Строение, свойства, биологическая роль липидов
Липидами называются нерастворимые в воде органические вещества, которые содержатся в живых клетках и могут быть экстрагированы из них неполярными растворителями, такими как хлороформ, эфир или бензол. Все настоящие липиды — это сложные эфиры жирных кислот и какого-либо спирта.
Сложным эфиромназывается продукт реакции между кислотой и спиртом:
Этерификация
Кислота + Спирт → Сложный эфир + Вода
СН3СООН + С2Н5ОН → СН3СООС2Н5 + Н2О
Уксусная к-та тиловый спирт этилацетат
– СОО — это сложноэфирная связь.
Известно несколько главных классов и подклассов липидов, в каждом из них имеется ряд молекулярных форм, отличающихся друг от друга природой остатков жирных кислот, входящих в состав липидов. Большинство липидов не является полимерами и состоит из нескольких связанных одна с другой молекул. Некоторые из этих строительных блоков представляют собой линейные цепи ряда карбоновых кислот, образующихся в ходе сложных реакций полимеризации.
Все липиды подразделяются на омыляемые и неомыляемые. Омыляемыми называются липиды, дающие при гидролизе мыла. К омыляемым липидам относятся простые и сложные липиды. Простые липиды подразделяются на ацилглицерины, нейтральные диольные липиды, нейтральные плазмалогены и воска. К сложным липидам относятся фосфолипиды (глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды) и гликолипиды. К неомыляемым – изопреноиды (стероиды и терпены).
Биологическая роль липидов
1. Структурная функция (обязательные компоненты биологических мембран).
2. Энергетическая функция (эффективный источник энергии в клетке).
3. Служат формой, в которой транспортируется это топливо,
4. Выполняют защитную функцию (в клеточных стенках бактерий, в листьях высших растений, в коже позвоночных).
5. Некоторые вещества, относимые к липидам, обладают высокой биологической активностью — это витамины и их предшественники, некоторые гормоны.
Нейтральные липиды (ацилглицеролы)
Глицериновые эфиры жирных кислот называются ацилглицеринами, нейтральными жирами или глицеридами У глицерола имеются 3 гидроксильные (- ОН) группы, каждая из которых способна вступать в реакцию конденсации с жирной кислотой, т.е. образовывать сложный эфир.Ацилглицерины составляют главный компонент жиров, запасаемых в растительных и животных клетках. Если жирными кислотами этерифицированы все три гидроксильные группы глицерина, то такое соединение называется триацилглицерином. Если во всех трех положениях стоят одинаковые жирные кислоты, такие глицериды называются простыми, если разные — смешанными. Триацилглицериды разделяют на жиры и масла в зависимости от того, остаются они твердыми при 20
Жирные кислоты
Жирные кислоты содержат в своей молекуле кислотную группу — СООН (карбоксильную группу). “Жирными” их называют потому, что некоторые высокомолекулярные жирные кислоты входят в состав жиров. Общая формула жирных кислот имеет вид R — COOH, где R — атом водорода или алкильный радикал типа — СН3, — С2Н5 и т.д., каждый член этого ряда отличается от предыдущего на одну группу — СН2. В липидах радикал R представлен обычно длинной цепью углеродных атомов. Большая часть жирных кислот содержит четное число атомов углерода от 14 до 22. Жирные кислоты находятся в большинстве клеток в следовых количествах, но входят в виде строительных блоков в липиды нескольких классов, таких как нейтральные жиры, фосфоглицериды, гликолипиды, эфиры холестерина и некоторые воска. Углеводородная цепь жирных кислот может быть насыщенной или может содержать одну или две двойные связи. Жирные кислоты отличаются по длине углеводородной связи и по числу и положению ненасыщенных связей. Углеводородные хвосты молекул определяют многие свойства липидов, в том числе нерастворимость липидов в воде. Углеводородные хвосты гидрофобны. В нейтральных липидах наиболее часто встречается олеиновая кислота (30%), пальмитиновая (15-50%). Для характеристики триацилглицеринов использую 3 жирных числа – кислотное, йодное и число омыления. Кислотное число – количество КОН (мг), необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1г жира. Йодное число – количество йода (г), связанного 100 г жира. Присоединение J происходит по месту двойных связей в ненасыщенных жирных кислотах. Это число характеризует содержание ненасыщенных жирных кислот в жирах. Число омыления – это количество КОН (мг), необходимого для нейтрализации всех жирных кислот, водящих в состав 1 г нейтральных жиров.
Н Н O
| | ||
С ООН СООН Н — С — ОН Н — С — О — С — R
| | | |
СН2 СН2 Н — С — ОН Н — С — ОН
| | | |
СН2 СН2 Н — С — ОН Н — С — ОН
| | | |
СН2 СН2 Н Н
| |
СН2 СН2 Глицерол 1-моноацилглицерин
| |
СН2 СН2
| |
СН2 СН2
| |
СН2 СН2 Н O
| | | ||
СН2
СН Н – С – О – C – R1| || O
СН2 СН ||
| | H – C – O – C – R2
СН2 СН2 O
| | ||
СН2 СН2 H – C – O – C –R3
| | |
СН2 СН2 H
| |
СН2 СН2 Триацилглицерин
| |
СН2 СН2
| |
СН3 СН2
|
Пальмити- СН3
Рекомендуемые страницы:
lektsia.com
Биологическое значение липидов — Мегаобучалка
Липиды (жиры) – это вещества, содержащиеся во всех живущих клетках. Жиры состоят из сложных эфиров глицерина и жирных кислот. Кислоты подразделяют на: насыщенные, мононенасыщенные, полиненасыщенные. Во всех без исключения жирах присутствуют все три вида кислот.
Молекулы насыщенных жирных кислот (НЖК) целиком покрывают атомы водорода и имеют с ними одинарные связи. Подобные жиры не превращаются в жидкость в условиях комнатной температуры, оставаясь в твердом состоянии. К ним относятся жиры животного происхождения, получаемые из мяса, птицы, а также молочные продукты (масло, сыр, творог и т.п.), тропические жиры – это кокосовое, пальмовое масла и др. Все перечисленные продукты питания содержат и ненасыщенные жирные кислоты, но в гораздо меньшей концентрации. Мясо содержит очень большое количество пальмитиновой кислоты, а молоко и молочные продукты – стеариновую. Но ни одна из этих кислот не влияет на уровень холестерина в крови человека, если потребляется малое количество простых углеводов. Когда же рацион человека насыщен простыми углеводами, употребление жиров, содержащих насыщенные кислоты становиться очень вредным для организма.
Употребление даже жирного мяса и сала в сочетании с достаточным количеством таких продуктов как: листовой салат, различная зелень, болгарский перец, редька, цветная капуста и прочие, не содержащие крахмала овощи, не представляет абсолютно никакого вреда. Норма употребления углеводов: не более 4 грамм на один килограмм веса человека. Отклонения же от данной формулы может привести к тому, что насыщенные кислоты в организме могут спровоцировать болезни сердца и сосудов, ожирение и даже диабет.
Мононенасыщенные жирные кислоты (МНЖК) – это вещества, у которых хотя бы одна молекула не покрыта атомом водорода В отличие от насыщенных жиров, такие продукты разжижаются при обычной комнатной температуре, а также не полностью отвердевают при замораживании. Это масла растительного происхождения. Источниками МНЖК считаются продукты, в которых данных кислот содержится больше 60 %: оливки и оливковое масло, авокадо, миндаль, фисташки, лесные орехи и их масло и др. Пальмитиновую или олеиновую кислоты называют «кардеопротекторами». Они обеспечивают защиту сердцу и сосудам, предотвращаю инсульты и инфаркты. Олеиновая кислота предотвращает отложение жира и способствует его скорейшему уничтожению и вполне применима в различных диетах.
Полиненасыщенные жирные кислоты – ПНЖК – это вещества, в молекулах которых атомы углерода имеют несколько двойных и тройных связей и наблюдается очень низкая концентрация атомов водорода. От расположения связей ПНЖК делят на «Омега 3» (линоленовую) и «Омега 6» (линолевую) кислоты. Это эссенциальные кислоты, которые нужны организму, но самостоятельно он их вырабатывать не способен. По этой причине следует их получать с пищей. Содержатся в следующих продуктах: морская рыба; рыбий жир; морепродукты; масла черной смородины, примулы и огуречника; льняное масло; соевые продукты; грецкие орехи и многие другие. ПНЖК в условиях комнатной температуры остаются в жидком состоянии.
Липиды не растворяются в воде. Однако, благодаря своим составляющим компонентам, растворимы спиртами и эфирами. Так, разорвать липоидные соединения способны, например, бензин или формалин.
Липиды (жиры) вместе с белками образуют соединения, входящие в состав оболочек (мембран) клеток и регулируют обменные процессы в клетках. Участвуют в передаче нервного импульса, мышечном сокращении, создании межклеточных контактов, в иммунохимических процессах.
Жиры тоже являются источником энергии для организма. При окислении 1 г. жира выделяется 9 ккал. Энергии. Жиры могут накапливаться в организме в виде резервного материала, образуя жировое депо, что обеспечивает постоянное поступление жиров в ткани и клетки, но такие жиры малоценны.
Большинство липидов – это производные высших жирных кислот, спиртов или альдегидов. Простые липиды включают вещества, молекулы которых состоят только из остатков жирных кислот, альдегидов и спиртов. К ним относят воски, эфиры жирных кислот и этиленгликоля и других двухатомных спиртов.
Альдегиды – класс органических соединений, содержащий альдегидную группу (-СНО), в которых карбонильная группа связана с одним атомом водорода и одной группой R. (Спирт лишённый водорода).
Рисунок 1 — Общая структурная формула альдегидов
В состав молекул сложных липидов могут входить белки (липопротеиды), углеводы (гликолипиды), производные фосфорной кислоты (фосфолипиды). Сложные липиды входят в состав нервных клеток, участвуют в иммунных реакциях, межклеточных контактах.
По происхождению жиры делятся на жиры растительного и животного происхождения. Липиды растительного происхождения участвуют в дыхании клеток, принося в них кислород. В растениях жиры находятся в семенах. Семена с большим количеством жиров называют масляничные. К растительным относят: масло подсолнечное, оливковое, соевое, арахисовое, кукурузное, хлопковое. Температура плавления 16 – 20 градусов Ц. и жидкая консистенция.
К жирам животного происхождения относят: сливочное масло, говяжий, свиной, бараний жир. Чем ниже температура плавления жира, тем он лучше усваивается. Как правило, они имеют твёрдую консистенцию.
Ряд жирных кислот являются незаменимыми для организма — фосфолипиды, образующие мембраны клеток, простагландины – формируют сердечную мышцу и гладкую мускулатуру.
Особое значение для жизнедеятельности человека имеют глицериды жиров, содержащие линоленовую, линолевую и арахидоновую жирные кислоты, называемые эссенциальными кислотами, которые играют роль в обмене стеринов. При их недостатке в организме холестерин образует с насыщенными жирными кислотами трудно окисляемые сложные эфиры, которые накапливаются в крови и откладываются на стенках артерий, затрудняя кровоснабжение. Теряется эластичность и прочность. Возникает заболевание атеросклероз, причиной которого является нарушение липидного обмена. При достаточном количестве эссенциальных жирных кислот они образуют с холестерином простые эфиры, которые при обмене веществ окисляются до низкомолекулярных веществ и легко выводятся из организма.
Большое значение имеют находящиеся во многих жирах, особенно в растительных маслах – фосфатиды. Попадая в организм человека с пищей, они способствуют более раннему и обильному выделению желчи из кишечника, предохраняют печень от жировой инфильтрации, а также способствуют накоплению в организме белков. При нарушении обмена фосфатидов возникает ожирение печени, диабет.
Вследствие плохой теплопроводности жиры предохраняют организм от охлаждения. Жировая ткань образуют мягкую прослойку, обеспечивая механическую защиту внутренних органов от сотрясений.
При недостатке поступления жиров в организм прекращается рост, поражается кожа, сосуды, нарушается липидный обмен. Этот процесс связан с недостатком холина, который поступает в организм с пищей в составе сложных жиров или синтезируется в организме при достаточном количестве незаменимой аминокислоты метионина. Например, творог богат содержанием метионина.
Многие жиры растительного происхождения понижают уровень холестерина в сыворотке крови. Этим свойством обладают жиры некоторых видов рыб. Содержание холестерина понижается под влиянием полиненасыщенных жирных кислот.
Суточная норма потребления жиров 80 – 100 г., причём 30 – 40 г должны занимать жиры растительного происхождения.
Можно выделить такие виды липидов, как сложные и простые.
Простые липиды — жиры группы С-Н-О, то есть, соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Это жирные спирты, кислоты, альдегиды, воски.
Простейшим примером, содержащий простые жиры, является обыкновенное мыло. Мыльные соединения получаются путём взаимодействия липидных солей и щёлочи.
Сложные липиды – это соединения простых жиров с дополнительными веществами, такими как азот, фосфор (фосфолипиды) и другие.
Сложные жиры, в свою очередь, делятся на полярные и нейтральные.
Полярные липиды:
— гликолипиды,
— фосфолипиды,
— аминоспирты алифатические.
Нейтральные липиды:
— моно-, ди-, триглицериды,
— церамиды,
— стеариновые эфиры и другие.
Вещества, относящиеся к липидам, обнаружены в: арахисе, кукурузе, льне, пшенице, соевых продуктах и других.
Кроме того, выделяют липиды твердые и жидкие. Они содержатся во многих пищевых продуктах — жиры животные и растительные. В молоке содержатся именно твёрдые жиры, а в растительных маслах – жидкие.
Как правило, многие жиры животного происхождения твердые, при нагревании, переходят в жидкое состояние.
По структуре и составу, молекулы сложных и простых жиров имеют некоторые различия:
— Простые липиды включают молекулы спиртов и эфиров;
— Сложные липиды — к этим молекулам добавляются еще и другие вещества, зависимо от биологического синтеза данных жиров.
Вещества относятся к липидам:
1) Жиры нейтральные:
— рыбий жир,
— растительное масло и другие;
2) Терпены:
— филлохинон (витамин К),
— углеводороды,
— смолы,
— скипидар;
3) Стероиды:
— витамин Д,
— половые гормоны,
— желчи,
— холестерин и т. д.;
4) Липопротеины:
— составляющие клеточных мембран;
5) Воски:
— растительный,
— пчелиный,
— шерстяной и другие.
Функции липидов:
Энергетическая. Накапливаясь в тканях животных организмов, липиды образуют жировые запасы, которые далее служат источником питания для органов и клеток. Домашние животные в зиму, как правило, «круглеют». Это происходит потому, что под кожей накапливаются защитные липиды. Кроме питательных способностей, они сохраняют в организме тепло. Не только животные, но и некоторые люди к зиме имеют способность поправляться.
Защитная и структурная. Жиры являются структурным элементом многих органических соединений и основой биологического слоя мембран клеток, образуя, как бы, строительный материал для тканей. Кроме того, имеющаяся жировая прослойка служит дополнительной защитой для внутренних органов при механическом воздействии.
Регулирующая. Липиды играют очень важную регулирующую роль. Они принимают участие во множестве функций организма:
— работа половой системы (половые гормоны надпочечников),
— предупреждает организм о наступлении воспалительных процессов (температура, болевые ощущения),
— протекание аллергии,
— регулирует давление и другие функции.
Нарушение обмена липидов может повлечь за собой значительные сбои в работе человеческих органов и тканей. Избыток липидов называется ожирением, что является серьёзной болезнью с многими осложнениями.
Холестерин, способен создать на стенках сосудов спайки и вызвать их закупорку. Это чревато возникновением болезней сердца, повышением артериального давления (АД), спазмами сосудов и т. д.
Предпосылками нарушений жирового обмена могут стать:
— генетическая предрасположенность,
— алкоголизм,
— нарушения работы почек,
— гормональные дисфункции и другие.
При недостатке липидов в организме может наступить его истощение, преждевременное старение, потеря сна, нервные расстройства и т. д. Таким образом, следует поддерживать липидный баланс в организме, не допуская колебаний как в одну, так и в другую сторону.
Для оценки качества жиров по жирнокислотному составу Институт питания РАМН и ВНИИМС предложили по аналогии с идеальным белком ввести понятие «гипотетически идеальный жир», предусматривающее определенные соотношения между отдельными группами и представителями жирных кислот. Согласно этой модели «гипотетически идеальный жир» должен содержать (в относительных частях): ненасыщенных жирных кислот — от 0,38 до 0,47; насыщенных жирных кислот — от 0,53 до 0,62; олеиновой кислоты — от 0,38 до 0,32; линолевой кислоты — от 0,07 до 0,12; линоленовой кислоты — от 0,005 до 0,01; низкомолекулярных насыщенных жирных кислот — от 0,1до 0,12; трансизомеров — не более 0,16. Отношения содержания ненасыщенных и насыщенных жирных кислот в таком жире должны находиться в пределах от 0,6 до 0,9; линолевой и линоленовой кислот — от 7 до 40;линолевой и олеиновой кислот — от 0,25 до 0,4; олеиновой с линолевой и пентадециловой со стеариновой кислот — от 0,9 до 1,4.
При нарушении обмена жиров в организме возникают болезненные состояния. Питание существенно влияет на продолжительность жизни человека, поэтому необходимо учитывать создание новых продуктов для возрастных категорий, профессиональных групп людей, индивидуального питания.
Значение фосфолипидов (лецитин).Лецитин появляется ещё в утробе матери, после рождения впитывается с её молоком. Без лецитина не будет происходить рост и развитие организма, функционировать центральная нервная система, развиваться человеческий интеллект. Без лецитина не будет нормально работать ни сердце, ни печень, ни почки, ни один орган в человеческом теле.
Лецитин — это представитель эссенциальных фосфолипидов, физиологическая роль которых находится на одном уровне с белком. Образуя клеточную мембрану, они играют роль «стража ворот», пропуская в клетку только нужные ей вещества и «запирая вход для чужаков». Лецитин постоянно «выходит» из клеточной мембраны там, где на клетку действуют какие-либо неблагоприятные факторы, а взамен приходят новые фосфолипидные молекулы, «цементируя» место повреждения. Лецитин осуществляет «текущий ремонт» и постоянное обновление клеток организма.
Лецетинвходит в состав всех клеточных мембран организма, это главный компонент защитной оболочки головного мозга и всех нервных волокон.
Из лецитина состоит 30% мозгового вещества, 2/3 изолирующих и защитных тканей, окружающих головной и спинной мозг, тысячи километров нервных волокон. Главный «биохимический цех» нашего организма — печень — на 85% состоит из фосфолипидов, входящих в состав лецитина. Деятельность сердца пропорциональна концентрации лецитина в сердечной мышце. Лецитин служит вторичным источником при обмене информации в клетке (сбои передачи сигналов в клетке могут вызвать патологические состояния типа болезни Альцгеймера и рака). Дефицит лецитина сразу же приводит к различным нарушениям в клетке и развитию самых разных заболеваний.
Лецитином богаты яичные желтки, икра рыб, бобы сои, семена подсолнечника, арахис зерновые культуры, пивные дрожжи. Его много в нерафинированном подсолнечном масле. Часть лецитинов синтезируется в организме. Много лецитина расходуется при физических и психических нагрузках.
Установлено, что через плаценту из системы кровообращения лецитин поступает к плоду в соотношении 1:14. А материнское молоко содержит лецитина в 100 раз больше, нежели её кровеносная система. Объем лецитина, который получает новорожденный ребенок через материнское молоко, во многом определят объем памяти, тип нервной системы и устойчивость к процессам старения взрослого человека. В коровьем молоке лецитина нет.
Специалисты утверждают: без фосфора мозг не умеет думать, хуже работает. А лецитин содержит в необходимом количестве и в удобной для организма форме нужные вещества (фосфолипиды), питающие мозг.
В период перехода от детского возраста к юношескому идет половое созревание, интенсивно задействованы все жизненно важные системы организма: пищеварительная, кровеносная, сердечно-сосудистая, нервная, а лецитин и есть основное, после белков, строительное и питательное вещество, дающее силы и энергию организму.
Лецитин, регулярно питает защитные оболочки мозга и нервных волокон, помогает сохранить работоспособность, избегать мозгового истощения, раздражительности, усталости и нервных срывов.
При недостатке лецитина снижается способность организмом усваивать витамины А, Е и К.
Контрольные вопросы:
1. Каково назначение липидов в организме человека, их структура и строение. Назовите эссенциальные жирные кислоты.
2. Обоснуйте причины образования сложных эфиров в крови человека.
3. Каковы существенные особенности фосфатидов.
4. Укажите отличительные признаки НЖК, МНЖК, и ПНЖК.
5. Дайте характеристику фосфолипидам в организме человека.
megaobuchalka.ru
Биологическое значение липидов — Справочник химика 21
Один из разделов охватывает различные пути синтеза сложных эфиров глицерина предельного и непредельного рядов. Особое внимание при этом уделено методам пол) ения таких соединений с использованием защитных групп. Приведены также данные по синтезу и свойствам жиров и масел, а также освещено биологическое значение липидов, имеющих углеродный каркас глицерина. [c.6]БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЛИПИДОВ [c.380]
Несмотря на огромное биологическое значение липидов и полисахаридов, они не очень часто будут упоминаться в ходе дальнейшего изло , женин. Это обусловлено следующим обстоятельством. Как будет видно- [c.37]
Клетки и ткани растений и животных обладают зачастую на воздухе слабым свечением, которому приписывалось биологическое значение. Однако это свечение — хемилюминесценция, определяемая, в основном, окислением липидов. Многие органические соединения светятся при окислении. Биологического значения это свечение, по-видимому, не имеет. Оно может использоваться Как индикатор окислительных процессов. [c.148]
Жиры (липиды) 705 215 1 Структура жиров (липидов) 706 215 2 Биологическое значение жиров 711 215 3 Технология переработки жиров 712 [c.10]
ФОСФАТИДЫ. Жироподобные вещества, принадлежащие к липидам, растворимые в органических растворителях. Имеют важное биологическое значение. Они участвуют в образовании оболочек клетки и клеточных структур. Много их в нервной ткани. К числу Ф. принадлежат лецитин и др. [c.322]
Значение мицеллярных растворов ПАВ для биологических систем и практики определяется главным образом способностью мицелл солюбилизировать различные вещества. Кроме того, в настоящее время мицеллы рассматривают как модели биологических мембран благодаря сходству некоторых свойств структуры мембран и мицелл. Мицеллы солей желчных кислот играют важную роль в транспорте и адсорбции липидов, являются солюбилизаторами холестерина, обеспечивают вывод лекарств из организма. Примеры практического применения мицелл ПАВ многообразны. Мицеллярные системы обладают сильным моющим действием. При сухой химической чистке происходит солюбилизация обратными мицеллами полярных загрязнений с тканей прямыми мицеллами солюбилизируются жирные углеводородные загрязнения, на чем основано моющее действие ПАВ. [c.445]
Знание коллоидной химии для биолога и врача имеет особое значение, так как эта наука изучает свойства и изменения, происходящие под воздействием различных факторов в системах, состоящих из высокомолекулярных и высокодисперсных веществ, к которым принадлежат наиболее важные в биологическом отношении вещества — белки, полисахариды, многие липиды и т. д. [c.8]
К природным ПАВ относятся разнообразные биологически активные вещества, среди которых особенно важное значение для жизнедеятельности организмов имеют липиды и белки, а также холевые кислоты, входящие в состав желчи. [c.96]
Этот аспект изучения взаимодействий между липидами и белками мало затрагивался в сфере технологии. Важное значение этих взаимодействий для структуры и функции клеточных мембран и плазматических липопротеинов послужило стимулом многочисленных исследовательских работ на модельных системах. Эти работы позволили приобрести хорошие общие знания о молекулярных ассоциациях. Таким образом, здесь приводятся последние сведения о видах взаимодействий между липидами и белками, полученные в результате модельных исследований. Большинство биологических систем находится в водных средах, и во многих технологических процессах вода наиболее часто используется в качестве растворителя. Кроме того, вследствие особой структуры липидов белки больше взаимодействуют с липидными фазами, чем с изолированными молекулами. Здесь будут показаны структура липидных фаз в гидратированной сре- [c.306]
Углеводы являются чрезвычайно важным классом природных соединений. Исследование их химических свойств может дать ценную информацию о механизмах реакций и стереохимии. Значительным достижением в настоящее время является применение углеводов в качестве хиральных синтонов и заготовок для стерео-специфического синтеза таких соединений, как простагландины, аминокислоты, гетероциклические производные, липиды и т. д. Для биолога значение углеводов заключается в доминирующей роли, которая отводится им в живых организмах, и в сложности их функций. Углеводы участвуют в большинстве биохимических процессов в виде макромолекулярных частиц, хотя во многих биологических жидкостях содержатся моно- и дисахариды, а большинство растений содержит глюкозу, фруктозу и сахарозу. Только растения способны осуществлять полный синтез углеводов посредством фотосинтеза, в процессе которого атмосферный диоксид углерода превращается в углеводы, причем в качестве источника энергии используется свет (см. гл. 28.2). В результате этого накапливается огромное количество гомополисахаридов — целлюлозы (структурный материал) и крахмала (запасной питательный материал). Некоторые растения, в особенности сахарный тростник и сахарная свекла, накапливают относительно большие количества уникального дисахарида сахарозы (а-О-глюкопиранозил-р-О-фруктофуранозида), который выделяют в значительных количествах (82-10 т в год). Сахароза — наиболее дешевое, доступное, Чистое органическое вещество, запасы которого (в отличие от запасов нефти и продуктов ее переработки) можно восполнять. -Глюкоза известна уже в течение нескольких веков из-за ее способности кристаллизоваться из засахаривающегося меда и винного сусла. В промышленном масштабе ее получают гидролизом крахмала, причем в настоящее время применяют непрерывную Схему с использованием ферментов, иммобилизованных на твердом полимерном носителе. [c.127]
Существенно переработаны в свете новых данных главы, посвященные обмену веществ. Учитывая все возрастающее значение биохимии для медицины, особое внимание уделено регуляции и патологии обмена углеводов, липидов, белков и аминокислот, включая наследственные нарушения обмена. Обстоятельно изложены многие вопросы, которым не всегда уделялось в курсе биологической химии (особенно в учебниках по биологической химии, переведенных с английского языка) должное внимание. Это касается, в частности, особенностей химического состава и процессов метаболизма в норме и патологии таких специализированных тканей, как кровь, печень, почки, нервная, мышечная и соединительная ткани. [c.11]
Липиды широко распространены в природе. Л иры служат питательным резервом для различных организмов и имеют большое значение как концентрированный высококалорийный продукт питания дЛ человека. Воска защищают растения от высыхания. Сложные липиды являются составной частью клеточных мембран. Их биологическая роль как веществ, действующих на границе раздела фаз, обусловлена наличием как гидрофильных, так и гидрофобных групп в молекуле. [c.644]
Главное место в книге занимают белки и нуклеиновые кислоты, и это закономерно- Не только потому, что они наиболее универсальны среди других молекул жизни , но и потому, что с их познанием связаны подлинно революционные прорывы в биологической иауке XX в. Шире, чем первоначально планировалось, представлены углеводы, поскольку их значение неуклонно растет и в будущем, по всей вероятности, станет решающим- Липиды и мембраны также выдвинуты на передовые позиции, и эта их новая роль сейчас общепризнанна — ив биоэнергетике, и в регуляции, и в развитии— В изложении главы по низкомолекулярным биорегуляторам, как природным, так и синтетическим, пришлось быть особенно лаконичным, ибо одни лишь пенициллины легко могли бы дать содержательнейший материал для целого учебника или монографии. Но в целом этот раздел отражает непреходящее значение традиционной химии природных соединений, давшей импульс развитию биоорганической химии наших дней- [c.6]
Липиды имеют большое значение для разработки систем доставки биологически активных веществ, с целью еличения кон- грации последних в пораженном органе, что особенно важно [c.67]
Углеводы — большая группа органических веществ, широко распространенных в живой природе. Представителями углеводов являются виноградный сахар (глюкоза), свекловичный, или тростниковый, сахар (сахароза), крахмал, целлюлоза. В результате процесса фотосинтеза (с. 217) растениями на нашей планете ежегодно создается огромное количество углеводов, которое оценивается содержанием углерода 4 -10 ° т. Поэтому можно считать, что углеводы являются наиболее распространенными органическими соединениями. Около 80% сухого вещества растений приходится на углеводы, из которых состоят опорные ткани растений в зерне, картофеле, овощах, плодах углеводы служат резервными питательными веществами. Невозможно переоценить значение углеводов как одного из основных средств питания человека и сельскохозяйственных животных. Углеводы являются обязательной составной частью животных организмов в микроорганизмах они составляют 20—30%. Наряду с белками, нуклеиновыми кислотами и липидами углеводы являются необходимой составной частью живой клетки и выполняют важные биологические функции. Вещества, регулирующие процессы жизнедеятельности, — некоторые протеиды, нуклеиновые кислоты (с. 604) и др. — содержат остатки молекул углеводов. [c.207]
Предполагаемое значение толщины БЛМ, составленной из двух цепей с 18 атомами углерода (46 А) и двух полярных групп (14 А), составляет 60 А. Электронные микроснимки свидетельствуют о двойной структуре, которая имеет большое сходство с той, которая обнаружена в биологических мембранах. Межфазное поверхностное натяжение как БЛМ, так и биологических мембран изменяется в интервале 0,2-10- —З-Ю- Н/м, что сопоставимо с межфазным поверхностным натяжением между липидной массой и водой. Это означает, что плотность липидов в бислое является почти такой же, как и их плотность в липидном веществе. Электрические емкости как БЛМ, так и биомембран лежат в диапазоне от 0,4 до 0,8 мкФ/см Измерением емкости была определена толщина бислойного диэлектрика, которая оказалась меньше полной толщины мембраны. По-видимому, это объясняет- [c.331]
В настоящей книге рассматривается несколько основных типов природных соединений, играющих решающую роль в нормальной жизнедеятельности организмов — белки, углеводы, нуклеотиды и стероиды. Выбор именно этих разделов определился не только их значимостью, но и oт yт твиe i современной общей обзорной литературы по этим вопросам в СССР, а в некоторых случаях (например нуклеотиды) и за рубежом. Белки являются основным субстратом животных организмов, катализаторами важнейших жизненных процессов, а обмен белка лежит в основе всех процессов жизнедеятельности Углеводы — главный энергетический ресурс всех живых организмов и основной субстрат растительных организмов, а в виде своих многочисленных производных углеводы входят в сложные комплексные соединения с белками и липидами, имеющие большое биологическое значение. Исключительная роль нуклеотидов вскрыта исследованиями последних лет, когда удалось показать, что именно они являются тем химическим материалом, который обеспечивает передачу первичного биологического кода, определяющим далее в сложной цепи превращений весь комплекс наследственных признаков. Биологическая роль стероидов весьма разнообразна к этому типу природных соединений относятся важнейшие гормоны, желчные кислоты, холестерин мозговой ткани и т. д. Существенно, что не только биологическая значимость, но и химия рассматриваемых в этой книге соединений весьма разнообразна и может служить яркой иллюстрацией решения многих интереснейших и сложнейших проблем органической химии, в особенности стереохимических вопросов. [c.4]
Химия углеводов занимает одно из ведущих мест в истории развития органической химии. Тростниковый сахар можно считать первым органическим соединением, вьщеленным в химически чистом виде. Произведенный в 1861 г. А.М. Бутлеровым синтез (вне организма) углеводов из формальдегида явился первым синтезом представителей одного из трех основных классов веществ (белки, липиды, углеводы), входящих в состав живых организмов. Химическая структура простейших углеводов бьша выяснена в конце XIX в. в результате фундаментальньгх исследований Э. Фишера. Значительный вклад в изучение углеводов внесли отечественные ученые A.A. Колли, П.П. Шорыгин, Н.К. Кочетков и др. В 20-е годы нынешнего столетия работами английского исследователя У. Хеуорса бьши заложены основы структурной химии полисахаридов. Со второй половины XX в. происходит стремительное развитие химии и биохимии углеводов, обусловленное их важным биологическим значением. [c.169]
Липиды (от греческого слова липос — жир) — низкомолеку-ляриые органические вещества, которые извлекаются из клеток животных, растений и микроорганизмов неполярными растворителями, такими, как хлороформ, эфир, беизол. Долгое время считалось, что липидам принадлежит довольно скромная роль в жизнедеятельности клеток — служить формой депонирования запасов метаболического топлива, принимать участие в некоторых защитных реакциях и т. п. Но в последние годы выявилось кардинальное значение липидов как активных компонентов биологических мембран. [c.514]
Нам остается поэтому дополнить сведения о химии липидов данными о химии липоидов, сосредоточив свое внимание, в первую очередь, на фосфатидах, стеринах и стеридах, имеющих большое биологическое значение. [c.20]
Липопротеины содержатся в больщом количестве в составе структурных компонентов живой клетки (пластидах, митохондриях), что говорит о важном биологическом значении как самих липопротеинов, так и участвующих в структуре липидов. Характерной особенностью липидов является высокое содержание в них гидрофобных радикалов и группировок. К этой группе могут быть отнесены также уже рассмотренные выше растворимые в жирах и органических растворителях пигменты хлорофиллы и каротиноиды. [c.106]
Жирные кислоты, встречающиеся в составе природных липидов, как правило, содержат четное число атомов углерода, имеют неразветвлен-ное строение (линейная цепь) и подразделяются на насыщенные, моно-и полиненасыщенные. Из насыщенных жирных кислот наиболее часто встречаются пальмитиновая, стеариновая и арахиновая кислоты из моно-ненасыщенных — олеиновая, а из полиненасыщенных — линолевая, лино-леновая и арахидоновая кислоты. Ненасыщенные природные жирные кислоты имеют гуглеводородной цепи укороченный и изогнутый вид, что имеет важное биологическое значение. [c.251]
Общий химический состав. По современным данным, биомасса единовременно живущих на Земле организмов (а их насчитывается около 2 млн. видов) составляет 1,8х 10 —2,4х т в пересчете на сухое вещество, причем ежегодно ими продуцируется около 10 т сухого вещества. В организмах, составляющих биомассу Земли, обнаружено свыше 60 химических элементов. Среди них условно выделяют группу элементов, встречающихся в составе любого организма, независимо от видовой принадлежности и уровня организации последнего. К их числу относят С, К, Н, О, 8, Р, Ка, К, Са, М , Zn, Ре, Мп, Си, Со, Мо, В, V, I и С1Первым шести элементам приписывают исключительную роль в биосистемах, так как из них построены важнейшие соединения, составляющие основу живой материи,— белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды и др. последующие десять называют металлами жизни —они крайне важны для поддержания структуры и функциональной активности биополимеров бор и ванадий весьма существенны для растрггельных и животных объектов соответственно, а хлор образует наиболее распространенный анион. Остальные элементы, обнаруженные в биомассе, встречаются в живой природе не столь систематически, а биологическое значение их во многих случаях еще не выяснено. [c.15]
Интересно отметить, что значения С , полученные в этих исследованиях, лежат в диапазоне 0,5—2 мкф1см , который, как установлено, характерен для других биологических мембран. Если та часть мембраны, которая оказывает влияние на С , состоит только из липидов, то ее диэлектрическая проницаемость должна быть величиной довольно малой, а именно 2—5. [c.385]
Факт развертывания макромолекулы в пленке имеет фундаментальное значение. Неполярные части молекулы открываются и становятся объектами для ферментной атаки скорость расщепления белков увеличивается на несколько порядков. Продукты этой реакции, обладающие меньшими величинами Mug, вытесняются из пленки, уступая место новым молекулам белка. Так в поверхностных пленках происходит процесс обмена белков. Далее, ориентация молекул в пленках создает благоприятные условия для синтеза белков. Этот процесс, идущий с уменьшением объема, требует высоких давлений. Существование больших л (в пересчете на трехмерную модель) позволяет считать, что впри-роде синтез белков идет именно в пленках, на границах раздела фаз. Наконец, соприкосновение открытых неполярных групп с неполярной фазой создает благоприятные условия для растворения белков в липидах. Это явление, характерное для биологических объектов, не наблюдается in vitro в объемной фазе, но может быть моделировано при помощи поверхностных пленок. [c.110]
Новое значение приобрели липиды, которые ранее считались Р ергетическим резервом клеток. Теперь стала ясна их роль как роительных элементов биологических мембран в передаче нерв-3 юго импульса, восприятия раздражения и взаимодействия между клетками. [c.37]
Рентгеноструктурный анализ многих ПАВ показывает, что ламеллярная бислойная структура является вполне естественным механизмом плотной молекулярной упаковки. Многие ПАВ, не имеющие биологического назначения, также стремятся укладываться в бислои. Эта тенденция, по всей видимости, исходит из основной линейной амфифильной структуры ПАВ, наличия гидрофильных голов, соединенных с линейным гидрофобным радикалом В водных средах ассоциация (или агрегация) углеводородных (хвостовых) групп является естественным термодинамическим следствием. Форма липидов ПАВ играет большую роль так же, как и в случае других ПАВ. Большинство липидов и ПАВ, имеющих два углеводородных радикала, склонны к образованию ламеллярных бислойных структур, как результат присущего им значения параметра упаковки (см. раздел 5.3.1). Следовательно, синтетические ПАВ с двумя углеводородными (хвостовыми) группами являются оптимальными представителями для конструирования бислоев, везикул (полостей, пузырьков) и линосом. [c.180]
Основную массу органических веществ составляют белки (протеины), углеводы и липиды. Кроме них в состав клеток входят многочи ленные безазотистые и азотсодержащие органические вещества —промежуточные или конечные продукты обмена -белков, углеводов и липидов, т. е. биологически высокоактивные соединения. Изучение этих веществ, входящих в состав клеток и тканей организма часто в ничтожно малых количествах, наряду с изучением белков, углеводов и липидов, имеет важное значение для понимания реакций обмена веществ в организме. [c.8]
chem21.info
Биологическая роль жиров. Биологическая роль липидов | Здоровье тела и души
Биологическая роль липидов
Здравствуйте, уважаемые друзья! Рассматривая вопросы здорового питания, было бы большим упущением оставить без внимания такую тему, как биологическая роль липидов. Каково же значение липидов для жизни человека?
Липиды – это большая разнородная группа соединений, связанных с жирными кислотами. В организме липиды (еще их называют жирами) представлены в основном триглицеридами. Триглицериды – это соединения глицерина и жирных кислот; к трем углеродным атомам глицерина присоединены три жирные кислоты. Общими свойствами липидов является относительная нерастворимость в воде и растворимость в органических растворителях (эфире, хлороформе, бензоле).
К липидам относятся простые и сложные липиды, а также предшественники и производные липидов. Простые липиды — жиры, масла, воска; сложные липиды — фосфолипиды, гликолипиды и другие сложные липиды; предшественники и производные липидов — жирные кислоты, глицерол, стероиды, кетоновые тела, жирорастворимые витамины и гормоны.
Липиды являются значительной частью состава пищевых продуктов.
Биологическая роль липидов Жиры занимают второе место в энергообеспечении организма (после углеводов). Причем, жиры являются источниками энергии не только при непосредственном их использовании, но они накапливают ее (энергию) в жировой ткани «в запас».
Энергетическая ценность (калорийность) различных триглицеридов зависит от входящих в их состав жирных кислот (то есть от длины углеродных цепей этих жирных кислот) и колеблется в пределах 5,5-9,35 ккал/г. Но для практического использования принята усредненная величина: калорийность жиров считается равной 9 ккал/г.
Липиды выполняют и пластическую функцию в организме. Липопротеины, то есть комплексы жиров с белками, входят в состав мембран не только клеток организма, но и митохондрий (клеточных органелл).
Липиды, находясь в подкожном слое (подкожно-жировой клетчатке), вокруг определенных органов, обеспечивают теплоизоляцию, амортизацию.
Липиды выполняют и транспортную функцию. Они служат средством транспортировки липидов, жирорастворимых веществ (жирорастворимых витаминов, например) кровью в ткани и органы.
Высоко содержание липидов в нервной ткани. При этом неполярные липиды обеспечивают распространение волн деполяризации вдоль миелинизированных нервных волокон, то есть участвуют в передаче импульсов в нервной системе.
Средняя физиологическая потребность в жире для здорового человека составляет около 30% общей калорийности рациона.
Таким образом, мы выяснили, что биологическая роль липидов велика. Липиды выполняют энергетическую, структурную (пластическую), защитную, теплоизоляционную, транспортную и сигнальные функции.
Для получения новых статей блога внесите свои данные в форму подписки!
budtezdorovjem.ru
Биологическое значение липидов
Липиды человеческого организма представлены в основном I ригдицеридами (это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот), фосфолипидами (син. фосфатиды — сложные липиды, содержащие фосфорную кислоту) и стеринами (син. стероидные спирты, стеролы — биологически активные полициклические спирты из группы стероидов). Они играют важную энергетическую и пластическую роль. За счет окисления жиров обеспечивается около 50% потребности в энергии взрослого организма. Запасы нейтральных жиров (триглицеридов) в жировых депо человека в среднем составляют 10-20% массы тела; половина его докализуется в подкожной жировой клетчатке, а остальной — в большом сальнике, околопочечной клетчатке, в области гениталий и между мышцами.
Жиры, откладываясь в жировых депо, служат долгосрочным резервом питания организма. При полном их сгорании образовавшейся энергии хватило бы организму на 40 суток. Жировое депо является активной динамической тканью, в которой запасенный белый жир подвергается постоянному расщеплению и ресинтезу. При действии на организм низкой температуры, при голодании, физической или психоэмоциональной нагрузке происходит интенсивное расщепление (липолиз) запасенных триглицеридов. Образующиеся при этом неэстерифицированные жирные кислоты (НЭЖК) используются в организме как энергодающие и как пластические вещества, которые используются для синтеза сложных липидных молекул. I ежечасно в общий кровоток из жировых депо поступает 25 г жира, идущего на образование энергии.
Особое значение для организма имеет бурый жир, находящийся в межлопаточной области, в затылочной области шеи, вдоль крупных сосудов грудной и брюшной полостей. У взрослого человека его масса достигает 0,1 % массы тела, а у детей еще больше. Бурый оттенок ему придают многочисленные (в сравнении с белой жировой тканью) окончания симпатических нервных волокон, а также многочисленные митохондрии, содержащиеся в клетках этой ткани. В митохондриях жировых клеток имеется полипептид с молекулярной массой 3200, способный разобщать идущие здесь процессы окисления и образования АТФ. Результатом такого разобщения является образования значительно большего количества тепла, чем в белой жировой ткани. Бурая жировая ткань, кроме того, играет важную роль в поддержании на относительно постоянном уровне массы тела.
Жиры выполняют термозащитную роль - определенная часть жира, сгорая в легких, идет на согревание вдыхаемого холодного воздуха. Жиры являются источником образования эндогенной воды. При окислении 100 г нейтрального жира образуется около 107 г воды. Это образование воды из жира играет исключительно важную роль у жителей аридной зоны и некоторых животных (верблюды, дельфины, овцы и др.).
Пластическая функция липидов в организме осуществляется главным образом фосфолипидами и холестерином, участвующими в построении биологических мембран и липидного микроокружения мембранолокализованных ферментов, создавая оптимальные условия для функционирования этих ферментов. Жиры используются в синтезе стероидных гормонов, желчных кислот и простагландинов.
В составе жиров в организм поступают ненасыщенные жирные кислоты: линолевая, линоленовая и арахидоновая. Они являются незаменимыми, поскольку не могут синтезироваться в организме человека, но они необходимы для нормального процесса жизнедеятельности организма — они стимулируют обмен холестерина в печени и повышают выделение его в составе желчи в кишечник. Их суточная потребность — 4-8 г.
Липиды обладают высокой биологической активностью -многие биологически активные вещества и витамины А, Д, Е и К растворяются только в жирах и после этого усваиваются организмом. Жир предохраняет повреждение внутренних органов и скелета при механических травмах.
Различные заболевания, патологические процессы и патологические состояния сопровождаются в разной степени выраженности нарушениями липидного обмена (речь идет о триглицеридах и высших жирных кислотах), которые условно можно разделить на 5 групп:
1. Нарушение расщепления, всасывания и выделения жира.
2. Нарушение транспорта жира в кровь и перехода его из крови в ткани.
3. Нарушение обмена жира в жировой ткани (избыточное и недостаточное его образование и резервирование).
4. Избыточное накопление жира в органах и тканях, не относящихся к жировой ткани (жировая инфильтрация и жировая дистрофия).
5. Нарушение межуточного обмена жира.
Следует отметить, что такое деление условно, поскольку при патологии жирового обмена нередко отмечается сочетание нескольких указанных нарушений.
Газовые и негазовые ацидозы, алкалозы
Жировая инфильтрация
Особенности жирового обмена у детей
Нарушение липидного обмена
Виды отеков
Риск развития атеросклероза
Нарушения водного баланса, обмена фосфора, минералов
biofile.ru
Биологическая роль липидов
Липиды – обширная группа природных органических веществ. Название их происходит от греческого слова липос – жир, так как они включают жиры (собственно липиды) и жироподобные вещества (липоиды). В каждой клетке животного или растительного организма содержится вполне определенное количество липидов.
Животные жиры содержатся в молоке, мясе, подкожной клетчатке, у растений – в семенах, плодах и других органах. Растительные жиры называются маслами. В среднем содержание жира в клетках – около 5–10% от массы сухого вещества. Существуют, однако, клетки, содержание жира в которых достигает почти 90% от сухой массы. Эти наполненные жиром клетки имеются в жировой ткани. Жиры — это обязательный компонент питания.
Свободный жир можно условно разделить на две большие группы: протоплазматический (конституционный) и резервный.
Протоплазматический жир участвует в построении каждой клетки. Он входит в состав мембранных внутриклеточных структур (особенно много его содержится в мембранах нервных клеток), является основой гормонов стероидной природы. Количество протоплазматического жира постоянно и практически не меняется ни при каких состояниях организма. Например, у человека протоплазматический жир составляет около 25% всего жира, находящегося в организме. Резервный жир представляет собой очень удобную форму консервирования энергии. Это связано с тем, что калорийность жира почти в два раза выше калорийности белков и углеводов. Количество резервного жира может меняться в зависимости от различных условий (пол, возраст, характер активности, режим питания и т.д.). В норме он составляет 10-15% от веса тела, при ожирении — 30% и более. Жировая (адипозная) ткань выполняет функцию депо, т.е. поглощает липиды из крови и высвобождает их при необходимости (при повышении энергозатрат). Клетки, содержащие жиры называются адипоциты. Они имеют сферическую форму, большую часть их заполняет липидная капля. У человека депо жира являются подкожная клетчатка, сальник, околопочечная капсула и др. Богаты жиром клетки мозга, спермы, яичников – в них его количество составляет 7,5–30%. В организме наряду со свободным жиром имеется большое количество жира, связанного с углеводами и белками.
Липиды – органические соединения с различной структурой, но общими свойствами (рис.1).
Рисунок 1. Схема строения липидов
По химической структуре жиры представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высокомолекулярных жирных кислот.
R1, R2, R3 – это радикалы жирных кислот. Из них чаще всего встречаются пальмитиновая [СН3–(СН2)15–СООН], стеариновая [СН3–(СН2)16–СООН], олеиновая [Ch4–(Ch3)7–СН=СН–(СН2)7–СООН] жирные кислоты.
Все жирные кислоты делятся на две группы: насыщенные, т.е. не содержащие двойных связей, и ненасыщенные, или непредельные, содержащие двойные связи.
Из приведенных выше формул видно, что к насыщенным кислотам принадлежат пальмитиновая и стеариновая кислоты, а к ненасыщенным – олеиновая. Свойства жиров определяются качественным составом жирных кислот и их количественным соотношением. Растительные жиры богаты непредельными жирными кислотами, они являются легкоплавкими – жидкими при комнатной температуре. Животные жиры при комнатной температуре твердые, так как содержат главным образом насыщенные жирные кислоты.
Из формулы жира также видно, что его молекула, с одной стороны, содержит остаток глицерина – вещества, хорошо растворимого в воде, а с другой – остатки жирных кислот, неполярные углеводородные цепочки которых в воде практически нерастворимы (атомы углерода и водорода притягивают электроны с приблизительно равной силой). Неполярные цепи жирных кислот поэтому тяготеют к неполярным органическим веществам (хлороформ, эфир, масло). Благодаря этой особенности молекулы липидов располагаются на поверхности раздела между водой и неполярными органическими соединениями или между водой и воздушной фазой, ориентируясь таким образом, чтобы их полярные части были обращены к воде. Такая ориентация молекул липидов по отношению к воде играет очень важную роль. Тончайший слой этих веществ, входящий в состав клеточных мембран, препятствует смешиванию содержимого клетки или отдельных ее частей с окружающей средой. Таким образом, липиды – небольшие молекулы с преобладанием гидрофобных свойств.
Биологическая роль липидов заключается в следующем:
Энергетическая - при сгорании 1 гр. жира выделяется 39 кДж, причем, это самый энергоемкий источник энергии, особенно для спортсменов, тренирующих выносливость. Кроме того, энергия, полученная при окислении жиров, используется не только во время работы, но и обеспечивает восстановительные процессы во время отдыха.
Теплоизоляционная (у полярных животных и растений)
Защитная (амортизационная) — жиры предохраняют внутренние органы от механических повреждений и фиксируют их.
Строительная - жиры выполняют роль структурного компонента мембран; особенно богата ими нервная ткань.
Гормональная - выполняют регуляторную функцию, являясь основой стероидных гормонов. Кроме того, жиры являются растворителями многих неполярных соединений.
Биологическая ценность жиров определяется наличием в них незаменимых компонентов — полиненасыщенных жирных кислот, которые подобно некоторым аминокислотам и витаминам, не могут синтезироваться в организме и должны обязательно поступать с пищей. Пищевыми источниками полиненасыщенных жирных кислот являются прежде всего растительные масла. Принято считать, что 25-30 г растительного масла обеспечивает суточную потребность человека в полиненасыщенных жирных кислотах.
biofile.ru
Методические материалы к теме «Биологическое значение липидов».
Биологическое значение липидов
С понятием липиды ученики знакомятся еще в 9 классе, но многие из ребят плохо представляют себе, что такое липиды и почему они так важны. Поэтому с целью повышения качества образования учеников, я решила углубиться в эту тему. Сначала надо четко понимать, что к липидам относятся не только все жиры, но и другие органические вещества – это жирорастворимые витамины, некоторые гормоны, воски, жирные кислоты, некоторые пигменты, эфирные масла и др.
К липидам относятся разные с точки зрения химии вещества. Общее у них то, что липиды обладают гидрофобными свойствами. Они не растворяются в воде.
Липиды – это одни из важнейших компонентов живых организмов.
1) Липиды являются обязательными компонентами клеточных мембран, поэтому в клетках растений, животных, грибов и бактерий обязательно присутствуют липиды. Без липидов, обладающих гидрофобными свойствами, невозможным стал бы появление первых одноклеточных организмов. Именно благодаря гидрофобным свойствам липидов стало возможным появление коацерватных капель – предшественников первых клеток. Без липидов эволюция на нашей Земле была бы невозможна.
2) Энергетическая роль липидов очень высока. Природа изобрела прекрасный способ накопления энергии в составе жиров, энергетическая ёмкость которых в два раза выше энергоёмкости углеводов и белков. Такая разница, объясняется тем, что в липидах, по сравнению с углеводами, больше водорода и совсем мало кислорода. Благодаря этому хранить энергию в виде жиров, более выгодно. Жиры как источник энергии, благодаря своей гидрофобности могут накапливаться в разных частях организма, им не нужен специальный орган для хранения. Обмен липидов тесно связан с обменом белков и углеводов. При избыточном поступлении в организм они могут превращаться в жиры. В условиях голодания жиры переходят в углеводы.
3) Некоторые витамины являются липидами. К ним относятся жирорастворимые витамины – А, Д, Е, К.:
— Витамин А ( ретинол) необходим для нормального роста и формирования эпителиальных тканей, поэтому при его недостатке кожа становится сухой, развивается сухость роговицы (ксерофтальмия) и дегенерация слизистых оболочек. Альдегидная форма витамина А (ретиналь) необходима для образования зрительного пигмента родопсина, который входит в состав палочек – рецепторов сетчатки глаза, отвечающих за сумеречное зрение. В редких случаях может развиться не проходящая слепота. Витамин А оказывает положительное влияние на функцию слёзных, сальных и потовых желёз, повышает устойчивость организма к заболеваниям, слизистых оболочек, дыхательных путей, желудка и кишечника. Витамин А повышает устойчивость организма к инфекциям, усиливает деление эпителиальных клеток кожи. Что способствует быстрому заживлению ран. Избыток витамина А может быть смертельно опасен. Известный случай гибели полярной экспедиции, которые употребили в пищу печень белого медведя, концентрация витамина А, в которой была превышена в десятки раз. Витамин А содержится в печени, рыбьем жире, а предшественник витамина А – бета каротин, содержится в овощах, фруктах и грибах, имеющих жёлтую или оранжевую окраску.
— Витамин Д (кальциферол) регулирует всасывание кальция в пищеварительном тракте, влияет на обменные процессы, необходим для образования костей и зубов, способствует всасыванию фосфора. Витамин Д может синтезироваться в человеческом организме под воздействием ультрафиолета. При недостатке витамина Д у маленьких детей развивается рахит – нарушение минерализации растущих костей, что приводит к их искривлению. У взрослых людей может стать причиной спонтанных переломов и болей в костях, а также нарушения репродуктивной функции и депрессии. Витамин Д содержится в рыбьем жире, яичном желтке, молоке, сливочном масле, молочных продуктах, яичном желтке. Этот витамин может быть токсичен в больших дозах.
— Витамин Е ( токоферол), недостаток этого витамина вызывает нарушение в белковом, жировом обмене, увеличивает риск не вынашивания беременности, нарушает процесс созревания половых клеток. Витамин Е является природным антиоксидантом и препятствует процессам старения, нейтрализуя свободные радикалы. Источником витамина Е является зародыши пшеницы, ржаная мука, печень и зелёные овощи.
— Витамин К (филлохинон) при недостатке витамина К резко снижается свёртываемость крови. Витамин К ускоряет заживление ран. Источником витамина К являются томаты, капуста, печень животных. Витамин К может синтезироваться внутри человеческого организма, благодаря кишечной микрофлоре.
4) Липиды служат источником эндогенной воды (образующейся внутри организма при окислении жиров). Из 10 грамм жира получится 12 грамм воды. Это важно для животных, живущих в условиях дефицита воды. Некоторые животные могут долгое время находиться без воды и пищи. И это не только верблюды, но и сухопутные черепахи. В старину моряки помещали живых черепах в трюм корабля, где они могли жить до 10 месяцев и служили «живыми консервами». Некоторые ящерицы накапливают в своём теле значительные запасы жиров, что позволяет им перенести длительную засуху. В теле кенгуровой крысы, обитательницы пустыни, жир запасается в организме, именно с целью получения из него воды. Обитатели засушливых регионов – ящерицы и змеи, также накапливают жир, для перенесения периодов засухи.
5) Жиры защищают внутренние органы от ударов и травм, а так же служат амортизаторами. Жировые прослойки выполняют структурные и защитные функции (жировые капсулы почек, печени и сердца). Скопление жира в основании стопы человека прекрасно смягчает удары при движении.
6) Некоторые гормоны являются липидами. Мужские и женские половые гормоны синтезируются в организме человека из холестерина. Мужской половой гормон — тестостерон и женские половые гормоны — эстроген и прогестерон, образуются из холестерина. Тестостерон регулирует развитие вторичных половых признаков у мальчиков:
А) Мощное развитие скелетной мускулатуры;
Б) Изменение голоса;
В) Характер распределения волосяного покрова на теле;
Г) Изменение поведения;
Д) Развитие половых органов.
В организме женщин также присутствует тестостерон, но в гораздо меньших количествах. Женские половые гормоны отвечают за развитие вторичных половых признаков, процессы овуляции, протекание беременности.
Кроме половых гормонов, к липидам относятся сердечные гликозиды (регулируют работу сердца), а также кортикостероиды.
Растительные гормоны гиббереллины, также относятся к липидам. Они регулируют удлинение стебля, за счёт растяжения клеток, а также влияют на прорастание семян.
7) Молоко млекопитающих содержит в себе липиды. У некоторых животных жирность молока приближается к 50%. Это характерно для морских млекопитающих, которые обитают в холодных водах. Это позволяет детёнышам не мёрзнуть и быстро расти. Детёныши китов, ластоногих, медведей получают с молоком матери всё необходимое для их развития. Большой запас подкожного жира у медведей позволяет беременной самке не только залечь в спячку, но и обходясь без еды, в течение 5 месяцев, благополучно доносить беременность, а после рождения вскармливать детёнышей молоком.
8) Липиды отвечают за окраску плодов, цветов, оперение птиц, цвет мышц лососевых рыб и цвет жира животных. Каротиноиды отвечают за красную окраску оперения фламинго и мяса лососевых рыб, за жёлтую и оранжевую окраску овощей (перец, тыква, картофель, томат, морковь, репа, кабачки), фруктов (хурма, абрикосы, персики, алыча, апельсины, мандарины, лимоны), грибов (рыжики, лисички, подосиновики).
9) Природные воски также являются липидами. Они используются у растений и животных, главным образом, в качестве водоотталкивающего покрытия, входят в состав наружного скелета насекомых. Из воска пчёлы строят соты, листья и плоды многих растений покрыты слоем воска, который предохраняет их от потери влаги. Древесный воск содержит вещество, которое называется ланолин.
10) Масла накапливаются в составе семян многих растений — это служит запасным питательным веществом, которое расходуется при прорастании семени и развитии зародыша нового семени. Семена и плоды часто очень богаты маслами, поэтому их используют в пищу животные.
11) Подкожный слой жира у животных выполняет функцию теплоизоляции. Толстый слой жира тюленей, медведей, китов и других животных не позволяет им переохлаждаться. Толщина подкожного жира у китов может достигать до 1 метра. Кроме теплоизоляции, толстый слой жира, у морских млекопитающих, способствует их плавучести. Защитные свойства жира используют северные народности, смазывая открытые участки тела жиром, они защищают себя от обморожения. Для перенесения холода у многих животных и человека накапливается, особый бурый жир. Такой цвет жира не случаен, в нём высокая концентрация митохондрий – «минифабрик» по производству энергии. Этот вид жира помогает животным быстро выходить из спячки, весной. У новорожденных детей процент бурого жира выше, чем у взрослого человека, это является важным механизмом адаптации.
12) Обитатели водной среды используют специальные секреты сальных желёз, которыми смазывают шерсть и оперение. Это препятствует их намоканию. У человека в коже, имеются сальные железы. Кожное сало смазывает растущие волосы и кожу, предохраняя их от высыхания и смачивания водой. Выделение сальных желёз способствует нормальному росту волос. Благодаря жировой смазке волосы делаются эластичными, прочными и блестящими. Кожное сало состоит из жирных кислот, продуктов распада эпителиальных клеток и витаминов. Последние исследования учёных показывают, что собственное кожное сало человека, превосходит по омолаживающим свойствам, самый дорогой крем. Доказано, что кожа склонная к жирности стареет медленнее, чем сухая кожа. В связи с этим ежедневное использование щелочного мыла и шампуней вредят коже и волосам. В старину русские красавицы мыли волосы один раз в неделю, при походе в баню. В остальные дни недели волосы тщательно расчёсывали частым гребнем, это способствовало равномерному распределению кожного сала по всей длине волоса. Эта процедура делала волосы прочными и красивыми.
13) Липиды входят в состав серого и белого (миелин) вещества нервной ткани.
Человеческий мозг на 80 % состоит из липидов, без которых его нормальное функционирование не возможно. Длинные отростки нервных клеток – аксоны, покрыты, с наружи, миелиновой оболочкой, которая выступает в качестве изолятора и не позволяет нервным импульсам от разных нейронов смешиваться, т. е препятствует «короткому замыканию» в мозге. Миелин относится к гликолипидам, т. е это результат соединения липидов с углеводами.
14) Липиды и жировая ткань служат местом накопления пестицидов, которые фактически являются ядами. Передаваясь по цепи питания, они накапливаются в организмах хищных животных и становятся причиной массовых гибелей. Пестициды, попавшие в организм сельскохозяйственных животных , выделяются с молоком, накапливаются в жировой ткани, переходят в яйца. Такие продукты, попадая в рацион человека, отравляют его, а накапливаясь, могут стать причиной хронических заболеваний.
15) Эфирные масла растений также относятся к липидам – это летучие вещества, которые отвечают за аромат растений. Естественное эфирное масло – это не одно вещество, а комплекс многих органических соединений. Ароматы цветов, фруктов, корицы, мяты, пряностей, ванили, шоколада и др., обусловлены, именно, эфирными маслами. Многие из эфирных масел, являются природными противомикробными средствами и входят в состав фитонцидов.
16) Ненасыщенные жирные кислоты иначе называют незаменимыми, т. к. они не могут синтезироваться в организме и являются предшественниками местных гормонов — простагландинов. Они обуславливают жидкое состояние липидов в клетке, оказывают противовоспалительное действие и препятствуют отложению холестерина и других липидов в стенках сосудов. Эти вещества помогают сердцу и сосудам оставаться здоровыми.
infourok.ru