Что такое липиды определение в биологии: Липиды и их роль в жизнедеятельности клетки. Видеоурок. Биология 10 Класс

липиды — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс).

Липиды — обширная группа жироподобных веществ (сложных эфиров жирных кислот и трёхатомного спирта глицерина), нерастворимых в воде. К липидам относят жиры, воски, фосфолипиды и стероиды (липиды, не содержащие жирных кислот).

Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода.

Липиды присутствуют во всех без исключения клетках, но их содержание в разных клетках сильно варьирует (от \(2\)–\(3\) до \(50\)–\(90\) %).

Липиды могут образовывать сложные соединения с веществами других классов, например с белками (липопротеины) и с углеводами (гликолипиды).

Функции липидов:

• запасающая — жиры являются основной формой запасания липидов в клетке.
• Энергетическая — половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров (при окислении они дают более чем в два раза больше энергии по сравнению с углеводами).
• Жиры используются и как источник воды (при окислении \(1\) г жира образуется более \(1\) г воды).
• Защитная — подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.
• Структурная — фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.
• Теплоизоляционная — подкожный жир помогает сохранить тепло.
• Электроизоляционная — миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.
• Гормональная (регуляторная) — гормон надпочечников (кортизон) и половые гормоны (прогестерон и тестостерон) являются стероидами.
• Смазывающая — воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налётом покрыты листья многих растений, воск используется при строительстве пчелиных сот.

Липиды

Название «липиды» произошло от греческого слова (lipos) липос — жир.

Липиды — это обширная группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества.

Рассмотрим строение липидов

Липиды не имеют единой химической характеристики. Их можно условно разделить на простые и сложные.

Основную часть простых липидов составляют триглицериды. В большинстве своём они представлены сложными эфирами высших жирных кислот и трехатомного спирта глицерина.

Сложные эфиры глицерина и органических кислот с большим числом углеродных атомов ─ это и есть собственно жиры, поэтому и кислоты, входящие в их состав, называют жирными.

Жирные кислоты имеют одинаковую для всех кислот группировку — карбоксильную группу (–СООН) и радикал, которым они отличаются друг от друга.

Радикал представляет собой цепочку из различного количества (от 14 до 22) группировок –СН2– .

Жирные кислоты, входящие в состав жиров, в зависимости от наличия двойных связей, подразделяют на насыщенные и ненасыщенные.

Ненасыщенной жирная кислота называется, когда в её составе содержится одна или несколько двойных связей.

Если жирная кислота не имеет двойных связей, её называют насыщенной. Насыщенные жирные кислоты чаще всего содержатся в составе животных жиров.

Ненасыщенные жирные кислоты ─ в составе растительных жиров.

Классификация жиров

Все жиры делят по происхождению и по агрегатному состоянию.

По происхождению жиры подразделяют на животные, растительные и переработанные.

По агрегатному состоянию: твёрдые, жидкие и полужидкие.

Если в триглицеридах преобладают насыщенные жирные кислоты, то их называют жирами.  При температуре 20°С они — твёрдые; Твёрдые жиры характерны для животных клеток.

Если в триглицеридах преобладают ненасыщенные жирные кислоты, их называют маслами. При 20 С  они — жидкие. Масла характерны для растительных клеток.

К простым липидам также относят воски — сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов.

Воски покрывают кожу, шерсть, перья животных, смягчая их и предохраняя от воздействия воды. Восковой защитный слой покрывает также стебель, листья и плоды многих растений.

Сложные липиды

Они состоят — из спирта, высокомолекулярных жирных кислот и других компонентов.

К сложным липидам относят фосфолипиды, гликолипиды, липопротеины, липоиды и др.

Фосфолипиды — триглицериды, у которых один остаток жирной кислоты замещён на остаток фосфорной кислоты. Фосфолипиды являются составными компонентами клеточных мембран.

Гликолипиды — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения углеводов и липидов.

Липопротеины — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения липидов и белков.

Липоиды —

жироподобные вещества, к которым относятся каротиноиды (фотосинтетические пигменты), стероидные гормоны (половые гормоны), гиббереллины (ростовые вещества растений), жирорастворимые витамины (А, D, Е, К), холестерин и т. д.

Физико-химические свойства липидов объясняют их биологические функции. В состав молекул липидов входят атомы углерода, водорода и кислород. Атомы углерода образуют длинные углеводородные цепи.

Карбоксильная группа жирных кислот ионизирована и способна образовывать водородные связи. Однако по мере увеличения длины углеводородной цепи растворимость жирных кислот заметно снижается. Жирные кислоты, содержащие в цепи более 10 углеродных атомов, практически нерастворимы в воде.

Наиболее общим свойством всех липидов является хорошая растворимость в органических растворителях (бензине, хлороформе, эфире и др.)

В организм липиды попадают двумя способами — с пищей и вырабатываются в печени.

Излюбленный многими пищевой продукт – шоколад, на 50 г которого приходится 12 г жира.

Из бобов дерева какао получают какао-масло ─ жирное масло бледно-жёлтого цвета со слабым ароматным запахом какао. В бобах содержится до 50% какао-масла.

Какао-бобы были завезены испанцами в Европу из Мексики в 16 веке. Благодаря содержанию тристеарина какао-масло имеет твёрдую консистенцию при комнатной температуре. Плавится шоколад при температуре 30─34 °С. В состав какао-масла входят также глицериды олеиновой и линолевой кислот (до 40 %).

Какао масло применяется для приготовления лечебных свечей, мазей, губной помады, а также в кондитерской промышленности для изготовления шоколада.

Печень играет ключевую роль в метаболизме жирных кислот, однако некоторые из них она синтезировать не способна.

Поэтому они называются незаменимыми, к таким относятся ω-3 (омега-три) и ω-6 (омега-шесть) полиненасыщенные жирные кислоты.

Омега-3 и омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты — это типы естественных ненасыщенных жиров.

Омега-3 кислоты имеют тройку в названии, потому что первая молекула с двойной связью находится на три атома углерода от омега-конца (то же самое с омега-6 жирными кислотами).

Омега-3 и омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты необходимы человеку для работы головного мозга, памяти, внимания, психомоторной координации, речи, мышления, ориентации и других особо важных функций.

Эксперты предупреждают, что наше тело не умеет производить омега-3 и 6 жирные кислоты, так что их необходимо обязательно потреблять вместе с продуктами, которые их содержат.

Источником ω-3 и других полиненасыщенных жирных кислот являются зелёные растения (например, листья салата), рыба, чеснок, цельные злаки, свежие овощи и фрукты. Как пищевую добавку, содержащую ω-3 жирные кислоты, рекомендуется принимать рыбий жир.

Жиры могут транспортироваться по кровеносным и лимфатическим сосудам в виде эмульсии. Природной эмульсией жира в воде является молоко.

Функции липидов

Энергетическая

В организме обмен веществ характеризуется единством всех его компонентов, жиров, белков и углеводов. Они образуют между собой сложные химические соединения, служат строительным материалом друг для друга, а при их расщеплении выделяется энергия.

Жиры, на ряду с углеводами и белками, являются источником энергии, необходимой для осуществления обмена веществ, движения, мышечных сокращений, поддержания температуры тела.

Однако, наибольшая калорийность характерна для жиров. Она вдвое выше чем у белков и углеводов. При полном окислении 1 г жира выделяется около 9 ккал энергии, примерно вдвое больше, чем при окислении 1 г углеводов.

Структурная функция

Сложные липиды и белки являются главным строительным материалом клеток и мембран. Их расположение в мембране упрощённо можно представить в виде двойного слоя сложных липидов.

Молекулы сложных липидов гидрофильны с одной стороны и гидрофобны с другой. При контакте с водной средой молекулы этих липидов всегда обращены к ней гидрофильной стороной.

В водной среде такие молекулы спонтанно образуют

мицеллы и бислои в результате гидрофобных взаимодействий, в таких структурах полярные головы молекул обращены наружу к водной фазе, а неполярные хвосты — внутрь, такое же размещение липидов характерно для естественных мембран.

Наличие гидрофобного слоя очень важно для выполнения мембранами их функций, поскольку он непроницаем для ионов и полярных соединений.

Простые липиды, в отличие от сложных только гидрофобны. Билепидный слой является барьером между внутренней и внешней стороной клетки.

Защитная функция

Благодаря низкой теплопроводности жиры защищают организм от холода. Особенно толстый подкожный жировой слой характерен для водных млекопитающих (китов, моржей и др.).

Поэтому жировые депо находятся не только в подкожном слое, но и вокруг жизненно важных органов.

Но в то же время у животных, обитающих в условиях жаркого климата, верблюдов например, жировые запасы откладываются на изолированных участках тела (в горбах) в качестве резервных запасов воды, так как вода — один из продуктов окисления жиров.

При расщеплении 1 грамма жира образуется 1─1,5 грамма воды.

Жиры также предохраняют организмы и от механических воздействий. Толстый слой жира защищает внутренние органы многих животных от повреждений при ударах (например, сивучи при массе до тонны, могут прыгать в воду со скал высотой 20─25 м).

Жировые отложения используются в качестве запасных источников питательных веществ.

Восковой налёт на различных частях растений препятствует излишнему испарению воды. А у животных он играет роль водоотталкивающего покрытия. 

Например, у птиц перья обладают гидрофобной поверхностью и хорошо отталкивают воду. Растения чаще запасают углеводы, однако в семенах многих растений содержание жиров также достаточно высоко.

Растительные масла добывают из семян подсолнечника, кукурузы, рапса, льна и других масличных растений.

У позвоночных имеются специализированные клетки — адипоциты из которых в основном состоит жировая ткань. Они почти полностью заполнены большой каплей жира.

У людей наибольшее количество жировой ткани находится под кожей (так называемая подкожная клетчатка), особенно в районе живота и молочных желёз.

Человеку с лёгким ожирением (15─20 кг триглицеридов) таких запасов может хватить для обеспечения себя энергией в течение месяца, в то время как всего запасного гликогена хватит не более чем на сутки.

Самые разные организмы — от диатомовых водорослей до акул — используют резервные запасы жира как средство снижения удельного веса тела и, таким образом, увеличения плавучести. Это позволяет снизить расходы энергии на удержание в толще воды.

Регуляторная функция

Многие производные липидов (например, гормоны коры надпочечников, половых желёз, витамины А, D, E) участвуют в обменных процессах, происходящих в организме.

Липиды участвуют в межклеточной и внутриклеточной сигнализации.

Урок 4. органические молекулы. углеводы. липиды — Биология — 9 класс

Все вещества, входящие в состав организма, делятся на два класса: органические и неорганические соединения. К неорганическим соединениям относятся вода и минеральные вещества. К органическим соединениям относятся:
• мономеры, молекулярная масса которых колеблется от 100 до 350. Например: моносахариды, жирные кислоты, нуклеотиды.
• биополимеры, молекулярная масса которых колеблется от до. Это белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, липиды.
Углеводы – важный класс органических соединений, который встречается повсеместно: в растительных организмах, животных организмах и микроорганизмах. В растительных организмах на долю углеводов приходится 80-90 %, в животных организмах – 1-5 %, в микроорганизмах – 12-30 %.
Различают три основных класса углеводов: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
Моносахариды — бесцветные, кристаллические вещества, легко растворимые в воде и имеющие сладкий вкус, из которых наибольшее значение для живых организмов имеют:
1. Рибоза входит в состав нуклеиновых кислот РНК, АТФ.
2. Дезоксирибоза входит в состав ДНК.
3. Глюкоза. Один из наиболее распространенных природных сахаров, находится как в свободном, так и в связанном виде. В свободном виде быстро увлекается в энергетический метаболизм, то есть служит основным источником энергии в клетке. Является мономером многих олигосахаридов и полисахаридов, например крахмала и тростникового сахара.
4. Галактоза. Входит в состав молочного сахара – лактозы.
5. Фруктоза. Входит в состав олигосахаридов, например сахарозы. В свободном виде содержится в клетках растений.
Олигосахариды. Из олигосахаридов наиболее широко распространены дисахариды:
1. Сахароза (тростниковый сахар) – сахар, который люди употребляют в повседневной жизни. Сахароза содержится в большинстве растений, но особенно много ее в сахарном тростнике и сахарной свекле.
2. Лактоза (молочный сахар). Содержится в молоке и молочных продуктах.
3. Мальтоза (солодовый сахар). В большом количестве содержится в проросших или прорастающих зернах ячменя, ржи и пшеницы.
К полисахаридам в живых организмов относятся крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Данные полисахариды не сладкие, не растворимы или плохо растворимы в воде, не кристаллизуются. Они играют роль резерва пищи и энергии (крахмал и гликоген), используются в качестве строительного материала (целлюлоза, хитин).
1. Крахмал – основной полисахарид в клетках растений. Он построен из остатков глюкозы. Организм человека хорошо усваивает крахмал, в составе зерновых и картофеля он потребляется в огромных количествах.
2. Гликоген – полисахарид животного происхождения, который построен из остатков глюкозы. Гликоген у человека накапливается в печени и мышцах.
3. Целлюлоза представляет собой линейный полисахарид, построенный из остатков глюкозы. Из целлюлозы построены клеточные стенки растений, и она выполняет структурную функцию.
4. Хитин – это азотосодержащий полисахарид (аминополисахарид). Хитин является вторым после целлюлозы по распространенности структурным полисахаридом.
Функции углеводов в живых организмах:
1. Энергетическая
Углеводы обеспечивают до 70 % потребности организма в энергии. При окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии.
2. Запасающая
Крахмал и гликоген являются запасными полисахаридами. Они являются временным хранилищем глюкозы.
3. Структурная
Целлюлоза и хитин используются в качестве строительного материала. Целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, хитин входит в состав клеточных стенок грибов, а также используется для построения наружного скелета у членистоногих животных (ракообразные, паукообразные, насекомые).
1. Защитная.
Смолы, выделяющиеся при повреждении стволов и веток растений, препятствуют проникновению в раны болезнетворных микроорганизмов, являются производными моносахаридов.
Липиды – это обширная группа жиров и жироподобных веществ, которые содержатся во всех живых клетках; неполярны и гидрофобны. Липиды практически не растворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях, например в эфире, бензоле, хлороформе. В некоторых клетках липидов очень мало, всего несколько процентов, а в некоторых их содержание достигает 90 % (семена подсолнечника, подкожная жировая клетчатка). По химическому строению липиды могут быть различны, но истинные липиды – это сложные эфиры высших жирных кислот и какого-либо спирта. Липиды бывают простые и сложные.
К простым липидам относятся нейтральные жиры и воска.
1. Нейтральные жиры – это самые распространенные липиды, встречающиеся в природе. Их молекулы образуются в результате присоединения трех остатков высокомолекулярных жирных кислот к одной молекуле трехатомного спирта глицерина. Среди соединений этой группы различают жиры, остающиеся твердыми при температуре 20 °С, и масла, которые в этих условиях становятся жидкими.
2. Воска – это сложные эфиры, образуемые жирными кислотами и многоатомными спиртами. Они покрывают кожу, шерсть, перья животных, смягчая их и защищая их от воды, пчёлы строят соты.
К сложным липидам относятся: фосфолипиды, гликолипиды, стероиды.
1. Фосфолипиды по своей структуре близки к нейтральным жирам, но в их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты.
2. Гликолипиды образуются в результате соединения липидов с углеводами. Гликолипиды широко представлены в тканях, особенно в нервной ткани, в частности в ткани мозга.
3. Стероиды и терпены – это липиды, не имеющие жирных кислот и имеющие особую структуру.
К стероидам относятся половые гормоны, например прогестерон и эстроген (женские половые гормоны), тестостерон (мужской половой гормон). Также к стероидам относится витамин D, при недостатке которого возникает болезнь под названием рахит. Терпены – вещества, от которых зависит аромат эфирных масел растений, например: ментола, мяты, камфары.
Функции липидов:
1. Энергетическая
При полном окислении 1 г липидов выделяется 38,9 кДж энергии, то есть в 2 раза больше, чем при окислении 1 г углеводов.
2. Запасающая
Жиры являются основным запасающим веществом у животных, а также у некоторых растений. Они могут использоваться также в качестве источника воды (при окислении 1 г жира образуется более 1 г воды). Это особенно ценно для пустынных животных, обитающих в условиях дефицита воды.
3. Защитная
Обладая выраженными термоизоляционными свойствами, липиды защищают наш организм от температурных перепадов, от механических и физических воздействий. Воска, которые покрывают тело растений, которые живут в засушливых регионах в условиях дефицита влаги, защищают их от излишнего испарения воды.
4. Структурная
В комплексе с белками липиды являются структурными компонентами всех биологических мембран.
5. Регуляторная
Липиды принимают участие в регуляции физиологических функций организма, так как некоторые из них являются гормонами.
Список литературы:
1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. – Дрофа, 2009.
2. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Основы общей биологии. 9 класс: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений/ Под ред. проф. И.Н. Пономаревой. – 2-е изд., перераб. – М.: Вентана-Граф, 2005
3. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Биология. Введение в общую биологию и экологию: Учебник для 9 класса, 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002.
4. Большой справочник по биологии/под ред. Т.В. Ивановой, Г. Л. Свиридовой. – М.: «Издательство Астрель», «Олимп», «Фирма «Издательство АСТ», 2000. – 448 с.: ил.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Биологический словарь.
2. Files.school-collection.edu.ru.
3. Biouroki.ru.
4. Youtube.com.
5. https://ege.sdamgia.ru

Липиды классификация и основные функции в клетке организме (Таблица)

Липиды — это ряд структурно и функционально различных органических соединений, отличающихся своей гидрофобностью или наличием в составе своих молекул больших гидрофобных фрагментов.

Настоящие липиды — это эфиры жирных кислот и спиртов, образующиеся в результате реакции конденсации. Нерастворимость в воде определяет многие свойства липидов.

Основную часть веса триглицерида благодаря длинным углеводородным цепям составляет жирная кислота (в молекуле арахидоновой кислоты — 19 С).

 

Классификация липидов простые и сложные

Простые липиды  это липиды, включающие в свою структуру углерод (С), водород (H) и кислород (O).
Жирные кислоты	алифатические одноосновные карбоновые кислоты с открытой цепью, содержащиеся в этерифицированной форме в жирах, маслах и восках растительного и животного происхождения.
Жирные альдегиды	высокомолекулярные альдегиды, с числом атомов углерода в молекуле выше 12.
Жирные спирты	высокомолекулярные спирты, содержащие 1—3 гидроксильные группы.
Воски	сложные эфиры высших жирных кислот и высших высокомолекулярных спиртов.
Триглицериды (жиры)	типичными триглицеридами являются жиры и масла, различающиеся по природе своих углеродных цепей — они могут быть насыщенными ([-CH2, CH2-]n) или частично насыщенными (содержат -С=С- связи)
Предельные углеводороды с длинной алифатической цепочкой
Сложные липиды это липиды, включающие в свою структуру помимо углерода (С), водорода (H) и кислорода (О) другие химические элементы: фосфор (Р), серу (S), азот (N).
Фосфолипиды	сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот, содержащие остаток фосфорной кислоты и соединённую с ней добавочную группу атомов различной химической природы.
Гликолипиды	сложные липиды, образующиеся в результате соединения липидов с углеводами.
Сфинголипиды	класс липидов, относящихся к производным алифатических аминоспиртов.
Стероиды	полициклические соединения, к данному классу соединений относится холестерин, важный компонент мембран животных клеток, к ним относятся гормоны.
Фосфогликолипиды, Мышьяколипиды, Ацилглицериды, Диглицериды, Моноглицериды, Церамиды, Эфиры стеринов, N-ацетилэтаноламиды

Основные функции липидов в клетке таблица

Основные функции липидов	Действие
Водоотталкивающие свойства	У животных жировые выделения сальных желез делают водонепроницаемыми мех и кожу. У птиц аналогичную функцию выполняет копчиковая железа.
Клеточные мембраны	Фосфолипиды (фосфатиды) обнаружены во всех клеточных мембранах. Их молекулы имеют полярную «фосфатно-основную» группу, замещающую одну из жирных кислот в триглицериде. Гликолипиды являются важнейшими компонентами мембран хлоропластов
Электроизоляция	Миелин, секретируемый клетками Шванна, изолирует нейроны, что существенно повышает скорость передачи импульсов.
Гормоны	Важная группа гормонов, включающая кортизон, тестостерон и эстроген, представляет собой стероиды. Они не являются истинными эфирами, но обладают такой же нерастворимостью.
Физическая защита	Способность подкожного жира поглощать сотрясения позволяет защитить такие чувствительные органы, как почки, от механического повреждения. Воска выполняют защитную функцию у растений, входят в состав наружного скелета насекомых, покрывают перья и шерсть.
Теплоизоляция	Жиры очень слабо проводят тепло, поэтому отложения подкожного жира помогают поддерживать температуру эндотермическим животным. У ныряющих млекопитающих важным изолятором является подкожное сало (китовый жир).
Обмен веществ	Из стероидов образуются желчные кислоты, участвующие в переваривании жиров, и витамин Д, участвующий во всасывании Са2+

_______________

Источник информации:

1. Биология человека в диаграммах / В.Р. Пикеринг — 2003.

2. Общая биология / Левитин М. Г. — 2005.

Морфология и биология волос: правильный выбор ингредиентов

Волосы – это природное украшение любого человека. Иметь красивые, ухоженные, блестящие волосы не откажется никто. Средства ухода за волосами – огромный сегмент косметического рынка, и именно этот сегмент рынка особенно важен для российского производителя косметики. Чтобы создавать средства для волос, которые будут востребованы потребителями, недостаточно хорошо разбираться в химии. Полезно иметь представление о том, что же такое волосы с точки зрения биологии, как они устроены и как живут. Именно этим вопросам и посвящена настоящая статья.

Волос под микроскопом

Биологическая функция волос – это защита головы от перегревания, охлаждения, механических повреждений. Примерный химический состав здорового волоса таков: 3–15% воды, 6% липидов,1% пигмента,78–90% белка (кератина). Основными элементами в составе волос являются углерод (49,6%), кислород (23,2%), азот (16,8%), водород (6,4%), сера (4%). Кроме того, в состав волоса входят магний, мышьяк, железо, фосфор, хром, медь, цинк, марганец, золото.

Рисунок 1. Строение волоса

С точки зрения физиологии, волос – это «мертвое» образование. Волосы не снабжаются кровью, к ним не подходят нервные волокна и не присоединяются мышцы. Поэтому при стрижке мы не чувствуем боли, волосы не кровоточат, при их натяжении не растягивается ни одна мышца. Но, если волос – это мертвое образование, то почему волосы растут и почему, когда мы выщипываем волосы, нам больно? Дело в том, что каждый волос состоит из двух частей: видимой части (стержня волоса) и скрытого в коже фолликула. Живые клетки, которые размножаются с огромной скоростью, находятся в волосяном фолликуле, залегающем глубоко в дерме.

Волосяной фолликул – это корень волоса с окружающими его тканями и волосяно-железистый комплекс (сальная и потовая железы; мышца, поднимающая волос; кровеносные сосуды и нервные окончания) (рис.1). Мы рождаемся на свет с определенным количеством таких фолликулов, величина эта генетически запрограммирована, и изменить здесь что-либо на данный момент времени невозможно. Количество волосяных фолликулов разное у людей с разным цветом волос. В среднем, общее количество волос на голове у блондинов – 140 тыс., у шатенов – 109 тыс., у брюнетов – 102 тыс., а у рыжих – 88 тыс.. Скорость деления клеток волосяного фолликула занимает в организме человека второе место после скорости деления клеток в костном мозге. Благодаря этому волосы вырастают примерно на 1–2 сантиметра за месяц.

Каждый волосяной фолликул имеет собственную иннервацию и мускулатуру. Благодаря нервным окончаниям, волосяной фолликул обладает тактильной чувствительностью. Мышцы, примыкающие к фолликулу, сокращаясь от страха или под влиянием холода, приподнимают волосы и сжимают кожу, в результате на коже образуются «мурашки». В устье волосяного фолликула открывается проток сальной железы. Эта железа вырабатывает кожное сало, которое, выделяясь в устье волосяного фолликула, смазывает растущий волос и поверхность кожи волосистой части головы. Кожное сало создает на волосах пленку, придавая им эластичность, гладкость и водоотталкивающую способность. Активность сальных желез контролируется половыми гормонами – андрогенами. В устье фолликула поселяются некоторые бактерии – представители микрофлоры кожи. Изменения микрофлоры ведут к нарушению кератинизации и появлению перхоти.

Волосяной фолликул – «фабрика» по производству волос

Итак, волос «зарождается» в фолликуле (рис.2). Рост нового волоса начинается от волосяного (дермального) сосочка – соединительнотканного образования, находящегося в основании фолликула (волосяной луковицы). Волосяной сосочек содержит в себе кровеносные сосуды, снабжающие клетки луковицы кислородом и питательными веществами, необходимыми для размножения клеток и роста волос. Если гибнет сосочек – погибает и волос. Клетки фолликула делятся и размножаются в зоне, прилегающий непосредственно к волосяному сосочку. По мере продвижения к поверхности кожи головы фолликулярные кератиноциты постепенно теряют свои ядра, уплощаются и ороговевают, заполняясь твердым кератином. Среди клеток волосяной луковицы представлены и меланоциты, которые обуславливают интенсивность цвета волос. Чем больше меланоцитов – тем темнее волос. С возрастом активность меланоцитов падает, в результате чего волосы седеют. Оттенок волос определяется генетическими факторами и зависит от соотношения содержания двух основных пигментов: эумеланина и феомеланина (рыжие волосы). Таким образом, цвет волос зависит от комбинации двух факторов: соотношения пигментов и количества синтезирующих пигмент клеток.

Рисунок 2. Строение корня волоса

Каждый фолликул является независимым образованием со своим собственным жизненным циклом (рис.3). Жизненный цикл волоса состоит из трех стадий, его продолжительность колеблется от 2 до 5 лет. Каждый волосяной фолликул генетически запрограммирован на производство примерно 25–27 волос.

Рисунок 3. Жизненный цикл волос

Первая фаза жизненного цикла волос –анаген, когда фолликул производит тонкое волосяное волокно, которое постепенно растет и становится толстым и пигментированным. Анаген продолжается от двух до пяти лет. Следующая фаза – катаген – фаза покоя. Деление клеток фолликула замедляется и прекращается, волосяной фолликул «впадает в спячку». Волосяная луковица постепенно отсоединяется от волосяного сосочка. Эта фаза длится очень недолго – от одной недели до трех недель. И последняя фаза, завершающая жизненный путь волоса – телоген. В период телогена новый волос начинает расти, а старый выпадает. Обновление клеток прекращается приблизительно на 3 месяца (время, за которое восстанавливается связь между вновь синтезированной волосяной луковицей и волосяным сосочком, и новый волос входит в фазу анагена). Полностью отделившаяся от дермального сосочка телогеновая луковица приобретает вытянутую форму и начинает двигаться к поверхности кожного покрова волосистой части головы.

Каждый волос живет по своему «индивидуальному графику», потому разные волосы в одно и то же время находятся на разных стадиях своего жизненного цикла: 85% волос находятся в фазе анагена, 1% в фазе катагена и 14% – в стадии телогена. Когда соотношение между волосами, находящимися в фазах анагена и телогена, нарушается и в стадии выпадения оказываются более 14–15% волос, можно говорить о развитии облысения или алопеции. В норме в день мы теряем в среднем 70–80 волос в день.

Стержень волоса

Стержень волоса имеет сложную конструкцию. В центре его находится мозговое вещество, окруженное кортексом, то есть корковым слоем (около 80–90% всего объема волоса). Снаружи волоса находится кутикула, которая покрывает кортекс, будто черепицей.

Медуллярный слой (центральное мозговое вещество) – это центральная часть волосяного стержня, которая представлена у человека не во всех видах волос. Например, в пушковых волосах медулла отсутствует. Мозговое вещество заполняют пузырьки воздуха – благодаря этому волос обладает определенной теплопроводностью. Медулла не играет никакой роли в изменении как химических, так и физических свойств волоса.

Корковый слой, или кортекс – это основное вещество волоса, которое составляет от 80 до 85% его объема. Кортекс состоит из рогового вещества кератина, образованного склеенными ороговевшими веретеновидными клетками. Как и любой другой белок, кератин состоит из аминокислот, которые формируют полипептидные цепи. Эти цепи переплетаются между собой, образуя нити. Эти нити, в свою очередь, навиваясь друг на друга, создают суперспирализованную структуру: объединяясь по несколько штук, они формируют сначала протофибриллы волоса, затем – микрофибриллы и, наконец, самые крупные волокна – макрофибриллы. Обвиваясь друг вокруг друга, макрофибриллы формируют основные волокна коркового слоя (рис.4). Фибриллы ориентированы параллельно оси волоса и параллельно друг другу. Они связываются между собой водородными и дисульфидными связями, которые образуют поперечные мостики между фибриллами. Если бы не дисульфидные мостики между остатками цистеина соседних белковых цепей, то цепи разошлись бы, и волокно распалось. Именно поперечные дисульфидные связи между остатками цистеина придают кератину его уникальные качества: прочность и эластичность. Но дисульфидные связи не очень прочные. В водном растворе дисульфидные мостики могут разъединяться и соединяться в новом положении. Например, если волос намочить и накрутить на бигуди, то перегруппировка дисульфидных связей приведет к тому, что высохший волос на какое-то время будет сохранять форму бигуди, – образуется завиток. На разрушении дисульфидных связей и формировании новых основан принцип химической завивки волос. Так как кортекс волоса, который главным образом обеспечивает прочность волоса, весь держится на дисульфидных связях, ему нужна дополнительная защита, в частности от воды. Функцию защиты волос от воды и механических воздействий выполняет барьерный слой – кутикула, которая также состоит из кератина, только более прочного.

Рисунок 4. Строение стержня волоса. Условные обозначения: 1-кутикула; 2- кортекс; 3- медуллярный слой

Кутикула представляет собой шесть-десять перекрывающихся слоев прозрачных черепицеобразно наложенных друг на друга плоских ороговевших клеток (кератиновых чешуек), содержащих в основном аморфный кератин. В кератине кутикулы очень много цистеина. Пространство между чешуйками кутикулы и между кутикулой и кортексом заполнено липидными пластами, напоминающими липидные пласты рогового слоя. Однако в волосе эта прослойка организована иначе. Если в роговом слое главную роль играют церамиды, то в волосах на первый план выступают жирные кислоты. В основном это разветвленная 18-углеродная метилэйкозаноевая кислота, которая связывается с цистеином тиоэфирной связью. Так как цистеина в кутикуле много, метилэйкозаноевая и другие жирные кислоты покрывают чешуйки кутикулы сплошным слоем (F-слой, или слой жирных кислот – fatty acid layer). Анализ липидного состава волос показывает, что в состав интегральных (ковалентно связанных с цистеином) липидов входит примерно 50% жирных кислот (из них 40% метилэйкозаноевой кислоты), 40% сульфата холестерина, 7% холестерина и 3% жирных спиртов. В составе полярных липидов (формирующих межклеточные липидные пласты) обнаружено около 60% церамидов, 7–10% гликофинголипидов, 30% сульфата холестерина.

Благодаря липидной прослойке и наличию дисульфидных связей, чешуйки кутикулы волоса плотно прилегают друг к другу. Так как все они располагаются в одной плоскости, луч света, падающий на волос, равномерно отражается от его поверхности – волос блестит. Поэтому блеск – обязательный признак здоровых волос. Среди средств, которые наносятся на волосы, присутствует много веществ, которые либо разрушают липидный слой (например, поверхностно–активные вещества шампуней), либо дезорганизуют дисульфидные связи. Это приводит к ослаблению связи между чешуйками кутикулы. В результате чешуйки кутикулы приподнимаются, зазубриваются и приходят в беспорядок. Свет, падая на такие волосы, отражается хаотично, и волосы перестают блестеть. Кроме того, зазубренные чешуйки кутикулы соседних волос цепляются друг за друга и слущиваются при расчесывании, обнажая кортекс, в результате волос теряет прочность и легко обламывается.

Заключение

Рассмотрев строение волоса, мы можем ответить на многие вопросы, относительно правильного выбора ингредиентов для средств по уходу за волосами, руководствуясь основным правилом – «не навреди». Следует учитывать, что волосы довольно активно реагируют на внешние воздействия. Например, при частом окрашивании и химической завивке, злоупотреблении термическими методами укладки волосы могут терять большой процент влаги и липидов. Наиболее разрушительно на структуру волос воздействует УФ – излучение, способствуя вымыванию из кутикулы цистеин-содержащего белка, который обеспечивает сцепление чешуек кутикулы, и разрушая липидную прослойку волос. Это означает, что для защиты волос необходимо использовать УФ – фильтры и антиоксиданты. Чтобы при мытье головы волосы не теряли необходимые для них липиды, следует выбирать мягкие системы ПАВ.

Поврежденные волосы нельзя «починить», но можно улучшить их внешний вид и предохранить от дальнейшего повреждения, используя кондиционирующие добавки, которые приглаживают чешуйки кутикулы. В качестве таких добавок можно использовать белки (кератин, протеины шелка, пшеницы и т.п.), липиды (церамиды), полисахариды (хитозан, гиалуриновая кислота), а также любые другие макромолекулы, способные закрепляться на волосах, не утяжеляя их. Для того чтобы кутикула вновь отрастающих волос была крепче и устойчивее к вредным воздействиям, используют масла, восстанавливающие липидный барьер волос – масла авокадо, репейное, аргановое, жожоба и др. Кондиционирующие добавки также эффективны для укрепления волос. При выборе добавок для борьбы с выпадением волос, следует учитывать, что основной мишенью в этом случае являются клетки волосяных фолликулов, а также сальные железы и кожа волосистой части головы. Здесь очень важным является время воздействия, поэтому лучше включать такого рода активы в несмываемые средства для волос. Поскольку при андрогенной алопеции происходит прогрессирующее истончение волос, то применение кондиционирующих добавок также является оправданным.

Вопросы к экзамену за 10 класс

Список вопросов для экзамена по биологии для 10 класса АГ

Общая биология. Введение

1. Коренные свойства живого. Уровни изучения живых систем.

Биология клетки

1.    Основные положения клеточной теории. Отличия про- и эукариотической клетки.

2.   Химический и элементный состав живого: органогены, макро- и микроэлементы.

3.   Функции воды и других минеральных веществ в живых организмах.

4.   Липиды: классификация состав и функции. 

5.   Жирные кислоты, их классификация и номенклатура.Триглицериды и воска: химический состав и биологические функции.

6.   Структурные липиды (фосфоглицериды, сфинголипиды и гликолипиды): химический состав и биологические функции.

7.   Углеводы: моно- ди- и олигосахариды. Структура и функции в клетке

8.   Углеводы: полисахариды. Структура и функции в клетке

9.   Аминокислоты. Классификация. Функции в живых организмах

10.       Белки. Устройство пептидной связи. Механизм образования пептидной связи. Первичная структура белков. Вторичная. Факторы, определяющие определяющие вторичную структуру белка. Белковые домены.

11.       Третичная и четвертичная структура белка. Факторы определяющие образование данных структур. Фолдинг/укладка белка. Денатурация и ренатурация белка.

12.       Белки: классификация.  Функции белков. Примеры для растений, животных, бактерий.

13.       Классификация и номенклатура ферментов.Структурные особенности белков-ферментов. Функциональные компоненты ферментативных систем. Понятие активного центра. Структура и свойства активных центров ферментов.

14.       Физико-химические основы ферментативного катализа. Влияние факторов среды (температура, рН, ионная сила) на скорость ферментативных реакций. Принципы регуляции ферментативной активности.

15.       Структра и номенклатура нуклеотидов. Функции нуклеотдиов.

16.       Нуклеиновые кислоты: типы, строение и функции. 

17.       Структура ДНК. Репликация ДНК

18.       Типы, строение и функции РНК в клетке

19.       Транскрипция: процессинг РНК. 

20.       Ген, генетический код. 

21.       Синтез белка: трансляция. Структура и функции рибосом. Регуляция трансляции

22.       Регуляция экспрессии генов  эукариот и прокариот. Оперон.

23.       Пигменты. Химическое строение и функции в клетке. 

24.       Строение прокариотической клетки.

25.       Эукариотическая клетка. Строение и функции ядра, цитоплазмы и основных органоидов.

26.       Сравнительная характеристика клеток эукарит: грибов, растений и животных.

27.       Фазы клеточного цикла.

28.       Этапы и значение митоза.

29.       Этапы и значение мейоза 

30.       Метаболизм. Ассимиляция и диссимиляция. 

31.       Типы питания.

32.       Хемосинтез у прокариот. Реакции брожения. 

33.       Клеточное дыхание. Строение и функции митохондрий.

34.       Гликолиз

35.       Цикл Кребса

36.       Электрон-транспортная цепь. Синтез АТФ.

37.       Фотосинтез. Строение и функции хлоропластов. 

38.        Световая фаза. Z-схема. Синтез АТФ и восстановление НАДФ.

39.       Темновая фаза. Цикл Кальвина

40.       С4 путь. CAM-метаболизм.

Экология

1.    Экологические факторы. Определение, классификация и принципы действия.

2.    Среды жизни. Классификация, общие свойства.

3.    Популяция, определение. Плотность, рождаемость, смертность. Возрастная структура

4.    Ограниченный и неограниченный рост численности. Уравнение Ферхюльста-Пирла.

5.    Структура экосистемы. Поток энергии и круговорот вещества. Цепи и сети питания. Экологическая пирамида.

6.    Понятие о продуцентах, консументах и редуцентах. Систематическое положение и основные процессы преобразования вещества и энергии реализуемые ими.

7.    Типы экосистем и их стабильность. Первичная и вторичная продукция.

8.    Особенности функционирования искусственных экосистем.

9.    Взаимодействия организмов в экосистемах. Классификация.

10.  Взаимодействия хищник-жертва.

11.  Взаимоотношения паразит-хозяин, примеры систем из разных царств органического мира. Основные адаптации к жизни в организме хозяина.

12.  Конкуренция. Типы и механизмы конкурентных взаимоотношений. Принцип Гаузе.

13.  Особенности водной среды обитания. Положение организмов по отношению к действию основных экологических факторов в водной среде.

14.  Особенности наземно-воздушной среды обитания. Положение организмов по отношению к действию основных экологических факторов в наземно-воздушной среде.

15. Освоение растениями и животными наземно-воздушной среды.

16. Основные таксоны животных, обитающих в пресных водах. Первично- и вторичноводные животные.

17. Организмы – вредители древесных пород: основные таксоны и их биологические особенности.

Микробиология

1. Строение клетки эукариот и прокариот. Сравнительная характеристика.

2. Общая характеристика прокариот. Бактерии и археи. Строение клетки, размножение. Спорообразование.

3. Роль прокариот в природе и жизни человека. Болезнетворные бактерии.

4. Основные пути преобразования вещества и получения энергии у прокариот.

Альгология

1. Общая характеристика экологической группы водорослей (фотоавтотрофных протистов). Типы строения вегетативного тела.

2. Размножение и жизненные циклы водорослей.

3. Отдел Зеленые водоросли, общая характеристика, основные представители. Жизненный цикл Улотрикса, Ульвы и Хламидомонады.

4. Отдел Бурые водоросли, общая характеристика, основные представители. Жизненный цикл Ламинарии и Ектокарпуса.

5. Водоросли вне водных местообитаний

Микология

1. Роль грибов в природе, эволюция и строение вегетативного тела.

2. Размножение и жизненные циклы базидиальных и сумчатых грибов, основные представители.

3. Формы и эволюция плодовых тел базидиальных и сумчатых грибов.

4. Лишайники. Строение вегетативного тела, размножение, жизненные формы.

5. Экологические группы грибов

Ботаника

1. Происхождение и общая характеристика высших растений

2. Жизненный цикл высших растений. Две линии эволюции высших растений с преобладанием гаметофита и спорофита.

3. Переход от равно- к разноспоровости как важный этап эволюции высших растений.

4. Эволюция женского гаметофита у высших растений.

5. Отдел Bryophyta (Мохообразные): общая характеристика, происхождение и жиз­нен­ный цикл, роль в природе.

6. Отдел Rhyniophyta (Риниофиты). Про­исхождение. Строение основных предста­вителей. Отдел Equisetophyta (Членистостебельные, Хвощеобразные). Общая характеристика.

7. Отдел Lycopodiophyta (Плауновидные): общая характеристика.

8. Отдел Equisetophyta (Членистостебельные, Хвощеобразные): общая характеристика.

9. Отдел. Polypodiophyta (папоротникообразные). Общая характеристика.

10.Происхождение голосеменных растений (возникновение семезачатка).

11. Общая характеристика класса хвойных, основные представители, жизненный цикл сосны обыкновенной

12.Общая характеристика цветковых растений, деление на классы.

13. ABC модель закладки цветка Основные направления эволюции цветка двудольных и однодольных растений.

14.Развитие мужского гаметофита у голосеменных и цветковых растений.

15.Формы опыления, специализация к агенты опыления.

16.Видоизменение (метаморфоз) органов растений.

17.Жизненные формы цветковых растений

18.Ткани цветковых растений. Классификация, строение.

19.Плоды и семена, принципы классификации, специализация к агенту распространения.

Зоология беспозвоночных. Часть 1

1. Место царства Животные в системе живой природы.
2. Общая характеристика простейших животных (Protozoa). Простейшие как целостный организм. Кто такие «Протисты»?
3. Скелетные образования и способы локомоции простейших.
4. Питание, газообмен, выделение и осморегуляция у простейших.
5. Общая характеристика и сравнительный анализ Саркодовых (Sarcodina).
6. Общая характеристика жгутиконосцев (Mastiogophora). Euglenida как представители миксотрофных простейших.
7. Общая характеристика и основные особенности Инфузорий (Ciliophora).
8. Малярийный плазмодий: систематическое положение, жизненный цикл и значение для человека.
9. Особенности паразитических простейших, связанные с их образом жизни.
10. Теория симбиогенетического происхождения хлоропластов и митохондрий.
11. Особенности многоклеточных животных (Metazoa), их происхождение.
12. Особенности строения и функционирования губок (тип Spongia). Место губок в системе многоклеточных животных.
13. Особенности строения и функционирования пластинчатых (тип Placozoa), их место в системе многоклеточных животных.
14. Основные этапы раннего онтогенеза многоклеточных животных. Понятие зародышевого листка. Двуслойные и трехслойные животные. Способы закладки мезодермы. Первично- и вторичноротые животные.
15. Строение и жизненные циклы кишечнополостных (тип Cnidaria). Одиночные и колониальные кишечнополостные. Особенности поколения полипов и медуз, связанные с их образом жизни.
16. Основные черты строения и функционирования плоских червей (тип Plathelminthes).
17. Сосальщики (Trematoda) как паразитические плоские черви. Жизненный цикл сосальщиков.
18. Ленточные черви (Cestoda) – паразиты человека и других животных: особенности строения и жизненных циклов.
19. Общая характеристика круглых червей (тип Nematoda).
20. Общая характеристика кольчатых червей (тип Annelida). Понятие метамерии.
21. Общая характеристика членистоногих (тип Arthropoda). Основные таксоны членистоногих.
22. Внешнее строение и особенности сегментного состава тела насекомых.
23. Основные отряды насекомых с неполным и полным превращением: особенности строения, образа жизни и онтогенеза.
24. Особенности общественных насекомых на примере муравьев (отр. Перепончатокрылые, сем. Муравьи).
25. Способ локомоции, типы скелета и организация мускулатуры у многоклеточных животных.
26. Особенности паразитических многоклеточных животных, связанные с образом жизни.
27. Способы заражения хозяев паразитами. Приведите примеры соответствующих организмов с указанием их систематической принадлежности.
28. Перед Вами препарат (тотальный препарат, гистологический срез и пр.) некоторого животного. Определите его систематическое положение и охарактеризуйте основные признаки.

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.

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

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

липидная структура

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

Британская энциклопедия, Inc.

Популярные вопросы

Что такое липид?

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

Почему липиды важны?

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

Что такое липидные рафты?

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

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

липид; oogonium

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

© Jlcalvo / Dreamstime.com

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

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

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Конструкция

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

Структурная формула стеариновой кислоты.

Британская энциклопедия, Inc.

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

Что такое липиды?

Липиды — это молекулы, которые содержат углеводороды и составляют строительные блоки структуры и функции живых клеток. Примеры липидов включают жиры, масла, воски, некоторые витамины (такие как A, D, E и K), гормоны и большую часть клеточной мембраны, которая не состоит из белка.

Липиды не растворимы в воде, поскольку они неполярны, но поэтому они растворимы в неполярных растворителях, таких как хлороформ.

Липидный бислой человека — 3D-рендеринг.Кредит изображения: Crevis / Shutterstock

Из чего состоят липиды?

Липиды в основном состоят из углеводородов в их наиболее восстановленной форме, что делает их отличной формой хранения энергии, поскольку при метаболизме углеводороды окисляются с высвобождением большого количества энергии. Тип липидов, обнаруженных в жировых клетках для этой цели, представляет собой триглицерид, сложный эфир, созданный из глицерина и трех жирных кислот.

Откуда берутся липиды?

Избыточные углеводы в рационе превращаются в триглицериды, что включает синтез жирных кислот из ацетил-КоА в процессе, известном как липогенез, и происходит в эндоплазматическом ретикулуме. У животных и грибов один многофункциональный белок управляет большинством этих процессов, в то время как бактерии используют несколько отдельных ферментов. Некоторые типы ненасыщенных жирных кислот не могут быть синтезированы в клетках млекопитающих, и поэтому должны потребляться как часть рациона, например, омега-3.

Ацетил-КоА также участвует в мевалонатном пути, ответственном за производство широкого спектра изопреноидов, в том числе важных липидов, таких как холестерин и стероидные гормоны.

Гидролизуемые и негидролизуемые липиды

Липиды, содержащие сложноэфирную функциональную группу, гидролизуются в воде.К ним относятся нейтральные жиры, воски, фосфолипиды и гликолипиды. Жиры и масла состоят из триглицеридов, состоящих из глицерина (1,2,3-тригидроксипропана) и 3 жирных кислот, образующих триэфир. Триглицериды находятся в крови и хранятся в жировых клетках. Полный гидролиз триацилглицеринов дает три жирные кислоты и молекулу глицерина.

Негидролизуемые липиды лишены таких функциональных групп и включают стероиды и жирорастворимые витамины (A, D, E и K).

Жирные кислоты

Жирные кислоты представляют собой длинноцепочечные карбоновые кислоты (обычно с 16 или более атомами углерода), которые могут содержать или не содержать двойные связи углерод-углерод.Число атомов углерода почти всегда четное и обычно неразветвленное. Олеиновая кислота — самая распространенная в природе жирная кислота.

Мембрана, окружающая клетку, состоит из белков и липидов. В зависимости от расположения мембраны и ее роли в организме липиды могут составлять от 20 до 80 процентов мембраны, а остальное — белки. Холестерин, которого нет в растительных клетках, представляет собой липид, который помогает укрепить мембрану.Кредит изображения: Национальный институт общих медицинских наук

Воски / жиры и масла

Это сложные эфиры длинноцепочечных карбоновых кислот и длинноцепочечных спиртов. Жир — это название класса триглицеридов, которые при комнатной температуре выглядят как твердые или полутвердые, жиры в основном присутствуют у животных. Масла — это триглицериды, которые появляются в виде жидкости при комнатной температуре, масла в основном присутствуют в растениях, а иногда и в рыбе.

Моно / поли ненасыщенные и насыщенные

Жирные кислоты без двойных углерод-углеродных связей называются насыщенными.Те, которые имеют две или более двойных связи, называются полиненасыщенными. Олеиновая кислота является мононенасыщенной, так как имеет одинарную двойную связь.

Насыщенные жиры обычно представляют собой твердые вещества и получают из животных, в то время как ненасыщенные жиры являются жидкими и обычно извлекаются из растений.

Ненасыщенные жиры имеют особую геометрию, которая предотвращает упаковку молекул так же эффективно, как в насыщенных молекулах, что приводит к их склонности существовать в виде жидкости, а не твердого тела.Таким образом, температура кипения ненасыщенных жиров ниже, чем у насыщенных жиров.

Синтез и функции липидов в организме

Липиды используются напрямую или синтезируются иным способом из жиров, присутствующих в пище. Существует множество биосинтетических путей расщепления и синтеза липидов в организме.

Основные биологические функции липидов включают накопление энергии, поскольку липиды могут расщепляться с образованием большого количества энергии. Липиды также образуют структурные компоненты клеточных мембран и образуют различные мессенджеры и сигнальные молекулы в организме.

Отчет о химическом анализе крови, показывающий нормальные функциональные тесты печени и липидный профиль с высоким уровнем триглицеридов. Кредит изображения: Стивен Барнс / Shutterstock

Дополнительная литература

Липид — Окончательное руководство

Определение

Липид представляет собой жирное, маслянистое или воскообразное соединение, нерастворимое в воде (гидрофобное). Это комбинация глицерина и жирных кислот. При смешивании с водянистым раствором липиды превращаются в крошечные капельки, образуя эмульсию.Липиды делятся на восемь категорий: глицеролипиды, глицерофосфолипиды, сфинголипиды, жирные ацилы, стеролипиды, пренол-липиды, сахаролипиды и поликетиды. Липид выполняет множество функций в организме человека, от построения клеточной мембраны до накопления энергии.

Липидная структура

Структура молекулы липида зависит от типа липида, но все они содержат основной компонент жирной кислоты. Жирная кислота представляет собой прямую цепь из четырех-двадцати четырех атомов углерода с атомами водорода, идущими вдоль углеродной цепи, и карбоксильной группой (-COOH) на одном конце.Наличие карбоксильной группы обеспечивает кислотный компонент.

То, как атомы углерода связываются вместе, определяет, является ли жирная кислота насыщенной или ненасыщенной. Одиночные связи с низкой реакционной способностью производят насыщенные жирные кислоты. Когда одна или несколько двойных или тройных связей присутствуют между двумя атомами углерода, жирная кислота является ненасыщенной и имеет более высокий уровень реакционной способности с окружающей средой. Двойные или тройные связи на одной молекуле углерода заставляют цепь изгибаться в конформацию цис .

Разница между насыщенными и ненасыщенными липидами

Цис и транс являются формами изомеров. Изомеры — это молекулы с одинаковым числом атомов каждого элемента; однако эти атомы могут располагаться по-разному. Различное расположение заставляет молекулы вести себя по-разному. Например, изомеры цис более плотные, более растворимы в некоторых растворителях и имеют более высокие температуры кипения и более низкие температуры плавления.

Цис- и транс-изомеры жирных кислот имеют разные названия

Cis означает смежный и описывает, как возникают связи на одной стороне атома.Это делает молекулу более плотной с одной стороны. транс -изомер, где транс означает поперечный, имеет равные связи с обеих сторон атома.

Когда цепочка cis плотнее с одной стороны, она изгибается. Это может обеспечить более компактную структуру, как в случае жирной кислоты цис . Такие характеристики и распределение связанных молекул приводят к появлению множества различных типов липидов.

Жирные кислоты редко существуют в виде отдельных молекул и чаще всего встречаются в форме триглицеридов (глицеролипидов).Триглицерид — это комбинация трех (три) жирных кислот и одной молекулы глицерина. Глицерин — это спирт, впервые описанный в 1783 году, он был назван «сладкой составляющей жира».

Образование триглицеридов

Триглицериды образуются путем присоединения трех жирных кислот к молекуле глицерина. Фосфолипиды присоединяются таким же образом, но содержат только две жирные кислоты. Связи представляют собой сложноэфирные связи, образованные в результате реакции конденсации (см. Изображение выше). Когда три жирные кислоты связываются с глицерином, высвобождаются три молекулы воды.В случае образования фосфолипидов высвобождаются две молекулы воды.

Триглицерид имеет три сложноэфирные группы и иногда называется молекулой триэфира. Триглицериды, образованные из цис- -изомеров, обычно являются жидкими (масла) при комнатной температуре; соединения с транс и -изомерами обычно являются твердыми. Большинство трансжиров считаются вредными для здоровья.

Реакция конденсации может быть обращена реакцией гидролиза. Когда присутствует фермент липаза, обращение происходит намного быстрее.Добавление воды разрывает сложноэфирные связи и производит отдельные молекулы глицерина и жирных кислот.

Липаза вырабатывается в поджелудочной железе

Синтез липидов

Синтез липидов происходит, когда животное потребляет больше углеводов, чем требуется для его энергетических потребностей. Сахар превращается в липидные капли, которые хранятся в жировых клетках (жировых клетках).

Тема липидного обмена часто сбивает с толку. Важно понимать, что существуют два процесса: первый — это выработка энергии в митохондриях при низком уровне глюкозы; второй — производство липидных молекул (синтез липидов), которые используются в различных функциях организма.

Катаболизм и анаболизм — противоположности друг друга

Катаболизм липидов

Катаболические липидные реакции производят энергию из накопленных триглицеридов. Это процессы производства энергии. Сначала необходимо отделить жирные кислоты от глицерина внутри липидных клеток. Освободившись, они попадают с кровотоком к клеткам, содержащим митохондрии. Поскольку жирные кислоты предпочитают не существовать в организме в виде отдельных молекул, они должны связываться с белком крови (альбумином). Альбумин является переносчиком жирных кислот в сыворотке крови.

Попадая в цитоплазму клетки, ферменты превращают жирные кислоты в жирные ацилы. Жирный ацил может присоединяться к молекуле кофермента A (CoA) с образованием ацил-CoA. Это цепь жирных кислот, связанная с одним коферментом А — реакция, называемая ацетилированием КоА. Только в таком виде липиды могут попадать в митохондрии.

Ацил-КоА — продуцируется жирным ацилом и КоА

Пришло время для процесса, называемого бета-окислением. Это предшествующий этап цикла Кребса, на котором вырабатывается внутриклеточная энергия.Помните, что бета-окисление — это этап производства энергии из жиров при низком уровне глюкозы. Метаболизм глюкозы — гораздо более эффективный процесс и, следовательно, предпочтительный.

Бета-окисление происходит непосредственно перед циклом лимонной кислоты

Производство энергии внутри клетки сильно зависит от наличия ацетил-КоА. Во время бета-окисления молекулы ацил-КоА укорачиваются до тех пор, пока к молекуле кофермента А не останутся только очень короткие цепи жирных кислот.Только молекула ацетил-КоА с двумя (иногда одним) атомами углерода может быть непосредственно использована в цикле лимонной кислоты для производства клеточной энергии.

Биосинтез липидов

Липидный анаболизм описывает производство сложных липидных молекул из простых с использованием энергии в форме аденозинтрифосфата (источника энергии, вырабатываемого в цикле лимонной кислоты). Поскольку существует много разных типов липидов, из основных жирных кислот образуются разные молекулы.

Процесс запускается ацетил-КоА.Однако необходимые ферменты и даже расположение отличаются от катаболического процесса. Это предотвращает истощение важных источников ацетил-КоА в митохондриях. Без производства липидов наше здоровье ухудшается, но неспособность клетки производить энергию наносит гораздо больший ущерб.

Синтазы жирных кислот (FAS) представляют собой ферментные комплексы, которые помогают строить цепи жирных кислот на ацетил-КоА. Эти ферменты в огромных количествах присутствуют в жировой ткани и печени.

Молекулы FAS чрезвычайно разнообразны и сложны

В эндоплазматическом ретикулуме (ER) жирные ацильные цепи ацетил-КоА удлиняются на два атома углерода одновременно.Когда КоА высвобождается и заменяется глицерином, результатом являются жирные кислоты. Разница между жирным ацилом и жирной кислотой заключается в основной молекуле КоА или глицерина, соответственно.

Все биосинтезированные (производимые в организме) жирные кислоты — это транс- -жирные кислоты. Ферменты десатуразы помогают формировать цис -изомеров на более позднем этапе в ER. Люди не могут производить очень длинные цепи ненасыщенных жирных кислот (полиненасыщенные), и эти незаменимые липиды должны быть получены с пищей.

Все жиры, производимые нашим организмом, являются трансжирами.

Какие липиды вырабатываются, зависит от инструкций в нашей ДНК и клеточных сигнальных процессах. Позже будут рассмотрены различные типы и функции липидов.

Перекисное окисление липидов

Перекисное окисление липидов является потенциально опасным механизмом, если его оставить без регулирования. Когда электроны отбираются из липидов клеточной мембраны, происходит перекисное окисление. Реактивные формы кислорода (АФК) реагируют с образованием нестабильного радикала жирной кислоты (жирной кислоты, у которой отсутствуют электроны в ее валентной оболочке) и воды.

Чтобы стать более стабильным, как того требует правило октета, радикал жирной кислоты вступает в реакцию с кислородом. Даже в этом случае даже эти радикалы нестабильны и продолжают реагировать — обычно друг с другом. Эта цепочка событий останавливается только тогда, когда молекула становится стабильной (нерадикальной). Перекисное окисление липидов — это эффект снежного кома, который можно остановить только антиоксидантами.

Перекисное окисление можно остановить антиоксидантами

Если процесс не остановить, происходит повреждение структур, содержащих липиды.Чаще всего это мембраны наших клеток. Известно, что перекисное окисление липидов играет роль в развитии рака.

Функции липидов в организме человека

При изучении функций липидов в организме человека легче рассмотреть различные категории, упомянутые в определении липидов в верхней части этой страницы. Категории липидов описаны в соответствии с системой классификации Lipidomics Gateway Стратегии липидных метаболитов и путей метаболизма (LIPID MAPS).

Жирная ацильная функция

Как мы уже видели, жирные ацилы, присоединенные к КоА, являются важными компонентами производства энергии (катаболизм липидов) и синтеза липидов (анаболизм липидов).Следовательно, жирные ацилы являются строительными блоками для каждой категории липидов во всех живых организмах, включая растения.

Одним из примеров является использование жирных ацилов в синтезе ацилкарнитина, который переносит длинноцепочечные жирные кислоты в митохондрии. Эта транспортная система называется карнитиновым шаттлом.

Карнитиновый шаттл

Глицеролипидная функция

Глицеролипидная структура уже обсуждалась, поскольку она описывает самый распространенный липид в организме человека — триглицерид.Большая часть нашего жира хранится в форме масляных капель триглицеридов.

Глицеролипид также может быть моноглицеридом или диглицеридом — одной или двумя цепями жирных кислот, присоединенными к молекуле глицерина, соответственно.

Глицерогликолипиды — это подкласс глицеролипидов, в котором другие простые сахара, такие как галактоза, присоединяются к глицериновому остову.

Человеческая жировая клетка

Глицерофосфолипидная функция

Глицерофосфолипиды являются наиболее часто цитируемыми примерами липидов в учебниках, поскольку они образуют липидный бислой клеточных мембран.

Фосфолипидный бислой образует защитную, частично проницаемую мембрану вокруг цитоплазмы клетки. Не только жирные кислоты и глицерин, но и фосфорная кислота определяют характеристики этого типа липидов.

Структура отдельного фосфолипида

Одним из примеров глицерофосфолипидов является лецитин (фосфатидилхолин), который состоит из фосфорной кислоты, холина, глицерина и двух жирных кислот. Существуют разные формы лецитина из-за различий в форме изомера, длине цепи и степени насыщения жирными кислотами.

Лецитин используется в кулинарии и в качестве пищевой добавки, хотя его физиологические преимущества мало изучены.

Функция сфинголипида

Сфинголипиды не всегда содержат глицерин. Их определяющей характеристикой является присутствие аминокислот (основной цепи сфингоидов) и длинноцепочечного жирного ацил-КоА.

Эта молекула может также содержать белки, фосфорную кислоту и сахара. Было показано, что сфинголипиды влияют на структуру клеточных мембран и определяют, как эти мембраны взаимодействуют с окружающими жидкостями и клетками; они также помогают формировать везикулы фагосом.

Образование фагосомы

Одна группа сфинголипидов — церамиды, часто встречающиеся в средствах по уходу за кожей. Они увеличивают прочность клеточных мембран даже в дерме.

Липидомические исследования показали, что при угревой сыпи часто наблюдаются изменения липидов на поверхности кожи: более высокие уровни глицерофосфолипидов, жирных ацилов и липидов стеролов и более низкие уровни липидов пренола и сахаролипидов. В исследовании также сообщалось о более короткой длине цепей церамидов у мужчин с акне.

Сахаролипидная функция

Когда глицерин заменяется сахарами, такими как глюкозамин, возникают важные сигнальные молекулы.Основная тема исследований сахаролипидов сегодня — это гликаны. Kdo ₂ -липид A представляет собой ациламиносахарный гликан класса сахаролипидов. Он функционирует в нашей иммунной системе и важен для эффективной передачи нервных сигналов.

Гликаны представляют собой сахаридные единицы, связанные с липидными или белковыми каркасами. Они покрывают поверхность всех клеток. Несмотря на то, что патогены могут распознавать их и прикрепляться к ним, гликаны способны изменять форму и предотвращать дальнейшие атаки. Они либо препятствуют взаимодействию клеточных мембран, либо поощряют их.

Гликозилирование липидов — присоединение липидов к сахару — это вторичная стадия процессинга белков внутри клетки, которая определяет стабильность и функцию белков. При добавлении жирных кислот образуются различные функционирующие белки.

Исследования, проведенные в связи с пандемией COVID-19, показали, что гликаны важны для оболочки коронавируса и его связывающего рецептора. Рецепторы на основе вирусных гликанов содержат сиаловую кислоту, связанную с липидами. Когда наши клетки связываются с сиаловой кислотой белка-шипа, уровень вирусной инфекции в организме увеличивается.Это также увеличивает скорость передачи от животных человеку.

Гликаны вируса covid находятся под пристальным вниманием

Поликетидная функция

Поликетиды становятся популярными противомикробными и даже противораковыми средствами; многие из наших антибиотиков входят в эту классификационную группу липидов.

Природные поликетиды образуются из ацил-КоА, но, по-видимому, встречаются только у морских существ, таких как морские слизни и растения, грибы и бактерии. Похоже, что люди не производят поликетиды, даже если они присутствуют в организме.Вместо этого они производятся бактериями внутри нас.

Мы можем не производить поликетиды, но бактерии внутри нас производят

Поликетиды — важный компонент широкого спектра лекарств. Одним из примеров лекарственного средства на основе поликетидных липидов является макролидный антибиотик эритромицин, используемый для лечения различных бактериальных инфекций.

Стерол-липидная функция

Липиды стеролов включают стероидные гормоны, играющие важную сигнальную роль. Все наши надпочечники и половые гормоны являются липидами стеролов.Стероиды являются подкатегорией липидов пренола, но настолько структурно различны, что им дана отдельная категория.

Холестерин — это липид? Безусловно. Это липид стерола и предшественник всех стероидных гормонов. Как и все липидные структуры стеролов, холестерин образуется из углеводородных колец.

Холестерин — чрезвычайно важный липид, содержащийся в клеточных мембранах, головном мозге, желчи, а также в некоторых витаминах и гормонах. Он играет роль во внутриклеточном транспорте и передаче сигналов.Он также содержится в больших количествах вместе со сфинголипидами в липидных рафтах клеточных мембран (областях с большим количеством липидов). Липидные рафты связаны с передачей сигналов, везикулярным транспортом, организацией цитоскелета и проникновением патогенов.

Мы мало что знаем о липидных рафтах… пока.

В то время как более высокий уровень холестерина раньше считался риском для здоровья, теперь при анализе липидов крови с большей вероятностью будет учитываться наличие повышенных триглицеридов для прогнозирования сердечно-сосудистых заболеваний.

А липидный профиль проверяет наличие триглицеридов и холестерина в сыворотке крови. Он также измеряет соотношение липопротеинов низкой и высокой плотности — ЛПНП и ЛПВП. Белковые части этих двух молекул являются переносчиками липидного холестерина.

Prenol Lipid Function

Липиды или терпеноиды Prenol составляют группу, в которую входят хиноны и некоторые витамины. Эти липиды являются результатом терпеновых единиц, которые сами образованы из двух или более молекул изопрена.Изопрен — наиболее часто синтезируемый углеводород в организме человека. Мы делаем это так много, что это можно уловить в нашем дыхании. Жирные кислоты, связанные с терпеновыми единицами, образуют пренол-липиды.

Жирорастворимые витамины A, D, E и K являются липидами пренола. Эфирные масла, которые мы получаем из растений, также являются липидами на основе изопрена. Другая группа липидов пренола, хиноны, необходимы для внутриклеточного аэробного метаболизма в живых организмах. Известно, что они снова защищают активные формы кислорода (АФК) и поэтому являются антиоксидантами.Вот почему эфирные масла используются для лечения ряда заболеваний (ароматерапия).

Знаете ли вы, что эфирные масла являются антиоксидантами?

Библиография

Показать / Скрыть

• Фахи, Э, Коттер, Д., Суд, М., Субраманиам, С. (2011). Классификация липидов, структуры и инструменты. Biochimica et Biophysica Acta , 1811 (11), 637–647. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2011.06.009
• Лундблад Р.Л., Макдональд Ф. (2018). Справочник по биохимии и молекулярной биологии: пятое издание.Бока-Ратон (Флорида), CRC Press.

липидов | Биология для майоров I

Иллюстрирует различные типы липидов и связывает их структуру с их ролью в биологических системах

В результате мы обсудим липиды или жиры и их роль в нашем организме.

Цели обучения

• Различать разные виды липидов
• Определить несколько основных функций липидов

Рисунок 1.Гидрофобные липиды в мехе водных млекопитающих, таких как речная выдра, защищают их от непогоды. (кредит: Кен Босма)

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 (рис. 1). 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.

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 12–18 атомов углерода. В молекуле жира жирные кислоты присоединены к каждому из трех атомов углерода молекулы глицерина сложноэфирной связью через атом кислорода (рис. 2).

Рисунок 2.Триацилглицерин образуется путем присоединения трех жирных кислот к основной цепи глицерина в реакции дегидратации. 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. Жиры также называют триацилглицеридами или триглицеридами из-за их химической структуры. Некоторые жирные кислоты имеют общие названия, указывающие на их происхождение.Например, пальмитиновая кислота, насыщенная жирная кислота , получена из пальмы. Арахидовая кислота получена из 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 называется насыщенной. Насыщенные жирные кислоты насыщены водородом; другими словами, максимальное количество атомов водорода, прикрепленных к углеродному скелету.Стеариновая кислота является примером насыщенной жирной кислоты (рис. 3)

Рис. 3. Стеариновая кислота — обычная насыщенная жирная кислота.

Когда углеводородная цепь содержит двойную связь, жирная кислота считается ненасыщенной. Олеиновая кислота является примером ненасыщенной жирной кислоты (рис. 4).

Рис. 4. Олеиновая кислота — обычная ненасыщенная жирная кислота.

Большинство ненасыщенных жиров являются жидкими при комнатной температуре и называются маслами. Если в молекуле есть одна двойная связь, то она известна как мононенасыщенный жир (например,g., оливковое масло), а если имеется более одной двойной связи, то он известен как полиненасыщенный жир (например, масло канолы).

Когда жирная кислота не имеет двойных связей, она известна как насыщенная жирная кислота, потому что к атомам углерода цепи больше нельзя добавлять водород. Жир может содержать похожие или разные жирные кислоты, присоединенные к глицерину. Длинные прямые жирные кислоты с одинарными связями имеют тенденцию плотно упаковываться 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, называемых адипоцитами, где жировые шарики занимают большую часть объема клетки. В растениях жир или масло хранятся во многих семенах и используются 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 конфигурацию молекулы вокруг двойной связи. Если водороды присутствуют в одной плоскости, это называется цис-жиром; если атомы водорода находятся в двух разных плоскостях, это называют трансжиром.Двойная связь цис вызывает изгиб или «перегиб», который препятствует плотной упаковке жирных кислот, сохраняя их в жидком состоянии при комнатной температуре (рис. 5). 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.

Рис. 5. У насыщенных жирных кислот углеводородные цепи соединены только одинарными связями. Ненасыщенные жирные кислоты имеют одну или несколько двойных связей.Каждая двойная связь может иметь цис- или транс-конфигурацию. В цис-конфигурации оба атома водорода находятся на одной стороне углеводородной цепи. В транс-конфигурации атомы водорода находятся на противоположных сторонах. Двойная цис-связь вызывает перегиб в цепи.

Транс-жиры

В пищевой промышленности масла искусственно гидрогенизируются 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 быть преобразованы в двойные связи в конформации транс -.

Маргарин, некоторые виды арахисового масла и шортенинг являются примерами искусственно гидрогенизированных жиров транс . Недавние исследования показали, что увеличение транс жиров в рационе человека может привести к увеличению уровней липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) или «плохого» холестерина, что, в свою очередь, может привести к отложению бляшек в артериях, что приводит к болезни сердца.Многие рестораны быстрого питания недавно запретили использование жиров транс , и на пищевых этикетках требуется указывать содержание жира транс .

Омега жирные кислоты

Рис. 6. Альфа-линоленовая кислота является примером жирной кислоты омега-3. Он имеет три двойные цис-связи и, как следствие, изогнутую форму. Для ясности атомы углерода не показаны. Каждый односвязанный углерод имеет два связанных с ним атома водорода, которые также не показаны.

Незаменимые жирные кислоты — это жирные кислоты, которые необходимы, но не синтезируются человеческим организмом.Следовательно, они должны приниматься через пищу. Жирные кислоты омега-3 (подобные тем, которые показаны на рисунке 6) попадают в эту категорию и являются одной из двух, известных человеку (другая — жирная кислота омега-6). Это полиненасыщенные жирные кислоты, называемые омега-3, потому что третий углерод от конца углеводородной цепи соединен с соседним углеродом двойной связью.

Самый дальний углерод от карбоксильной группы нумеруется как углерод омега ( ω ), и если двойная связь находится между третьим и четвертым углеродом от этого конца, она известна как 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 «здоровые» жиры в умеренных количествах следует употреблять регулярно.

Воск

Рис. 7. Восковые покрытия некоторых листьев состоят из липидов.(кредит: Роджер Гриффит)

Воск покрывает перья некоторых водных птиц и поверхность листьев некоторых растений. Из-за гидрофобной природы восков они предотвращают прилипание воды к поверхности (рис. 7). Воски состоят из длинных цепей жирных кислот, этерифицированных до длинноцепочечных спиртов.

Фосфолипиды

Фосфолипиды являются основными составляющими плазматической мембраны, самого внешнего слоя клеток животных. 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 третий углерод глицеринового остова занят модифицированной фосфатной группой (рис. 8).

Рис. 8. Фосфолипид — это молекула с двумя жирными кислотами и модифицированной фосфатной группой, присоединенными к глицериновой основной цепи. Фосфат можно модифицировать добавлением заряженных или полярных химических групп. Здесь показаны две химические группы, которые могут модифицировать фосфат, холин и серин.И холин, и серин присоединяются к фосфатной группе в положении, обозначенном R.

.

Одна фосфатная группа, присоединенная к диаглицерину, не квалифицируется как фосфолипид; это фосфатидат (диацилглицерин-3-фосфат), предшественник фосфолипидов. Фосфатная группа модифицируется спиртом. Фосфатидилхолин и фосфатидилсерин — два важных фосфолипида, которые содержатся в плазматических мембранах. 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 гидрофильна и взаимодействует с водой (рис. 9).

Рис. 9. 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, жирнокислотные хвосты фосфолипидов обращены внутрь, от воды, тогда как фосфатная группа обращена к внешней, водной стороне (рис. 9).

Фосфолипиды отвечают за динамическую природу плазматической мембраны. Если капля фосфолипидов помещается в воду, она спонтанно образует структуру, известную как мицелла, где гидрофильные фосфатные головки обращены наружу, а жирные кислоты обращены внутрь этой структуры.

Стероиды

В отличие от фосфолипидов и жиров, рассмотренных ранее, стероиды имеют структуру конденсированного кольца. Хотя они не похожи на другие липиды, они сгруппированы с ними, поскольку они также гидрофобны и нерастворимы в воде. Все стероиды имеют четыре связанных углеродных кольца, и некоторые из них, как и холестерин, имеют короткий хвост (рис. 10). Многие стероиды также имеют функциональную группу –ОН, которая помещает их в классификацию алкоголя (стерины).

Рисунок 10.Стероиды, такие как холестерин и кортизол, состоят из четырех конденсированных углеводородных колец.

Холестерин — самый распространенный стероид. Холестерин в основном синтезируется в печени и является предшественником многих стероидных гормонов, таких как тестостерон и эстрадиол, которые секретируются гонадами и железами внутренней секреции. Он также является предшественником витамина D. Холестерин также является предшественником солей желчных кислот, которые помогают в эмульгировании жиров и их последующем усвоении клетками. Хотя неспециалисты часто отзываются о холестерине отрицательно, он необходим для правильного функционирования организма.Он является компонентом плазматической мембраны клеток животных и находится внутри фосфолипидного бислоя. Будучи самой внешней структурой в клетках животных, плазматическая мембрана отвечает за транспорт материалов и распознавание клеток, а также участвует в межклеточной коммуникации.

Чтобы получить дополнительную информацию о липидах, изучите эту интерактивную анимацию.

Резюме: Липиды

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, они известны как насыщенные жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты могут иметь одну или несколько двойных связей в углеводородной цепи. Фосфолипиды составляют матрицу мембран. 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, важный компонент плазматической мембраны, где он помогает поддерживать жидкую природу мембраны. Он также является предшественником стероидных гормонов, таких как тестостерон.

Проверьте свое понимание

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе. В этой короткой викторине , а не засчитываются в вашу оценку в классе, и вы можете пересдавать ее неограниченное количество раз.

Используйте этот тест, чтобы проверить свое понимание и решить, следует ли (1) изучить предыдущий раздел дальше или (2) перейти к следующему разделу.

Что такое липиды и для чего они нужны?

Липиды — это класс встречающихся в природе органических соединений, которые вы можете знать по их общим названиям: жиры и масла. Ключевой характеристикой этой группы соединений является то, что они не растворяются в воде.

Вот посмотрите на функцию, структуру и физические свойства липидов.

Быстрые факты: липиды

• Липид — это любая биологическая молекула, растворимая в неполярных растворителях.
• Липиды включают жиры, воски, жирорастворимые витамины, стерины и глицериды.
• Биологические функции липидов включают накопление энергии, структурные компоненты клеточной мембраны и передачу сигналов.

Липиды в химии, определение

Липид — это жирорастворимая молекула. Другими словами, липиды нерастворимы в воде, но растворимы по крайней мере в одном органическом растворителе.Другие основные классы органических соединений (нуклеиновые кислоты, белки и углеводы) гораздо более растворимы в воде, чем в органическом растворителе. Липиды — это углеводороды (молекулы, состоящие из водорода и кислорода), но они не имеют общей молекулярной структуры.

Липиды, содержащие сложноэфирную функциональную группу, могут гидролизоваться в воде. Воски, гликолипиды, фосфолипиды и нейтральные воски представляют собой гидролизуемые липиды. Липиды, в которых отсутствует эта функциональная группа, считаются негидролизуемыми.Негидролизуемые липиды включают стероиды и жирорастворимые витамины A, D, E и K.

Примеры общих липидов

Есть много разных типов липидов. Примеры обычных липидов включают сливочное масло, растительное масло, холестерин и другие стероиды, воски, фосфолипиды и жирорастворимые витамины. Общей характеристикой всех этих соединений является то, что они практически нерастворимы в воде, но растворимы в одном или нескольких органических растворителях.

Каковы функции липидов?

Липиды используются организмами для хранения энергии в качестве сигнальной молекулы (например,g., стероидные гормоны), как внутриклеточные мессенджеры и как структурный компонент клеточных мембран. Жирорастворимые витамины (A, D, E и K) представляют собой липиды на основе изопрена, которые накапливаются в печени и жирах. Некоторые типы липидов необходимо получать с пищей, в то время как другие могут синтезироваться в организме. Типы липидов, содержащихся в пище, включают триглицериды растений и животных, стерины и фосфолипиды мембран (например, холестерин). Другие липиды могут производиться из углеводов с пищей в процессе, называемом липогенезом.

Липидная структура

Хотя не существует единой общей структуры для липидов, наиболее часто встречающимся классом липидов являются триглицериды, которые представляют собой жиры и масла. Тригилцериды имеют глицериновую основу, связанную с тремя жирными кислотами. Если три жирные кислоты идентичны, то триглицерид называют простым триглицеридом . В противном случае триглицерид называется смешанным триглицеридом .

Жиры — это триглицериды, которые являются твердыми или полутвердыми при комнатной температуре.Масла — это триглицериды, жидкие при комнатной температуре. Жиры чаще встречаются у животных, а масла — у растений и рыб.

Второй по распространенности класс липидов — это фосфолипиды, которые содержатся в мембранах клеток животных и растений. Фосфолипиды также содержат глицерин и жирные кислоты, а также фосфорную кислоту и низкомолекулярный спирт. Общие фосфолипиды включают лецитины и цефалины.

Насыщенные и ненасыщенные

Жирные кислоты, не имеющие двойных углерод-углеродных связей, являются насыщенными.Эти насыщенные жиры обычно содержатся в организме животных и обычно представляют собой твердые вещества.

Если присутствует одна или несколько двойных связей, жир ненасыщен. Если присутствует только одна двойная связь, молекула является мононенасыщенной. Наличие двух или более двойных связей делает жир полиненасыщенным. Ненасыщенные жиры чаще всего получают из растений. Многие из них являются жидкостями, потому что двойные связи препятствуют эффективной упаковке множества молекул. Температура кипения ненасыщенного жира ниже, чем температура кипения соответствующего насыщенного жира.

Липиды и ожирение

Ожирение возникает при избытке накопленных липидов (жира). В то время как несколько исследований связывают потребление жиров с диабетом и ожирением, подавляющее большинство исследований показывают, что нет никакой связи между диетическим жиром и ожирением, сердечными заболеваниями или раком. Скорее, прибавка в весе является следствием чрезмерного употребления любого вида пищи в сочетании с метаболическими факторами.

Источники

Блур, В. Р. «Очерк классификации липоидов.»Sage Journals, 1 марта 1920 года.

Джонс, Мейтленд. «Органическая химия.» 2-е издание, W W Norton & Co Inc (Np), август 2000 г.

Лере, Клод. «Липиды питания и здоровья». 1-е издание, CRC Press, 5 ноября 2014 г., Бока-Ратон.

Риджуэй, Нил. «Биохимия липидов, липопротеинов и мембран». 6-е издание, Elsevier Science, 6 октября 2015 г.

6.2: Что такое липиды? — Медицина LibreTexts

Навыки для развития

• Объясните роль липидов в общем состоянии здоровья.

Липиды — важные жиры, которые выполняют разные 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 в качестве структурных компонентов 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, чтобы продемонстрировать 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 контролируют внутренний климат тела, поддерживая постоянную температуру. Те, у кого недостаточно жира в организме, 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 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 продуктами, содержащими жир. 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 укреплению здоровья и благополучия. В результате, употребление в пищу помидоров с оливковым маслом или заправкой для салатов облегчит всасывание ликопина. Другие важные питательные вещества, такие как незаменимые жирные кислоты, являются составными частями самих 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 организме 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.

Липиды — Принципы биологии

Липиды — это разнообразная группа соединений, объединенных общим признаком. Липиды гидрофобны («водобоязненные») или нерастворимы в воде.Липиды выполняют в клетке множество различных функций. Клетки хранят энергию для длительного использования в виде липидов, называемых жирами. Липиды также обеспечивают изоляцию растений и животных от окружающей среды. Например, они помогают водным птицам и млекопитающим оставаться сухими из-за их водоотталкивающих свойств. Липиды также являются строительными блоками многих гормонов и важной составляющей плазматической мембраны. Липиды включают жиры, масла, воски, фосфолипиды и стероиды.

Молекула жира состоит из двух основных компонентов — глицерина и жирных кислот.Глицерин — это органическое соединение (спирт), которое содержит три атома углерода, пять атомов водорода и три гидроксильные (ОН) группы. 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 12–18 атомов углерода. В молекуле жира жирные кислоты присоединены к каждому из трех атомов углерода молекулы глицерина ковалентной связью. Эта молекула называется триглицеридом.

Рисунок 4 Триацилглицерин образуется в результате присоединения трех жирных кислот к основной цепи глицерина в реакции дегидратации (помните, что при этом удаляется молекула воды и образуется ковалентная связь). При этом выделяются три молекулы воды.

Воск покрывает перья некоторых водных птиц и поверхность листьев некоторых растений. Из-за гидрофобной природы восков они предотвращают прилипание воды к поверхности (рис. 5). Воски состоят из длинных цепей жирных кислот, ковалентно связанных с длинноцепочечными спиртами.

Рисунок 5 Восковые покрытия на некоторых листьях состоят из липидов. (кредит: Роджер Гриффит)

Фосфолипиды являются основными составляющими плазматической мембраны, самого внешнего слоя клеток животных. Как и жиры, они состоят из цепей жирных кислот, ковалентно связанных с глицериновым или сфингозиновым скелетом. Однако вместо трех жирных кислот, связанных, как в триглицеридах, есть две жирные кислоты, образующие диацилглицерин, а третий углерод глицеринового остова занят модифицированной фосфатной группой (рис. 6).Фосфатидилхолин и фосфатидилсерин — два важных фосфолипида, которые обнаруживаются в плазматических мембранах.

Рисунок 6 Фосфолипид — это молекула с двумя жирными кислотами и модифицированной фосфатной группой, присоединенными к глицериновой основной цепи. Фосфат можно модифицировать добавлением заряженных или полярных химических групп. Здесь показаны две химические группы, которые могут модифицировать фосфат, холин и серин. И холин, и серин присоединяются к фосфатной группе в положении, обозначенном R, через гидроксильную группу, указанную зеленым.

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 гидрофильна и взаимодействует с водой (рис. 7). Голова — это гидрофильная часть, а хвост содержит гидрофобные жирные кислоты. В мембране бислой фосфолипидов образует матрицу структуры, жирнокислотные хвосты фосфолипидов обращены внутрь, от воды, тогда как фосфатная группа обращена к внешней, водной стороне.Это образует гидрофобный слой на внутренней стороне бислоя, где расположены хвосты.

Рисунок 7 Фосфолипидный бислой является основным компонентом всех клеточных мембран. Гидрофильные головные группы фосфолипидов обращены к водному раствору. Гидрофобные хвосты изолированы в середине бислоя.

Фосфолипиды отвечают за динамическую природу плазматической мембраны. Если каплю фосфолипидов поместить в воду, она спонтанно образует структуру, известную как мицелла, где головки гидрофильного фосфата обращены наружу, а жирные кислоты обращены внутрь этой структуры (рис. 8).

Рисунок 8 Мицелла может быть очень ранним предшественником клетки. Это одинарный слой фосфолипидов, которые образуются спонтанно. Кредит AmitWo, Викимедиа; https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Micelle.svg

В отличие от фосфолипидов и жиров, рассмотренных ранее, стероиды имеют структуру конденсированного кольца. Хотя они не похожи на другие липиды, они сгруппированы с ними, поскольку они также гидрофобны и нерастворимы в воде. Все стероиды имеют четыре связанных углеродных кольца, и некоторые из них, как и холестерин, имеют короткий хвост (рис. 9).Многие стероиды также имеют функциональную группу –ОН, которая помещает их в классификацию алкоголя (стерины). Помните, что каждая линия на этих диаграммах химических структур представляет собой ковалентную связь. Точки, где линии соединяются друг с другом, показывают расположение атомов углерода — эти атомы углерода не помечены, но их существование подразумевается в химической структуре.

Рисунок 9 Стероиды, такие как холестерин и кортизол, состоят из четырех конденсированных углеводородных колец.

Холестерин — самый распространенный стероид.Холестерин в основном синтезируется в печени и является предшественником многих стероидных гормонов, таких как тестостерон и эстрадиол, которые секретируются гонадами и железами внутренней секреции. Он также является предшественником витамина D. Холестерин также является предшественником солей желчных кислот, которые помогают в эмульгировании жиров и их последующем усвоении клетками. Хотя неспециалисты часто отзываются о холестерине отрицательно, он необходим для правильного функционирования организма. Он является компонентом плазматической мембраны клеток животных и находится внутри фосфолипидного бислоя.Будучи самой внешней структурой в клетках животных, плазматическая мембрана отвечает за транспорт материалов и распознавание клеток, а также участвует в межклеточной коммуникации.

Жиры (триглицериды) состоят из трех углеводородных цепей жирных кислот, связанных с глицерином. Цепи жирных кислот содержат большое количество углерод-углеродных и углерод-водородных связей — они обычно состоят из от 4 до 28 атомов углерода, соединенных вместе в цепочку. Так же, как связи углерод-углерод и углерод-водород в глюкозе позволяют этой молекуле накапливать энергию, связи в жирных кислотах позволяют триглицеридам накапливать энергию.Фактически, триглицериды могут хранить гораздо больше энергии, чем углеводы, потому что они содержат гораздо больше связей! Вот почему жиры содержат больше калорий (мера энергии), чем сахара.

Воски служат для создания водонепроницаемого покрытия на поверхности. Поскольку они гидрофобны, они могут образовывать покрытие, отталкивающее воду.

Структура фосфолипидов очень важна для их функции. Поскольку они амфипатичны (имеют гидрофобную и гидрофильную части), они самоорганизуются в структуры, где гидрофобные хвосты скрыты от водной среды.Это придает клеточной мембране структуру, которая не позволяет многим молекулам перемещаться через нее.

Холестерин также является амфипатическим. Он может вставляться в клеточные мембраны аналогично фосфолипидам. Присутствие холестерина в мембране предотвращает плотную упаковку хвостов фосфолипидов.

Что такое липиды определение в биологии: Липиды и их роль в жизнедеятельности клетки. Видеоурок. Биология 10 Класс