиры. Некоторые определяют жиры как липиды, которые содержат жирные кислоты, этерифицированные до глицерина. Я буду использовать липид и жир — синонимы.


Рисунок: Примеры омыляемых и неомыляемых липидов


Основными омыляемыми липидами являются триацилглицериды, глицерофосфолипиды и сфинголипиды. Первые два используют глицерин как позвоночник. Триацилглицериды содержат три жирные кислоты, этерифицированные до три OH на глицерине. Глицерофосфолипиды содержат две этерифицированные жирные кислоты. у атомов углерода 1 и 2, и группы фосфо-X, этерифицированные по C3. Сфингозин, основа сфинголипидов, имеет длинную алкильную группу. связан с C1, а свободный амин с C2 в качестве основы. В сфинголипидов, жирная кислота присоединена через амидную связь у C2, а H или этерифицированная фосфо-X группа находится в C3. Общие схемы показывая разницу в этих структурах, показано ниже.

Рисунок: Сравнение липидов с глицерином и сфингозином как магистрали

Простая классификация липидов на основе их реакционной способности по отношению к оснований опровергает сложность возможных липидных структур, поскольку более 1000 различные липиды обнаруживаются в эукариотических клетках.Эта сложность привело к разработке комплексной системы классификации липидов. В этой системе липидам даны очень подробные, а также всеобъемлющие определение: «гидрофобные или амфипатические небольшие молекулы, которые могут происходят полностью или частично из-за конденсации тиоэфиров на основе карбаниона (жирный ацил, глицеролипиды, глицерофосфолипиды, сфинголипды, сахаролипды и поликетиды) и / или конденсацией на основе карбокатиона изопреновые единицы (пренол-липиды и стерол-липиды). «

Используя эту новую номенклатуру, липиды можно разделить на восемь различных категории, как показано в таблице ниже и на ЛИПИДНЫЕ КАРТЫ.

Таблица: Классификация липидов на основе международных Комитет по классификации и номенклатуре

Свойства липидов

Структура липидов определяет их функцию. Например, само нерастворимые триацилглицериды используются в качестве преобладающей формы хранения химическая энергия в теле.В отличие от полисахаридов, таких как гликоген (полимер глюкозы), Cs в ацильных цепях триацилглицериды находятся в сильно восстановленном состоянии. Основной источник энергии для управлять не только нашим телом, но и нашим обществом получается за счет окисления молекулы углерода в диоксид углерода и воду, в реакции, которая сильно экзэргоничный и экзотермический. Сахара уже частично бесплатны энергетический спектр, поскольку каждый углерод частично окислен.9 ккал / моль может быть получается в результате полного окисления жиров, в отличие от 4,5 ккал / моль от белков или углеводов. Кроме того, гликоген очень гидратированный. На каждый 1 г гликогена приходится 2 грамма воды с Н-связью. Следовательно, потребуется в 3 раза больше веса, чтобы хранить эквивалентное количество энергия в углеводах, хранящаяся в триацилглицериде, которые накапливаются в безводных липидных «каплях» внутри клеток. Остальная часть этого агрегата на липиды будут сосредоточены не на триацилглицеридах, основная функция которых — энергия хранения, но на жирных кислотах и ​​фосфолипидах и структурах, которые они образуют в водном растворе.

Структура жирных кислот и фосфолипидов покажите их амфифильными — т.е. они имеют как гидрофобные, так и гидрофильные домены. Жирные кислоты могут быть представлены в «мультяшной форме» как одноцепочечные. амфифилы с круговой полярной головной группой и одним неполярным ацилом хвост, отходящий от головы. Точно так же фосфолипиды могут отображаться как двойные цепные амфифилы. Таким образом можно представить даже холестерин с его одиночная группа OH в качестве полярной головки, а жесткие 4-членные кольца в качестве гидрофобный «хвост». Даже через очень большое количество жирных кислоты, которые могут быть этерифицированы до C1 и C2 фосфолипидов и ряда Группы P-X в C3, что делает фосфолипиды и жирные кислоты чрезвычайно гетерогенные группы молекул, их роль в биологических структурах может можно понять в первом приближении, моделируя их либо как одиночные, либо амфифилы с двойной цепью. Кроме того, они, в отличие от углеводов, аминокислоты и нуклеотиды не образуют ковалентных полимеров.Следовательно, мы будем начать наши исследования биологических молекул с простых липидов (жирных кислот, глицерофосфолипиды и сфинголипиды), а затем применить наше понимание липидов в более сложные системы биологических полимеров. Посмотрим что глицерофосфолипиды и сфинголипиды являются важными компонентами мембранная структура. Холестерин также содержится в мембранах и предшественник стероидных гормонов.

Жирные кислоты могут быть насыщенными (не содержат двойных связей в ацильной цепи), или ненасыщенные (с одним -мононенасыщенным — или несколькими — полиненасыщенные — двойная связь (и)). В таблице ниже приведены названия, в различных форматах обычных жирных кислот.

Таблица: Названия и структуры наиболее распространенных жирных кислот

ОБЫЧНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАСЫЩЕННЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ

Символ

общее название

систематическое название

структура

т.пл. (С)

12: 0

Лауриновая кислота

додекановая кислота

Канал 4 (Канал 3) 10COOH

44.2

14: 0

Миристиновая кислота

тетрадекановая кислота

Канал 4 (Канал 3) 12COOH

52

16: 0

Пальмитиновая кислота

Гексадекановая кислота

Канал 4 (Канал 3) 14COOH

63. 1

18: 0

Стеариновая кислота

октадекановая кислота

Канал 4 (Канал 3) 16COOH

69,6

20: 0

Арахидический аикд

Эйкозановая кислота

Канал 4 (Канал 3) 18COOH

75.4

ОБЫЧНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ НЕНАСЫЩЕННЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ

Символ

общее название

систематическое название

структура

т.пл. (С)

16: 1D9

Пальмитолеиновая кислота

Гексадеценовая кислота

Ch4 (Ch3) 5CH = CH- (Ch3) 7COOH

-0. 5

18: 1D9

Олеиновая кислота

9-октадеценовая кислота

Ch4 (Ch3) 7CH = CH- (Ch3) 7COOH

13,4

18: 2D9,12

Линолевая кислота

9,12 -октадекадиеновая кислота

Канал 4 (Канал 3) 4 (Канал = СНЧ3) 2 (Канал 3) 6COOH

-9

18: 3D9,12,15

α-линоленовая кислота

9,12,15 -октадекатриеновая кислота

Ч4Ч3 (СН = СНЧ3) 3 (Ч3) 6COOH

-17

20: 4D5,8,11,14

арахидоновая кислота

5,8,11,14-Эйкозатетраеновая кислота

Канал 4 (Канал 3) 4 (Канал = СНЧ3) 4 (Канал 3) 2COOH

-49

20: 5D5,8,11,14,17

EPA

5,8,11,14,17-Эйкозапентаеновая кислота

Ч4Ч3 (СН = СНЧ3) 5 (Ч3) 2COOH

-54

22: 6 D4,7,10,13,16,19

DHA

Докозогексаеновая кислота

22: 6w3

% ЖИРНЫХ КИСЛОТ В РАЗЛИЧНЫХ ЖИРАХ

FAT

<16: 0

16: 1

18: 0

18: 1

18: 2

18: 3

20: 0

22: 1

22: 2

.

Кокосовый орех

87

.

3

7

2

.

.

.

.

.

Канола

3

.

11

13

10

.

7

50

2

Оливковое масло

11

.

4

71

11

1

.

.

.

.

Масло сливочное

50

4

12

26

4

1

2

.

.

.


На рисунке ниже показаны относительные конформации насыщенных и ненасыщенные жирные кислоты и, для сравнения, конформации и потенциал график энергии н-бутана, который должен дать представление о конформационных изменения в неполярном хвосте жирных кислот, возникающие в результате вращения вокруг C-C одинарные облигации. Мы рассмотрим эту диаграмму чуть позже.

Рисунок: Конформации жирных кислот и н-бутана

Джмол: конформации этана | конформации пропана | бутан: грубая форма


Жирные кислоты можно называть по-разному.

  • символическое имя: задается как x: y (D a, b, c) где x — количество C в цепочке, y — количество двойные связи, а a, b и c — позиции начала двойные связи, считая от C1 — карбоксил C.Насыщенные жирные кислоты не содержат двойных связей C-C. Мононенасыщенные жирные кислоты содержат 1 C = C в то время как полиненасыщенные жирные кислоты содержат более 1 C = C. Двойные облигации обычные цис.
  • Систематическое название
  • с использованием номенклатуры IUPAC. В систематическом названии указано количество Cs (например, гексадекановая кислота для 16: 0). Если жирная кислота ненасыщенная, название основания отражает количество двойных связей (например, октадеценовая кислота для 18: 1 D 9 и октадекатриеновая кислота для 18: 3D 9,12,15).
  • общее название: (например, олеиновая кислота, которая содержится в высокой концентрации в оливковом масле)

Вы должны знать общее название, систематическое название и символическое Представления для этих насыщенных жиров:

  • лауриновая кислота, додекановая кислота, 12: 0
  • пальмитиновая кислота, гексадекановая кислота, 16: 0
  • стеариновая кислота, октадекановая кислота, 18: 0.

Выучите следующие ненасыщенные жирные кислоты —

  • олеиновая кислота, октадеценовая кислота, 18: 1 D 9
  • линолевая кислота, октадекадиеновая кислота, 18: 2 Д 9,12
  • α-линоленовая кислота, октадекатриеновая кислота, 18: 3 Д 9,12,15 (п-3)
  • арахидоновая кислота, эйкозатетраеновая кислота, 20: 4 Д 5,8,11,14 (п-6)
  • эйкозапентеновая кислота (EPA), 20: 5 D 5,8,11,14,17 (n-3) Примечание: иногда пишется как эйкозапентаеновая
  • докозагексеновая кислота (DHA) 22: 6 D4,7,10,13,16,19 (n-3) Примечание: иногда пишется как докозагексаеновая

Существует альтернатива символическому изображению жирных кислот в которым Cs пронумерованы от дистального конца (n или w конец) ацильной цепи (противоположный конец от карбоксильной группы). Следовательно, 18: 3 D 9,12,15 можно было записать как 18: 3 (w -3) или 18: 3 (n -3). где конец C пронумерован один, а первая двойная связь начинается с C3. Арахидоновая кислота представляет собой (w -6) жирную кислоту, в то время как докозагексаеновая кислота является (w -3) жирная кислота.

Обратите внимание, что все встречающиеся в природе двойные связи являются цис (E), с метиленовый спейсер между двойными связями, т.е. двойные связи не сопряжены. Для насыщенных жирных кислот температура плавления увеличивается с увеличением C длина цепи из-за повышенной вероятности Ван-дер-Ваальса (Лондон или индуцированные дипольные) взаимодействия между перекрывающимися и упакованными цепями.В цепочках с одинаковым количеством Cs температура плавления уменьшается с увеличением увеличение количества двойных связей из-за перегиба ацильных цепей, с последующим уменьшением упаковки и уменьшением межмолекулярных сил (IMFs). Состав жирных кислот у разных организмов разный:

  • животных имеют 5-7% жирных кислот с 20-22 атомами углерода, в то время как рыбы имеют 25-30%
  • животных имеют <1% жирных кислот с 5-6 двойными связями, тогда как у растений 5-6%, у рыб 15-30%

Многие исследования подтверждают утверждение, что рационы с высоким содержанием рыбы содержат обильные n-3 жирные кислоты, в частности EPA и DHA, снижают воспаление и сердечно-сосудистые заболевания. n-3 жирные кислоты в большом количестве в рыбе с высоким содержанием жира (лосось, тунец, сардины) и меньше в треске, камбале, окунь, акула и тилапия.

Наиболее распространенными полиненасыщенными жирами (ПНЖК) в нашем рационе являются n-3 и п-6 кл. Наиболее распространенным в растительной пище класса n-6 является линолевая кислота (18: 2n-6 или 18: 2D9,12), а линоленовая кислота (18: 3n-3 или 18: 3D9,12,15) является наиболее распространенным в классе n-3. Эти жирные кислоты необходимы в том, что они являются биологическими предшественниками других ПНЖК.В частности,

  • линолевая кислота (18: 2n-6 или 18: 2D9,12) является биосинтетическим предшественником арахидоновая кислота (20: 4n-6 или 20: 4D5,8,11,14)
  • линоленовая кислота (18: 3n-3 или 18: 3D9,12,15) является биосинтетическим предшественник эйкозапентаеновой кислоты (EPA, 20: 5n-3 или 20: 5D5,8,11,14,17) и в гораздо меньшей степени докозагексаеновая кислота (DHA, 22: 6n-3 или 22: 6D4,7,10,13,16,19).

Эти незаменимые жирные кислоты-предшественники являются субстратами для внутриклеточных ферменты, такие как элонгазы, десатуразы и ферменты типа бета-окисления в эндоплазматический ретикулум и другую органеллу, пероксисома (вовлеченная в окислительном метаболизме жирных кислот с прямой и разветвленной цепью, пероксид метаболизм и синтез холестерина / желчных солей).Корм для животных с высоким содержанием растительных жиров 18: 2 (n-6) накапливают 20: 4 (n-6) жирных кислот в своих ткани, в то время как те, кто получал пищу с высоким содержанием растений 18: 3 (n-3), накапливают 22: 6 (n-3. Животные, получавшие рацион с высоким содержанием рыбьего жира, накапливают 20: 5 (EPA) и 22: 6 (DHA) при расход 20: 4 (п-6).

Недавняя работа предполагает, что вопреки изображениям ранних гоминидов как охотников и падальщиков мяса, развитие человеческого мозга могло потребовать потребление рыбы с высоким содержанием арахидоновой кислоты и докозагексаеновые кислоты. Большой процент мозга состоит из липиды, которые сильно обогащены этими двумя жирными кислотами. Эти кислоты необходимы для правильного развития человеческого мозга и у взрослых их дефицит может способствовать когнитивным расстройствам такие как СДВГ, деменция и дислексия. Эти жирные кислоты необходимы для диеты, и, вероятно, не мог быть получен в достаточно больших количествах из поедание мозгов других животных. Механизм защитные эффекты жирных кислот n-3 на здоровье будут исследованы позже в конечно, когда мы обсуждаем синтез простагландинов и передачу сигналов.


Цепи насыщенных жирных кислот могут существовать во многих конформации, возникающие в результате свободного вращения вокруг связей C-C ацильной цепи. Беглый обзор конформаций н-бутана показывает, что энергетически наиболее выгодной конформацией является та, в которой две группы Ch4 присоединенные к 2 метиленовым C (C2 и C3), являются транс друг к другу, что приводит к снижению стерической деформации. Глядя на проекцию Неймана н-бутан показывает двугранный или крутильный угол этой транс-конформации к быть 180 градусов.Когда двугранный угол равен 0 градусов, два вывода Ch4 группы синхронизированы друг с другом, что является подтверждением высшей энергии. Когда угол составляет 60 (гош +) или 300 (гош-) градусов, более высокий, местный минимум наблюдается в профиле энергии. При заданной температуре и В настоящий момент популяция молекул бутана будет состоять из некоторых молекул в g + и состояние g, большинство из которых находится в состоянии t. То же самое и с жирными кислотами. К увеличить количество цепей с g + tg- конформациями, например, температура системы может быть увеличена.

Общие структуры глицерофосфолипидов показаны ниже. наряду с наиболее распространенными глицерофосфолипидами. Изучите структуры фосфатная кислота (PA), фосфатидиэтаноламин (PE), фосфатидилхолин (PC), который часто называют лехитином, фосфатидилсерином (PS), который часто называется цефалином и сфингомилеином (показано на предыдущем рисунке).

Рисунок: Структуры обычных фосфолипидов

Обновлено ди-18: 0 шт. Jmol14 (Java) | JSMol (HTML5)

Обновлено Триацилглицерид Jmol14 (Java) | JSMol (HTML5)


Стереохимия триацилглицеридов / фосфолипидов

Глицерин — ахиральная молекула, поскольку C2 имеет два одинаковых заместителя, -Ch3OH.Глицерин в организме может быть химически преобразованы в триацилглицериды и фосфолипиды (PL), которые являются хиральными, и которые существуют в одной энантиомерной форме. Как такое возможно, если двое Группы Ch3OH на глицерине идентичны? Оказывается, хотя эти группы стереохимически эквивалентны, мы можем дифференцировать их как следует. Сориентируйте глицерин так, чтобы ОН на С2 указывал налево. потом заменить OH в C1 на OD, где D — дейтерий. Теперь два алкоголя заместители на C1 и C3 не идентичны, и полученная молекула хиральный.Вращая молекулу так, чтобы H на C2 указывала назад, и присвоение приоритетов другим заместителям на C2 следующим образом: OH = 1, DOCh3 = 2, а Ch3OH = 3, видно, что образующаяся молекула находится в конфигурация S. Следовательно, мы говорим, что C1 — это углерод proS. Аналогично, если мы заменили ОН на С3 на OD, мы сформируем R-энантиомер. Следовательно, C3 является ProR Carbon. Это показывает, что на самом деле мы можем различать два одинаковых заместителя Ch3OH.Мы говорим, что глицерин не хиральный, а прохиральный. (Подумайте об этом, так как глицерин может стать хиральным из-за модифицируя один из двух идентичных заместителей.)

Рисунок: Глицерин — прохиральная молекула

Мы можем связать конфигурацию глицерина выше (когда OH на C2 указывает налево) к абсолютному конфигурация L-глицеральдегида, простого сахара (полигидроксиальдегида или кетон), еще одно производное 3С глицерина.Эта молекула хиральна с ОН на C2 (единственный хиральный углерод), указывающий налево. Легко запомнить что любой L-сахар имеет ОН на последнем хиральном атоме углерода, указывающем на оставили. Энантиомер (зеркальный изомер) L-глицеральдегида представляет собой D-глиеральдегид, в котором OH на C2 указывает вправо. Биохимики используют L и D для стереохимии липидов, сахара и аминокислот вместо R, S номенклатура, которую вы использовали в органической химии. Стереохимическое обозначение всех сахаров, аминокислот и глицеролипидов можно определить из абсолютная конфигурация L- и D-глицеральдегида.

Первый шаг in vivo (в теле) синтез хиральных производных из ахирального глицерина включает фосфорилирование OH на C3 с помощью АТФ (фосфоангидрид, аналогичный структуру до уксусного ангидрида, отличного ацетилирующего агента) для получения хиральная молекула фосфата глицерина. Исходя из абсолютной конфигурации L-глицеральдегида, и используя его для получения глицерина (с OH на C2 указывает налево), мы видим, что фосфорилированная молекула может быть названный L-глицерин-3-фосфатом.Однако, повернув эту молекулу на 180 степени, без изменения стереохимии молекулы, мы не изменить молекулу вообще, но, используя указанную выше номенклатуру D / L, мы бы назовите повернутую молекулу D-глицерин-1-фосфатом. Мы не можем дать то же самое У молекулы два разных названия. Таким образом, биохимики разработали стереоспецифическая система нумерации (sn), которая присваивает 1-позицию прохиральной молекулы к группе, занимающей положение proS.Используя это по номенклатуре, мы видим, что описанная выше хиральная молекула, глицерин-фосфат, можно однозначно назвать sn-глицерин-3-фосфатом. Гидроксильный заместитель на углероде proR фосфорилирован.


Рисунок: Биологический синтез триацилглицериды и фосфатидная кислота из прохирального глицерина


Ферментативное фосфорилирование прохиральных глицерин на OH proR углерода с образованием sn-глицерин-3-фосфата проиллюстрировано по ссылке ниже.Поскольку мы смогли различить 2 идентичные заменители Ch3OH, содержащие атомы углерода proS или proR, фермент тоже. Фермент может различать идентичные заместители на прохиральная молекула, если прохиральная молекула взаимодействует с ферментом на три очка. Другой пример прохиральной системы реагентов / ферментов включает окисление прохиральной молекулы этанола ферментом алкогольдегидрогеназа, в которой только proR H 2 H на C2 удаленный.(Мы обсудим это позже.)


Рисунок: Как работает фермент (глицеринкиназа) передает PO4 из АТФ в proR Ch3OH глицерина
на образование хиральных триацилглицеринов и фосфатидной кислоты.

Все ли организмы используют одни и те же липидные строительные блоки для построения бислои? Оказывается, нет. Жизнь можно разделить на три отдельных домена: бактерии, археи и эукариоты. Исследования сходство последовательностей генов рибосомной РНК из ДНК этих клеток показывают, что археи и эукариоты более близки, чем бактерии (также называемые прокариотами).Тем не менее, между архей много общего. и бактерии. И бактерии, и археи — одноклеточные организмы. без ядер и внутренних органелл. В прошлом археи были считается, что они принадлежат к прокариотам. Однако они существенно различаются по генетическая структура и их метаболические пути.

Рисунок: Филогенетическое древо Жизнь

Этот файл находится под лицензией Creative Commons Одинаковая атрибуция 3.0 Непортированная лицензия

У Archea часто очень уникальный химический состав. Члены этого домена могут использовать в качестве источников энергии не только углеводы и жиры, но и также используют неорганические частицы, такие как ионы аммония, водорода и металлов, в качестве а также органические молекулы, такие как метан. Некоторые (метаногены) на самом деле сделать метан. Когда-то считалось, что архей можно найти только в крайних среды (отсюда их еще и называли экстремофилами), но на самом деле они населяют множество экологических ниш, включая океаны и почву. Поскольку многие действительно живут в экстремальных условиях, можно ожидать, что они эволюционировал для синтеза стабильных структурных молекул. Использование Archea фосфолипидов в бислоев мембран, но липиды различаются тремя очень важные пути. Вместо цепей жирных кислот используют изопреноид. цепи как неполярные цепи. Вместо использования эфирной ссылки изопреноиды ковалентно присоединены к основной цепи глицерина эфиром связь, которая, очевидно, более стабильна, чем эфирная связь, используемая в фосфолипиды обсуждались выше.Наконец, стереохимия фосфолипиды основаны на sn-глицерин-1-фосфате, а не sn-глицерин-3-фосфат.

Некоторые ссылки

  1. Мескар и Кошланд. Новая модель стереоспецифичности белков (кроме трехточечной привязки). Природа. 403, стр 614 (2000)

Классификация липидов — Online Biology Notes

Классификация липидов

Какие существуют типы липидов?

Классификация липидов по составу:

iv) Ликолипид
Простой (гомолипид) Комплекс (гетеролипид) Производный липид
i) Нейтральный жир Напр.триглицерид i) Фосфолипид i) Стерол и стероиды
ii) Воск Например, Пчелиный воск, воск порождения кита, воск Карнаубы ii) Гликолипид ii) Терпены
ii) Сульфолипид iii) Каротиноиды
iv) Аминолипид
v) Протеолипиды v) Каротин
vi) Липолипиды vi) Ксантофилл

I.

Простые липиды:

Далее они делятся на нейтральный жир, масло и воск.

я.

Масло и масло:
  • Жир и масло представляют собой триглицериды, триацилглицерин (ТАГ), в котором 3 жирные кислоты связаны с одной молекулой глицерина сложноэфирной связью.
  • ТАГ, содержащие один и тот же тип жирных кислот, называют простыми ТАГ, тогда как те, которые содержат разные типы жирных кислот, называются смешанными ТАГ.
  • Большинство встречающихся в природе жиров и масел смешанного типа.
  • Обычно встречаются жирные кислоты C 16 , C 18 , то есть пальмитиновая кислота, стериновая кислота и олеиновая кислота.
  • Триглицериды занимают 98% липидов диеты. Они являются формой хранения энергии и обычно образуют жировые депо. Жир содержит в основном насыщенные жирные кислоты, поэтому они жидкие при комнатной температуре.
  • Жир и масло неполярны и гидрофобны по своей природе, потому что группа -ОН глицерина и группа -COOH жирных кислот участвуют в образовании сложноэфирной связи и недоступны для водородной связи.
  • Функции:
    • Жир и масло обеспечивают энергию в клетке. Окисление одного грамма жира высвобождает 9,3 ккал энергии.
    • Они являются важным источником энергии, когда в клетке отсутствуют углеводы.
    • Обладают изолирующим действием во время холода.
    • Они сохраняются в семенах в качестве жировых отложений и помогают при прорастании семян.
    • У кашалота присутствие триглицеридов придает плавучесть (тягу вверх).
    • Они представляют собой форму хранения энергии, в основном образующуюся в подкожном слое.

ii. Воск:

  • R 1 -OH (одноатомный спирт) + HO-OCR 2 (жирные кислоты) à R 1 -OC = OR 2 (воск) + H 2 O
  • CH 3 — (CH 2 ) 28 -CH 2 OH (мирициловый спирт) + CH 3 — (CH 2) 14 -COOH (пальмитиновая кислота) à CH 3 — (CH 2 ) 28 -CH 2 -OC = O- (CH 2 ) 14 -CH 3 (мирицилпальмитат) (пчелиный воск).
  • Воски представляют собой сложный эфир жирной кислоты с высокомолекулярным моногидроксоспиртом.
  • Различные типы спиртов и ЖК содержатся в различных природных восках.
  • Примеры: пчелиный воск, мирициловый спирт, пальмитиновая кислота, карнаубский воск, тетракозанол, тетратриакозанол.
  • Воски более твердые и гидрофобные, чем жир и масло, из-за большой доли углеводорода.
  • Воски выделяются сальными железами, чистящими железами (ниже пера птицы), пчелами, овечьей шерстью, спермой китов и т. Д.
  • Функции:
    • Они действуют как источник энергии в некоторых морских мхах. Например. планктоны
    • Благодаря своим водоотталкивающим свойствам и гладкой текстуре.
    • Применяются для приготовления косметических средств и полироли для обуви.

II.

Комплексные липиды:
  • Далее они делятся на:

1.

Фосфолипиды:
  • Далее они делятся на два типа:
    • Глицерофосфолипид
    • Спингофосфолипид
i.
Глицерофосфолипид:
  • Глицерофосфолипид состоит из глицерина, в котором две жирные кислоты связаны с -ОН-группой глицерина сложноэфирной связью, а третья -ОН-группа глицерина связана с фосфатной группой, которая, в свою очередь, связана с заместителем в головной группе.
  • Заместители в головной группе разные в разных глицерофосфолипидах.
Название глицерофосфолипидов Название и формула -X
Фосфатидная кислота Водород
Фосфатидилхолин (лецитин) 62 CH 21462 CHOIN 72 -N + (CH 3 ) 3
Фосфатидилэтаноламин Этаноламин (-CH 2 CH 2 -NH 2 )
Фосфатидилсерин (серин) 900OC 2 -CHNH 2 -COOH)
Фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат Миоинозитол-4,5-бисфосфат
ii.
Спингофосфолипиды: (Спингомилеин) :
  • Спингофосфолипид содержит аминоспирт, называемый спингозином, вместо глицерина.
  • В спингофосфолипиде одна жирная кислота связана с группой -NH 2 спингозина пептидной связью, а группа -ОН спингозина связана с PO 3 и, в свою очередь, связана с заместителями в головной группе.
  • Спингофосфолипид (церамид):
  • Головная группа спинголипидов отличается.
  • Если в холине находится головная группа, то она называется спингомилейном.

Функция фосфолипидов:

  • Фосфолипиды — структурные компоненты клеточной мембраны. Они составляют липидный бислой клеточной мембраны.
  • Лецитин помогает в транспорте и метаболизме других липидов у животных.
  • Дефицит лецитина вызывает отложение большого количества жира в печени, вызывая ожирение печени.
  • Фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат помогает регулировать структуру клеток и метаболизм.
  • Фактор агрегации тромбоцитов помогает в агрегации тромбоцитов и высвобождении серотонина из тромбоцитов.
  • Помогает в ферментативном катализе, цикл ETS.
  • Фосфатидилэтаноламин (цефалин) играет важную роль в делении клеток, слиянии клеток и т.д.
  • Фосфатидилсерин является ферментом флиппазой.

2.

Гликолипиды:
  • Они бывают двух типов:
    • Глицерогликолипиды
    • Спингогликолипиды
i.
Глицерогликолипиды:
  • В глицерогликолипиде две жирные кислоты связаны с глицерином сложноэфирной связью, а их ОН-группа глицерина связана с головной углеводной группой.
ii.
Спингогликолипиды:
  • Он состоит из спингозина вместо глицерина, в котором группа -NH 2 связана с жирными кислотами пептидной связью, а группа -ОН связана с головной углеводной группой.
  • Головная группа у разных спингогликолипидов разная.
осактоза осида глюкоза
Название спингогликолипида Название и формула X
Цереброзиды Глюкоцереброзиды галактоцереброзиды глюкоза-галактоза D
Глюкоза Глюкоза-галактоза
ацетилгалактозамин
Ганглиозиды N-ацетилмурамовая кислота
Антиген группы крови
— O-антиген A-антигенB-антиген
Glu-gal-N-ацетилгалактозамин-гал-фруктоза Glu-gal-N -ацетилгалактозамин-гал-фукоза Глю-гал-N-ацетилгалактозамин-лактоза-гал / фруктоза

Функции гликолипидов:

  • Они являются структурным компонентом клеточной мембраны.
  • Антиген O, A, B на поверхности RBC определяет группу крови.
  • Помощь в преобразовании сигналов.
  • Роль в росте и дифференцировке тканей, а также канцерогенность.
  • Ганглиозиды присутствуют в головном мозге (6%).
Сульфолипиды:
  • Они представляют собой сульфатный эфир гликолипида.
  • Найдено в хлоропласте, хромофоре бактерий.
Аминолипиды:
  • В основном встречается у бактерий на внешней и внутренней мембране, его также называют мололипидом.Например. липид, содержащий серин.
  • — (CH 2 ) 6 -CH 2 -CHOH-CH 2 -C = O-NH-CHCH 2 OH-COOH
  • Найдено в Серектии.
  • Липид, содержащий глицин: изо-3-гидроксигептадекановая кислота, связанная с глицином.
  • Протеолипид: содержит белок, прикрепленный к липиду.

III.

Производные липиды:
  • Они представляют собой гидролизованный продукт простых и сложных липидов с различными типами других соединений, таких как спирт, кетон, витамин D, стероид полового гормона, терпены, каротиноиды.

Стероид:
  • Стерановое кольцо (Циклопентанопергидрофенантрен).
  • Стеран является исходным соединением.
  • Все стероиды являются производными стерана. Они более гидрофобны, чем другие липиды.
  • Например. холестерин, половой гормон, витамин D.

Химия липидов | Медицинская онлайн-библиотека Lecturio


Изображение: «Липидные везикулы» МДугМ. Лицензия: Public Domain


Свойства липидов

Липиды либо полностью липофильны и поэтому полностью аполярны, либо преимущественно аполярны.Липид (или липидный компонент соединения) растворяется в воде либо плохо, либо совсем не растворяется. Однако липид растворяется в таких растворителях, как спирт и эфир.

Жирные капли на курином бульоне — хороший пример того, что жиры не растворяются в воде. Когда жир переваривается (например, после употребления куриного бульона), смешанные мицеллы спонтанно образуют в пищеварительном тракте с помощью желчной кислоты. Мицеллы представляют собой сферические агрегаты.Они амфифильные , что означает, что они липофильные внутри, в то время как гидрофильных молекулярных компонента находятся снаружи. Во время спонтанного образования мицелл все липофильные компоненты в окружающей среде включаются в эти сферические агрегаты. Затем мицеллы мигрируют через пищеварительный тракт и затем пассивно проникают в клетки слизистой оболочки , где они далее трансформируются и транспортируются к месту назначения.

Вне тела липиды могут связываться с помощью детергентов .Моющие средства представляют собой водорастворимые органические вещества, снижающие поверхностное натяжение и связывающие жир. Моющие средства можно найти в мыле для посуды.

Классификация липидов

Липиды представляют собой неоднородную группу и могут быть классифицированы в зависимости от рассматриваемых параметров.

Структурная классификация

Грубая структурная классификация липидов основана на различии жирных кислот (и их производных) от соединений полипренола .

Жирные кислоты делятся на разные категории в зависимости от компонента, с которым они сочетаются.Все эти различные предшественники сочетаются с одной или несколькими жирными кислотами, включая триглицеридов , которые составляют структурный жир в организме человека, и сфинголипидов , которые участвуют в развитии нервной системы.

Соединения полипренола , напротив, не содержат жирных кислот. Вместо этого они возникают из предшественника , изопрена . Путем складывания и удлинения они образуют полезные вещества, такие как жирорастворимые витамины, стероиды, (например,g., холестерин) и терпены, которые присутствуют в виде ментола в конфетах от кашля.

Изображение: Общая химическая структура сфинголипидов. Автор: Кароль Лангнер. Лицензия: Public Domain

Функциональная классификация

Липиды также можно классифицировать в зависимости от их функции. Можно классифицировать липиды по природе их жирных кислот и их химических основ. Основные магистрали:

  • Глицерин
  • Сфингозин
  • Изопрен

Липиды с основной цепью глицерин являются частью ключевого компонента липидного бислоя клетки.Кроме того, они служат ключевыми частями внутриклеточных и внеклеточных белков и некоторыми вторичными посредниками.

Липиды на основе сфингозина- также вовлечены в клеточный слой, но вместо того, чтобы быть частью сигнальных путей, они легче распознаются как часть путей распознавания от клетки к клетке. Более того, существует множество липидов на основе сфингозина, таких как церамид, которые участвуют в апоптозе, аутофагии, дифференцировке клеток и других процессах.

Интересно, что липиды на основе изопрена- составляют основу многих витаминов, включая витамины A, E и K.

Классификация по реакции с водой

Другой метод классификации липидов основан на их реакционной способности с водой. Эта реакция называется гидролизом , а гидролиз жиров в частности называется щелочным гидролизом . Однако не все жиры подвергаются щелочному гидролизу. Негидролизуемые липиды включают углеводороды (β-каротин), спирты (кортизол) и кислоты (линолевая кислота), а гидролизуемые липиды включают определенные (простые) сложные эфиры (триглицериды в диетическом жире, холестерине), фосфолипиды (фосфатидилхолин) , сфинголипиды (например,g., мембранные липиды нервной системы) и гликолипиды (липиды нервных мембран).

Жирные кислоты

Что касается химии липидов, все липиды имеют общий структурный элемент: активированную уксусную кислоту, то есть ацетил-КоА. Ацетил-CoA является центральным веществом в метаболизме липидов .

Изображение: Липидный обмен. Автор: Фил Шац. Лицензия: CC BY 4.0

.

Жирные кислоты представляют собой углеродные цепи различной длины, содержащие не менее 4 атомов углерода. С атомами углерода может быть связано до 4 атомов водорода.На одном конце углеродной цепи находится метильная группа, то есть атом углерода с 3 атомами водорода (CH 3 ), а на другом конце — кислая карбоксильная группа (COOH), поэтому углеродная цепь также называется кислотой.

Жирные кислоты являются амфифильными , потому что у них есть липофильный конец (углеродная часть) и гидрофильный конец (карбоксильная группа). Чем длиннее углеродная цепь, тем в большей степени жирная кислота действует липофильно, поскольку углеродная часть отвечает за липофильные свойства.Противоположное верно для коротких углеродных цепей, в которых преобладают гидрофильные свойства из-за влияния гидрофильной карбоксильной группы.

Изображение: Разложение жирных кислот. Этот химический образ был воссоздан с помощью векторной графики. Автор: Jag123. Лицензия: Public Domain

Жирные кислоты могут быть найдены отдельно или присоединены к другим соединениям. Жирные кислоты могут быть насыщенными или ненасыщенными. Наиболее важные строительные блоки человеческого тела по отношению к этерификации (т.е. объединение жирных кислот с другой молекулой): , глицерин, (третичный спирт), , изопрен, (ненасыщенный углеводород) и , сфингозин, (ненасыщенный аминоспирт).

Номенклатура жирных кислот

Жирные кислоты можно назвать по-разному. Во-первых, их можно назвать по количеству двойных связей. Жирные кислоты без двойных связей считаются насыщенными жирными кислотами; это означает, что 4 атома водорода связаны с каждым атомом углерода, следовательно, все места связывания заняты (насыщены), а атомы углерода связаны одинарными связями.

Изображение: Двумерное представление насыщенной жирной кислоты. Автор: Calvero. Лицензия: Public Domain

Мононенасыщенная жирная кислота имеет 1 двойную связь между 2 атомами углерода в любой точке углеродной цепи, так как не все места связывания заняты атомами водорода (ненасыщенными). Полиненасыщенные жирные кислоты имеют по крайней мере 2 или более двойных связей в углеродном хвосте.

Положение двойной связи важно и, следовательно, указано в названии.Подсчет можно начинать с любой стороны жирной кислоты; следовательно, есть 2 способа указать положение двойной связи. Если отсчет начинается с карбоксильного конца, будет использоваться дельта (Δ), за которой следует верхний индекс. Атом углерода карбоксильной группы в этом обозначении считается 1. Следовательно, жирная кислота с Δ9 имеет двойную связь между 9-м и 10-м атомами углерода. (Это может быть, например, мононенасыщенная олеиновая кислота с 18 атомами углерода и 1 двойной связью).

Конфигурация двойной связи также может быть обозначена как цис-Δ9-олеиновая кислота. «Цис» означает, что пространственное расположение двойной связи можно представить в виде трапеции. Транс-конфигурация означает, что двойная связь находится на противоположной стороне. Все ненасыщенные жирные кислоты в организме человека имеют цис-конфигурацию.

Трансжиры хорошо известны в пищевой промышленности. Для этих жирных кислот двойная связь имеет другую конфигурацию по сравнению с «нормальной» цис-жирной кислотой.Такие трансжирные кислоты получают путем промышленного отверждения растительных жиров, например, при производстве маргарина. Трансжирные кислоты инкриминируются как стимуляторы артериосклеротических изменений сосудов. В настоящее время во многих странах установлены законодательные нормы для снижения количества трансжиров в пище.

Помимо отсчета от карбоксильного конца, положение двойной связи можно также определить путем подсчета атомов углерода с другой стороны. В этом случае перед двойной связью написано омега (Ω).Это обозначение, используемое для хорошо известных жирных кислот омега-3 и омега-6 . Важные примеры этих жирных кислот:

  • Линолевая кислота: Линолевая кислота представляет собой Ω-6 жирную кислоту (18: 2 цис-Δ9,12; что означает 18 атомов углерода и 2 двойные связи в положениях 9 и 12 от карбоксильного конца или в положении 6, считая от метильного конца).
  • Линоленовая кислота: Альфа-линоленовая кислота представляет собой Ω-3 жирную кислоту (18: 3 цис-Δ9,12,15; что означает 18 атомов углерода и 3 двойные связи в положениях 9, 12 и 15, считая от карбоксильной группы). конец, или в позиции 3 при счете от метильного конца).
  • Арахидоновая кислота: Арахидоновая кислота также является Ω-6 жирной кислотой (20: 4 цис-Δ5,8,11,14; что означает 20 атомов углерода и 4 двойные связи в положении 5, 8, 11 и 14, считая от конца карбоксила или в позиции 6, считая от конца метила).

Изображение: Арахидоновая кислота. Автор: NEUROtiker. Лицензия: Public Domain

Наконец, жирные кислоты могут быть определены с точки зрения того, являются ли двойные связи полиненасыщенной жирной кислоты изолированными или конъюгированными. У людей двойные связи жирных кислот всегда изолированы, а это означает, что между двойными связями имеется как минимум 2 одинарные связи.Сопряженные двойные связи присутствуют, если одинарные и двойные связи чередуются друг с другом.

Значение жирных кислот

Жирные кислоты выполняют несколько функций и необходимы для структуры и функций человеческого тела. Они встречаются либо сами по себе, то есть в изолированной форме (например, как передатчики , , такие как эйкозаноиды, которые синтезируются из арахидоновой кислоты), либо в сочетании с другими веществами (например, вместе с глицерином как жировых отложений i.е. триглицериды).

Один из способов получения жирных кислот — это пища. Насыщенные жирные кислоты в основном содержатся в продуктах животного происхождения, тогда как растения часто включают двойные связи в свои жирные кислоты, а это означает, что ненасыщенные жирные кислоты поступают в организм человека в основном через растительные жиры. Исключение составляют особо ценные полиненасыщенные жирные кислоты, которые обычно содержатся в рыбьем жире. Незаменимые жирные кислоты содержатся в растительных маслах, таких как льняное масло, и в рыбьем жире.

Длинноцепочечные жирные кислоты имеют решающее значение для человеческого организма. Большинство жирных кислот, которые обычно едят, относительно длинные. Это означает, что они состоят как минимум из 16 атомов углерода (например, пальмитиновая кислота). Организм человека может производить жирные кислоты из углеводов и даже может вставлять двойные связи, но это невозможно за пределами углерода 9. Однако, поскольку двойные связи за пределами углерода 9 необходимы для определенных функций, 3 определенные жирные кислоты должны поступать из внешнего источника. источник, а именно незаменимых жирных кислот линолевая и линоленовая кислота, а также полузаменимая арахидоновая кислота.

Изображение: Линолевая кислота. Автор: Roland.chem. Лицензия: Public Domain

При нарушенном переваривании жиров короткоцепочечных и среднецепочечных жиров используются в качестве пищевых добавок. Эти жирные кислоты состоят всего из 4–12 атомов углерода и могут абсорбироваться непосредственно в кровоток без какого-либо участия панкреатической липазы . Эти среднецепочечных триглицеридов, жиров являются важной пищевой добавкой для пациентов с такими состояниями, как синдром короткой кишки .

Важная функция жирных кислот связана с «местными» гормонами — эйкозаноидами. Эйкозаноиды производятся из арахидоновой кислоты. Они либо поступают с пищей, либо производятся из линолевой или линоленовой кислоты посредством удлинения , (удлинение углеродной цепи) и десатурации, (интеграция двойной связи).

Арахидоновая кислота (C: 20: 4, Ω-6 жирная кислота) производится из линолевой кислоты (C: 18: 2, Ω-6 жирная кислота) и эйкозапентаеновой кислоты (C: 20: 5, Ω -3 жирная кислота) или докозагексаеновая кислота (C: 22: 6, Ω-3 жирная кислота) образуется из линоленовой кислоты (C: 18: 3, Ω-3 жирная кислота).Эти полиненасыщенные жирные кислоты улучшают текучесть мембран. Эйкозаноиды — простагландин, тромбоксан и лейкотриен — образуются из арахидоновой кислоты (эйкозатетраеновой кислоты). Эти вещества являются липидными медиаторами и действуют непосредственно в ткани, в которой они высвобождаются (отсюда и название «местные» гормоны). Они участвуют в воспалительных реакциях, гемостазе, во время расширения сосудов сосудистых капилляров и в некоторых других процессах.

Недостаток незаменимых жирных кислот может иметь серьезные последствия, так как может привести к разрушению структуры мембраны, что приведет к нарушению внутриклеточного метаболизма.О недостатке незаменимых жирных кислот могут свидетельствовать неспецифические симптомы, такие как кожная экзема, повышенная восприимчивость к инфекции или нарушения зрения.

Хранение липидов

Свойства запасных липидов

Жир — отличный источник энергии (1 г обеспечивает 9 ккал энергии или 39 кДж на моль энергии), а жир можно очень эффективно хранить с точки зрения пространства, поскольку вода не важна для его хранения (глицерин в мышцах также поставляет энергию, но, поскольку он гидрофильный и хранится в воде, этот метод хранения энергии занимает очень ограниченное пространство).Эти свойства означают, что липиды хорошо подходят в качестве накопителей энергии , и их можно увеличивать практически до бесконечности.

Этерификация: как жиры становятся накопителями энергии

Триглицериды обычно называют жировыми отложениями. Триглицериды, также называемые триацилглицеридами или триацилглицеринами, относятся к категории гликолипидов , потому что глицерин третичного спирта этерифицирован 3 жирными кислотами. Таким образом, триглицерид представляет собой сложный эфир жирной кислоты .Глицерином можно этерифицировать различные жирные кислоты. Пальмитиновая кислота (C: 16: 0) и стеариновая кислота (C: 18: 0) обычно содержатся в жировых запасах.

Термин «нейтральный жир» включает триглицериды, поскольку молекулы триглицеридов не заряжены, то есть нейтральны. Триглицериды не только служат хранилищем пищи, но также могут быть обнаружены в подкожном жире из-за их сильных изоляционных свойств и в качестве структурного жира из-за их защитных свойств. Примеры этого можно увидеть в глазничной полости (глазнице) или в почечной капсуле.

Эфиры холестерина

Путем этерификации гидрофильные группы могут быть организованы таким образом, чтобы они могли превращаться из полярных в нейтральные . Вот как холестерин становится передаваемым и хранимым . Молекула холестерина на самом деле очень липофильная молекула, поэтому ее можно легко хранить в виде липидных капель; однако он также имеет гидроксильную группу . Эта гидроксильная группа является гидрофильной, что означает, что указанная выше форма хранения невозможна.Этерификация — единственный метод, который облегчает хранение холестерина в виде сложного эфира холестерина внутри клетки (цитозоль), поскольку при этом молекула холестерина становится неполярной (нейтральной). Фермент ацил-КоА-холестерин ацилтрансфераза выполняет эту этерификацию внутри клетки.

Этерификация также способствует транспортировке этой особой молекулы через кровоток. Амфифильная структура этой молекулы (которая включает большую липофильную часть и небольшую гидрофильную часть) специально предотвращает образование мицелл.Эта промежуточная этерификация, выполняемая с целью транспорта, позволяет транспортировать холестерин с помощью липопротеинов (таких как ЛПНП). Этерификация осуществляется специфическими ацилтрансферазами , которые, как следует из их названия, переносят ацильную группу. Ацильная группа представляет собой жирную кислоту, такую ​​как олеиновая кислота или стеариновая кислота. Ацилтрансфераза, присутствующая в кровотоке и ответственная за эту задачу, — это лецитин-холестерин-ацилтрансфераза . Этот фермент использует лецитин для этерификации жирной кислоты.

Холестерин выполняет самые разнообразные функции в организме человека. Это важный мембранный липид и исходное вещество для стероидов. Стероидные гормоны регулируют множество физиологических функций. Важными стероидными гормонами являются половые гормоны, такие как эстроген, прогестерон и тестостерон, а также гормоны надпочечников альдостерон и кортизол.

От триглицерина до ди (ацил) глицерина в моно (ацил) глицерин

Глицерин может быть этерифицирован 3 жирными кислотами, но не имеет места .Также существуют варианты с 2 жирными кислотами (диацилглицерин, DAG) или только с 1 жирной кислотой (моноацилглицерин) . Во время образования триглицерина образуется промежуточное соединение (например, диглицерин). DAG играет важную роль в передаче сигналов на мембраны, и в этом случае DAG образуется киназой из мембраносвязанного фосфатидилинозита . Моноацилглицерины образуются во время переваривания липидов под действием липаз с целью создания коротких липофильных единиц для образования мицелл.

Изображение: Триглицерид в разложении на моноглицерид. Автор: Фил Шац. Лицензия: CC BY 4.0

.

Мембранные липиды

Свойства мембранных липидов

Помимо функции хранения, одна из основных функций липидов находится в биологических мембранах, которые состоят из липидов. Хорошо известными липидными компонентами мембраны являются глицерофосфатиды, сфингозинфосфатиды (которые расположены в мембранах ЦНС) и холестерин.

В качестве промежуточного продукта образуется лизоглицерофосфолипид .Эта молекула выполняет регулирующую функцию в качестве сигнального вещества по отношению к мембранам нейронов.

Изображение: схематическое поперечное сечение липидного бислоя. Кружки представляют собой гидрофильные головки, а волнистые линии — боковые цепи жирных ацилов. Автор: Мазур. Лицензия: Public Domain

Все мембранные липиды имеют как гидрофобные, так и гидрофильные части; таким образом, они амфифильные , и это является основным требованием для функционирования биологической мембраны. Биологическая мембрана состоит из липидного бислоя .

В водной среде гидрофобные липидные хвосты мембраны спонтанно ориентированы внутрь, а гидрофильные липидные части ориентированы наружу; таким образом образуется липидный бислой. Этот слой образует естественный барьер, изолируя отсеки и конструкции друг от друга. Белки, встроенные в мембрану, позволяют передавать направленный обмен сигналами и материалом, который может регулироваться реакциями липидной группы.

Спонтанная двухслойная ориентация мембранных липидов используется в механизмах действия лекарств.Аполярные вещества, такие как некоторые лекарства, могут транспортироваться через полярные среды в липосомах , которые представляют собой везикулы, оболочки которых напоминают клеточную мембрану.

Строение мембранных липидов

Глицерофосфатиды

Как и триглицерид, третичный спирт глицерин образует основу для глицерофосфатидов, но только 2 жирные кислоты присоединены к 3 возможным сайтам связывания, а фосфатная группа связана с 3-м атомом углерода глицерина.

Еще одна молекула связана с этой фосфатной группой. Образовавшиеся связи называются сложноэфирными связями . Вот почему ее также называют связью на основе диэфира фосфата , потому что образуются 2 сложноэфирные связи, начиная с фосфатида (диссоциированной фосфатидной кислоты). В отличие от триглицерида, глицерофосфатид сочетает в себе 2 противоположных свойства: вся молекула имеет неполярную часть (глицерин с 2 этерифицированными жирными кислотами) и полярную часть (фосфатная группа с другим полярным партнером по связыванию).

Различные полярные группы могут быть этерифицированы фосфатидной группой на 3-м атоме углерода глицерина. Хорошо известным примером является аминоспирт, холин, который включает образование фосфатидилхолина (более известного как лецитин). Другие глицерофосфатиды — это фосфатидилсерин (серин — это аминокислота), фосфатидилэтаноламин (также известный как цефалин; этаноламин — аминоспирт) и фосфатидилинозитол (инозитол — аминоспирт). Другой пример глицерофосфатида — дифосфатидилглицерин, который также известен как кардиолипин и находится исключительно в митохондриальной мембране.
.

Изображение: Глицерофосфатиды. Автор: Lecturio

Сфингозинфосфатиды

Сфингозинфосфатиды являются основным компонентом мембран, расположенных внутри ЦНС. В этих соединениях сфингозин, а не глицерин, является основной цепью, с которой связаны жирные кислоты и фосфаты. Сфингозин — это аминоспирт, присутствующий в организме, с присоединенной к нему жирной кислотой (амидной связью). Эта молекула называется церамидом. Многочисленные производные основаны на церамиде, например, сфингомиелин (фосфолипид) или гликолипидах — цереброзиде и ганглиозиде.

Изображение: Мембранный липидный обмен — сфинголипиды. Автор: Lecturio

Сфингомиелин находится в основном в миелиновых оболочках нейронов. Гидроксильная группа церамида этерифицирована фосфатной группой. С этой фосфатной группой связан дополнительный аминоспирт, холин.

Цереброзиды в основном обнаруживаются в мембранах нервных клеток и в белом веществе (белое вещество) головного мозга; они также существуют в ганглиозидах головного мозга и в ганглиях.Начиная с церамида, углеводная группа связана с гидроксильной группой. Если это моносахарид (в основном галактоза), то образуется галактозилцерамид, который также называют цереброзидом. Иногда с гидроксильной группой связаны другие молекулы. От трех до шести сложных углеводных групп могут быть связаны друг с другом в ганглиозидах, одной из которых является аминосахара N-ацетилнейраминовая кислота.

Ганглиозидоз, наследственное заболевание, представляет собой накопление ганглиозидов в ЦНС с потерей пораженных клеток.Ганглиозидоз вызывает тяжелые нарушения развития. Примерами являются болезнь Тея-Сакса и болезнь Ниманна-Пика.

Холестерин

Холестерин выполняет разнообразные функции в организме человека, и в виде амфифильной молекулы он также присутствует в биологических мембранах. Эта характеристика является результатом его неполярной кольцевой системы и его гидрофильной гидроксильной группы. Холестерин поддерживает структуру липидного бислоя, встраивая его кольца между жирными кислотами липидов мембран и влияя на текучесть.Оптимальная текучесть мембраны является основным требованием для поддержания проницаемости мембраны и передачи сигнала.

Мембранные средства связи

Гидролиз мембранных липидов приводит к образованию вторичных мессенджеров , которые очень важны для передачи сигнала.

Инозитолтрифосфат (IP 3 ) и DAG образуются из мембранного липида фосфатидилинозитола. Фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат (PIP2) образуется в результате двойного фосфорилирования.После этого IP3 и DAG могут быть образованы гидролизом PIP2. Обе молекулы участвуют в каскадах передачи сигнала: DAG активирует протеинкиназу C, а IP3 стимулирует внутриклеточное высвобождение кальция.

Реакции с активными формами кислорода

Подобно тому, как масло становится прогорклым при реакции с кислородом, свободные радикалы кислорода в липидах мембран также могут вызывать реакцию. Свободные радикалы образуются как побочный продукт многих реакций в организме, таких как производство митохондриального АТФ в дыхательной цепи.Если в мембране есть этерифицированные (поли) ненасыщенные жирные кислоты, то легко может происходить перекисное окисление липидов — реакция со свободными радикалами. Это создает радикала жирных кислот , которые очень реакционноспособны и будут реагировать с жирными кислотами в окружающей среде. Это может привести к глубоким структурным изменениям мембраны и вызвать воспаление.

Поглощение липидов

Поглощение липидов

Основная часть пищевых липидов — это нейтральный жир или триглицерид, состоящий из глицериновой основы, каждый углерод которой связан с жирной кислотой.Пищевые продукты обычно также содержат фосфолипиды, стерины, такие как холестерин, и многие второстепенные липиды, включая жирорастворимые витамины. Наконец, содержимое тонкого кишечника содержит липиды из отшелушенных эпителиальных клеток и значительный холестерин, поступающий с желчью.

Для абсорбции триглицерида должны происходить два процесса:

  • Крупные агрегаты пищевых триглицеридов, которые практически нерастворимы в водной среде, необходимо физически расщеплять и удерживать во взвешенном состоянии — процесс, называемый эмульгированием.
  • Молекулы триглицеридов должны ферментативно перевариваться с образованием моноглицеридов и жирных кислот, которые могут эффективно диффундировать или транспортироваться в энтероцит

Ключевыми участниками этих двух преобразований являются желчных кислот и панкреатическая липаза , обе из которых смешаны с химусом и действуют в просвете тонкой кишки. Желчные кислоты также необходимы для солюбилизации других липидов, включая холестерин.

Эмульгирование, гидролиз и образование мицелл

Желчные кислоты играют свою первую важную роль в ассимиляции липидов, способствуя эмульгированию.Как производные холестерина желчные кислоты имеют как гидрофильные, так и гидрофобные домены (т.е. они являются амфипатическими). При воздействии большого агрегата триглицерида гидрофобные части желчных кислот интеркалируются в липид, а гидрофильные домены остаются на поверхности. Такое покрытие желчными кислотами способствует разрушению крупных агрегатов или капель на более мелкие и мелкие капли.

Гидролиз триглицерида до моноглицерида и свободных жирных кислот осуществляется преимущественно липазой поджелудочной железы.Активность этого фермента заключается в урезании жирных кислот в положениях 1 и 3 триглицерида, в результате чего остаются две свободные жирные кислоты и 2-моноглицерид. Лекарство орлистат (ксеникал), которое рекламируют для лечения ожирения, действует путем ингибирования липазы поджелудочной железы, тем самым уменьшая переваривание и всасывание жира в тонком кишечнике.

Липаза — это водорастворимый фермент, и, проявив немного воображения, легко понять, почему эмульгирование является необходимой прелюдией к его эффективному действию.Вскоре после еды липаза присутствует в тонком кишечнике в довольно больших количествах, но может действовать только на поверхности капель триглиеридов. Для данного объема липида, чем меньше размер капель, тем больше площадь поверхности, а это означает, что большее количество молекул липазы может работать.

Поскольку моноглицериды и жирные кислоты высвобождаются под действием липазы, они сохраняют свою связь с желчными кислотами и образуют комплексы с другими липидами с образованием структур, называемых мицеллами .Мицеллы представляют собой небольшие агрегаты (4-8 нм в диаметре) смешанных липидов и желчных кислот, взвешенных в пищеварительном тракте. При перемешивании пищи мицеллы натыкаются на щеточную кайму энтероцитов тонкого кишечника, и липиды, включая моноглицериды и жирные кислоты, захватываются эпителиальными клетками.

Поглощение и перенос в кровь

Основные продукты переваривания липидов — жирные кислоты и 2-моноглицериды — проникают в энтероцит путем простой диффузии через плазматическую мембрану.Значительная часть жирных кислот также попадает в энтероцит через специальный белок-переносчик жирных кислот в мембране.

Липиды транспортируются из энтероцитов в кровь по механизму, явно отличному от того, который мы наблюдали для моносахаридов и аминокислот.

Попав внутрь энтероцита, жирные кислоты и моноглицериды переносятся в эндоплазматический ретикулум, где они используются для синтеза триглиеридов. Начиная с эндоплазматического ретикулума и заканчивая Гольджи, триглицериды упакованы с холестерином, липопротеинами и другими липидами в частицы, называемые хиломикронами . Помните, где это происходит — в абсорбирующих энтероцитах тонкой кишки.

Хиломикроны вытесняются из Гольджи в экзоцитотические везикулы, которые транспортируются в базолатеральную часть энтероцита. Везикулы сливаются с плазматической мембраной и подвергаются экзоцитозу, сбрасывая хиломикроны в пространство вне клеток.

Поскольку хиломикроны являются частицами, практически все этапы этого пути можно визуализировать с помощью электронного микроскопа, как демонстрирует монтаж изображений ниже.

Перенос липидов в кровоток также отличается от того, что происходит с сахарами и аминокислотами. Вместо того, чтобы абсорбироваться непосредственно в капиллярную кровь, хиломикроны сначала транспортируются в лимфатический сосуд, который проникает в каждую ворсинку, называемую центральным млечным сосудом . До недавнего времени было непонятно, как большие хиломикроны попадают в молочные железы. Оказывается, есть участки молочной железы, в которых эндотелиальные клетки удерживаются вместе с помощью специализированных «кнопочных соединений», которые намного более проницаемы для хиломикронов, чем нормальные клеточные соединения.Лимфа, богатая хиломикроном, затем стекает в лимфатическую систему, которая быстро поступает в кровь. Хиломикроны, передающиеся с кровью, быстро разбираются, и составляющие их липиды используются по всему телу.

Когда абсорбируется большое количество хиломикронов, лимфа, оттекающая из тонкой кишки, кажется молочной, и лимфатические сосуды хорошо видны. На изображении ниже брюшного содержимого койота тонкие белые линии (стрелки) представляют собой лимфатические сосуды кишечника, заполненные хиломикронами.Эта лимфа проходит через мезентериальные лимфатические узлы (ЛУ), а затем в более крупные лимфатические узлы.

Другой важный липид, который всасывается в тонком кишечнике, — это холестерин. Гомеостатический холестерин является результатом баланса синтеза холестерина, абсорбции пищевого холестерина и выведения холестерина с желчью. Много лет назад было показано, что холестерин, но не растительные стерины, легко всасывается в кишечнике. Совсем недавно был идентифицирован специфический транспортный белок (NPC1L1), который переносит холестерин из просвета кишечника в энтероцит.Оттуда большая часть холестерина этерифицируется, включается в хиломикроны и перемещается в кровь с помощью механизмов, описанных выше.

Если вы хотите подтвердить для себя хотя бы некоторые из описанных выше процессов, вам следует провести следующий эксперимент:

  • Съешьте чашку жирных сливок или мешок картофеля фри быстрого приготовления.
  • Сделайте что-нибудь продуктивное, например, учебу в течение 30 минут.
  • Возьмите образец крови у себя (достаточно капиллярной трубки) — используйте антикоагулянт, чтобы предотвратить свертывание.
  • Центрифугируйте образец крови для разделения клеток и плазмы.

Когда вы исследуете свою плазму, она будет выглядеть отчетливо молочной из-за присутствия миллиардов светоотражающих хиломикронов (это состояние называется липемия ). Если вам нужен дополнительный балл, продолжайте забор крови каждые 15 минут, пока ваша плазма не очистится, а затем нанесите результаты на миллиметровую бумагу. В качестве альтернативы вы можете просто изучить изображение справа, чтобы увидеть, как выглядит сыворотка собаки после нескольких часов голодания по сравнению с липемической сывороткой, собранной вскоре после приема пищи для щенков.

Обновлено в мае 2019 г. Отправляйте комментарии по адресу [email protected]

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *