Липиды. Обмен липидов

Липиды. Обмен  липидов.

План.

1. Общая характеристика липидов.
2. Распад жиров.
3. Распад глицерина и высших жирных кислот.
4. Синтез липидов.

1) Общая характеристика липидов.

Липиды представляют собой  нерастворимые в воде маслянистые  или жирные вещества, которые могут  быть экстрагированы из клеток полярными растворителями, такими как эфир, хлороформ. В воде они не растворимы, т.е. гидрофобны.

Это общая отличительная  черта липидов, т.к. по химическому  составу и строению они весьма разнообразны.

А отсюда этот класс биомолекул выполняет в живых организмах различные биологические функции.

Основные функции:

1. Структурная. 

В комплексе с белками  липиды являются структурными элементами всех биологических мембран, где  протекают основные метаболические процессы.

Мембраны отделяют содержимое клеток от окружающей среды, и обеспечивают пространственное разделение метаболических процессов внутри клеток.

Вместе с тем мембраны – это не просто клеточный «покров».

В мембранах локализованы многочисленные ферменты и транспортные системы. На внешней поверхности  клеточной мембраны располагаются  разнообразные рецепторные участки, которые способствуют узнаванию  других клеток, связывают определенные гормоны и воспринимают иные сигналы  из внешнего окружения.

2. Энергетическая.

Липиды, их опр. вид, являются наиболее энергоемкими биомолекулами.

Именно в них запасается большая часть энергию выделяющаяся  в хим. реакциях.

При окислении 1г жира выделяется 30 кДж энергии, что более чем  в 2 раза больше, чем при окислении 1г углевода.

3. Резервная. 

В форме липидов организм депонирует энергию в клетке.

4. Защитная.

Предохраняют организм от переохлаждения.

Например, тюлени, моржи, пингвины и др. теплокровные животные Арктики  и Антарктики снабжены мощными жировыми прослойками.

Классификация липидов.

В соответствии с вышеперечисленными функциями ясно, что существуют несколько  классов липидов, а каждый выполняет  определенные биологические функции.

1. Триацилглицеролы, нейтральные жиры.

2. Фосфоглицериды.

3. Сфинголипиды.

4. Стеролы.

5. Воска.

Кратко о каждом.

Триацилглицеролы – наиболее простые и широко распространенные липиды. Чаще их называют нейтральными жирами. Они представляют собой сложные эфиры спирта глицерола (глицерина) и 3х молекул жирных кислот. Эти простые липиды – основной компонент жировых депо растительных и животных клеток. В мембранах они почти не содержаться. Важно отметить, что триацитилглицеролы – это неполярные, гидрофобные вещества, поскольку они не содержат заряженных или сильно полярных функциональных групп.

Общая формула:

 

 

 

 

Триацитилглицеролы бывают различных типов в зависимости от природы и положения трех остатков жирных кислот.

Простые триацитилглицеролы содержат 3 остатка одной и той же жирной кислоты, их название определяется названием соответствующей жирной кислоты. Например, тристеароилглицерол – трипальмитин. 

Смешанные триацитилглицеролы содержат 2 разных или 3 разных остатка жирных кислот.

*  Большинство природных  жиров , таких как оливковое или сливочное масло, а также другие пищевые жиры, содержат сложные смеси простых и смешанных триглицеролов.  Тут же следует остановиться на жирных кислотах, входящих в состав природных жиров.

Жирные кислоты – структурные  компоненты большинства липидов.

ЖК – длиннощелочные органические кислоты, содержащие от 4 до 24 атомов углерода. Они содержат одну карбоксильную группу (-СООН) и длинный неполярный углеводородный «хвост» из-за которого большинство липидов не растворимы в воде. Из природных липидов выделены разнообразные жирные кислоты, различающиеся : длинной цепи, наличие двойных связей, их числом и положением. Практически все встречающиеся в естественных условиях жирные кислоты содержат четное атомов углерода, причем чаще всего 16 и 18.

Кислоты могут быть насыщенными, без = связей, и ненасыщенными. Ненасыщенные жирные кислоты, как правило и у животных, и у растений встречаются, в 2 раза чаще.

* Две двойные связи  в жирных кислотах не бывают  сопряженными (-СН=СН-СН=СН-), а разделены метиленовой группировкой:

Двойные связи во всех жирных кислотах природных находятся в  цис-конформации, что приводит к сильному изгибу алифатической цепи.

 Конкретно встречающиеся кислоты.  Ненасыщенные:

 

 

 

 

 

Насыщенные:

 

 

 

 

 

Продолжения о нейтральных  жирах.

Триацилглицеролы, содержащие остаток только насыщенных жирных кислот, при комнатной температуре имеют твердую концентрацию. Например тристеарин – основной компонент говяжьего жира.

Триацилглицеролы, содержащие 3 остатка ненасыщенных жирных кислот, например триолеин, при комнатной температуре – жидкое масло. Триолеин – основной компонент оливкового масла. Сливочное масло – смесь триацитилглицеролов, причем в состав некоторых из них входят жирные кислоты с короткими цепями, поэтому оно мягкое.

Триацилглицеролы экстрагируются из тканей с помощью неполярных растворителей: бензола, эфира, хлороформа. Триацилглицеролы гидролизуются при кипячении с кислотами или основаниями, либо под действием липазы – фермента, поступающего в тонкий кишечник из поджелудочной железы. Гидролиз под действием NaOH или КОН (этот процесс называют омылением) приводит к образованию К+ или Na+ - мыл и глицерола.

 

 

 

 

Именно эта хим. реакция  лежит в основе получения хозяйственного мыла (промышленный способ).

Триацилглицеролы с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот, жидкие при комнатной температуре, можно превратить в твердые жиры путем частичного восстановления двойных связей. Триацилглицеролы содержат большое количество растительных масел, например кукурузного, перерабатывают в твердые жиры (маргарин) путем каталитического гидрирования. На воздухе триацилглицеролы могут подвергаться самоокислению, тогда у жиров появляется прогорклый запах. В клетках в обычных условиях самоокисление ненасыщенных жиров заторможено благодаря витамину Е, различным ферментам, а также благодаря витамину С. Основная функция триацилглицеролы – запасание липидов. В большинстве растительных и животных клеток триацилглицеролы находятся в цитозоле в виде мелкодисперсных эмульгированных маслянистых капелек. В специализированных клетках соединительной ткани животных, а именно адипоцитах или жировых клетках, огровное количество триацилглицеролов, может запасаться в виде жировых капель, заполняющих весь объем клетки. Жировые клетки обычно располагаются под кожей, в брюшной полости и в молочных железах. У тучных людей в жировых клетках накапливаются килограммы триацилглицеролов, энергии которых хватило бы на энергообеспечение в течении нескольких месяцев. А в виде гликогена организм может запасать энергии лишь на сутки.

Гликоген à E на сутки

Нейтральный жир à Е на несколько месяцев.