Виды липиды: Липиды – классификация, строение и свойства в мембранах клеток

Содержание

Высокий уровень холестерина

Образовательная программа для пациентов

 

Основные сведения:

У миллионов людей во всем мире уровень холестерина в крови повышен. Это состояние описывается медицинским термином гиперлипидемия. Повышенный уровень холестерина увеличивает риск инфаркта миокарда и инсульта. Этот курс объясняет, что такое холестерин, как его повышенный уровень приводит к заболеванию сердца, и что можно сделать (с применением лекарственных средств и без них) для снижения уровня холестерина.

1. Что такое липиды и холестерин?

Холестерин, жирные кислоты и триглицериды являются разновидностями жиров (липидов). Это занятие объясняет, что такое липиды и показывает, почему они важны для жизни.

Описание

Существуют три типа липидов: холестерин, жирные кислоты и триглицериды.

Жирные кислоты бывают двух типов: насыщенные и ненасыщенные. Ненасыщенные жирные кислоты могут быть мононенасыщенными или полиненасыщенными.

Холестерин

Холестерин в норме присутствует во всех тканях организма. Тело человека состоит из миллионов клеток. В состав их стенок входят липиды, к числу которых относится холестерин. Без холестерина наши клетки не смогли бы правильно работать. Холестерин также является одним из основных элементов структуры солей желчных кислот (помогающих переваривать жиры), витамина D и гормонов. Холестерин попадает в организм из двух источников. Примерно 70% синтезируется самим организмом, в основном, в печени. Еще 30% поступает с пищей. Все мы потребляем пищу, содержащую холестерин.

Жирные кислоты

Другие важные типы липидов — жирные кислоты и триглицериды. Как и холестерин, они являются незаменимыми компонентами клеточных стенок.

Жирные кислоты образуются в организме, однако некоторые из них должны поступать с пищей. Жирные кислоты бывают двух видов: насыщенные и ненасыщенные. Ненасыщенные жирные кислоты могут быть мононенасыщенными или полиненасыщенными.

Липопротеины

Липиды нужны всем тканям организма, поэтому они транспортируются кровью при помощи химических веществ, называемых липопротеинами. Эти липопротеины могут связываться с различными структурами клеток организма и при необходимости освобождать липиды. Две основные категории липопротеинов, переносящих холестерин в организме, называются липопротеинами Высокой плотности (ЛПВП) и липопротеинами низкой плотности (ЛПНП). Они описаны более подробно в следующем разделе

2. В чем различие холестерина ЛПВП и ЛПНП?

ЛПВП и ЛПНП — основные липопротеины, используемые для транспорта холестерина в организме. Холестерин ЛПВП часто называют «хорошим», а холестерин ЛПНП — «плохим». В этом разделе рассказано, почему.

Описание

Липопротеины — такие, как липопротеины высокой плотности (ЛПВП), и низкой плотности (ЛПНП) — являются основными переносчиками холестерина. Они связываются с холестерином, переносят его в другую часть организма, а затем при необходимости освобождают.

ЛПНП

ЛПНП переносят 60 — 70% холестерина крови. Одна из неприятных особенностей ЛПНП состоит в их тенденции «прилипать» к стенкам кровеносных сосудов. Поэтому ЛПНП – это основной класс липопротеинов, обнаруживаемых при атеросклерозе (заболевании, сопровождающемся образованием отложений на стенках артерий), а высокие уровни холестерина ЛПНП являются важным фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний.

Это будет описано более подробно в следующем разделе. В связи с этим холестерин ЛПНП часто называют «плохим».

ЛПВП

ЛПВП — самый малочисленный класс липопротеинов, который переносит 20 — 30% холестерина крови. ЛПВП связывают избыток холестерина и возвращают его в печень для переработки и/или удаления из организма. Таким образом, в отличие от ЛПНП, ЛПВП удаляют холестерин из циркулирующей крови. Считается, что высокий уровень ЛПВП снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний, поэтому холестерин ЛПВП часто называют «хорошим».

Отношение

Отношение ЛПНП к ЛПВП часто используется для оценки риска сердечно-сосудистых заболеваний у пациента. Высокие значения отражают преобладание холестерина ЛПНП (плохого) и указывают на высокий риск. Низкие значения отражают преобладание холестерина ЛПВП (хорошего) и указывают на низкий риск.

3. Что такое дислипидемия?

Дислипидемия — это состояние, при котором изменены уровни липидов в крови, например, повышен уровень холестерина. Этот раздел объясняет, что такое дислипидемия, и указывает на две ее причины.

Описание

Кроме холестерина, имеются другие важные классы липидов, в том числе жирные кислоты и триглицериды. Набор липидов и их уровни у каждого пациента обычно называются его липидным профилем. Организм регулирует уровни этих липидов, которые зависят друг от друга. У большинства людей уровни этих липидов находятся в нормальных пределах. Однако у некоторых людей количества отдельных типов липидов могут выходить за нормальные границы.

Такое состояние называется дислипидемией. Так чем же может быть вызвана дислипидемия? Дислипидемия может быть либо первичной, либо вторичной. Причиной первичной дислипидемии являются генетические, или наследственные нарушения, и эти состояния довольно редки. Вторичные дислипидемии наблюдаются гораздо чаще. Они вызваны другим заболеванием, некоторыми лекарственными средствами, гормонами или факторами стиля жизни (например, жирной пищей, ожирением и недостаточной физической активностью). Несомненно, гораздо легче лечить вторичную дислипидемию.

4. Повышенный холестерол — причина заболевания

Повышение уровня холестерина может привести к образованию бляшек на стенках артерий — атеросклерозу. В результате этого движение крови по сосудам может быть нарушено, а в некоторых случаях может произойти разрыв пораженного сосуда. В зависимости от того, в каком органе это произойдет, такой процесс может стать причиной тяжелого осложнения, например, инсульта или инфаркта.

В этом уроке объясняется, как это происходит.

Описание

Атеросклероз — это процесс образования жировых или волокнистых отложений в виде бляшек на стенках кровеносных сосудов. При этом просвет кровеносного сосуда со временем сужается, а его стенка уплотняется.

Так какова же роль повышенного уровня холестерина в образовании этих бляшек?

Бляшка

Образование бляшки начинается с повреждения внутренней оболочки кровеносного сосуда. Такое повреждение может возникнуть в результате курения, повышения кровяного давления или слишком высокого уровня глюкозы крови (например, при диабете). Эти повреждения позволяют ЛПНП проникать в стенки сосудов. Иммунные клетки также проходят в стенку сосуда и, поглощая ЛПНП, превращаются в пенистые клетки. Скопления

пенистых клеток под микроскопом похожи на жировые полоски. Пенистые клетки вырабатывают химические вещества, которые образуют волокнистый слой на поверхности жировой полоски, в результате чего образуется атероматозная бляшка. К каким нарушениям приводят эти бляшки? Существуют три основных события, вызванных наличием атеросклеротических бляшек.

Ишемия

Растущая бляшка может сузить просвет кровеносного сосуда, ограничивая кровоток тканей и их снабжение кислородом. Это состояние называется ишемией.

Эмболия

Мелкие части бляшки могут отрываться и циркулировать в крови, закупоривая другие сосуды. Это называется эмболией. Разрыв бляшки может также привести к освобождению накопленного холестерина в кровоток. Содержимое бляшки может также спровоцировать образование тромба в месте разрыва.

Аневризма

Формирование бляшек на стенках кровеносных сосудов может ослаблять их стенки, в результате чего образуются шарообразные расширения, называемые аневризмами. По мере роста аневризмы стенки сосуда истончаются и ослабляются; повышается вероятность их разрыва и опасного для жизни кровоизлияния. Эти три процесса могут иметь серьезные последствия в зависимости от того, в какой части организма они происходят.

Переместите курсор на три показанные области организма.

5. Что означает Ваш липидный профиль

Врач может назначить Вам исследование липидного профиля, если заподозрит у Вас дислипидемию. При этом в анализе крови будут определены уровни основных липидов и липопротеинов. До взятия крови на этот анализ вы не должны принимать пищу в течение 12 часов, так как уровни многих из этих липидов повышаются после еды.

Описание

При исследовании липидного профиля определяют содержание триглицеридов, общего холестерина, ЛПВП (иногда пишут «холестерин ЛПВП») и ЛПНП (иногда пишут «холестерин ЛПНП»). В сообщении о результатах исследования часто указывают отношение ЛПНП/ЛПВП. В США единицей измерения уровня липидов служат миллиграммы на децилитр (мг/дл), а в Европе и России — миллимоли на литр (ммоль/л). Рекомендуемые уровни различны в разных странах и часто изменяются. В России используются Европейские рекомендации по профилактике ССЗ. Согласно этим рекомендациям оптимальные значения липидов составляют: общий холестерин <5 ммоль/л (<200 мг/дл), холестерин ЛПНП <3,0 ммоль/л (<115 мг/дл), холестерин ЛПВП > 1,0 ммоль/л у мужчин (>40мг/дл) и > 1,2 ммоль/л у женщин (>46 мг/дл), триглицериды < 1,7 ммоль/л (< 155 мг/дл).

У больных ИБС и/или при атеросклерозе периферических артерий, сонных артерий,а также при наличии сахарного диабета, рекомендуемый уровень общего холестерина < 4,5 ммоль/л, а «плохого» холестерина <2,6 ммоль/л.

Ролловер-текст:

Триглицериды (ТГ): Триглицериды не так тесно связаны с заболеванием, как холестерин. Однако нормальные уровни не должны превышать 1,7 ммоль/л (150 мг/дл), и врач может назначить медикаментозное лечение, если обнаружит у Вас более 200 мг/дл (2,3 ммоль/л).

Общий холестерин: В идеальном случае уровень общего холестерина должен быть ниже 5,2 ммоль/л (200 мг/дл).

Холестерин ЛПВП: Уровень «хорошего холестерина» в идеальном случае должен быть выше 1,1 ммоль/л (45 мг/дл) у мужчин и 1,4 ммоль/л (55 мг/дл) у женщин до менопаузы. Уровни выше 60 мг/дл (1,55 ммоль/л) особенно благоприятны и снижают риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Холестерин ЛПНП: Уровень этого «плохого холестерина» в идеальном случае должен быть ниже 2,6 ммоль/л (100 мг/дл).

Отношение холестерина ЛПНП к холестерину ЛПВП: Отношение ниже 3,5 считается нормальным. Отношение 5,0 или выше должно настораживать. Такое отношение часто считается показателем высокого риска сердечно-сосудистых заболеваний.

6. Каков Bаш риск инфаркта?

Высокий уровень холестерина — только один из многих факторов риска, связанных с атеросклерозом и сердечно-сосудистыми событиями, например, с инфарктом миокарда. В этом разделе описаны эти факторы риска.

Описание

Фактор риска — это признак (например, ожирение или курение), повышающий вероятность развития заболевания. Факторы риска, указывающие на возможность развития заболевания сердца, подразделяются на управляемые и неуправляемые. Неуправляемыми называются факторы, на которые человек не может воздействовать, например, возраст (риск сердечно-сосудистых заболеваний с возрастом повышается), наследственность, пол и этнические факторы. К управляемым факторам риска относятся те, которые можно изменить. Среди них — курение, ожирение, диета, недостаток физической активности, дислипидемия, высокое

артериальное давление и диабет. Ответьте на следующие вопросы и нажмите «ввести», чтобы увидеть численную оценку Ваших факторов риска. Если Bы не уверены в ответе, оставьте его пустым. Нажмите «продолжить», когда закончите работу в этом разделе. Риск коронарных заболеваний сердца значительно возрастает при наличии нескольких факторов риска, поскольку влияние отдельных факторов умножается, а не суммируется. Эта диаграмма показывает, как сочетаются относительные риски. Например, если человек курит, его относительный риск равен 1,6, т.е. вероятность развития сердечно-сосудистого заболевания, которое может привести к инфаркту, в 1,6 раз выше, чем у некурящего. Если у того же человека еще и высокое артериальное давление, относительный риск возрастает до 4,5. Если у того же человека повышен уровень холестерина, относительный риск резко повышается до 16. Поэтому чем больше факторов риска Вы устраните, тем меньше Ваш риск сердечно- сосудистого заболевания.

7. Как можно понизить уровень холестерина?

Добиться снижения уровня холестерина можно многими способами. Большинство из них связаны со сменой образа жизни, например, изменением диеты и увеличением физической активности. Такие изменения описаны в этом разделе.

Описание

Здесь показан список пищевых продуктов и блюд. Отметьте те из них, которые Вы регулярно едите или пьете. Нажмите «продолжить», когда закончите работу в этом разделе. Здесь показана схема, описывающая различные типы липидов.

Ролловер-текст:

Жиры/Липиды: Употребляйте меньше жирной пищи. Жир должен составлять менее 30% потребляемых Вами калорий. (Для человека, потребляющего в день 2000 калорий, это означает суточное потребление не более 65 граммов жира).

Холестерин: Холестерин присутствует только в пище животного происхождения, т.е. в мясе, молочных продуктах, но не во фруктах, овощах или орехах. Ограничивайте потребление холестерина до величины не более 300 миллиграммов (мг) в день.

Жирные кислоты/триглицериды (ТГ): В отличие от холестерина, они

присутствуют в пище животного и растительного происхождения. Насыщенные жиры: Это самые плохие жиры. Насыщенные жиры имеют плотную консистенцию при комнатной температуре. Они содержатся в жирах животного происхождения и некоторых маслах тропических растений (в том числе, в пальмовом и кокосовом). Эти жиры повышают уровень холестерина ЛПНП. Насыщенные жиры должны составлять менее 10% потребляемых Вами калорий.

Ненасыщенные жиры: Ненасыщенные жиры лучше, чем насыщенные.

Ненасыщенные жиры содержатся в растениях. При комнатной температуре они имеют жидкую консистенцию.

Полиненасыщенные жиры: Подсолнечное, кукурузное и соевое масла содержат полиненасыщенные жиры.

Мононенасыщенные жиры: Это самые хорошие жиры. Примеры: рапсовое и рисовое масла. Этот тип жиров помогает повысить уровень холестерина ЛПВП.

8. Какие лекарства можно применять?

В настоящее время существуют 5 основных классов лекарственных средств, которые могут снизить уровень липидов. Чаще всего применяются статины. Кроме того, имеются смолы (также известные как секвестранты желчных кислот), ингибиторы всасывания холестерина, фибраты и никотиновая кислота. В этом разделе описаны эти препараты.

Описание

Статины

Статины — самые распространенные препараты для снижения уровня липидов. Холестерин образуется во всех клетках организма, однако наибольшее его количество образуется в печени. Поэтому снижение продукции холестерина печенью стало главной целью лекарственной терапии. Чтобы понять механизм действия статинов, нужно знать пути синтеза холестерина. Холестерин образуется в результате многоступенчатого процесса, а статины угнетают один из его этапов. Основной фермент, управляющий этим процессом — ГМГ КоА-редуктаза. Статины влияют на активность этого фермента и блокируют путь синтеза холестерина в организме. Поэтому организм вырабатывает меньше холестерина, а его уровень в крови пациента снижается. В настоящее время имеются несколько статинов. Посоветуйтесь с врачом о различных статинах и их полезных эффектах. Существуют также другие лекарственные средства, снижающие уровни холестерина и триглицеридов. Их можно использовать отдельно или в комбинации со статинами.

Смолы

Смолы связывают соли желчных кислот, после чего они выходят из организма с калом. Печень реагирует на потерю солей желчных кислот использованием большего количества холестерина для синтеза новых солей желчных кислот, и, таким образом, снижает уровень холестерина в организме.

Ингибиторы всасывания холестерина

Аналогичным образом, ингибиторы всасывания холестерина ограничивают его всасывание в кишечнике и, тем самым, снижают содержание липидов.

Фибраты

Фибраты — другой пример нестатиновых средств лечения дислипидемии. Эти препараты несколько снижают уровень ЛПНП, но, в основном, используются для коррекции высокого уровня триглицеридов и низкого уровня ЛПВП.

Никотиновая кислота

Наконец, никотиновая кислота, которая принадлежит к группе витаминов РР, снижает уровни холестерина ЛПНП и триглицеридов, повышая уровень холестерина ЛПВП. Это эффективное средство повышения уровня холестерина ЛПВП.

Спасибо!

Мы надеемся, что этот курс был Вам интересен. Если Вы полагаете, что Вы или кто-то из Ваших близких страдаете этим заболеванием — посоветуйтесь с врачом.

Триглицериды

Триглицериды – жиры, один из основных источников энергии для клеток организма. Повышение их уровня увеличивает риск заболевания сердца и сосудов, а также риск развития острого панкреатита.

Синонимы русские

Липиды крови, нейтральные жиры, ТГ.

Синонимы английские

TG, Trig, Triglycerides.

Метод исследования

Колориметрический фотометрический метод.

Единицы измерения

Ммоль/л (миллимоль на литр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

  • Не принимать пищу в течение 12 часов до исследования.
  • Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение и не курить 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Триглицериды – это жиры, которые являются основным источником энергии для организма. Большая часть триглицеридов содержится в жировой ткани, однако часть из них находится в крови, обеспечивая мышцы энергией. После еды уровень триглицеридов повышается, так как организм превращает энергию, которая сейчас не требуется, в жир. Триглицериды всасываются в кишечнике и, транспортируясь через кровь, откладываются в жировой ткани про запас. Между приемами пищи они сжигаются, высвобождая энергию для организма.

Так как триглицериды нерастворимы в воде, они переносятся в крови с белком в виде комплекса, который называется липопротеином. Есть несколько типов липопротеинов, различающихся пропорциями входящих в их состав компонентов:

  • липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП),
  • липопротеины низкой плотности (ЛПНП),
  • липопротеины высокой плотности (ЛПВП).

Большинство триглицеридов в организме переносятся липопротеинами очень низкой плотности (ЛПОНП).

Увеличение количества триглицеридов повышает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, хотя их причины до конца не выяснены. Существует ряд факторов, способствующих этому: снижение двигательной активности, избыточная масса тела, курение, злоупотребление алкоголем, а также сахарный диабет.

Кроме того, триглицериды значительно повышают риск развития острого воспаления поджелудочной железы – острого панкреатита.

Для чего используется исследование?

  • Чтобы оценить риск развития атеросклероза и проблем с сердцем и сосудами. Атеросклероз – процесс роста внутри сосудов бляшек, которые могут ограничивать кровоток или полностью перекрывать просвет сосуда.
  • Для контроля за эффективностью диеты со сниженным количеством животных жиров и наблюдения за уровнем липидов крови после назначения препаратов, снижающих уровень триглицеридов и холестерола (холестерина).

Когда назначается исследование?

  • Вместе с тестом на общий холестерол или в составе липидограммы, которая также включает определение уровня ХС ЛПНП, ХС ЛПОНП, ХС ЛПВП, триглицеридов и коэффициента атерогенности. Липидограмму рекомендуется сдавать всем взрослым старше 20 лет не реже одного раза в 5 лет.
  • При плановых профилактических осмотрах или чаще (несколько раз в год), если человеку предписана диета с ограничением приема животных жиров и/или он принимает лекарства, снижающие уровень триглицеридов и холестерола. В этих случаях проверяют, достигается ли целевой уровень липидов и, соответственно, снижается ли риск сердечно-сосудистых заболеваний.
  • Особенно важно проверять триглицериды при сахарном диабете, так как колебания уровня сахара способствует повышению триглицеридов.
  • Если в жизни пациента присутствует один или несколько факторов риска развития сердечно-сосудистых заболеваний:
    • курение,
    • возраст (мужчины старше 45 лет, женщины старше 55 лет),
    • повышенное артериальное давление (140/90 мм. рт. ст и выше),
    • повышенный холестерол или сердечно-сосудистые заболевания у других членов семьи (инфаркт или инсульт у ближайшего родственника мужского пола моложе 55 лет или женского моложе 65 лет),
    • ишемическая болезнь сердца, инфаркт сердечной мышцы или инсульт,
    • сахарный диабет,
    • избыточная масса тела,
    • злоупотребление алкоголем,
    • прием большого количества пищи, содержащей животные жиры,
    • низкая физическая активность.
  • Если у ребенка в семье были случаи повышенного холестерола или заболеваний сердца в молодом возрасте, то впервые анализ на холестерол рекомендуется сдавать в возрасте от 2 до 10 лет.

Что означают результаты?

Референсные значения (норма триглицеридов): 

Согласно клиническим рекомендациям1, уровень

«Диагностика и коррекция нарушений липидного обмена с целью профилактики и лечения атеросклероза. Российские рекомендации, VII пересмотр. 2020».

«2019 ESC/EAS Guidelines for the management of dyslipidaemias: lipid modification to reduce cardiovascular risk».

Интерпретация результатов должна производиться с учетом других анализов, входящих в липидограмму.

Причины повышения уровня триглицеридов (гипертриглицеридемии)

Гипертриглицеридемия может быть результатом наследственной предрасположенности или избыточного приема с пищей животных жиров. У большинства людей с повышенным холестерином в той или иной мере задействованы оба фактора.

Перед назначением лечения необходимо исключить другие причины повышенного содержания триглицеридов:

  • алкоголизм,
  • хроническое воспаление почек, приводящее к нефротическому синдрому,
  • хроническая почечная недостаточность,
  • снижение функции щитовидной железы (гипотиреоз),
  • плохо вылеченный сахарный диабет,
  • панкреатит,
  • инфаркт миокарда – в этом случае повышенные уровни могут сохраняться до нескольких месяцев,
  • подагра.

Пониженный уровень триглицеридов (гипотриглицеридемия) особого клинического значения не имеет. Может встречаться при следующих состояниях:

  • наследственная гиполипропротеинемия,
  • повышение функции щитовидной железы (гипертиреоз),
  • нарушения всасывания в кишечнике,
  • хроническая обструктивная болезнь легких,
  • инфаркт мозга.

Что может влиять на результат?

Уровень триглицеридов может оставаться значительно (до 5-10 раз) повышенным даже через несколько часов после приема пищи.

Показатели проб крови, взятой натощак в разное время, также могут быть неодинаковыми. У некоторых людей уровень триглицеридов меняется на 40  % в течение одного месяца. Это явление называется биологической вариацией и отражает нормальные колебания метаболизма холестерола в организме. В итоге единичное измерение не всегда отражает «обычный» уровень триглицеридов, поэтому иногда требуется пересдача анализа.

Повышают уровень триглицеридов:

  • богатая жирами пища,
  • прием алкоголя,
  • беременность (анализ следует сдавать по меньшей мере через 6 недель после родов),
  • оральные контрацептивы, холестирамин, фуросемид, верошпирон, кордарон, кортикостероиды.

Снижают уровень триглицеридов:

  • интенсивная физическая нагрузка,
  • статины, метформин.
 Скачать пример результата

Важные замечания

  • Анализ на триглицериды необходимо сдавать, когда человек относительно здоров. После острого заболевания, инфаркта, хирургической операции необходимо подождать как минимум 6 недель.
  • Убедительных доказательств того, что снижение уровня триглицеридов уменьшает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, пока нет. Однако у тех, у кого ХС ЛПНП выше нормы или ХС ЛПВП ниже нормы, повышенный уровень триглицеридов увеличивает риск развития ишемической болезни сердца.
  • В США липиды измеряются в миллиграммах на децилитр, в России и в Европе – в миллимолях на литр. Пересчет осуществляется по формуле: ТГ (мг/дл) = ТГ (ммоль/л) × 88,5 или ТГ(ммоль/л) = ТГ (мг/дл) х 0,0113.

Также рекомендуется

Кто назначает исследование?

Врач общей практики, терапевт, кардиолог.

Соевое, гороховое и пшеничное: чем отличаются виды растительного мяса

С чем связан растущий спрос на растительное мясо, с какими сложностями сталкиваются производители и существуют ли в этом бизнесе национальные особенности?

Об эксперте: Александр Киселев, сооснователь и CEO компании-разработчика растительного мяса Welldone.

О мясе и инвестициях

Растительное мясо — безусловный лидер среди всех высокотехнологичных сортов мяса, к которым также относятся искусственное или культивируемое мясо, бактериологическое, мясо на основе грибного мицелия. К 2027 году объем мирового рынка растительного мяса достигнет $35 млрд, около 45% придется на соевое.

Растительное и искусственное мясо — не синонимы.

  • Растительное мясо создается на базе растительных белков: соевого, горохового и других видов. По своей текстуре, вкусу и простоте приготовления оно действительно очень похоже на привычное всем животное мясо. Позитивные отличия состоят в том, что растительное мясо не содержит холестерин, обладает более высокой усвояемостью белка в сравнении с говядиной, содержит клетчатку и значительно меньше насыщенных жиров.
  • Искусственное мясо выращивается в лабораторных условиях по алгоритму, который практически не отличается от выращивания любой ткани. Исследователи выделяют из мышцы животного стволовые клетки, а после размножают их в питательной среде, обладающей сложным составом и содержащей гормоны и факторы роста: белки, липиды, аминокислоты, соли, витамины и другие элементы.

В конце июля 2021 года в Израиле запустилась первая в мире фабрика по производству искусственного мяса, однако в целом эта область находится на более раннем этапе коммерциализации — такие продукты мало где в мире разрешено продавать, а там где можно, они стоят намного дороже растительного или животного мяса.

Если несколько лет назад растительные белки лишь начали попадать на радары инвестфондов, то сегодня инвестиционная привлекательность технологии уже не оставляет сомнений, и инвестиции только в США измеряются сотнями миллионов долларов в год.

Фото: Investment Monitor

Российский рынок только начинает формироваться, поэтому число сделок исчисляется единицами, а доли рынка пока слишком виртуальны, чтобы проверить их через аналитику. Объем продаж у каждого игрока примерно одинаковый, измеряемый тоннами в месяц.

Альтернатива животным продуктам — это огромное пространство для инноваций: например, мы в Welldone делаем котлеты и фарши на основе соевого белка, кто-то работает над альтернативой рыбе, другие используют белок подсолнечника или конопли, растят мясо из отдельных клеток, делают бленд из растительных белков и клеточного мяса.

По данным Deloitte Consulting, мировой рынок растительного мяса оценивается примерно в $12 млрд, российский — всего в ₽2,6 млрд. Однако аналитики предсказывают российской индустрии взрывной рост — не менее, чем на 10% в год.

Процесс производства растительного мяса

Его можно разделить на два этапа.

Во первых, это текстурирование белка. Сам по себе растительный белок — соевый, гороховый или любой другой — выглядит как мука. Задача изготовителя — текстурировать его, то есть превратить порошок в волокнистые структуры, как в животном мясе. Для придания белку волокнистой текстуры используется технология пищевой экструзии. Это высокотемпературная переработка сырья под высоким давлением — примерно как в скороварке.

Белок — очень сложная молекула, у которой есть первичная, вторичная, третичная структуры. Внутри экструдера эти структуры пересобираются по новому. У соевого белка это одни режимы температуры, давления, параметры среды в целом, у горохового — другие, у пшеничного — третьи, поэтому чтобы получить необходимые свойства, с каждым видом белка надо работать индивидуально. Еще один момент, который необходимо учитывать на этапе экструзии — у белков из различного сырья изначально различаются вкусовые профили. У одних они более нейтральные, у других ярко выражены, что предполагает работу со вкусом при переходе на новый тип белка. Например, если протекстурировать гороховый белок, то он будет отдавать горохом, глютен или пшеничный белок — панкейком или блинчиком.

Помимо формирования текстуры, экструзия еще и ликвидирует антипитательные факторы в бобовых культурах. Все знают, что произойдет, если съесть побольше свежего гороха — за неприятные последствия надо благодарить антипитательные факторы в белке бобовых. Как раз их и убирает экструзия.

Пример экструдера (Фото: Clextral)

На втором этапе смешиваются текстурированный белок, растительные и функциональные ингредиенты. В результате получаются фарши. Из фарша производители формируют котлеты и другие конечные продукты. Если нужно, продукты замораживаются, фасуются и отправляются на холодный или морозильный склады. Оттуда продукция отправляется клиентам: магазинам, ресторанам, дистрибьюторам.

Из каких видов белка делают растительное мясо

Мы прототипировали продукты на базе сои, гороха, глютена, конопли, картофеля, их комбинаций — из всех этих белков можно сделать растительное мясо. В итоге остановились на соевом. Давайте рассмотрим плюсы и минусы основных вариантов.

Не все белки одинаково полезны. Несмотря на то, что многие покупатели привыкли мерить белок, ориентируясь лишь на граммы на упаковке, на самом деле польза и усвояемость разных белков сильно отличаются. Поэтому, чтобы сравнивать качество белков, ученые разработали специальный индекс — PDCAAS. Этот стандарт оценки был принят Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США и Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН/Всемирной организацией здравоохранения.

Соевый

  • Преимущества: максимальная усвояемость наряду с коровьим молоком и яйцами, производство в России и невысокая стоимость сырья на рынке.
  • Недостатки: негативный флер сои с 1990-х годов.

Соевый белок — несомненный лидер по всем показателям, связанным с пищевой ценностью. Он имеет наивысший аминокислотный коэффициент усвояемости белков (PDCAAS). Так, соевый белок превзошел и микопротеин, и говядину, и горох. Преимущества соевого белка заключаются в относительно невысокой стоимости сырья и его наличии на российском рынке.

Основная сложность, с которой сталкиваются российские производители — предубеждение к сое, зародившееся еще в 1990-е годы, когда ее стали добавлять в мясные продукты для снижения себестоимости.

Важно понимать, что растительное мясо сегодня — совершенно иной продукт с точки зрения и пищевой ценности, и вкуса, и удобства приготовления. В соевых котлетах из 1990-х все было направлено на то, чтобы минимизировать цену, поэтому и речи не было об использовании белка высокой степени очистки. В ход шли самые дешевые ингредиенты: например, шрот — побочные продукты переработки сои, которые обычно отправляют на корм животным. Сегодня вместо бесформенной субстанции с соевым вкусом потребителям доступны растительные котлеты и фарши, практически неотличимые от животного мяса.

Американские производители реже выбирают сою по другой причине: в США выращивается трансгенная, то есть генетически модифицированная соя, что в свою очередь требует размещения соответствующей маркировки на упаковке продукта. Если американский изготовитель хочет позиционировать свой продукт как товар, не содержащий ГМО, он вынужден использовать другой белок.

Одним из тех, кто выбрал в качестве источника белка сою, стала Impossible Foods. Компания в любом случае применяет генно-модифицированные микроорганизмы для создания красителя — растительного аналога гемоглобина. В то же время ее местный конкурент Beyond Meat отказался от сои в пользу комбинации других белков, поскольку для него важно отсутствие ГМО.

Гороховый

  • Преимущества: более позитивное восприятие на уровне общественного сознания.
  • Недостатки: высокая цена, менее богатый аминокислотный состав.

Горох проигрывает сое менее богатым аминокислотным составом. Так, согласно рейтингу PDCAAS, гороховый изолят находится на пятом месте и уступает целому ряду белковых продуктов: коровьему молоку и яйцам, сое и соевому белку, молочным белкам, микопротеину и говядине.

Вместе с тем у гороха есть одно большое преимущество — это отсутствие предубеждений со стороны широкой общественности. За рубежом гороховый белок — наиболее частая замена сое из-за отсутствия в его составе генно-модифицированных элементов.

В России гороховый белок слабо распространен, поскольку хоть в стране и выращивается много гороха, но глубокой переработки, то есть выделения чистого белка, нет. Мы, правда, видим и позитивные подвижки: например, недавно «Уралхим» анонсировал инвестиции в создание пилотной установки по глубокой переработке желтого гороха, а значит в перспективе качественный гороховый белок местного производства все же появится на рынке. На сегодняшний день гороховый белок приходится импортировать. Импортное сырье — это не только более высокая стоимость и более длительный цикл поставки, но и ряд рисков: например, потенциальные перебои с поставками из-за более сложной логистической цепочки.

Пшеничный

  • Преимущества: невысокая стоимость, простота производства.
  • Недостатки: низкое качество.

У пшеничного белка есть два весомых недостатка. Первый: пшеничный белок — это глютен. Многие стараются его избегать — в том числе люди, страдающие аллергией на такой белок. Второй: низкая ценность пшеничного белка. По аминокислотному составу пшеница проигрывает всем иным видам белка и находится на последней строчке рейтинга PDCAAS.

Но есть и плюсы: ежегодно в России выращивают огромное количество пшеницы, поэтому продукты из пшеничного белка могут быть доступнее продуктов из белка бобовых.

Не только растения

Помимо перечисленных растительных белков и искусственного мяса, можно выделить еще несколько интересных направлений.

  • Мясо из микопротеина

В 1980-е годы лондонский бренд QUORN, совместное предприятие британской хлебопекарной компании Ranks Hovis McDougall (RHM) и химической компании ICI, запустил производство мяса на основе филаментоподобной грибной биомассы. Речь идет не о грибах, которые мы привыкли собирать в лесу, а о грибном мицелии, проще говоря, о грибнице (части гриба, которая находится под землей и на самом деле является его основной частью). Это тот случай, когда компания опередила свое время на десятки лет — ни потребители, ни регулирующие органы не были готовы к таким инновациям. Однако в последние годы QUORN активно растет, и к 2027 году планирует стать единорогом (компанией с оценкой бизнеса свыше $1 млрд) на волне стремительного роста популярности растительной диеты.

  • Бактериологическое растительное мясо

Производство бактериологического мяса имеет большой потенциал, хотя готовых продуктов на рынке почти нет. В качестве источника белка в этом случае выступают бактерии — например, дрожжи. Особенность бактерий заключается в том, что они могут расти намного быстрее растений, неприхотливы в питании, не требуют солнечного света. Как это работает: бактерии помещают в питательную среду, в которой они стремительно делятся, их количество и вес экспоненциально растут. Далее из выращенной таким образом биомассы извлекают белок, используемый для изготовления самых разных продуктов.

Холестерин


Холестерин — это вещество, необходимое организму для строительства клеточных мембран, синтеза желчных кислот, выработки гормонов и витамина D. С химической точки зрения холестерин является жироподобным веществом — липидом (от греческого «lipid» — жир).
Холестерин в организме человека синтезируется главным образом в печени. Являясь жироподобным веществом, нерастворимым в воде, он переносится по кровеносным сосудам только в составе комплексов с белками – хиломикронов и липопротеидов. Главными переносчиками холестерина в организме являются липопротеиды. Липопротеиды (белково-липидные комплексы) различаются по размеру, плотности и содержанию липидов.

По плотности липопротеиды разделяются на следующие классы:

• липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП)
• липопротеиды промежуточной плотности (ЛППП)
• липопротеиды низкой плотности (ЛПНП)
• липопротеиды высокой плотности (ЛПВП)

Соотношение жиров (липидов) и белков в липопротеидах различно. Минимальное количество белка содержится в хиломикронах. Возрастание плотности липопротеидов характеризуется увеличением содержания в них белкового компонента, как показано в таблице.

Процентный состав липопротеидов плазмы крови
(G.R. Thompson, 1991) 

Тип Липиды        Белки 
Хиломикроны        98–99% 1–2% 
ЛПОНП  90% 10% 
ЛППП  82% 18%
ЛПНП  75%  25% 

Липопротеиды различаются по их роли в развитии атеросклероза. Так, липопротеиды низкой и очень низкой плотности считаются атерогенными (способствующими развитию атеросклероза), а содержащийся в них холестерин называют «плохим» холестерином. ЛПОНП и ЛПНП транспортируют холестерин из печени в клетки и ткани организма.
Липопротеиды высокой плотности (ЛПВП), напротив, считаются антиатерогенными (препятствующими развитию атеросклероза), а содержащийся в них холестерин называют «хорошим» холестерином. Липопротеиды высокой плотности (ЛПВП) за рубежом называют «полицейскими атеросклероза». Антиатерогенное действие ЛПВП проявляется благодаря их способности захватывать холестерин, выводить его из клеток, тканей, в том числе стенок артерий, и транспортировать обратно в печень.
В организме имеется три субстрата (или «пула»), где находится холестерин. Это плазма крови, печень, вернее — клетки печени (гепатоциты), и клетки других органов. Холестерин, находящийся в печени, находится в динамическом равновесии с холестерином плазмы крови. В зависимости от активности печеночных клеток количество (концентрация) холестерина плазмы крови может существенно меняться.
Содержание достаточного для организма количества холестерина поддерживается его постоянным синтезом
в клетках печени. Холестерин, образующийся в клетках печени, называют эндогенным холестерином. Холестерин также поступает в организм с пищей. Это так называемый экзогенный холестерин. Если экзогенного холестерина доставляется в печень много, то при нормальном обмене ограничивается синтез эндогенного холестерина.
Как уже отмечалось холестерин жироподобным веществом, нерастворимым в воде, он переносится по кровеносным сосудам только в составе комплексов с белками. Эти белково-липидные комплексы (ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП и ЛПВП) также образуются в печени и затем поступают в кровоток.
Помимо перечисленных соединений в печени образуется еще один вид жиров, ассоциированных с риском развития атеросклероза. Это триглицериды. Они  транспортируются к мышцам, накапливаются там, и при необходимости расщепляются, становясь источником энергии.

Обмен холестерина

Свободный холестерин подвергается окислению в печени и органах, синтезирующих стероидные гормоны (надпочечники, семенники, яичники, плацента). Это единственный процесс необратимого выведения холестерина из мембран и липопротеидных комплексов.
Ежедневно на синтез стероидных гормонов расходуется 2–4% от общего количества холестерина. В гепатоцитах 60–80% холестерина окисляется до желчных кислот, которые в составе желчи выделяются в просвет тонкой кишки и участвуют в пищеварении (эмульгирование жиров).
Вместе с желчными кислотами в тонкую кишку попадает небольшое количество свободного холестерина, который частично удаляется с каловыми массами, а оставшаяся часть его растворяется и вместе с желчными кислотами и фосфолипидами всасывается стенками тонкой кишки. Желчные кислоты обеспечивают разложение жиров на составные части (эмульгирование жиров). После выполнения этой функции 70–80% оставшихся желчных кислот всасывается в конечном отделе тонкой кишки (подвздошной кишке) и поступает по системе воротной вены в печень. Здесь стоит отметить, что желчные кислоты имеют еще одну функцию: они являются важнейшим стимулятором поддержания нормальной работы (моторики) кишечника.
Схематично обмен холестерина можно представить так. Печень нагружает жиром липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП), которые потом путешествуют по кровеносным сосудам, разгружая жир. Частично «разгрузившиеся» ЛПОНП становятся липопротеидами низкой плотности  (ЛПНП).
Липопротеиды низкой плотности (ЛПНП), главные переносчики холестерина при их движении по кровеносным сосудам, могут прилипать
к стенкам сосудов, сужая их внутренний просвет.
Липопротеиды высокой плотности (ЛПВП) освобождают прилипшие к стенке сосуда частицы ЛПНП с холестерином и несут их обратно в печень, где частицы ЛПНП снова нагружаются холестерином и превращаются в ЛПОНП, либо распадаются и выводятся из организма.
При активном потреблении жирной пищи и нарушениях жирового обмена печень вырабатывает избыточное количество липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП) и низкой плотности (ЛПНП). При наличии повреждений эндотелия и отсутствии достаточного количества липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), частицы липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) с холестерином начинают «прилипать» к стенкам сосудов. Постепенно развивается сужение сосудов, т. е. атеросклероз, а следом все неприятности: стенокардия, инфаркт, инсульт и другие осложнения атеросклероза.

Для чего определяют индекс атерогенности?


Для оценки выраженности атерогенных (способствующих развитию атеросклероза) свойств плазмы крови и степени риска развития клинических проявлений атеросклероза используются формулы, позволяющие рассчитать индекс атерогенности (ИА) по соотношению атерогенных и антиатерогенных фракций липопротеидов. Существует множество способов для вычисления индекса атерогенности.
Один из наиболее распространенных в мире – определение индекса атерогенности, как соотношения общего холестерина (ОХС) к холестерину ЛПВП (ОХС/ХС ЛПВП). Он свидетельствует об атерогенности липидного спектра крови при уровне > 5.
В России широко используют другое соотношение, называемое индексом атерогенности А. Н. Климова. Это отношение суммы холестерина атерогенных липопротеидов низкой плотности (ХС ЛПНП) и очень низкой плотности (ХС ЛПОНП) к холестерину антиатерогенных липопротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП).

Индекс атерогенности (А.Н. Климова)= ХС ЛПНП + ХС ЛПОНП / ХС ЛПВП = ОХС – ХС ЛПВП / ХС ЛПВП

Обе формулы приведены потому, что они одинаковы. Дело в том, что общий холестерин (ОХС) состоит из ХС ЛПНП, ХС ЛПОНП и ХС ЛПВП.

Лабораториям в поликлинике или больнице для простоты вычисления индекса атерогенности достаточно определить в крови пациента уровни общего холестерина и холестерина ЛПВП. Если от уровня общего холестерина отнять показатель ХС ЛПВП, то получим сумму холестерина атерогенных липопротеидов – ЛПНП и ЛПОНП.
Нормальное значение индекса  атерогенности А.Н. Климова — 3,0–4,0. Значение индекса атерогенности выше 4,0 указывает на высокий риск развития атеросклероза или возможность его прогрессирования вплоть до развития серьезных осложнений.

Высокий уровень холестерина – ключевой фактор риска атеросклероза

 

Еще в начале ХХ века петербургский ученый, основатель холестериновой теории атеросклероза Н. Н. Аничков говорил: «без высокого уровня холестерина в крови не бывает атеросклероза». С этим согласно большинство отечественных и зарубежных исследователей.
С начала прошлого века была установлена связь атеросклероза с повышенным содержанием в крови холестерина — химического соединения, необходимого для жизнедеятельности человеческого организма. В первую очередь, как уже отмечалось, он необходим как строительный материал для клеточных мембран. Кроме формирования каркаса клеток, организм использует холестерин для синтеза многих жизненно необходимых веществ, например, гормонов (кортикостероидов, андрогенов, эстрогенов и др.) и витаминов.
Таким образом, с одной стороны — жизнь без холестерина невозможна, с другой стороны — холестерин является едва ли не главной угрозой для современного человека. Это противоречие кажущееся, так как исследователями было установлено, что ответственным за возникновение и развитие атеросклероза является не сам холестерин, а повышенный уровень ряда его соединений с белками – ЛПОНП и ЛПНП в сочетании с пониженным уровнем ЛПВП.

 

К сожалению, люди, сами того не замечая, способствуют развитию атеросклероза. Как уже отмечалось ранее, еще в раннем детском возрасте на стенках сосудов могут образовываться жировые (или липидные) пятна. Если уровень холестерина в крови  нормальный, то жировые пятна со временем исчезают и атеросклеротические бляшки не образуются. Но в условиях повышенного уровня холестерина, вернее холестерина ЛПОНП и ЛПНП, человек подвергается повышенному риску развития грозного по своему прогнозу заболевания. А если он еще и курит, имеет избыточный вес и повышенное артериальное давление, то риск развития атеросклероза возрастает в несколько раз. Все перечисленные факторы могут приводить к повреждению эндотелия (внутренней выстилки) сосудов, где начинается процесс образования атеросклеротических бляшек. Поэтому так важно знать пути профилактики и основы лечения «болезни века».
Риск развития осложнений атеросклероза особенно высок при тяжелых врожденных нарушениях липидного обмена, которые передаются по наследству и которыми, как правило, страдают все близкие родственники. Такие случаи принято относить к семейной гиперхолестеринемии, вызываемой наследственным дефектом рецепторов липопротеидов низкой плотности. Ген локализуется в 19-й хромосоме.  
Различают гомозиготную и гетерозиготную семейную гиперхолестеринемию. При гетерозиготной гиперхолестеринемии общий  холестерин бывает выше нормативных показателей в 2–3 раза, а при гомозиготной гиперхолестеринемии – в 4–6 и более раз. Оба эти состояния — предвестники раннего развития клинических проявлений атеросклероза в виде ишемической болезни сердца и даже — инфаркта миокарда.
Мы лечили семнадцатилетнюю (!) девушку, страдавшую тяжелой формой ишемической болезни сердца. У ее родителей также наблюдалось ранее развитие атеросклероза. Отец перенес инфаркт миокарда в 29 лет, мать была оперирована по поводу ишемической болезни сердца в 35 лет и в 40 лет — по поводу ишемической болезни головного мозга.
В предисловии к монографии, посвященной хирургической коррекции нарушений жирового обмена, изданной в 1987 г., академик А. Н. Климов пишет о девочке с гомозиготной семейной гиперхолестеринемией, которая в 6-летнем возрасте перенесла инфаркт миокарда, имея цифры холестерина плазмы крови в 10 раз превышающие нормальные.

 

При наследственной гиперхолестеринемии степень риска развития в молодом возрасте ишемической болезни сердца в 20 раз выше, чем у людей, имеющих нормальный липидный спектр крови.
Каким же образом нарушается липидный обмен при наследственной гиперхолестеринемии? В результате мутаций генов нарушается обмен липопротеидов низкой плотности – самых атерогенных липопротеидов. Этот механизм открыли во второй половине ХХ века американские ученые Браун и Гольдштейн, за что получили Нобелевскую премию. Как они выяснили, на поверхности большинства клеток организма имеются особые молекулы белка, называемые «рецепторами». Их задача — забирать из тока крови не все липопротеиды, а только липопротеиды низкой плотности (ЛПНП), богатые холестерином, и отправлять их внутрь клетки. Освободившись от холестерина, рецепторы возвращаются обратно на ее поверхность. Так как холестерина внутри клетки становится много, то угнетается его синтез самой клеткой и значит — уменьшается количество рецепторов к липопротеидам низкой плотности, находящихся на мембране. В течение суток эти рецепторы захватывают из плазмы крови до 1 г холестерина. Такой захват рецепторами липопротеидов низкой плотности обеспечивает нормальный уровень холестерина в крови, препятствуя развитию атеросклероза. Недостаток таких рецепторов находится в основе наследственной семейной гиперхолестеринемии.
Мы не будем останавливаться очень подробно на механизме различных видов семейной гиперхолестеринемии, но отметим, что существует 5 типов мутаций, при которых рецепторы к липопротеидам низкой плотности не работают.

 

Частота гетерозиготной семейной гиперхолестеринемии составляет 1:500, гомозиготной семейной гиперхолестеринемии  — 1: 1 000 000 жителей нашей планеты, и люди, имеющие их, обязательно заболевают атеросклерозом, даже если соблюдают низкохолестериновую диету. Чтобы в молодом возрасте не возникли тяжелейшие клинические проявления атеросклероза (например, инфаркт миокарда и другие), они обречены на пожизненный прием лекарственных препаратов, нормализующих липидный обмен.
Таким образом, в основе развития атеросклероза лежат процессы, связанные с нарушением жирового (липидного) обмена. Они проявляются различным соотношением липидов и липопротеидов и называются дислипидемиями.
Наиболее часто встречаются дислипидемии, обусловленные нарушением синтеза и замедлением распада липидов, снижением активности мембранных транспортных систем, обеспечивающих перенос холестерина и триглицеридов из клетки.
Различают первичные и вторичные дислипидемии. Первичные дислипидемии — это самостоятельные нарушения процессов синтеза и распада липопротеидов, связанные как с особенностями образа жизни, так и с генетически обусловленными метаболическими дефектами. Вторичные дислипидемии возникают на фоне различных заболеваний, в том числе гормональных (гипотиреоз, беременность), метаболических (сахарный диабет, ожирение, подагра), почечных (нефротический синдром, хроническая почечная недостаточность), токсикозависимостей  (алкоголь).

Какой уровень холестерина считается нормальным?

Первым шагом в соблюдении правил по снижению уровня холестерина является проверка его содержания в крови. Анализ на содержание холестерина в крови выполняется практически во всех поликлиниках и больницах бесплатно или за небольшую плату.
Анализ крови на содержание в ней холестерина обычно не требует предварительной подготовки, но выполняется это исследование натощак, через 10 часов после последнего приема пищи. Берется небольшое количество крови, которое исследуется сразу же экспресс-методом или посылается в лабораторию. Если исследование проводится экспересс-методом, то ответ выдается сразу же. Если выполняется развернутый анализ (липидограмма), кровь  отсылается в лабораторию, и ответ может быть готов на следующий день или через день.
 
Запомните уровень своего холестерина и его компонентов.

Самый простой анализ – это определение уровня общего холестерина. Общий холестерин  (ОХС) складывается из холестерина липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП) и липопротеидов высокой плотности (ЛПВП):

ОХС = ХС ЛПНП + ХС ЛПОНП + ХС ЛПВП

Поговорим о нормативах липидного спектра крови. Количество холестерина и липопротеидов измеряется в миллимолях на литр (ммоль/л) или в миллиграмм на децилитр (мг/дл). Какой уровень показателей липидного спектра считается нормальным?

Нормативы разные для здоровых людей, имеющих низкий риск сердечно-сосудистых заболеваний, и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Итак, нормативы липидного спектра крови для здоровых людей:

Общий холестерин (ОХС) < 5,0 ммоль/л (< 190 мг/дл)
Холестерин ЛПНП  (ХС ЛПНП) < 3,0 ммоль/л (< 115 мг/дл)
Холестерин ЛПВП  (ХС ЛПВП) > 1,0 ммоль/л (>  40 мг/дл) у мужчин
Холестерин ЛПВП  (ХС ЛПВП) > 1,2 ммоль/л (>  45 мг/дл) у женщин
Триглицериды     (ТГ)            < 1,7 ммоль/л (< 150 мг/дл)

Нормативы липидного спектра крови для больных ишемической болезнью сердца и больных диабетом:

Общий холестерин (ОХС)      < 4,5 ммоль/л (< 175 мг/дл)
Холестерин ЛПНП  (ХС ЛПНП) < 1,8 ммоль/л (< 70 мг/дл)
Холестерин ЛПВП  (ХС ЛПВП) > 1,0 ммоль/л (>  40 мг/дл) у мужчин
Холестерин ЛПВП  (ХС ЛПВП) > 1,2 ммоль/л (>  45 мг/дл) у женщин
Триглицериды (ТГ) < 1,7 ммоль/л (< 150 мг/дл)

 

Если у пациента выявлена гиперхолестеринемия, принято определять ее степень выраженности. Различают 3 степени гиперхолестеринемии:
• легкая гиперхолестеринемия при уровне общего холестерина (ОХС) крови 5,0 < ОХС < 6,5 ммоль/л (190 < ОХС < 250 мг/дл)
• умеренная гиперхолестеринемия при 6,5 < ОХС < 7,8 ммоль/л (250 < ОХС < 300 мг/дл)
• выраженная гиперхолестеринемия при уровне ОХС > 7,8 ммоль/л (ОХС > 300 мг/дл)

Контроль уровня​ холестерина

Холестерин (Cholesterol) – воскообразное вещество, переносимое кровью. При высоком уровне содержания холестерин оседает на стенках кровеносных сосудов. В результате этого просвет кровеносных сосудов суживается, что приводит к ухудшению кровообращения. Впоследствии это может привести к сердечному приступу или инсульту.

«Хороший» и «плохой» холестерин

Липиды – это жиры, а кровь большей частью состоит из воды. Жир и вода не смешиваются. По этой причине для переноса липидов необходимы липопротеины (липиды, «упакованные» в протеиновую оболочку). Протеиновая оболочка позволяет липопротеинам, несущим в себе «груз» липидов, попасть в кровоток. Существует два основных вида липопротеинов:

  • Липопротеин низкой плотности (ЛНП) (LDL, low-density lipoprotein), который известен как «плохой» холестерин. Его «груз» – большей частью холестерин, который он доставляет к соматическим клеткам. Если ЛНП слишком много, он может накапливаться на стенках артерий. В результате увеличивается риск сердечных заболеваний и инсульта.

  • Липопротеин высокой плотности (ЛВП) (HDL, high-density lipoprotein), который известен как «хороший» холестерин. Он большей частью состоит из протеиновой оболочки. Такой липопротеин собирает избыточный холестерин, оставленный ЛНП на стенках кровеносных сосудов. Вот почему высокий уровень холестерина ЛВП может уменьшить риск сердечных заболеваний и инсульта.

Контроль уровня холестерина

Общий уровень холестерина (Total cholesterol) включает в себя холестерин ЛНП, холестерин ЛВП и прочие жиры в кровотоке. Если общий уровень холестерина у вас высокий, следуйте нижеприведенным рекомендациям, которые помогут вам снизить общий уровень холестерина в крови.

  • Ешьте меньше нездоровых жиров:

    • Сократите употребление насыщенных жиров (saturated fats) и трансжиров (trans) (их еще называют гидрогенизированными (hydrogenated)). Ешьте нежирную мясную вырезку, маложирные молочные продукты, употребляйте растительное масло вместо животных жиров. Ограничьте потребление хлебобулочных изделий, мясных полуфабрикатов, жареной пищи. Рацион питания с высоким содержанием этих жиров увеличивает уровень «плохого» холестерина. Недостаточно просто ограничить употребление продуктов, содержащих холестерин.

    • Съедайте около 2 порций рыбы в неделю. Многие виды рыб содержат жирные кислоты омега-3. Они способствуют снижению уровня холестерина в крови.

    • Ешьте больше цельнозерновой пищи и растворимой клетчатки (например, овсяные отруби). Это снижает общий уровень холестерина.

  • Ведите активный образ жизни:

    • Выберите тот вид активной деятельности, который вам нравится. Пешие прогулки, плавание, езда на велосипеде – вот некоторые полезные виды нагрузок.

    • Начните с уровня нагрузки, комфортного для вас. Каждую неделю увеличивайте продолжительность и темп.

    • Доведите продолжительность упражнений с умеренной или высокой нагрузкой до 40 минут; занимайтесь как минимум 3-4 раза в неделю.

    • Помните, что небольшая нагрузка лучше, чем вообще никакой.

    • Если вы не занимались физическими упражнениями регулярно, начинайте постепенно. Проконсультируйтесь с врачом, чтобы убедиться, что ваша программа физических упражнений вам подходит.

  • Бросьте курить. Прекратив курить, вы можете улучшить уровень липидов. В результате снижается риск сердечных заболеваний и инсульта.

  • Снижение веса. Если у вас есть лишний вес или вы страдаете ожирением, ваше лечебное учреждение будет работать с вами над снижением веса и индекса массы тела (BMI) до нормального или близкого к нормальному уровня. Внесение изменений в питание и повышение физической активности могут быть полезны в этом деле.

  • Принимайте лекарства в соответствии с указаниями врача. Многим людям для снижения уровня ЛНП до безопасного приходится принимать лекарства. Лекарство – это эффективное и безопасное средство снижения уровня холестерина. (Однако прием лекарств не заменяет физические упражнения и правильное питание). Ваш врач сможет сказать, будет ли вам полезно принимать препараты, снижающие уровень холестерина.

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.

Лаборатория регуляции липидного обмена – ФГБНУ «ИЭМ»

Краткая история лаборатории

Лаборатория регуляции липидного обмена была создана в отделе биохимии НИИЭМ РАМН в 1997 г. на основе группы генетики липидного обмена, руководимой доктором биологических наук Андреем Петровичем Перевозчиковым.

Основным направлением исследований лаборатории является регуляция экспрессии гена и синтеза аполипопротеина А-I — основного белка антиатерогенных липопротеинов высокой плотности. В гене аполипопротеина А-I выявлены новые неизвестные ранее регуляторные участки, осуществляющие тканеспецифический контроль экспрессии этого белка.

Показана экспрессия гена аполипопротеина А-I в макрофагах и установлено, что аполипопротеин А-I не секретируется во внеклеточную среду, а остается связанным с наружной поверхностью плазматической мембраны. Выявлено, что высокий уровень поверхностного аполипопротеина А-I ассоциирован со сниженной экспрессией фактора некроза опухоли-α и толл-подобного рецептора-4.

Изучена регуляция экспрессии генов аполипопротеина A-I и компонента системы комплемента C3 в гепатоцитах. Выявлены сигнальные каскады и факторы транскрипции, ответственные за подавление синтеза и секреции аполипопротеина A-I  гепатоцитами под действием провоспалительного цитокина фактора некроза опухоли-α, гормона инсулина, а также в условиях оксидативного стресса. Детально изучена регуляция C3 в гепатоцитах под действием фактора некроза опухоли-α.

Исследовано влияние аполипопротеина А-I и кассетного транспортера ABCA1 на экспрессию генов и синтез белок скэвенджер-рецепторов макрофагов, ответственных за захват клетками модифицированных липопротеинов низкой плотности.

Кроме того, сотрудниками лаборатории были получены данные о том, что анафилотоксин C3a усиливает захват макрофагами модифицированных липопротеинов низкой плотности, что, в свою очередь, ведет к усилению синтеза и секреции C3. Полученные данные позволяют на молекулярно-клеточном уровне объяснить клинические данные о положительной корреляции между уровнем C3 в крови пациентов и вероятностью атерогенеза.

Помимо этого, разрабатываются подходы к генетической коррекции нарушений липидного обмена за счет привнесения в организм добавочных копий гена аполипопротеина A-I с помощью невирусных методов переноса. Выделено и охарактеризовано новое семейство факторов транскрипции, регулирующих экспрессию ряда генов, кодирующих белки, участвующих в обмене липидов и липопротеинов.

Наиболее значимые публикации за последние 5 лет
  1. Mogilenko D. A., Kudriavtsev I. V., Trulioff A. S., Shavva V. S., Dizhe E. B., Missyul B. V., Zhakhov A. V., Ischenko A. M., Perevozchikov A. P., Orlov S. V. 2012 Modified low density lipoprotein stimulates complement C3 expression and secretion via liver X receptor and toll-like receptor 4 activation in human macrophages // J. Biol. Chem., Vol. 287, N. 8, P. 5954-5968.
  2. Mogilenko D. A., Orlov S. V., Trulioff A. S., Ivanov A. V., Nagumanov V. K., Kudriavtsev I. V., Shavva V. S., Tanyanskiy D. A., Perevozchikov A. P. 2012 Endogenous apolipoprotein A-I stabilizes ATP-binding cassette transporter A1 and modulates Toll-like receptor 4 signaling in human macrophages // FASEB J., Vol. 26, N. 5, P. 2019-2030.
  3. Mogilenko D. A., Kudriavtsev I. V., Shavva V. S., Dizhe E. B., Vilenskaya E. G., Efremov A. M., Perevozchikov A. P., Orlov S. V. 2013 Peroxisome proliferator-activated receptor alpha positively regulates complement C3 expression but inhibits TNFalpha-mediated activation of C3 gene in mammalian hepatic derived cells // J. Biol. Chem. Vol. 288, N. 3, P. 1726-1738.
  4. Shavva V. S., Mogilenko D. A., Dizhe E. B., Oleinikova G. N., Perevozchikov A. P., Orlov S. V. 2013 Hepatic nuclear factor 4alpha positively regulates complement C3 expression and does not interfere with TNFalpha-mediated stimulation of C3 expression in HepG2 cells // Gene Vol. 524, N. 2, P. 187-192.
  5. Shavva V. S., Mogilenko D. A., Bogomolova A. M., Nikitin A. A., Dizhe E. B., Efremov A. M., Oleinikova G. N., Perevozchikov A. P., Orlov S. V. 2016 PPARgamma represses apolipoprotein A-I gene but impedes TNFalpha-mediated ApoA-I downregulation in HepG2 cells // J. Cell. Biochem. Vol. 117, N. 9, P. 2010-2022.
  6. Shavva V. S., Bogomolova A. M., Nikitin A. A., Dizhe E. B., Tanyanskiy D. A., Efremov A. M., Oleinikova G. N., Perevozchikov A. P., Orlov S. V. 2016 Insulin-mediated downregulation of apolipoprotein A-I gene in human hepatoma cell line HepG2: the role of interaction between FOXO1 and LXRbeta transcription factors // J. Cell. Biochem. Epub ahead of print Jul. 12, 2016, doi:10.1002/jcb.25651.
  7. Orlov, S. V., Mogilenko, D., Shavva, V.S., Dizhe, E.B., Ignatovich, I., Perevozchikov, A.P., 2010. Effect of TNFalpha on activities of different promoters of human apolipoprotein A-I gene. Biochem. Biophys. Res. Commun. 398, 224–230. doi:10.1016/j.bbrc.2010.06.064
  8. Efremov, A.M., Buglaeva, A.O., Orlov, S. V, Burov, S. V, Ignatovich, I.A., Dizhe, E.B., Shavva, V.S., Perevozchikov, A.P., n.d. Transfer of genetic constructions through the transplacental barrier into mice embryos. Ontogenez 41, 94–100
Разработки:
  1. Буров С. В., Яблокова Т. В., Орлов С. В., Перевозчиков А. П. Молекулярный конъюгат на основе синтетических аналогов люлиберина и его применение в клетки гормон-чувствительных опухолей (варианты). Патент РФ № RU 2377247 C2, дата публикации 27.12.2009.
  2. Буров С. В., Орлов С. В., Леко М. В., Перевозчиков А. П., Челушкин П. С. Модульный молекулярный конъюгат для направленной доставки генетических конструкций и способ его получения. Патент РФ № RU 2529034 C2, дата публикации 27.09.2014.

Буров С. В., Иванов И. А., Орлов С. В. Молекулярные конъюгаты с поликатионным участком и лигандом для доставки в клетку и ядро клетки ДНК и РНК. Патент РФ № RU 2537262 C2, дата публикации 27.12.2014.

Сотрудники лаборатории

Диже Элла Борисовна

Ведущий научный сотрудник, к.б.н.

Сфера научных интересов: биохимия, клеточная биология, методы доставки нуклеиновых кислот в клетки млекопитающих.

Орлов Сергей Владимирович

Старший научный сотрудник, к.б.н.

Сфера научных интересов: молекулярная и клеточная биология, системы межклеточных коммуникаций, регуляция транскрипции у эукариот, молекулярная иммунология, атерогенез.

Типы и структуры липидов — Питание: наука и повседневное применение

Липиды — это семейство органических соединений, которые в основном нерастворимы в воде, что означает, что они плохо смешиваются с водой. Существует три основных типа липидов: триглицериды, фосфолипиды и стерины. На этой странице мы узнаем о структуре этих трех типов липидов, а также об их функциях в организме и о том, где их можно найти в продуктах питания.

Триглицериды

Триглицериды являются основной формой липидов в организме и в продуктах питания.Более 95 процентов липидов в рационе находятся в форме триглицеридов, некоторые из которых присутствуют в видимой области, а некоторые скрыты в продуктах питания. Концентрированные жиры (например, сливочное и растительное масло) и мраморность жира в мясе явно видны. Но жир также может скрываться в пищевых продуктах, например, в выпечке, молочных продуктах, таких как молоко и сыр, и жареной пище. Встречающиеся в природе триглицериды содержатся во многих продуктах, включая авокадо, оливки, кукурузу и орехи. Мы обычно называем содержащиеся в пище триглицериды «жирами» и «маслами».«Жиры — это липиды, твердые при комнатной температуре, а масла — жидкие. Термины «жиры», «масла» и «триглицериды» часто используются как синонимы. В этом разделе, когда мы используем слово «жир», мы имеем в виду триглицериды.

Рисунок 5.5. 95% жиров в рационе находятся в форме триглицеридов. Стерины (например, холестерин) составляют около 3% жиров, поступающих с пищей, а фосфолипиды составляют примерно 2% от жиров, поступающих с пищей.

Триглицерид состоит из глицерина и трех жирных кислот. Глицерин представляет собой трехуглеродный скелет триглицеридов, а жирных кислот представляют собой более длинные цепи углеродных молекул, прикрепленных к основной цепи глицерина. «Глицерид» в слове «триглицерид» относится к этой основной цепи глицерина, а «три» относится к тому факту, что к нему присоединены три жирные кислоты. Жирные кислоты называются кислотами, потому что они имеют кислотную группу (-COOH) на одном конце углеродной цепи. Моноглицерид содержит глицерин с одной присоединенной жирной кислотой, а диглицерид содержит глицерин с двумя присоединенными жирными кислотами.

Рисунок 5.6. Химическая структура триглицерида, демонстрирующая глицериновую основу и три присоединенные жирные кислоты.

Рисунок 5.7. Структура триглицерида часто изображается как упрощенный рисунок глицериновой основной цепи и трех жирных кислот.

Существуют разные типы жирных кислот, и триглицериды могут содержать их смесь. Жирные кислоты классифицируются по длине углеродной цепи и степени насыщения.Пища содержит разные пропорции типов жирных кислот, и это влияет на риски заболеваний, связанные с режимом питания. Мы более подробно рассмотрим эти различия, а также источники пищи в следующем разделе.

Фосфолипиды

Фосфолипиды обнаружены как в растениях, так и в животных, но составляют лишь около 2 процентов пищевых липидов. Однако они играют много важных ролей в организме и в продуктах питания. Фосфолипиды также могут синтезироваться организмом, поэтому их не нужно употреблять с пищей.

Фосфолипиды сходны по структуре с триглицеридами (рис. 5.8). Как и триглицериды, фосфолипиды имеют глицериновую основу. Но в отличие от триглицеридов, фосфолипиды имеют только две молекулы жирных кислот, прикрепленных к глицериновой основной цепи, в то время как третий углерод глицериновой основной цепи связан с фосфатной группой — химической группой, которая содержит минеральный фосфор.

Рисунок. 5.8. Структурная разница между триглицеридом (слева) и фосфолипидом (справа) заключается в третьем углеродном положении, где фосфолипид содержит фосфатную группу вместо жирной кислоты.

Уникальная структура фосфолипидов делает их жиро- и водорастворимыми или амфифильными . Жирные кислоты гидрофобны (не любят воду), а фосфатная группа и глицерин гидрофильны (притягиваются к воде).

Рисунок 5.9. Молекула фосфолипида состоит из полярной фосфатной «головы», которая является гидрофильной, и неполярного липидного «хвоста», которая является гидрофобной.

Амфифильная природа фосфолипидов делает их очень полезными для нескольких функций организма.Каждая клетка в организме заключена в мембрану, состоящую в основном из двойного слоя фосфолипидов (также известного как бислой фосфолипидов), который защищает внутреннюю часть клетки от внешней среды, в то же время обеспечивая транспортировку жира и воды. через мембрану. Фосфолипиды также играют роль в транспортировке жиров в крови, как мы узнаем позже в этом разделе.

Рисунок 5.10. Фосфолипидный бислой состоит из двух смежных листов фосфолипидов, расположенных хвостом к хвосту.Гидрофобные хвосты соединяются друг с другом, образуя внутреннюю часть мембраны. Полярные головки контактируют с жидкостью внутри и снаружи ячейки.

Другая важная роль фосфолипидов — действовать как эмульгаторы . Эмульсии — это смеси двух жидкостей, которые обычно не смешиваются (например, масло и вода). Без эмульгатора масло и вода разделяются на два слоя. Благодаря своей способности смешиваться как с водой, так и с жиром, фосфолипиды являются идеальными эмульгаторами, которые могут поддерживать смешивание масла и воды, рассеивая крошечные капли масла в воде.Лецитин — фосфолипид, содержащийся в яичном желтке, соевых бобах и зародышах пшеницы, — часто используется в качестве пищевого эмульгатора. Эмульгаторы также играют важную роль в приготовлении аппетитных блюд; их включение в такие продукты, как соусы и кремы, обеспечивает более гладкую текстуру и предотвращает отделение масляных и водных ингредиентов. Они также могут продлить срок хранения.

ВИДЕО: «Как эмульгировать соусы», Международный кулинарный центр, YouTube (14 июня 2013 г.), 2 минуты.В этом видео шеф-повар Сиксто Алонсо демонстрирует, как использование эмульгатора — в данном случае горчицы — может позволить маслу и уксусу смешаться и остаться в растворе для приготовления заправки для салата

Стерины

Стерины имеют структуру, сильно отличающуюся от триглицеридов и фосфолипидов. Большинство стеринов не содержат жирных кислот, а представляют собой многокольцевые структуры, похожие на проволочную сетку. Это сложные молекулы, которые содержат взаимосвязанные кольца из атомов углерода с присоединенными боковыми цепями из углерода, водорода и кислорода.

Холестерин — самый известный стерол из-за его роли в сердечных заболеваниях. Он образует большую часть жировых бляшек, которые сужают артерии и препятствуют кровотоку при атеросклерозе . Однако холестерин также выполняет множество важных функций в организме. Подобно фосфолипидам, холестерин присутствует во всех клетках организма, поскольку он является важным веществом в структуре клеточной мембраны. Холестерин также используется в организме в качестве предшественника при синтезе ряда важных веществ, включая витамин D, желчь и половые гормоны, такие как прогестерон, тестостерон и эстрогены.

Рисунок 5.11. Холестерин состоит из нескольких углеродных колец, связанных вместе.

Холестерин не является важным питательным веществом; его не нужно употреблять с пищей, потому что он вырабатывается в печени. Холестерин содержится только в продуктах животного происхождения. Холестерин содержится в таких продуктах, как мясо, птица, рыба, яичные желтки, масло и молочные продукты из цельного молока.

Растительные продукты не содержат холестерин, но стерины, содержащиеся в растениях, по структуре напоминают холестерин.Растительные стеролы подавляют абсорбцию холестерина в организме человека, что может способствовать снижению уровня холестерина, в частности, снижению уровня холестерина ЛПНП («плохого»). Растительные стеролы естественным образом содержатся в растительных маслах, орехах, семенах и цельнозерновых продуктах. Кроме того, некоторые продукты, такие как маргарин и заправки, обогащены растительными стеролами.

Атрибуции:

Кредит изображения:

  • Рисунок 5.5. «Типы жиров» от Allison Calabrese лицензированы CC BY 4.0
  • Рисунок 5.6. «Структура триглицерида» Эллисон Калабрезе находится под лицензией CC BY 4.0
  • .
  • Рисунок 5.7. «Простая диаграмма триглицеридов» Алисы Калахан под лицензией CC BY-SA 4.0
  • Рисунок 5.8. «Разница между триглицеридами и фосфолипидами» от Allison Calabrese под лицензией CC BY 4.0
  • .
  • Рисунок 5.9. «Структура фосфолипидов» Дж. Гордон Беттс, Келли А. Янг, Джеймс А. Уайз, Эдди Джонсон, Брэндон По, Дин Х. Круз, Оксана Корол, Джоди Э.Johnson, Mark Womble, Peter DeSaix имеют лицензию CC BY 4.0
  • .
  • Рисунок 5.10. «Phospolipid Bilayer» Дж. Гордона Беттса, Келли А. Янга, Джеймса А. Уайза, Эдди Джонсона, Брэндона По, Дина Х. Круз, Оксаны Корол, Джоди Э. Джонсон, Марка Уомбла, Питера ДеСэикса под лицензией CC BY 4.0.
  • Рисунок 5.11. «Химическая структура холестерина» Весалиуса находится в общественном достоянии

6.2: Что такое липиды? — Медицина LibreTexts

Навыки для развития

  • Объясните роль липидов в общем состоянии здоровья.

Липиды — это важные жиры, которые выполняют различные функции в организме человека. Распространенное заблуждение состоит в том, что жир просто полнеет. Однако, вероятно, именно из-за жира мы все здесь. На протяжении всей истории было много случаев, когда еды не хватало. Наша способность накапливать избыточную калорийную энергию в виде жира для использования в будущем позволила нам продолжать жить как биологический вид во время голода. Итак, нормальные жировые запасы — это сигнал о том, что обменные процессы идут эффективно и человек здоров.

Липиды — это семейство органических соединений, которые в основном нерастворимы в воде. Липиды, состоящие из жиров и масел, представляют собой молекулы, которые выделяют высокую энергию и имеют химический состав в основном из углерода, водорода и кислорода. Липиды выполняют три основные биологические функции в организме: они служат структурными компонентами клеточных мембран, действуют как хранилища энергии и действуют как важные сигнальные молекулы.

Три основных типа липидов — это триацилглицерины (также называемые триглицеридами), фосфолипиды и стерины.Триацилглицерины (также известные как триглицериды) составляют более 95 процентов липидов в рационе и обычно содержатся в жареной пище, растительном масле, сливочном масле, цельном молоке, сыре, сливочном сыре и некоторых видах мяса. Натуральные триацилглицерины содержатся во многих продуктах питания, включая авокадо, оливки, кукурузу и орехи. Мы обычно называем содержащиеся в пище триацилглицерины «жирами» и «маслами». Жиры — это липиды, твердые при комнатной температуре, а масла — жидкие. Как и большинство жиров, триацилглицерины не растворяются в воде.Термины «жиры», «масла» и «триацилглицерины» носят произвольный характер и могут использоваться как взаимозаменяемые. В этой главе, когда мы используем слово жир, мы имеем в виду триацилглицерины.

Фосфолипиды составляют лишь около 2 процентов пищевых липидов. Они водорастворимы и содержатся как в растениях, так и в животных. Фосфолипиды имеют решающее значение для создания защитного барьера или мембраны вокруг клеток вашего тела. Фактически, фосфолипиды синтезируются в организме с образованием мембран клеток и органелл.В крови и биологических жидкостях фосфолипиды образуют структуры, в которых жир заключен и транспортируется по кровотоку.

Рисунок 4.2.1: Типы липидов

Стерины — наименее распространенный тип липидов. Холестерин, пожалуй, самый известный стерол. Хотя холестерин имеет печально известную репутацию, организм получает лишь небольшое количество холестерина с пищей — организм производит большую часть этого холестерина. Холестерин является важным компонентом клеточной мембраны и необходим для синтеза половых гормонов, витамина D и солей желчных кислот.

Позже в этой главе мы рассмотрим каждый из этих липидов более подробно и узнаем, как функционируют их различные структуры, поддерживая работу вашего тела.

Функции липидов в организме: запасание энергии

Избыточная энергия пищи, которую мы едим, переваривается и включается в жировую ткань или жировую ткань. Большая часть энергии, необходимой человеческому организму, обеспечивается углеводами и липидами. Как обсуждалось в главе 3 «Углеводы», глюкоза хранится в организме в виде гликогена.В то время как гликоген является готовым источником энергии, липиды в первую очередь служат в качестве энергетического резерва. Как вы помните, гликоген довольно объемный и содержит много воды, поэтому организм не может хранить слишком много воды надолго. В качестве альтернативы жиры плотно упакованы без воды и хранят гораздо большее количество энергии в ограниченном пространстве. Грамм жира плотно сконцентрирован с энергией — он содержит более чем в два раза больше энергии, чем грамм углеводов. Энергия необходима для того, чтобы приводить в действие мышцы для всей физической работы и игр, в которых участвует средний человек или ребенок.Например, энергия, накопленная в мышцах, толкает спортсмена по дорожке, подстегивает ноги танцора, демонстрируя новейшие причудливые шаги, и поддерживает плавное функционирование всех движущихся частей тела.

В отличие от других клеток организма, которые могут накапливать жир в ограниченных количествах, жировые клетки специализируются на хранении жира и могут увеличиваться в размерах почти до бесконечности. Избыток жировой ткани может вызвать чрезмерную нагрузку на организм и нанести вред вашему здоровью. Серьезным воздействием избыточного жира является накопление слишком большого количества холестерина в стенке артерий, что может утолщать стенки артерий и приводить к сердечно-сосудистым заболеваниям.Таким образом, хотя некоторые жировые отложения имеют решающее значение для нашего выживания и хорошего здоровья, в больших количествах они могут быть препятствием для поддержания хорошего здоровья.

Функции липидов в организме: регулирование и сигнализация

Триацилглицерины регулируют внутренний климат тела, поддерживая постоянную температуру. Те, у кого недостаточно жира в теле, как правило, быстрее простужаются, часто утомляются и имеют пролежни на коже из-за дефицита жирных кислот. Триацилглицерины также помогают организму вырабатывать и регулировать гормоны.Например, жировая ткань выделяет гормон лептин, регулирующий аппетит. В репродуктивной системе жирные кислоты необходимы для правильного репродуктивного здоровья; женщины, которым не хватает необходимого количества, могут прекратить менструацию и стать бесплодными. Незаменимые жирные кислоты омега-3 и омега-6 помогают регулировать уровень холестерина и свертываемость крови, а также контролировать воспаление в суставах, тканях и кровотоке. Жиры также играют важную функциональную роль в поддержании передачи нервных импульсов, хранении памяти и структуре тканей.В частности, в головном мозге липиды определяют активность мозга по структуре и функциям. Они помогают формировать мембраны нервных клеток, изолируют нейроны и способствуют передаче электрических импульсов по всему мозгу.

Рисунок 4.2.2: Липиды служат сигнальными молекулами; они являются катализаторами активности электрических импульсов в головном мозге. © Thinkstock

Функции липидов в организме: изоляция и защита

Знаете ли вы, что до 30 процентов веса тела состоит из жировой ткани? Некоторые из них состоят из висцерального жира или жировой ткани, окружающей нежные органы.Жизненно важные органы, такие как сердце, почки и печень, защищены висцеральным жиром. Состав мозга на 60% состоит из жира, что демонстрирует важную структурную роль, которую жир выполняет в организме. Возможно, вы больше всего знакомы с подкожным жиром или подкожным жиром. Этот покрывающий слой ткани изолирует тело от экстремальных температур и помогает контролировать внутренний микроклимат. Он накрывает наши руки и ягодицы и предотвращает трение, так как эти области часто соприкасаются с твердыми поверхностями.Это также дает телу дополнительную подкладку, необходимую при занятиях физически сложными видами деятельности, такими как катание на коньках или роликовых коньках, верховая езда или сноуборд.

Функции липидов в организме: помощь пищеварению и повышение биодоступности

Диетические жиры, содержащиеся в продуктах, которые мы едим, расщепляются в нашей пищеварительной системе и начинают транспортировку ценных питательных микроэлементов. Благодаря переносу жирорастворимых питательных веществ через процесс пищеварения кишечное всасывание улучшается.Это улучшенное всасывание также известно как повышенная биодоступность. Жирорастворимые питательные вещества особенно важны для хорошего здоровья и обладают множеством функций. Витамины A, D, E и K — жирорастворимые витамины — в основном содержатся в пищевых продуктах, содержащих жиры. Некоторые жирорастворимые витамины (например, витамин А) также содержатся в естественно обезжиренных продуктах, таких как зеленые листовые овощи, морковь и брокколи. Эти витамины лучше всего усваиваются в сочетании с жирными продуктами. Жиры также увеличивают биодоступность соединений, известных как фитохимические вещества, которые являются компонентами растений, такими как ликопин (содержится в томатах) и бета-каротин (содержится в моркови).Считается, что фитохимические вещества способствуют здоровью и благополучию. В результате, употребление помидоров с оливковым маслом или заправкой для салатов облегчит всасывание ликопина. Другие важные питательные вещества, такие как незаменимые жирные кислоты, сами являются составными частями жиров и служат строительными блоками клетки.

Рисунок 4.2.3: Пищевые источники жирорастворимых витаминов

Обратите внимание, что удаление липидных элементов из пищи также снижает содержание в ней жирорастворимых витаминов.При переработке таких продуктов, как зерно и молочные продукты, эти важные питательные вещества теряются. Производители заменяют эти питательные вещества с помощью процесса, называемого обогащением.

Инструменты для перемен

Помните, что жирорастворимым питательным веществам для эффективного усвоения необходим жир. Для следующего перекуса поищите продукты, содержащие витамины A, D, E и K. Есть ли в этих продуктах жиры, которые помогут вам их усвоить? Если нет, подумайте о том, как добавить немного полезных жиров, чтобы улучшить их усвоение.

Роль липидов в продуктах питания: источник высокой энергии

Продукты, богатые жирами, от природы имеют высокую калорийность.Продукты с высоким содержанием жира содержат больше калорий, чем продукты с высоким содержанием белка или углеводов. В результате продукты с высоким содержанием жиров являются удобным источником энергии. Например, 1 грамм жира или масла обеспечивает 9 килокалорий энергии по сравнению с 4 килокалориями в 1 грамме углеводов или белков. В зависимости от уровня физической активности и потребностей в питании потребности в жирах сильно различаются от человека к человеку. Когда потребность в энергии высока, организм приветствует высокую калорийность жиров.Например, младенцы и растущие дети нуждаются в достаточном количестве жира для поддержания нормального роста и развития. Если младенцу или ребенку давать диету с низким содержанием жиров в течение длительного периода, рост и развитие не будут нормально развиваться. Другие люди с высокими энергетическими потребностями — это спортсмены, люди, выполняющие тяжелую физическую работу, и те, кто выздоравливает после болезни.

Рисунок 4.2.4: Спортсмены имеют высокие потребности в энергии. © Thinkstock

Когда организм использует все свои калории из углеводов (это может произойти всего после двадцати минут упражнений), он начинает потребление жира.Профессиональный пловец должен потреблять большое количество пищевой энергии, чтобы соответствовать требованиям плавания на длинные дистанции, поэтому есть богатые жирами продукты. Напротив, если человек, ведущий малоподвижный образ жизни, ест такую ​​же жирную пищу, он будет потреблять больше жировых калорий, чем требуется их организму, всего за несколько укусов. Соблюдайте осторожность — потребление калорий сверх энергетической потребности является фактором ожирения.

Роль липидов в пище: запах и вкус

Жир содержит растворенные соединения, которые придают аппетитный аромат и вкус и улучшают вкусовые качества пищи.Жир также придает еде текстуру. Выпечка получается мягкой и влажной. При жарке продукты сохраняют вкус и сокращают время приготовления. Сколько времени вам нужно, чтобы вспомнить запах вашего любимого блюда? Какой была бы еда без этого пикантного аромата, который доставил бы вам удовольствие и повысил вашу готовность к еде?

Жир играет еще одну важную роль в питании. Жир способствует насыщению или ощущению сытости. Когда жирная пища проглатывается, организм реагирует, позволяя процессам, контролирующим пищеварение, замедлять движение пищи по пищеварительному тракту, тем самым способствуя общему ощущению сытости.Часто, прежде чем наступает чувство сытости, люди злоупотребляют жирной пищей, находя восхитительный вкус непреодолимым. Действительно, именно то, что делает жирную пищу привлекательной, также делает ее препятствием для поддержания здорового питания.

Инструменты для перемен

Хотя жиры придают нашим продуктам восхитительный запах, вкус и текстуру, они также содержат большое количество калорий. Чтобы позволить вашему телу ощутить эффект сытости от жира, прежде чем вы переедете, попробуйте смаковать жирную пищу.Медленное питание позволит вам полностью насладиться ощущением и насытиться меньшей порцией. Не забывайте не торопиться. Пейте воду между укусами или ешьте нежирную пищу до и после более жирной. Продукты с низким содержанием жира обеспечат объем, но с меньшим количеством калорий.

Основные выводы

  • Липиды включают триацилглицерины, фосфолипиды и стерины.
  • Триацилглицерины, наиболее распространенный липид, составляют большую часть жировых отложений и описываются в пищевых продуктах как жиры и масла.
  • Избыточная энергия пищи хранится в теле в виде жировой ткани.
  • Жиры имеют решающее значение для поддержания температуры тела, смягчения жизненно важных органов, регулирования гормонов, передачи нервных импульсов и сохранения памяти.
  • Липиды переносят жирорастворимые питательные вещества и фитохимические вещества и способствуют биодоступности этих соединений.
  • Жир — удобный источник энергии для людей с высокими энергетическими потребностями.
  • Жир обеспечивает вдвое больше энергии на грамм, чем белок или углеводы, усиливает запах и вкус пищи и способствует насыщению.

Обсуждение стартеров

  • Обсудите роль липидов в нашем рационе и их важнейшие функции в организме.
  • Объясните важность жиров для биодоступности других питательных веществ.
  • Обсудите роль жиров как источника энергии для организма.

Есть три общих типа мембранных липидов — Биохимия

Липиды заметно отличаются от других групп биомолекул, рассмотренных до сих пор.По определению, липиды представляют собой нерастворимые в воде биомолекулы, которые хорошо растворимы в органических растворителях, таких как хлороформ. Липиды выполняют множество биологических функций: они служат в качестве топливных молекул, высококонцентрированных накопителей энергии, сигнальных молекул и компонентов мембран. Первые три роли липидов будут обсуждаться в следующих главах. Здесь наше внимание сосредоточено на липидах как составных частях мембран. Тремя основными типами мембранных липидов являются фосфолипиды , гликолипиды и холестерин . Начнем с липидов, содержащихся в эукариотах и ​​бактериях. Липиды у архей различаются, хотя у них есть много общих черт, связанных с их мембранообразующей функцией, с липидами других организмов.

12.3.1. Фосфолипиды являются основным классом мембранных липидов

Фосфолипиды широко распространены во всех биологических мембранах. Молекула фосфолипида состоит из четырех компонентов: жирных кислот, платформы, к которой прикреплены жирные кислоты, фосфата и спирта, присоединенного к фосфату ().Компоненты жирных кислот обеспечивают гидрофобный барьер, тогда как остальная часть молекулы обладает гидрофильными свойствами, позволяющими взаимодействовать с окружающей средой.

Платформа, на которой построены фосфолипиды, может представлять собой глицерин, , трехуглеродный спирт, или сфингозин, , более сложный спирт. Фосфолипиды, полученные из глицерина, называются фосфоглицеридами . Фосфоглицерид состоит из глицериновой основной цепи, к которой прикреплены две цепи жирных кислот (характеристики которых описаны в разделе 12.2.2) и фосфорилированный спирт.

В фосфоглицеридах гидроксильные группы в C-1 и C-2 глицерина этерифицированы до карбоксильных групп двух цепей жирных кислот. C-3-гидроксильная группа глицериновой основной цепи этерифицируется с фосфорной кислотой. Когда больше не добавляют, полученное соединение представляет собой фосфатидат (диацилглицерин-3-фосфат) , простейший фосфоглицерид. В мембранах присутствует лишь небольшое количество фосфатидата. Однако эта молекула является ключевым промежуточным звеном в биосинтезе других фосфоглицеридов (Раздел 26.1). Абсолютная конфигурация глицерин-3-фосфатной части мембранных липидов показана на рис.

Рисунок 12.4

Структура фосфатидата (диацилглицерин-3-фосфат). Показана абсолютная конфигурация центрального углерода (C-2).

Основные фосфоглицериды получают из фосфатидата путем образования сложноэфирной связи между фосфатной группой фосфатидата и гидроксильной группой одного из нескольких спиртов. Обычными спиртовыми фрагментами фосфоглицеридов являются аминокислота серин, этаноламин, холин, глицерин и инозит.

Структурные формулы фосфатидилхолина и других основных фосфоглицеридов, а именно, фосфатидилэтаноламина, фосфатидилсерина, фосфатидилинозитола и дифосфатидилглицерина, приведены в.

Рис. 12.5

Некоторые общие фосфоглицериды, обнаруженные в мембранах.

Сфингомиелин — это фосфолипид, который содержится в мембранах и не является производным глицерина. Вместо этого основной цепью сфингомиелина является сфингозин , аминоспирт, который содержит длинную ненасыщенную углеводородную цепь ().В сфингомиелине аминогруппа основной цепи сфингозина связана с жирной кислотой амидной связью. Кроме того, первичная гидроксильная группа сфингозина этерифицируется до фосфорилхолина.

Рис. 12.6

Структуры сфингозина и сфингомиелина. Сфингозиновый фрагмент сфингомиелина выделен синим цветом.

12.3.2. Мембраны архей состоят из эфирных липидов с разветвленными цепями

Мембраны архей отличаются по составу от мембран эукариот или бактерий по трем важным аспектам.Два из этих отличий явно связаны с враждебными условиями жизни многих архей (). Во-первых, неполярные цепи присоединяются к основной цепи глицерина посредством простого эфира , а не сложноэфирных связей. Эфирная связь более устойчива к гидролизу. Во-вторых, алкильные цепи являются разветвленными, , а не линейными. Они построены из повторов полностью насыщенного пятиуглеродного фрагмента. Эти разветвленные насыщенные углеводороды более устойчивы к окислению. Способность липидов архей противостоять гидролизу и окислению может помочь этим организмам противостоять экстремальным условиям, таким как высокая температура, низкий pH или высокая концентрация соли, при которых некоторые из этих архей растут.Наконец, стереохимия центрального глицерина инвертирована по сравнению со стереохимией, показанной на.

Рисунок 12.7

Археон и его окружение. Археи могут процветать в таких суровых условиях обитания, как вулканические источники. Здесь археи образуют оранжевый мат, окруженный желтыми сернистыми отложениями. [Krafft-Explorer / Фотоисследователи.]

12.3.3. Мембранные липиды могут также включать углеводные части.

Гликолипиды , как следует из их названия, представляют собой сахаросодержащие липиды. Подобно сфингомиелину, гликолипиды в клетках животных происходят из сфингозина. Аминогруппа остова сфингозина ацилируется жирной кислотой, как в сфингомиелине. Гликолипиды отличаются от сфингомиелина идентичностью единицы, которая связана с первичной гидроксильной группой остова сфингозина. В гликолипидах к этой группе присоединены один или несколько сахаров (а не фосфорилхолин). Простейший гликолипид, называемый цереброзидом , содержит единственный сахарный остаток, глюкозу или галактозу.

Более сложные гликолипиды, такие как ганглиозиды , содержат разветвленную цепь из семи сахарных остатков. Гликолипиды ориентированы совершенно асимметрично, причем остаток сахара всегда находится на внеклеточной стороне мембраны.

12.3.4. Холестерин — это липид на основе стероидного ядра

Холестерин — это липид, структура которого существенно отличается от структуры фосфолипидов. Это стероид, состоящий из четырех связанных углеводородных колец.

Углеводородный хвост связан со стероидом одним концом, а гидроксильная группа — другим концом. В мембранах молекула ориентирована параллельно цепям жирных кислот фосфолипидов, а гидроксильная группа взаимодействует с соседними головными группами фосфолипидов. Холестерин отсутствует в прокариотах, но в разной степени обнаруживается практически во всех мембранах животных. Он составляет почти 25% мембранных липидов некоторых нервных клеток, но практически отсутствует в некоторых внутриклеточных мембранах.

12.3.5. Мембранный липид — это амфипатическая молекула, содержащая гидрофильную и гидрофобную составляющие.

Репертуар мембранных липидов обширен, возможно, даже сбивает с толку на первый взгляд. Однако они обладают важной общей структурной особенностью: мембранные липиды — это амфипатические молекулы, (амфифильные молекулы). Мембранный липид содержит как гидрофильный фрагмент , так и гидрофобный фрагмент.

Давайте посмотрим на модель фосфоглицерида, такого как фосфатидилхолин.Его общая форма примерно прямоугольная (). Две гидрофобные цепи жирных кислот приблизительно параллельны друг другу, тогда как гидрофильный фосфорилхолиновый фрагмент указывает в противоположном направлении. Сфингомиелин имеет аналогичную конформацию, как и изображенный липид архей. Поэтому для обозначения этих мембранных липидов было принято следующее сокращение: гидрофильная единица, также называемая полярной головной группой , представлена ​​кружком, тогда как углеводородные хвосты изображены прямыми или волнистыми линиями ().

Рисунок 12.8

Представления мембранных липидов. (A) Модели заполнения пространства фосфоглицерида, сфингомиелина и липида архей показывают их формы и распределение гидрофильных и гидрофобных частей. (B) Сокращенное изображение мембранного липида.

Хранение, структурные липиды и прочее

Липиды — это разнообразная группа органических соединений, которые необходимы для нескольких биологических функций, от накопления энергии до передачи сигналов клетками. Их в общих чертах описывают как органические, нерастворимые в воде соединения, демонстрирующие высокую растворимость в неполярных растворителях.

Разнообразие липидов отражается в разнообразии природных структур. В отличие от других биологических молекул, которые состоят из относительно небольшого количества компонентов, липиды сложны. Их биосинтез включает многочисленные биохимические превращения, в результате которых образуется огромное количество липидных молекул.

сальто1824 | Shutterstock

Таким образом, особый набор номенклатуры, химического представления и система классификации необходимы не только для всесторонней характеристики липидов, но и для создания биоинформатических баз данных, инструментов и методологий для изучения их роли на уровне системной биологии.

Это было реализовано консорциумом LIPID MAPS, который включает восемь основных категорий липидов, внутри которых имеется несколько иерархических подкатегорий. Для простоты липиды можно классифицировать как:

.

Накопительные липиды

Жирные кислоты

Жирные кислоты состоят из полярной головки (карбоксильная группа) и неполярного алифатического хвоста. Их длина составляет от 4 до 36 атомов углерода. Проявление как полярных, так и неполярных свойств описывается как амфипатия.Внутри клетки они связаны с другими биологическими молекулами.

Жирные кислоты можно в целом классифицировать как насыщенные или ненасыщенные . Физические свойства жирных кислот зависят от длины и степени ненасыщенности их алифатических цепей. В их полностью насыщенных формах наиболее стабильной конформацией является полностью протяженная форма, в которой стерические препятствия соседних атомов минимизированы. Это позволяет упорядочивать кристаллические массивы с алифатическими хвостами, связанными через ван-дер-ваальсовых сил.

В ненасыщенных жирных кислотах двойные связи вызывают появление перегибов в цепи; это предотвращает плотную упаковку жирных кислот и изменяет свойства образующихся ими массивов. Это влияет на свойства мембран, поскольку жирные кислоты являются важными составляющими фосфолипидов, которые составляют многие мембраны.

В организме жирные кислоты высвобождаются из триацилглицеринов во время голодания и служат источником энергии. Они циркулируют в крови, связываясь с белком-носителем, сывороточным альбумином, откуда они попадают в ткань для использования в метаболизме или биосинтетических путях.

Триацилглицерины

Триацилглицерины представляют собой первичную форму хранения длинноцепочечных жирных кислот, которые расщепляются для получения энергии и используются в структурном образовании клеток. Триацилглицерины состоят из глицерина (1,2,3-тригидроксипропана) и 3 жирных кислот с образованием триэфира.

Простые триацилглицерины содержат идентичные жирные кислоты, однако большинство встречающихся в природе жирных кислот смешаны. Триацилглицерины хранятся в адипоцитах позвоночных или в почве в семенах растений.И адипоциты, и семена содержат ферменты липазы для высвобождения жирных кислот на экспорт, когда они необходимы для топлива или биосинтеза.

У некоторых животных триацилглицерины служат изоляционным средством; это особенно заметно у арктических млекопитающих, таких как моржи, белые медведи и пингвины. Полиненасыщенные жирные кислоты важны как составляющие фосфолипидов и образуют мембраны клеток.

Три-, ди- и моноацилглицерины

Триацилглицерин, диацилглицерин и моноацилглицерин содержат три, две или одну жирную кислоту (ы) соответственно, которые этерифицированы до тригидрокси-спирта глицерина.В то время как триацилглицерин функционирует преимущественно как молекула-накопитель энергии, диацилглицерин и моноацилглицерин выполняют сигнальные роли в качестве вторичных мессенджеров или лигандов для сигнальных белков, таких как протеинкиназы. Эти белки участвуют в различных путях, включая пролиферацию клеток, рост и транспорт белков.

Стерины

Стерины состоят из тетрациклических колец, характерных для половых феромонов человека. Стерины могут быть связаны с жирными кислотами, сложными эфирами жирных кислот и сахарами.Стерины оказывают фундаментальное влияние на свойства мембран, влияя на текучесть, мембранный транспорт и функцию мембранных белков.

Стерины взаимодействуют с фосфолипидами, придавая мембране жесткость и непроницаемость. Они работают специально, чтобы изменить динамику процесса, известного как фазовый переход. Это описывает переход мембраны из твердой фазы (гелевая фаза) в жидкость при определенной температуре.

В частности, стерины могут устранить эту способность мембран к переходу.Наряду со сфинголипидами стеролы могут образовывать структуры, называемые липидными рафтами, которые участвуют в передаче сигналов и мембранном переносе. Вне клеточной мембраны стерины, особенно холестерины, являются предшественниками желчных кислот, витамина D и стероидных гормонов.

Структурные липиды

Сложные липиды клеточной мембраны

Клеточные мембраны контролируют транспортировку материалов, включая сигнальные молекулы, и могут изменять форму, чтобы обеспечить почкование, деление и слияние.Клеточные мембраны имеют гидрофильную (водоотталкивающую) составляющую и гидрофобную (водоотталкивающую) составляющую, что делает их амфифильными.

Фосфолипиды

Есть два класса фосфолипидов. Первые, глицерофосфолипиды, состоят из сложных эфиров глицерина и жирных кислот, фосфатидных кислот и спиртов. Три спирта, образующие фосфатиды, — это холин, этаноламин и серин.

Фосфолипиды отличаются от триглицеридов своей способностью действовать на клеточные мембраны, а также действовать в качестве эмульгаторов в пищевых продуктах.Эта последняя функция использует их способность уменьшать межфазное натяжение между нефтью и водой. Следовательно, они полезны для целей эмульгирования, солюбилизации или диспергирования.

Вторые — сфинголипиды. Сфинголипиды имеют длинноцепочечное или сфингоидное основание, такое как сфингозин, с которым жирная кислота связана амидной связью. Самый простой сфинголипид — церамид. Они имеют высокие температуры фазового перехода и, как таковые, вместе с холестерином образуют липидные рафты.Следовательно, они играют важную роль в процессах передачи сигналов в клетке.

Гликолипиды

Гликолипиды — это ацилглицерины, церамиды и пренолы, которые присоединены к одному или нескольким моносахаридным остаткам. Они имеют решающее значение во время развития клеток, поскольку влияют на межклеточные взаимодействия, иммунные реакции и пролиферацию клеток.

Прочие липиды

Липопротеины

Липопротеины представляют собой сложные белки, которые состоят из гидрофобного ядра триглицеридов и сложных эфиров холестерина, окруженного гидрофильной оболочкой из фосфолипидов, аполипопротеинов и неэтерифицированного холестерина.

Аполипопротеины и стабилизируют комплекс, и направляют его на ткань. Их можно классифицировать по плотности и в порядке убывания: это ЛПВП (липопротеины высокой плотности), ЛПВП (липопротеины средней плотности), ЛПНП (липопротеины низкой плотности), ЛПОНП (липопротеины очень низкой плотности).

Липопротеины играют роль в метаболизме. Они используются для хранения и транспортировки избыточных пищевых (экзогенных) и генерируемых печенью (эндогенных) липидов и холестерина. Тип частицы, в которой они упакованы, определяет их предназначение.

Поликетиды

Поликетиды получают путем полимеризации ацетильных и пропионильных субъединиц с использованием ферментов. Поликетиды образуют большое количество вторичных метаболитов и природных продуктов животного, растительного, бактериального, грибкового происхождения. Противомикробные препараты или антибиотики, такие как эритромицины, тетрациклины и противораковые средства, такие как эпотилоны, являются поликетидами.

Источник

Рональд Уотсон, Р. и Де Мистер, Ф. (2015) Справочник по липидам в жирных кислотах функции человека.Глава 19. Academic Press и AOCS Press.

Дополнительная литература

типов липидов: 10 типов (с диаграммой)

Следующие пункты выделяют десять важных типов липидов. Типы: 1. Нейтральные или истинные жиры 2. Воски 3. Кутин 4. Суберин 5. Фосфолипиды 6. Сфинголипиды 7. Липопротеины 8. Терпены 9. Простагландины 10. Стероиды.

Липид: Тип № 1. Нейтральные или настоящие жиры:

Это триглицериды, которые образуются при этерификации трех молекул жирных кислот одной молекулой трехатомного спирта, глицерина (глицерина или тригидроксипропана).Удаляются три молекулы воды.

Слово триглицерид относится к числу трех молекул жирных кислот, этерифицированных с молекулой глицерина. Если количество жирных кислот, присоединенных к глицерину, равно двум, сложный эфир называется диглицеридом или моноглицеридом, если к молекуле глицерина присоединена только одна молекула жирной кислоты.

В жирах три жирные кислоты редко бывают похожими (например, трипальмитин, тристеарин, триолеин). Их называют чистыми жирами.Обычно они не похожи друг на друга или две из трех жирных кислот похожи. Они известны как смешанные жиры, например сливочное масло. Жиры названы по названиям жирных кислот, например, дипальмито-стеарин, пальмито-олео-стеарин, стеарио-олейопальмитин.

Большинство нейтральных жиров представляют собой смеси различных триглицеридов. Для коммерческого использования жиры делятся на твердые жиры и масла. Масла — это те жиры, которые находятся в жидком состоянии при комнатной температуре 20 ° C. Это потому, что они имеют низкую температуру плавления, т.е.г., арахисовое (арахисовое) масло, хлопковое масло, рапсовое масло, горчичное масло, кунжутное масло, подсолнечное масло, сафлоровое масло и т. д.

Низкая температура плавления на самом деле является свойством жирных кислот. Масла богаче ненасыщенными жирными кислотами или жирными кислотами с небольшими углеродными цепями. Ненасыщенные жирные кислоты могут соединяться с кислородом и другими химическими веществами.

Следовательно, открытые масла имеют тенденцию к затвердеванию. Следовательно, они называются высыхающими маслами. Пищевые масла можно превратить в твердые жиры в процессе гидрогенизации.При гидрировании ненасыщенные жирные кислоты переходят в насыщенное состояние. Ванаспати или растительное топленое масло и маргарин (эмульгированный животный или растительный жир) получают из масел путем гидрогенизации.

Масла с полиненасыщенными жирными кислотами (жирные кислоты с более чем одной двойной связью) называются полиненасыщенными (ПНЖК). Их рекомендуют врачи лицам, страдающим гипертонией, высоким уровнем холестерина в крови и другими сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Это потому, что полиненасыщенные жирные кислоты снижают уровень холестерина в крови.Пищевые масла, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты, представляют собой сафлоровое и подсолнечное масла. Твердые жиры остаются твердыми при комнатной температуре 20 ° C. Они содержат насыщенные жирные кислоты с длинной цепью, например животный жир. Сливочное масло мягкое, потому что оно содержит большое количество жирных кислот с короткой цепью.

Липид: Тип # 2. Воски:

Это сложные эфиры жирных кислот и одноатомных спиртов с длинной цепью, таких как цитил, церил или мерицил. Другие жироподобные вещества также входят в состав воска.Растительный воск встречается в кутикуле (вместе с кутином) и в виде сероватого воскового налета или цветения вокруг органов растения. Воск, находящийся на верхней поверхности плавающих листьев, предотвращает намокание и погружение. Воск, обнаруженный на поверхности наземных растений, снижает транспирацию.

Известно, что кожные железы животных выделяют воск ланолин для образования защитного водонерастворимого покрытия на шерсти животных. Сера или ушная сера выделяется кожными железами для смазки барабанной перепонки.

Пчелы строят свои ульи из воска, выделяемого их брюшными железами.Пчелиный воск — это комплекс нескольких восков. Основным компонентом является сложный эфир пальмитиновой кислоты (C 16 H 32 O 2 ) и мерициловый спирт (= триаконтанол, C 30 H 61 OH). Вторым основным компонентом является сложный эфир пальмитиновой кислоты с гексакозоном (C 26 H 53 OH).

Бактерии туберкулеза и проказы производят воск, называемый воском-D, который является основным фактором их патогенности. Парафин получают из нефти.Свечи изготовлены из парафинового воска и стеариновой кислоты. Воски используются в косметике и полиролях. Для упаковки используется вощеная бумага.

Липид: Тип # 3. Кутин :

Это сложный липид, полученный перекрестной этерификацией и полимеризацией гидроксижирных кислот, а также других жирных кислот с или без этерификации спиртами, отличными от глицерина. Кутин находится в надземных клеточных стенках эпидермиса, а также в отдельном слое кутикулы снаружи этих эпидермальных клеток.Кутикула на 50-90% состоит из кутины. Кутин снижает скорость испарения. Он также связывает эпидермальные клетки.

Липид: Тип № 4. Суберин :

Это смесь жирного вещества, содержащего продукты конденсации глицерина и феллоновой кислоты или ее производных. Суберин делает клеточную стенку прочной и непроницаемой. Встречается в стенках пробковых и энтодермальных клеток.

Липид: Тип № 5. Фосфолипиды (обычные мембранные липиды) :

Это триглицеридные липиды, в которых одна жирная кислота заменена фосфорной кислотой, которая часто связана с дополнительными азотистыми группами, такими как холин (в лецитине), этаноламин (в цефалине), серин или инозитол.Фосфолипиды являются амфипатическими, несущими как гидрофильные полярные, так и гидрофобные неполярные группы.

Углеводородные цепи двух жирных кислот функционируют как гидрофобные неполярные хвосты молекулы фосфолипида. Фосфат и дополнительная группа (азотистая или неазотистая) ведут себя как гидрофильная полярная головная группа молекулы (рис. 9.11).

В водной среде молекулы фосфолипидов образуют двойной слой или бислой (рис.9.12). Полярные или гидрофильные головки молекул образуют две поверхности, контактирующие с водой. Гидрофобные или неполярные хвосты молекул фосфолипидов направлены к центру бислоя. Липидный бислой является основным компонентом всех клеточных мембран.

Липид: Тип № 6. Сфинголипиды :

Это липиды, содержащие аминоспирт сфингозин. Сфингомиелины содержат дополнительный фосфат, присоединенный к холину, как фосфолипиды.Они возникают в миелиновой оболочке нервов. Цереброзиды содержат остаток сахара — галактозу. Они встречаются в нервных оболочках. Ганглиозиды содержат остатки сахара — глюкозу, галактозу, сиаловую кислоту и ацетилглюкозамин.

Они влияют на перенос ионов через мембрану, а также действуют как рецепторы вирусных частиц. Ганглиозиды встречаются в сером веществе. Чрезмерное накопление ганглиозидов вызывает такие заболевания, как болезнь Тея-Сакса. Поскольку цереброзиды и ганглиозиды содержат остатки сахара, их также называют гликолипидами.

Липид: Тип # 7. Липопротеины :

Липопротеины состоят из липидов и белков. Они присутствуют в крови, молоке и яичном желтке.

Липид: Тип № 8. Терпены :

Они представляют собой липидоподобные углеводороды, образованные изопреновых (C 5 H г ) единиц. Стероиды, подобные холестерину, также получают из терпенов, содержащих 6 изопреновых звеньев. Эфирные масла растительного происхождения — это терпены с 2-4 изопреновыми звеньями, т.е.г., камфора, ментол.

Гиббереллины — это группа гормонов роста растений с четырьмя изопреновыми единицами. Равное количество изопреновых единиц содержится в витаминах A, E и K. Фитол или хвостовая часть молекулы хлорофилла представляет собой терпен с 4 изопреновыми единицами. Каротиноиды (каротины и ксантофиллы) содержат 8 изопреновых единиц. Натуральный и синтетический каучуки — это терпены с тысячами изопреновых звеньев, расположенных линейно.

Липид: Тип № 9. Простагландины :

Они представляют собой производные арахидоновой кислоты и других 20 жирных углеродных кислот, которые выполняют несколько функций, таких как расширение сосудов, сужение сосудов, сужение бронхов, выработка кислоты в желудке, клеточная связь и модуляция гормонов.

Липид: Тип # 10. Стероиды :

Они представляют собой группу сложных липидов, которые обладают гидрогенизированной циклопентано-пергидрофенантреновой кольцевой системой (рис. 9.13).

Позиции атомов углерода пронумерованы. К атомам углерода 10 и 13 присоединены метильные группы (имеющие 19 и 18 атомов углерода соответственно). В холестерине боковая цепь связана с углеродом 17. Стерины имеют одну или несколько гидроксильных групп. Другие имеют карбонильные или карбоксильные группы.

Липиды — Биология 2e

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Опишите четыре основных типа липидов
  • Объясните роль жиров в хранении энергии
  • Различение насыщенных и ненасыщенных жирных кислот
  • Описать фосфолипиды и их роль в клетках
  • Определите основную структуру стероида и некоторые функции стероида
  • Объясните, как холестерин помогает поддерживать жидкую природу плазматической мембраны

Липиды включают разнообразную группу соединений, которые в значительной степени неполярны по природе.Это потому, что они представляют собой углеводороды, которые включают в основном неполярные углерод-углеродные или углерод-водородные связи. Неполярные молекулы гидрофобны («водобоязнь») или нерастворимы в воде. Липиды выполняют в клетке множество различных функций. Клетки хранят энергию для длительного использования в виде жиров. Липиды также обеспечивают изоляцию растений и животных от окружающей среды ((рисунок)). Например, они помогают водным птицам и млекопитающим оставаться сухими, образуя защитный слой над мехом или перьями из-за их водоотталкивающих гидрофобных свойств.Липиды также являются строительными блоками многих гормонов и являются важной составной частью всех клеточных мембран. Липиды включают жиры, масла, воски, фосфолипиды и стероиды.

Гидрофобные липиды в мехе водных млекопитающих, таких как речная выдра, защищают их от непогоды. (кредит: Кен Босма)


Жиры и масла

Молекула жира состоит из двух основных компонентов — глицерина и жирных кислот. Глицерин — это органическое соединение (спирт) с тремя атомами углерода, пятью атомами водорода и тремя гидроксильными (ОН) группами.Жирные кислоты имеют длинную цепь углеводородов, к которой присоединена карбоксильная группа, отсюда и название «жирная кислота». Количество атомов углерода в жирной кислоте может составлять от 4 до 36. Наиболее распространены те, которые содержат от 12 до 18 атомов углерода. В молекуле жира жирные кислоты присоединяются к каждому из трех атомов углерода молекулы глицерина сложноэфирной связью через атом кислорода ((рисунок)).

Присоединение трех жирных кислот к основной цепи глицерина в реакции дегидратации образует триацилглицерин. При этом выделяются три молекулы воды.


Во время образования сложноэфирной связи высвобождаются три молекулы воды. Три жирные кислоты в триацилглицерине могут быть одинаковыми или разными. Мы также называем жиры триацилглицеридами или триглицеридами из-за их химической структуры. Некоторые жирные кислоты имеют общие названия, указывающие на их происхождение. Например, пальмитиновая кислота, насыщенная жирная кислота, получают из пальмы. Арахидовая кислота происходит от Arachis hypogea, — научного названия арахиса или арахиса.

Жирные кислоты могут быть насыщенными и ненасыщенными. В цепи жирной кислоты, если есть только одинарные связи между соседними атомами углерода в углеводородной цепи, жирная кислота является насыщенной. Насыщенные жирные кислоты насыщены водородом. Другими словами, количество атомов водорода, прикрепленных к углеродному скелету, максимально. Стеариновая кислота является примером насыщенной жирной кислоты ((Рисунок)).

Стеариновая кислота — обычная насыщенная жирная кислота.


Когда углеводородная цепь содержит двойную связь, жирная кислота является ненасыщенной.Олеиновая кислота является примером ненасыщенной жирной кислоты ((Рисунок)).

Олеиновая кислота — обычная ненасыщенная жирная кислота.


Большинство ненасыщенных жиров жидкие при комнатной температуре. Мы называем эти масла. Если в молекуле есть одна двойная связь, то это мононенасыщенный жир (например, оливковое масло), а если имеется более одной двойной связи, то это полиненасыщенный жир (например, масло канолы).

Когда жирная кислота не имеет двойных связей, это насыщенная жирная кислота, потому что невозможно добавить больше водорода к атомам углерода цепи.Жир может содержать похожие или разные жирные кислоты, присоединенные к глицерину. Длинные прямые жирные кислоты с одинарными связями обычно плотно упаковываются и остаются твердыми при комнатной температуре. Примерами насыщенных жиров являются животные жиры со стеариновой кислотой и пальмитиновой кислотой (обычно в мясе) и жир с масляной кислотой (обычно в сливочном масле). Млекопитающие хранят жиры в специализированных клетках или адипоцитах, где жировые шарики занимают большую часть объема клетки. Растения накапливают жир или масло во многих семенах и используют их в качестве источника энергии во время развития рассады.Ненасыщенные жиры или масла обычно растительного происхождения и содержат цис- ненасыщенных жирных кислот. Cis и trans указывают на конфигурацию молекулы вокруг двойной связи. Если водороды присутствуют в одной плоскости, это цис-жир. Если атомы водорода находятся в двух разных плоскостях, это трансжир. Двойная связь cis вызывает изгиб или «перегиб», который препятствует плотной упаковке жирных кислот, сохраняя их в жидком состоянии при комнатной температуре ((рисунок)).Оливковое масло, кукурузное масло, масло канолы и жир печени трески являются примерами ненасыщенных жиров. Ненасыщенные жиры помогают снизить уровень холестерина в крови; тогда как насыщенные жиры способствуют образованию бляшек в артериях.

Насыщенные жирные кислоты имеют углеводородные цепи, соединенные только одинарными связями. Ненасыщенные жирные кислоты имеют одну или несколько двойных связей. Каждая двойная связь может иметь конфигурацию цис или транс . В конфигурации цис оба атома водорода находятся на одной стороне углеводородной цепи.В конфигурации trans атомы водорода находятся на противоположных сторонах. Двойная связь цис вызывает перегиб в цепи.


Трансжиры

Пищевая промышленность искусственно гидрирует масла для придания им полутвердого состояния и консистенции, необходимой для многих обработанных пищевых продуктов. Проще говоря, газообразный водород пропускают через масла, чтобы отвердить их. Во время этого процесса гидрирования двойные связи конформации цис — в углеводородной цепи могут превращаться в двойные связи в конформации транс -.

Маргарин, некоторые виды арахисового масла и шортенинг являются примерами искусственно гидрогенизированных трансжиров. Недавние исследования показали, что увеличение трансжиров в рационе человека может привести к повышению уровня липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) или «плохого» холестерина, что, в свою очередь, может привести к отложению бляшек в артериях, что приводит к сердечным заболеваниям. . Многие рестораны быстрого питания недавно запретили использование трансжиров, и на этикетках продуктов питания требуется указывать содержание трансжиров.

Омега жирные кислоты

Незаменимые жирные кислоты — это те жирные кислоты, которые необходимы человеческому организму, но не синтезируются.Следовательно, они должны приниматься через пищу. Жирные кислоты омега-3 (например, на рисунке) попадают в эту категорию и являются одной из двух, известных человеку (другая — жирная кислота омега-6). Это полиненасыщенные жирные кислоты и омега-3, потому что двойная связь соединяет третий углерод от конца углеводородной цепи с соседним углеродом.

Альфа-линоленовая кислота является примером жирной кислоты омега-3. Он имеет три двойные связи цис и, как следствие, изогнутую форму.Для наглядности на схеме не показаны атомы углерода. Каждый односвязанный углерод имеет два связанных с ним атома водорода, что также не показано на диаграмме.


Самый дальний углерод от карбоксильной группы пронумерован как углерод омега ( ω ), и если двойная связь находится между третьим и четвертым углеродом от этого конца, это жирная кислота омега-3. К жирным кислотам омега-3, важным с точки зрения питания, поскольку они их не вырабатываются, относятся альфа-линолевая кислота (ALA), эйкозапентаеновая кислота (EPA) и докозагексаеновая кислота (DHA), все из которых являются полиненасыщенными.Лосось, форель и тунец — хорошие источники жирных кислот омега-3. Исследования показывают, что жирные кислоты омега-3 снижают риск внезапной смерти от сердечных приступов, снижают уровень триглицеридов в крови, снижают кровяное давление и предотвращают тромбоз, подавляя свертывание крови. Они также уменьшают воспаление и могут помочь снизить риск некоторых видов рака у животных.

Как и углеводы, жиры получили широкую огласку. Это правда, что чрезмерное употребление жареной и другой «жирной» пищи приводит к увеличению веса.Однако жиры выполняют важные функции. Многие витамины жирорастворимы, а жиры служат формой длительного хранения жирных кислот: источником энергии. Они также обеспечивают изоляцию тела. Поэтому мы должны регулярно потреблять умеренные количества «здоровых» жиров.

Воски

Воск покрывает перья некоторых водных птиц и поверхность листьев некоторых растений. Из-за гидрофобной природы восков они предотвращают прилипание воды к поверхности ((Рисунок)). Длинные цепи жирных кислот, этерифицированные до длинноцепочечных спиртов, содержат воски.

Липиды содержат восковой налет на некоторых листьях. (кредит: Роджер Гриффит)


Фосфолипиды

Фосфолипиды являются основными составляющими плазматической мембраны, которая составляет самый внешний слой клеток. Как и жиры, они состоят из цепей жирных кислот, прикрепленных к глицериновой или сфингозиновой основе. Однако вместо трех жирных кислот, связанных, как в триглицеридах, есть две жирные кислоты, образующие диацилглицерин, а модифицированная фосфатная группа занимает третий углерод глицериновой основной цепи ((рисунок)).Сама по себе фосфатная группа, присоединенная к диаглицерину, не квалифицируется как фосфолипид. Это фосфатидат (диацилглицерин-3-фосфат), предшественник фосфолипидов. Спирт изменяет фосфатную группу. Фосфатидилхолин и фосфатидилсерин — два важных фосфолипида, которые находятся в плазматических мембранах.

Фосфолипид — это молекула с двумя жирными кислотами и модифицированной фосфатной группой, присоединенными к глицериновой основной цепи. Добавление заряженной или полярной химической группы может изменить фосфат.


Фосфолипид — это амфипатическая молекула, что означает, что он имеет гидрофобную и гидрофильную части. Цепи жирных кислот гидрофобны и не могут взаимодействовать с водой; тогда как фосфатсодержащая группа является гидрофильной и взаимодействует с водой ((Рисунок)).

Фосфолипидный бислой является основным компонентом всех клеточных мембран. Гидрофильные головные группы фосфолипидов обращены к водному раствору. Гидрофобные хвосты изолированы в середине бислоя.


Голова — это гидрофильная часть, а хвост содержит гидрофобные жирные кислоты. В мембране бислой фосфолипидов образует матрицу структуры, хвосты жирных кислот фосфолипидов обращены внутрь, вдали от воды; тогда как фосфатная группа обращена наружу, водной стороной ((Рисунок)).

Фосфолипиды отвечают за динамическую природу плазматической мембраны. Если каплю фосфолипидов поместить в воду, она спонтанно образует структуру, которую ученые называют мицеллой, где головки гидрофильного фосфата обращены наружу, а жирные кислоты обращены внутрь структуры.

Стероиды

В отличие от фосфолипидов и жиров, которые мы обсуждали ранее, стероиды имеют структуру конденсированного кольца. Хотя они не похожи на другие липиды, ученые группируют их вместе с ними, потому что они также гидрофобны и нерастворимы в воде. Все стероиды имеют четыре связанных углеродных кольца, и некоторые из них, как и холестерин, имеют короткий хвост ((рисунок)). Многие стероиды также имеют функциональную группу –ОН, которая помещает их в классификацию алкоголя (стерины).

Четыре конденсированных углеводородных кольца содержат стероиды, такие как холестерин и кортизол.


Холестерин — самый распространенный стероид. Печень синтезирует холестерин и является предшественником многих стероидных гормонов, таких как тестостерон и эстрадиол, которые выделяют половые железы и железы внутренней секреции. Он также является предшественником витамина D. Холестерин также является предшественником солей желчных кислот, которые способствуют эмульгированию жиров и их последующему усвоению клетками. Хотя неспециалисты часто негативно отзываются о холестерине, он необходим для нормального функционирования организма.Стерины (холестерин в клетках животных, фитостерин в растениях) являются компонентами плазматической мембраны клеток и находятся внутри фосфолипидного бислоя.

Сводка раздела

Липиды — это класс макромолекул, которые по своей природе неполярны и гидрофобны. Основные типы включают жиры и масла, воски, фосфолипиды и стероиды. Жиры представляют собой запасенную форму энергии и также известны как триацилглицерины или триглицериды. Жиры состоят из жирных кислот и глицерина или сфингозина.Жирные кислоты могут быть ненасыщенными или насыщенными, в зависимости от наличия или отсутствия двойных связей в углеводородной цепи. Если присутствуют только одинарные связи, это насыщенные жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты могут иметь одну или несколько двойных связей в углеводородной цепи. Фосфолипиды составляют матрицу мембраны. Они имеют глицериновую или сфингозиновую основу, к которой присоединены две цепи жирных кислот и фосфатсодержащая группа. Стероиды — это еще один класс липидов. Их основная структура состоит из четырех сплавленных углеродных колец.Холестерин — это тип стероидов, который является важным компонентом плазматической мембраны, где он помогает поддерживать жидкую природу мембраны. Он также является предшественником стероидных гормонов, таких как тестостерон.

Обзорные вопросы

Насыщенные жиры имеют все следующие характеристики, за исключением:

  1. твердые при комнатной температуре
  2. они имеют одинарные связи в углеродной цепи
  3. их обычно получают из животных источников
  4. они легко растворяются в воде

Фосфолипиды — важные компоненты ________.

  1. плазматическая мембрана клеток
  2. кольцевая структура стероидов
  3. восковое покрытие на листьях
  4. двойная связь в углеводородных цепях

Холестерин является неотъемлемой частью плазматических мембран. Где он находится в мембране, исходя из его структуры?

  1. на внеклеточной поверхности
  2. с заделанными фосфолипидными головками
  3. внутри хвостового бислоя
  4. прикреплен к внутриклеточной поверхности

Вопросы о критическом мышлении

Объясните, по крайней мере, три функции, которые липиды выполняют у растений и / или животных.

Жир служит для животных ценным способом накопления энергии. Он также может обеспечить изоляцию. Воски могут защитить листья растений и мех млекопитающих от намокания. Фосфолипиды и стероиды являются важными компонентами мембран клеток животных, а также мембран растений, грибов и бактерий.

Почему трансжиры запрещены в некоторых ресторанах? Как они созданы?

Трансжиры создаются искусственно, когда газообразный водород пропускается через масла для их отверждения.Двойные связи конформации цис в углеводородной цепи могут быть преобразованы в двойные связи в конфигурации транс . Некоторые рестораны запрещают трансжиры, потому что они вызывают повышенный уровень ЛПНП или «плохого» холестерина.

Почему жирные кислоты лучше гликогена для хранения большого количества химической энергии?

Жиры имеют более высокую энергетическую плотность, чем углеводы (в среднем 9 ккал / грамм против 4,3 ккал / грамм соответственно). Таким образом, в пересчете на грамм в жирах может храниться больше энергии, чем в углеводах.Кроме того, жиры упакованы в сферические глобулы, чтобы минимизировать взаимодействие с плазматической мембраной на водной основе, в то время как гликоген представляет собой крупный разветвленный углевод, который не может быть уплотнен для хранения.

Часть роли кортизола в организме заключается в прохождении через плазматическую мембрану для инициирования передачи сигналов внутри клетки. Опишите, как структура кортизола и плазматической мембраны позволяет этому происходить.

Кортизол представляет собой небольшую, обычно гидрофобную молекулу, тогда как фосфолипиды, образующие плазматические мембраны, имеют гидрофильную головку и гидрофобные хвосты.Поскольку кортизол гидрофобен, он может взаимодействовать с изолированными хвостами фосфолипидов в центре плазматической мембраны. Это, наряду с его небольшим размером, позволяет кортизолу перемещаться через плазматическую мембрану внутрь клетки.

Глоссарий

липид
неполярная и нерастворимая в воде макромолекула
омега-жир
тип полиненасыщенных жиров, необходимых организму; нумерация углеродного омега начинается с метильного конца или конца, наиболее удаленного от карбоксильного конца
фосфолипид
основной составляющей мембраны; состоит из двух жирных кислот и фосфатсодержащей группы, присоединенной к основной цепи глицерина
насыщенная жирная кислота
длинноцепочечный углеводород с простыми ковалентными связями в углеродной цепи; количество атомов водорода, прикрепленных к углеродному скелету, максимально
стероид
липид, состоящий из четырех конденсированных углеводородных колец, образующих плоскую структуру
транс-жиры
жир, образованный искусственно путем гидрогенизации масел, приводящий к другому расположению двойных связей, чем в природных липидах
триацилглицерин (также триглицерид)
молекула жира; состоит из трех жирных кислот, связанных с молекулой глицерина
ненасыщенная жирная кислота
длинноцепочечный углеводород, имеющий одну или несколько двойных связей в углеводородной цепи
воск
липид, состоящий из длинноцепочечной жирной кислоты, этерифицированной до длинноцепочечного спирта; служит защитным покрытием на некоторых перьях, мехе и листьях водных млекопитающих

Простой липид — обзор

Воски

Воски представляют собой сложные эфиры одноатомных спиртов с длинной цепью и жирных кислот с более длинной цепью, чем те, которые содержатся в простых липидах, то есть с углеродными цепями, содержащими более 20 атомов углерода.Воски также содержат алканы с нечетным числом атомов углерода, первичные спирты и свободные жирные кислоты с очень длинной цепью.

Существует два вида листовых восков: эпикутикулярный и внутрикутикулярный. Эпикутикулярные воски составляют внешнюю часть кутикулы; внутрикутикулярные воски заделаны в кутин (Stammitti et al ., 1995). Синтез воска происходит в клетках эпидермиса плодов яблони и нескольких видов листьев, и он должен происходить рядом с местом, где он откладывается, из-за сложности транспортировки такого нерастворимого материала.Воски, вероятно, обычно синтезируются в эпидермальных клетках в виде капель, проходят через клеточные стенки и образуют слои на внешних поверхностях. Некоторое количество воска выталкивается через кутинно-восковой слой, образуя отложение на кутикуле и вызывая цветение, характерное для поверхности некоторых листьев и плодов (см. Рис. 8.4). Воски также встречаются в коре, богатой суберином (Martin and Juniper, 1970). По-видимому, воск обычно накапливается на внешних поверхностях растений, в отличие от суберина, который накапливается в стенках клеток, и кутина, который иногда накапливается как на внутренних, так и на внешних поверхностях.Исключение составляет скопление жидкого воска в семенах жожоба.

РИСУНОК 8.4. Вариации воска листьев широколиственных деревьев: (A) вяз американский (× 2000), (B) белый ясень (× 2000), (C) сахарный клен (× 2000) и (D) восточный красный бутон (× 2000) .

Фото У. Дж. Дэвиса.

Эпикутикулярные воски имеют физиологическое значение, поскольку они ограничивают транспирационную потерю воды, способствуют контролю газообмена, уменьшают вымывание питательных веществ, создают барьер для загрязнителей воздуха и влияют на попадание сельскохозяйственных химикатов в листья, плоды и стебли.Когда воск присутствует в виде неоднородных масс, он затрудняет смачивание поверхности листьев; следовательно, смачивающий агент или «распределитель», добавленный к распыляемым материалам, часто обеспечивает равномерное покрытие. Некоторые химические вещества в эпикутикулярном воске подавляют рост патогенных организмов (Martin and Juniper, 1970). Однако в некоторых случаях компоненты листовых восков стимулируют прорастание грибковых спор и развитие зародышевых трубок, тем самым способствуя патогенезу (Schuck, 1972).

Отложение воска на листьях — важная адаптация к засухе.Скорость транспирации засухоустойчивых растений с закрытыми устьицами обычно колеблется от 2 до 20% от скорости транспирации при открытых устьицах. Для сравнения, мезофитные растения с более тонкими слоями восковых листьев обычно теряют от 20 до 50% воды при закрытых устьицах, чем при открытых (Levitt, 1980b). Коэффициент проницаемости для диффузии водяного пара через кутикулу увеличился в 300-500 раз после экстракции кутикулярного воска (Schönherr, 1976), что подчеркивает важность восков листьев в предотвращении высыхания растений.

У некоторых видов закупорка устьичных пор воском значительно снижает потерю воды и фотосинтез (главы 5 и 12). Воски листьев в порах устьиц также повышают устойчивость к проникновению некоторых грибковых патогенов (Patton and Johnson, 1970; Franich et al ., 1977).

Некоторые воски имеют большое коммерческое значение. Среди наиболее известных — карнаубский воск, полученный из листьев пальмы Copernicia cerifera , обнаруженный в Бразилии. Он содержит около 80% сложных алкиловых эфиров длинноцепочечных жирных кислот и 10% свободных одноатомных спиртов.Пальмовый воск встречается на стволе восковой пальмы ( Ceroxylon andicola ) слоями до 2–3 см толщиной. Он состоит примерно на треть из настоящего воска, остальное — из смолы. Другие коммерческие пальмовые воски — это воск урикури, полученный из пальмы Attalea ( Attalea excelsa ), и воск рафии, полученный из сушеных листьев мадагаскарской пальмы рафия (Deuel, 1951). Эвкалипт gunnii var. acervula из Тасмании и листья белого сандалового дерева также дают воск.Листья Myrica carolinensis поставляют ароматный воск, используемый для изготовления свечей из брусники.

Листовой воск подразделяется на два основных типа: (1) плоские отложения (включая восковые гранулы, стержни и волокна, пластины и чешуйки) и (2) локальные отложения (включая слои и корки, а также жидкие или мягкие покрытия) . Количество и структура воска часто различаются на двух поверхностях одного листа и даже в разных местах на одной и той же поверхности листа. Например, у Eucalyptus polyanthemos воск имел пластинчатую форму на большей части листовой пластинки, но трубчатый на средней жилке (Hallam, 1967).Структура листового воска использовалась в качестве таксономического признака для разделения видов Eucalyptus и Cupressus (Hallam and Chambers, 1970; Dyson and Herbin, 1970).

Количество воска на листьях варьируется от следа до 15% от сухой массы листа и зависит от вида растений, генотипа, возраста листьев и условий окружающей среды. Белые листья ясеня были покрыты тонким воском; На листьях сахарного клена не только были толстые отложения воска, но и многие устьичные поры были закрыты воском (Kozlowski et al ., 1974; Дэвис и Козловски, 1974b). Сообщалось о генетических вариациях отложения парафина у Eucalyptus и Hevea (Barber and Jackson, 1957; Rao et al ., 1988).

Количество образующегося листового воска зависит от высокой интенсивности света, низкой относительной влажности и засухи (Baker, 1974; Weete et al. ., 1978). У некоторых видов изменения воска листьев происходят в ответ на отбор по факторам окружающей среды. В Тасмании, например, небелые (зеленые) фенотипы Eucalyptus присутствовали в защищенных местообитаниях, а серые фенотипы — на открытых участках.На высоте 2 000 футов (610 м) листья Eucalyptus urnigera были неглавыми и имели преимущественно хлопьевидный воск; на высоте 2300 футов (700 м) восковые листья состояли из хлопьев и палочек; а на высоте 3200 футов (975 м) листья были серовато-серыми, а их воск состоял из множества гребешков (Hall et al ., 1965).

Воски образуются в основном на ранних стадиях распускания листьев. Полностью развернутые листья обычно теряют способность производить большое количество воска. Следовательно, старые листья с их тонкими слоями воска часто имеют высокую скорость транспирации, теряют большое количество минералов при вымывании и имеют низкую устойчивость к патогенам (Romberger et al ., 1993).

Структура эпикутикулярных восков изменяется в процессе развития листа. У пихты Дугласа сплавление кристаллических восковых стержней в аморфный (твердый) воск началось через несколько недель после распускания почек (Thijsse and Baas, 1990). Увеличение количества твердого воска происходило аналогичным образом, но медленнее в 1- и 2-летних иглах. Очень молодые иглы сосны обыкновенной имели больше аморфного воска, чем более старые. Это наблюдение, вместе с присутствием восковых стержней поверх аморфных восковых корок, указывает на то, что воск был перекристаллизован (Bacic et al ., 1994).

На структуру восков листьев влияет минеральное питание растений. Пихты Дугласа, удобренные азотом и калием, производили пропорционально больше трубчатого и менее чешуйчатого воска, чем неоплодотворенные деревья (Chiu et al ., 1992). Ухудшение влияния несбалансированного минерального питания на покрытие и структуру воска было очевидным в устьичных бороздах хвои сосны обыкновенной в течение года и в эпистоматальных камерах годом позже (Ylimartino et al .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *