Acasă
Pompe
Unde sunt localizate lipidele în celulă. Funcțiile biologice ale lipidelor

Unde sunt localizate lipidele în celulă. Funcțiile biologice ale lipidelor

Lipidele- substanțe care sunt foarte eterogene în structura lor chimică, caracterizate prin solubilitate diferită în solvenți organici și, de regulă, insolubile în apă. Ele joacă un rol important în procesele vieții. Fiind una dintre componentele principale ale membranelor biologice, lipidele își afectează permeabilitatea, participă la transmiterea unui impuls nervos și la crearea de contacte intercelulare.

Alte funcții ale lipidelor sunt formarea unei rezerve de energie, crearea de huse de protecție hidrofuge și termoizolante la animale și plante și protecția organelor și țesuturilor de influențele mecanice.

CLASIFICAREA LIPIDELOR

În funcție de compoziția chimică, lipidele sunt împărțite în mai multe clase.

  1. Lipidele simple includ substanțe ale căror molecule constau numai din reziduuri de acizi grași (sau aldehide) și alcooli. Ei includ
    • grăsimi (trigliceride și alte gliceride neutre)
    • ceară
  2. Lipide complexe
    • derivați ai acidului fosforic (fosfolipide)
    • lipide care conțin reziduuri de zahăr (glicolipide)
    • steroli
    • sterizi

În această secțiune, chimia lipidelor va fi discutată numai în măsura în care este necesar pentru a înțelege metabolismul lipidelor.

Dacă un țesut animal sau vegetal este tratat cu unul sau mai mulți solvenți organici (deseori secvenţial), cum ar fi cloroform, benzen sau eter de petrol, atunci o parte din material intră în soluție. Componentele unei astfel de fracții solubile (extract) se numesc lipide. Fracția lipidică conține substanțe de diferite tipuri, dintre care majoritatea sunt prezentate în diagramă. De remarcat că, din cauza eterogenității componentelor incluse în fracția lipidică, termenul „fracție lipidică” nu poate fi considerat ca o caracteristică structurală; este doar o denumire de laborator de lucru pentru fracția obținută în timpul extracției materialului biologic cu solvenți cu polaritate scăzută. Cu toate acestea, majoritatea lipidelor au unele caracteristici structurale comune care dau naștere la proprietăți biologice importante și solubilitate similară.

Acid gras

Acizii grași - acizi carboxilici alifatici - din organism pot fi în stare liberă (urme în celule și țesuturi) sau pot servi ca blocuri de construcție pentru majoritatea claselor de lipide. Peste 70 de acizi grași diferiți au fost izolați din celulele și țesuturile organismelor vii.

Acizii grași găsiți în lipidele naturale conțin un număr par de atomi de carbon și au un lanț de carbon predominant drept. Mai jos sunt formulele pentru cei mai comuni acizi grași naturali.

Acizii grași naturali, deși oarecum condiționat, pot fi împărțiți în trei grupuri:

  • acizi grași saturați [spectacol]
  • acizi grași mononesaturați [spectacol]

    Acizi grași mononesaturați (cu o dublă legătură):

  • acizi grași polinesaturați [spectacol]

    Acizi grași polinesaturați (cu două sau mai multe legături duble):

Pe lângă aceste trei grupuri principale, există un alt grup de așa-numiți acizi grași naturali neobișnuiți. [spectacol] .

Acizii grași, care fac parte din lipidele animalelor și ale plantelor superioare, au multe proprietăți comune. După cum sa menționat deja, aproape toți acizii grași naturali conțin un număr par de atomi de carbon, cel mai adesea 16 sau 18. Acizii grași nesaturați animale și umani implicați în construcția lipidelor conțin de obicei o legătură dublă între atomii de carbon 9 și 10 cu legături duble suplimentare. , așa cum se întâmplă de obicei în zona dintre al 10-lea carbon și capătul metil al lanțului. Numărarea provine din grupa carboxil: atomul C cel mai apropiat de gruparea COOH este desemnat ca α, adiacent acestuia - β și atomul de carbon terminal din radicalul de hidrocarbură - ω.

Particularitatea dublelor legături ale acizilor grași nesaturați naturali constă în faptul că acestea sunt întotdeauna separate prin două legături simple, adică există întotdeauna cel puțin o grupare metilen între ele (-CH = CH-CH 2 -CH = CH -). Astfel de legături duble sunt denumite „izolate”. Acizii grași nesaturați naturali au o configurație cis, iar configurațiile trans sunt extrem de rare. Se crede că în acizii grași nesaturați cu multiple duble legături, configurația cis conferă lanțului de hidrocarburi un aspect curbat și scurtat, ceea ce are sens biologic (mai ales având în vedere că multe lipide fac parte din membrane). În celulele microbiene, acizii grași nesaturați conțin de obicei o dublă legătură.

Acizii grași cu un lanț lung de hidrocarburi sunt practic insolubili în apă. Sărurile lor de sodiu și potasiu (săpunurile) formează micelii în apă. În acesta din urmă, grupările carboxil încărcate negativ ale acizilor grași se confruntă cu faza apoasă, în timp ce lanțurile de hidrocarburi nepolare sunt ascunse în interiorul structurii micelare. Astfel de micelii au o sarcină totală negativă și rămân suspendate în soluție datorită repulsiei reciproce (Fig. 95).

Grăsimi neutre (sau gliceride)

Grăsimile neutre sunt esteri ai glicerolului și acizilor grași. Dacă toate cele trei grupări hidroxil ale glicerolului sunt esterificate cu acizi grași, atunci un astfel de compus se numește trigliceridă (triacilglicerol), dacă două - o digliceridă (diacilglicerol) și, în cele din urmă, dacă o grupă este esterificată - o monogliceridă (monoacilglicerol).

Grăsimile neutre sunt în organism fie sub formă de grăsime protoplasmatică, care este o componentă structurală a celulelor, fie sub formă de grăsime de rezervă, de rezervă. Rolul acestor două forme de grăsime în organism nu este același. Grăsimea protoplasmatică are o compoziție chimică constantă și este conținută în țesuturi într-o anumită cantitate, care nu se modifică nici măcar cu obezitatea morbidă, în timp ce cantitatea de grăsime de rezervă este supusă unor fluctuații mari.

Cea mai mare parte a grăsimilor naturale neutre sunt trigliceridele. Acizii grași din trigliceride pot fi fie saturați, fie nesaturați. Cei mai comuni acizi grași sunt acizii palmitic, stearic și oleic. Dacă toți cei trei radicali acizi aparțin aceluiași acid gras, atunci astfel de trigliceride sunt numite simple (de exemplu, tripalmitină, tristearină, trioleină etc.), dar dacă aparțin unor acizi grași diferiți, atunci ele sunt amestecate. Denumirile trigliceridelor mixte sunt derivate din acizii grași constituenți ai acestora; în timp ce numerele 1, 2 și 3 indică relația dintre reziduul de acid gras cu grupa alcoolică corespunzătoare din molecula de glicerol (de exemplu, 1-oleo-2-palmitostearina).

Acizii grași, care fac parte din trigliceride, determină practic proprietățile lor fizico-chimice. Astfel, punctul de topire al trigliceridelor crește odată cu creșterea numărului și a lungimii reziduurilor de acizi grași saturati. În schimb, cu cât conținutul de acizi grași nesaturați sau acizi cu lanț scurt este mai mare, cu atât este mai mic punctul de topire. Grăsimile animale (untură) conțin de obicei o cantitate semnificativă de acizi grași saturați (palmitic, stearic etc.), datorită cărora sunt solide la temperatura camerei. Grăsimile, care includ o mulțime de acizi mono și polinesaturați, sunt lichide la temperaturi obișnuite și se numesc uleiuri. Deci, în uleiul de cânepă, 95% din toți acizii grași sunt acizi oleic, linoleic și linolenic, iar doar 5% sunt acizi stearic și palmitic. Rețineți că grăsimea umană, care se topește la 15°C (este lichidă la temperatura corpului), conține 70% acid oleic.

Gliceridele sunt capabile să intre în toate reacțiile chimice inerente esterilor. Cea mai importantă este reacția de saponificare, în urma căreia din trigliceride se formează glicerol și acizi grași. Saponificarea grăsimii se poate produce atât în ​​timpul hidrolizei enzimatice, cât și sub acțiunea acizilor sau alcalinelor.

Divizarea alcalină a grăsimii sub acțiunea sodei caustice sau a potasiului caustic se realizează în producția industrială de săpun. Amintiți-vă că săpunul este săruri de sodiu sau potasiu ale acizilor grași superiori.

Pentru a caracteriza grăsimile naturale, se folosesc adesea următorii indicatori:

  1. numărul de iod - numărul de grame de iod, care, în anumite condiții, leagă 100 g de grăsime; acest număr caracterizează gradul de nesaturare a acizilor grași prezenți în grăsimi, numărul de iod al grăsimii de vită este 32-47, carnea de oaie 35-46, carnea de porc 46-66;
  2. aciditate - numărul de miligrame de potasiu caustic necesar pentru a neutraliza 1 g de grăsime. Acest număr indică cantitatea de acizi grași liberi prezenți în grăsime;
  3. numarul de saponificare - numarul de miligrame de potasiu caustic consumat pentru a neutraliza toti acizii grasi (atât cei care fac parte din trigliceride, cat si cei liberi) continuti in 1 g de grasime. Acest număr depinde de greutatea moleculară relativă a acizilor grași care alcătuiesc grăsimea. Valoarea numărului de saponificare în grăsimile animale principale (vită, oaie, porc) este aproape aceeași.

Cerurile sunt esteri ai acizilor grași superiori și ai alcoolilor monohidroxilici sau dihidroxilici superiori cu un număr de atomi de carbon de la 20 la 70. Formulele lor generale sunt prezentate în diagramă, unde R, R „și R” sunt posibili radicali.

Cerurile pot face parte din grăsimea care acoperă pielea, lâna, pene. La plante, 80% din toate lipidele care formează o peliculă pe suprafața frunzelor și a trunchiurilor sunt ceară. De asemenea, se știe că cerurile sunt metaboliți normali ai unor microorganisme.

Cerurile naturale (ex. ceara de albine, spermaceti, lanolină) conțin de obicei, pe lângă esterii menționați, câțiva acizi grași superiori liberi, alcooli și hidrocarburi cu un număr de atomi de carbon de 21-35.

Fosfolipide

Această clasă de lipide complexe include glicerofosfolipidele și sfingolipidele.

Glicerofosfolipidele sunt derivați ai acidului fosfatidic: includ glicerol, acizi grași, acid fosforic și, de obicei, compuși care conțin azot. Formula generală a glicerofosfolipidelor este prezentată în diagramă, unde R 1 și R 2 sunt radicalii acizilor grași superiori, iar R 3 este radicalul unui compus azotat.

Caracteristic tuturor glicerofosfolipidelor este că o parte a moleculei lor (radicalii R1 și R2) prezintă hidrofobicitate pronunțată, în timp ce cealaltă parte este hidrofilă datorită sarcinii negative a reziduului de acid fosforic și încărcării pozitive a radicalului R3.

Dintre toate lipidele, glicerofosfolipidele au cele mai pronunțate proprietăți polare. Când glicerofosfolipidele sunt introduse în apă, doar o mică parte din ele trece într-o soluție adevărată, în timp ce cea mai mare parte a lipidei „dizolvate” se află în sisteme apoase sub formă de micelii. Există mai multe grupuri (subclase) de glicerofosfolipide.

    [spectacol] .

    Spre deosebire de trigliceridele din molecula de fosfatidilcolină, una dintre cele trei grupări hidroxil ale glicerolului este asociată nu cu acidul gras, ci cu acidul fosforic. În plus, acidul fosforic, la rândul său, este conectat printr-o legătură eterică cu o bază azotată [HO-CH 2 -CH 2 -N + \u003d (CH 3) 3] - colină. Astfel, glicerolul, acizii grași superiori, acidul fosforic și colina sunt conectate într-o moleculă de fosfatidilcolină.

    [spectacol] .

    Principala diferență dintre fosfatidilcoline și fosfatidiletanolamine este că, în loc de colină, acestea din urmă conțin etanolamină de bază azotată (HO-CH 2 -CH 2 -NH 3 +).

    Dintre glicerofosfolipidele din organismul animalelor și al plantelor superioare, fosfatidilcolinele și fosfatidiletanolaminele se găsesc în cea mai mare cantitate. Aceste două grupe de glicerofosfolipide sunt legate metabolic între ele și sunt principalele componente lipidice ale membranelor celulare.

  • Fosfatidilserine [spectacol] .

    În molecula de fosfatidilserina, compusul azotat este reziduul aminoacidului serină.

    Fosfatidilserinele sunt mult mai puțin distribuite decât fosfatidilcolinele și fosfatidiletanolaminele, iar importanța lor este determinată în principal de participarea lor la sinteza fosfatidiletanolaminelor.

  • Plasmalogeni (acetalfosfatide) [spectacol] .

    Ele diferă de glicerofosfolipidele discutate mai sus prin faptul că, în loc de un rest de acid gras mai mare, ele conțin un reziduu de aldehidă de acid gras, care este legat de gruparea hidroxil a glicerolului printr-o legătură ester nesaturată:

    Astfel, plasmalogenul în timpul hidrolizei se descompune în glicerol, aldehidă de acid gras superior, acid gras, acid fosforic, colină sau etanolamină.

    • [spectacol] .

    Radicalul R3 din acest grup de glicerofosfolipide este un alcool de zahăr cu șase atomi de carbon - inozitol:

    Fosfatidilinozitele sunt destul de răspândite în natură. Se găsesc la animale, plante și microbi. În corpul animalului, se găsesc în creier, ficat și plămâni.

    [spectacol] .

    Trebuie remarcat faptul că acidul fosfatidic liber apare în natură, deși în cantități relativ mici în comparație cu alte glicerofosfolipide.

Glicerofosfolipidele, mai precis poliglicerol fosfatii, includ cardiolilina. Coloana vertebrală a moleculei de cardiolepină include trei resturi de glicerol conectate între ele prin două punți de fosfodiester prin pozițiile 1 și 3; grupările hidroxil ale celor două resturi exterioare de glicerol sunt esterificate cu acizi grași. Cardiolipina este un constituent al membranelor mitocondriale. În tabel. 29 rezumă datele privind structura principalelor glicerofosfolipide.

Printre acizii grași care alcătuiesc glicerofosfolipidele s-au găsit atât acizi grași saturați, cât și nesaturați (de obicei stearic, palmitic, oleic și linoleic).

De asemenea, sa stabilit că majoritatea fosfatidilcolinelor și fosfatidiletanolaminelor conțin un acid gras saturat superior esterificat la poziția 1 (la primul atom de carbon al glicerolului) și un acid gras superior nesaturat esterificat la poziția 2. Hidroliza fosfatidilcolinelor și fosfatidiletanolaminelor cu participarea unor fosfatidiletanolamine speciale. enzimele conținute, de exemplu, în veninul de cobra, care aparțin fosfolipazelor A 2, duce la eliminarea acizilor grași nesaturați și la formarea de lizofosfatidilcoline sau lizofosfatidiletanolamine, care au un puternic efect hemolitic.

sfingolipide

Glicolipidele

Lipide complexe care conțin grupări de carbohidrați în moleculă (adesea un reziduu de D-galactoză). Glicolipidele joacă un rol esențial în funcționarea membranelor biologice. Se găsesc predominant în țesutul cerebral, dar se găsesc și în celulele sanguine și în alte țesuturi. Există trei grupe principale de glicolipide:

  • cerebrozide
  • sulfatide
  • gangliozide

Cerebrozidele nu conțin nici acid fosforic, nici colină. Acestea includ hexoză (de obicei D-galactoză), care este legată de eter la gruparea hidroxil a aminoalcoolului sfingozină. În plus, cerebrozidul conține un acid gras. Dintre acești acizi grași, cei mai des întâlniți sunt acizii lignoceric, nervonic și cerebronic, adică acizii grași cu 24 de atomi de carbon. Structura cerebrozidelor poate fi reprezentată printr-o diagramă. Cerebrozidele pot fi, de asemenea, clasificate ca sfingolipide, deoarece conțin sfingozină alcoolică.

Cei mai studiati reprezentanți ai cerebrozidelor sunt nervon care conține acid nervonic, cerebron care conține acid cerebronic și kerazină care conține acid lignociric. Conținutul de cerebrozide este deosebit de ridicat în membranele celulelor nervoase (în teaca de mielină).

Sulfatidele diferă de cerebrozide prin faptul că conțin un reziduu de acid sulfuric în moleculă. Cu alte cuvinte, sulfatida este un sulfat cerebrozid în care sulfatul este esterificat la al treilea atom de carbon al hexozei. În creierul mamiferelor, sulfatidele, ca și cerebrozidele, se găsesc în substanța albă. Cu toate acestea, conținutul lor în creier este mult mai mic decât cel al cerebrozidelor.

La hidroliza gangliozidelor, pot fi detectați un acid gras mai mare, alcool sfingozin, D-glucoză și D-galactoză, precum și derivați ai aminozaharurilor: N-acetilglucozamină și acid N-acetilneuraminic. Acesta din urmă este sintetizat în organism din glucozamină.

Din punct de vedere structural, gangliozidele sunt în mare măsură asemănătoare cu cerebrozidele, singura diferență fiind că, în loc de un singur reziduu de galactoză, conțin o oligozaharidă complexă. Una dintre cele mai simple gangliozide este hematozidul izolat din stroma eritrocitelor (schemă)

Spre deosebire de cerebrozide și sulfatide, gangliozidele se găsesc predominant în substanța cenușie a creierului și sunt concentrate în membranele plasmatice ale celulelor nervoase și gliale.

Toate lipidele discutate mai sus sunt denumite în mod obișnuit saponificabile, deoarece săpunurile se formează în timpul hidrolizei lor. Cu toate acestea, există lipide care nu sunt hidrolizate pentru a elibera acizi grași. Aceste lipide includ steroizi.

Steroizii sunt compuși larg răspândiți în natură. Sunt derivați ai inelului ciclopentanperhidrofenantren care conține trei cicluri ciclohexan condensate și un inel ciclopentan. Steroizii includ numeroase substanțe de natură hormonală, precum și colesterol, acizi biliari și alți compuși.

În corpul uman, sterolii ocupă primul loc printre steroizi. Cel mai important reprezentant al sterolilor este colesterolul:

Conține o grupare hidroxil alcool la C3 și un lanț alifatic ramificat de opt atomi de carbon la C17. Gruparea hidroxil la C3 poate fi esterificată cu un acid gras superior; în acest caz, se formează esteri de colesterol (colesteride):

Colesterolul joacă rolul unui intermediar cheie în sinteza multor alți compuși. Membranele plasmatice ale multor celule animale sunt bogate în colesterol; intr-o cantitate semnificativ mai mica este continuta in membranele mitocondriilor si in reticulul endoplasmatic. Rețineți că nu există colesterol în plante. Plantele au alți steroli cunoscuți în mod colectiv sub numele de fitosteroli.

Substanțele asemănătoare grăsimilor lipidele sunt componente care participă la procesele vitale ale corpului uman. Există mai multe grupuri care îndeplinesc funcțiile de conducere ale organismului, cum ar fi formarea nivelurilor hormonale sau metabolismul. În acest articol vom descrie în detaliu ce este și ce rol joacă în procesele vieții.

Lipidele sunt compuși organici care includ grăsimi și alte substanțe asemănătoare grăsimilor. Ele sunt implicate activ în procesul de structură celulară și fac parte din membrane. Ele afectează capacitatea de transport a membranelor celulare, precum și activitatea enzimatică. Ele influențează crearea de legături intercelulare și diferite procese chimice din organism. Sunt insolubile în apă, dar se dizolvă în solvenți organici (cum ar fi benzina sau cloroformul). În plus, există specii care se dizolvă în grăsimi.

Această substanță poate fi de origine vegetală sau animală. Dacă vorbim despre plante, atunci majoritatea sunt în nuci și semințe. Originea animală este localizată în principal în țesutul subcutanat, nervos și cerebral.

Clasificarea lipidelor

Lipidele sunt prezente în aproape toate țesuturile corpului și în sânge. Mai jos există mai multe clasificări, le oferim pe cele mai comune, pe baza caracteristicilor structurii și compoziției. După structură, acestea sunt împărțite în 3 grupuri mari, care sunt împărțite în altele mai mici.

Primul grup este simplu. Acestea includ oxigen, hidrogen și carbon. Ele sunt împărțite în următoarele tipuri:

  1. alcooli grasi. Substanțe care conțin de la 1 la 3 grupări hidroxil.
  2. Acid gras. Se găsește în diferite uleiuri și grăsimi.
  3. aldehide grase. Molecula conține 12 atomi de carbon.
  4. Trigliceridele. Acestea sunt grăsimile care se depun în țesuturile subcutanate.
  5. Bazele sunt sfingozina. Sunt localizate în plasmă, plămâni, ficat și rinichi, se găsesc în țesuturile nervoase.
  6. Ceară. Aceștia sunt esteri ai acizilor grași și ai alcoolilor macromoleculari.
  7. Limitați hidrocarburile. Au exclusiv legături simple, în timp ce atomii de carbon sunt într-o stare de hibridizare.

Mulțumiri

Site-ul oferă informații de referință doar în scop informativ. Diagnosticul și tratamentul bolilor trebuie efectuate sub supravegherea unui specialist. Toate medicamentele au contraindicații. Este necesar un sfat de specialitate!

Ce sunt substanțele lipidice?

Lipidele sunt unul dintre grupele de compuși organici care au o importanță deosebită pentru organismele vii. În funcție de structura chimică, toate lipidele sunt împărțite în simple și complexe. O moleculă de lipide simplă este compusă din alcool și acizi biliari, în timp ce o lipidă complexă conține alți atomi sau compuși.

În general, lipidele sunt de mare importanță pentru oameni. Aceste substanțe sunt incluse într-o parte semnificativă a produselor alimentare, sunt utilizate în medicină și farmacie și joacă un rol important în multe industrii. Într-un organism viu, lipidele într-o formă sau alta fac parte din toate celulele. Din punct de vedere nutrițional, este o sursă foarte importantă de energie.

Care este diferența dintre lipide și grăsimi?

În principiu, termenul „lipide” provine din rădăcina greacă care înseamnă „grăsime”, cu toate acestea, aceste definiții au încă unele diferențe. Lipidele sunt un grup mai larg de substanțe, în timp ce doar anumite tipuri de lipide sunt înțelese ca grăsimi. Un sinonim pentru „grăsimi” sunt „trigliceridele”, care sunt obținute din combinația de alcool glicerol și acizi carboxilici. Atât lipidele în general, cât și trigliceridele în special joacă un rol semnificativ în procesele biologice.

Lipidele din corpul uman

Lipidele fac parte din aproape toate țesuturile corpului. Moleculele lor se află în orice celulă vie și viața este pur și simplu imposibilă fără aceste substanțe. Există multe lipide diferite găsite în corpul uman. Fiecare tip sau clasă a acestor compuși are propriile sale funcții. Multe procese biologice depind de aportul normal și de formarea lipidelor.

Din punct de vedere al biochimiei, lipidele sunt implicate în următoarele procese importante:

  • producerea de energie a organismului;
  • diviziune celulara;
  • transmiterea impulsurilor nervoase;
  • formarea componentelor sanguine, hormoni și alte substanțe importante;
  • protecția și fixarea unor organe interne;
  • diviziunea celulară, respirația etc.
Astfel, lipidele sunt compuși chimici vitali. O parte semnificativă a acestor substanțe intră în organism cu alimente. După aceea, componentele structurale ale lipidelor sunt absorbite de organism, iar celulele produc noi molecule de lipide.

Rolul biologic al lipidelor într-o celulă vie

Moleculele de lipide îndeplinesc un număr mare de funcții nu numai la scara întregului organism, ci și în fiecare celulă vie în mod individual. De fapt, o celulă este o unitate structurală a unui organism viu. Este asimilarea și sinteza ( educaţie) a anumitor substanţe. Unele dintre aceste substanțe sunt folosite pentru a menține viața celulei în sine, unele - pentru diviziunea celulară, altele - pentru nevoile altor celule și țesuturi.

Într-un organism viu, lipidele îndeplinesc următoarele funcții:

  • energie;
  • rezervă;
  • structural;
  • transport;
  • enzimatic;
  • depozitare;
  • semnal;
  • de reglementare.

funcția energetică

Funcția energetică a lipidelor este redusă la descompunerea lor în organism, timp în care se eliberează o cantitate mare de energie. Celulele vii au nevoie de această energie pentru a menține diferite procese ( respiratie, crestere, diviziune, sinteza de noi substante). Lipidele intră în celulă cu fluxul sanguin și se depun în interior ( în citoplasmă) sub formă de mici picături de grăsime. Dacă este necesar, aceste molecule sunt descompuse, iar celula primește energie.

Rezervă ( depozitare) funcție

Funcția de rezervă este strâns legată de cea energetică. Sub formă de grăsimi din interiorul celulelor, energia poate fi stocată „în rezervă” și eliberată la nevoie. Celulele speciale, adipocitele, sunt responsabile de acumularea de grăsimi. Majoritatea volumului lor este ocupat de o picătură mare de grăsime. Din adipocite este format țesutul adipos din organism. Cele mai mari rezerve de țesut adipos se află în grăsimea subcutanată, epiploonul mai mare și mai mic ( în cavitatea abdominală). Cu înfometarea prelungită, țesutul adipos se dezintegrează treptat, deoarece rezervele de lipide sunt folosite pentru energie.

De asemenea, țesutul adipos depus în grăsimea subcutanată asigură izolarea termică. Țesuturile bogate în lipide conduc în general mai rău căldura. Acest lucru permite corpului să mențină o temperatură constantă a corpului și să nu se răcească sau să se supraîncălzească atât de repede în diferite condiții de mediu.

Funcții structurale și de barieră ( lipide membranare)

Lipidele joacă un rol important în structura celulelor vii. În corpul uman, aceste substanțe formează un strat dublu special care formează peretele celular. Datorită acestui fapt, o celulă vie își poate îndeplini funcțiile și poate regla metabolismul cu mediul extern. Lipidele care alcătuiesc membrana celulară ajută, de asemenea, la păstrarea formei celulei.

De ce monomerii lipidici formează un strat dublu ( dublu strat)?

Monomerii sunt substanțe chimice ( în acest caz, molecule), care sunt capabili, atunci când sunt combinate, să formeze compuși mai complecși. Peretele celular este format dintr-un strat dublu ( dublu strat) lipide. Fiecare moleculă care formează acest perete are două părți - hidrofobe ( nu in contact cu apa) și hidrofil ( in contact cu apa). Stratul dublu se obține datorită faptului că moleculele de lipide sunt desfășurate de părți hidrofile în interiorul celulei și în exterior. Părțile hidrofobe sunt practic în contact, ele fiind situate între cele două straturi. În grosimea stratului dublu lipidic pot fi localizate și alte molecule ( proteine, carbohidrați, structuri moleculare complexe), care reglează trecerea substanțelor prin peretele celular.

functia de transport

Funcția de transport a lipidelor are o importanță secundară în organism. Se realizează doar prin unele conexiuni. De exemplu, lipoproteinele, formate din lipide și proteine, transportă anumite substanțe din sânge de la un organ la altul. Cu toate acestea, această funcție este rar distinsă, neconsiderând că este cea principală pentru aceste substanțe.

Funcția enzimatică

În principiu, lipidele nu fac parte din enzimele implicate în descompunerea altor substanțe. Cu toate acestea, fără lipide, celulele organelor nu vor putea sintetiza enzime, produsul final al vieții. În plus, anumite lipide joacă un rol semnificativ în absorbția grăsimilor alimentare. Bila conține cantități semnificative de fosfolipide și colesterol. Ele neutralizează excesul de enzime pancreatice și le împiedică să afecteze celulele intestinale. De asemenea, se dizolvă în bilă emulsionare) lipide exogene din alimente. Astfel, lipidele joacă un rol imens în digestie și ajută la funcționarea altor enzime, deși nu sunt enzime în sine.

Funcția semnal

O parte din lipidele complexe îndeplinește o funcție de semnalizare în organism. Constă în menținerea diverselor procese. De exemplu, glicolipidele din celulele nervoase sunt implicate în transmiterea unui impuls nervos de la o celulă nervoasă la alta. În plus, semnalele din interiorul celulei în sine sunt de mare importanță. Ea trebuie să „recunoaște” substanțele care vin din sânge pentru a le transporta înăuntru.

Funcția de reglementare

Funcția de reglare a lipidelor din organism este secundară. Lipidele din sânge în sine au un efect redus asupra cursului diferitelor procese. Cu toate acestea, ele fac parte din alte substanțe care sunt de mare importanță în reglarea acestor procese. În primul rând, aceștia sunt hormoni steroizi ( suprarenale și hormoni sexuali). Ele joacă un rol important în metabolismul, creșterea și dezvoltarea organismului, funcția de reproducere și afectează funcționarea sistemului imunitar. Lipidele fac, de asemenea, parte din prostaglandine. Aceste substanțe sunt produse în timpul proceselor inflamatorii și afectează unele procese din sistemul nervos ( de exemplu, percepția durerii).

Astfel, lipidele în sine nu îndeplinesc o funcție de reglare, dar deficiența lor poate afecta multe procese din organism.

Biochimia lipidelor și relația lor cu alte substanțe ( proteine, carbohidrați, ATP, acizi nucleici, aminoacizi, steroizi)

Metabolismul lipidelor este strâns legat de metabolismul altor substanțe din organism. În primul rând, această legătură poate fi urmărită în alimentația umană. Orice aliment este format din proteine, carbohidrati si lipide, care trebuie ingerate in anumite proportii. În acest caz, o persoană va primi atât suficientă energie, cât și suficiente elemente structurale. In caz contrar ( de exemplu, cu o lipsă de lipide) proteinele și carbohidrații vor fi descompuse pentru a produce energie.

Lipidele sunt, de asemenea, într-o oarecare măsură asociate cu metabolismul următoarelor substanțe:

  • Acid adenozin trifosforic ( ATP). ATP este un fel de unitate de energie în interiorul celulei. Când lipidele sunt descompuse, o parte din energie este destinată producerii de molecule de ATP, iar aceste molecule iau parte la toate procesele intracelulare ( transportul de substante, diviziunea celulara, neutralizarea toxinelor etc.).
  • Acizi nucleici. Acizii nucleici sunt elementele de bază ale ADN-ului și se găsesc în nucleele celulelor vii. Energia generată în timpul descompunerii grăsimilor merge parțial în diviziunea celulară. În timpul diviziunii, din acizi nucleici se formează noi catene de ADN.
  • Aminoacizi. Aminoacizii sunt componentele structurale ale proteinelor. În combinație cu lipidele, ele formează complexe complexe, lipoproteine, care sunt responsabile de transportul substanțelor în organism.
  • Steroizi. Steroizii sunt un tip de hormon care conține o cantitate semnificativă de lipide. Cu o absorbție slabă a lipidelor din alimente, pacientul poate începe probleme cu sistemul endocrin.
Astfel, metabolismul lipidelor din organism, în orice caz, trebuie luat în considerare în combinație, din punctul de vedere al relației cu alte substanțe.

Digestia și absorbția lipidelor ( metabolism, metabolism)

Digestia și absorbția lipidelor este primul pas în metabolismul acestor substanțe. Cea mai mare parte a lipidelor intră în organism cu alimente. În cavitatea bucală, alimentele sunt zdrobite și amestecate cu saliva. Apoi, nodul intră în stomac, unde legăturile chimice sunt parțial distruse prin acțiunea acidului clorhidric. De asemenea, unele legături chimice din lipide sunt distruse prin acțiunea enzimei lipaze, conținută în salivă.

Lipidele sunt insolubile în apă, deci nu sunt digerate imediat de enzimele din duoden. În primul rând, are loc așa-numita emulsionare a grăsimilor. După aceea, legăturile chimice sunt scindate sub acțiunea lipazei venite din pancreas. În principiu, pentru fiecare tip de lipidă, acum este definită propria sa enzimă, care este responsabilă de descompunerea și asimilarea acestei substanțe. De exemplu, fosfolipaza descompune fosfolipidele, colesterol esteraza descompune compușii colesterolului etc. Toate aceste enzime sunt conținute în sucul pancreatic într-o cantitate sau alta.

Fragmentele divizate de lipide sunt absorbite individual de celulele intestinului subțire. În general, digestia grăsimilor este un proces foarte complex, care este reglat de mulți hormoni și substanțe asemănătoare hormonilor.

Ce este emulsionarea lipidelor?

Emulsionarea este dizolvarea incompletă a substanțelor grase în apă. În bolusul alimentar care intră în duoden, grăsimile sunt conținute sub formă de picături mari. Acest lucru previne interacțiunea lor cu enzimele. În procesul de emulsionare, picăturile mari de grăsime sunt „zdrobite” în picături mai mici. Ca urmare, zona de contact dintre picăturile de grăsime și substanțele solubile în apă din jur crește, iar descompunerea lipidelor devine posibilă.

Procesul de emulsionare a lipidelor în sistemul digestiv are loc în mai multe etape:

  • În prima etapă, ficatul produce bilă, care va emulsiona grăsimile. Conține săruri de colesterol și fosfolipide, care interacționează cu lipidele și contribuie la „zdrobirea” acestora în picături mici.
  • Bila secretată de ficat se acumulează în vezica biliară. Aici este concentrat și eliberat la nevoie.
  • Când se consumă alimente grase, mușchii netezi ai vezicii biliare primesc un semnal de contractare. Ca rezultat, o porțiune de bilă este secretată prin canalele biliare în duoden.
  • În duoden, grăsimile sunt de fapt emulsionate și interacționează cu enzimele pancreatice. Contractiile peretilor intestinului subtire contribuie la acest proces prin „amestecarea” continutului.
Unii oameni pot avea probleme cu absorbția grăsimilor după ce li s-a îndepărtat vezica biliară. Bila intră în duoden continuu, direct din ficat, și nu este suficientă pentru a emulsiona toate lipidele dacă se mănâncă prea mult.

Enzime pentru scindarea lipidelor

Pentru digestia fiecărei substanțe din organism există enzime. Sarcina lor este de a rupe legăturile chimice dintre molecule ( sau între atomi în molecule) astfel încât nutrienții să poată fi absorbiți corespunzător de organism. Diferite enzime sunt responsabile pentru descompunerea diferitelor lipide. Majoritatea se găsesc în sucul secretat de pancreas.

Următoarele grupuri de enzime sunt responsabile de descompunerea lipidelor:

  • lipaze;
  • fosfolipaze;
  • colesterol esterază etc.

Ce vitamine și hormoni sunt implicați în reglarea lipidelor?

Nivelul majorității lipidelor din sângele uman este relativ constant. Poate fluctua în anumite limite. Depinde de procesele biologice care au loc în organismul însuși și de o serie de factori externi. Reglarea nivelului lipidelor din sânge este un proces biologic complex care implică multe organe și substanțe diferite.

Următoarele substanțe joacă cel mai mare rol în asimilarea și menținerea unui nivel constant de lipide:

  • Enzime. O serie de enzime pancreatice sunt implicate în descompunerea lipidelor care intră în organism cu alimente. Cu lipsa acestor enzime, nivelul lipidelor din sânge poate scădea, deoarece aceste substanțe pur și simplu nu vor fi absorbite în intestine.
  • Acizii biliari și sărurile lor. Bila conține acizi biliari și o serie de compuși ai acestora, care contribuie la emulsionarea lipidelor. Fără aceste substanțe, absorbția normală a lipidelor este, de asemenea, imposibilă.
  • Vitamine. Vitaminele au un efect complex de întărire asupra organismului și afectează direct sau indirect și metabolismul lipidic. De exemplu, cu lipsa vitaminei A, regenerarea celulară în mucoasele se deteriorează, iar digestia substanțelor din intestin încetinește și ea.
  • enzime intracelulare. Celulele epiteliului intestinal conțin enzime care, după absorbția acizilor grași, îi transformă în forme de transport și le direcționează în fluxul sanguin.
  • Hormonii. O serie de hormoni afectează metabolismul în general. De exemplu, nivelurile ridicate de insulină pot afecta foarte mult nivelul lipidelor din sânge. De aceea, pentru pacienții cu diabet, unele norme au fost revizuite. Hormonii tiroidieni, hormonii glucocorticoizi sau norepinefrina pot stimula descompunerea țesutului adipos pentru a elibera energie.
Astfel, menținerea unui nivel normal de lipide în sânge este un proces foarte complex, care este afectat direct sau indirect de diverși hormoni, vitamine și alte substanțe. În procesul de diagnosticare, medicul trebuie să determine în ce stadiu a fost încălcat acest proces.

Biosinteza ( educaţie) și hidroliza ( descompunere) lipidele din organism ( anabolism și catabolism)

Metabolismul este totalitatea proceselor metabolice din organism. Toate procesele metabolice pot fi împărțite în catabolice și anabolice. Procesele catabolice includ descompunerea și descompunerea substanțelor. În ceea ce privește lipidele, aceasta se caracterizează prin hidroliza lor ( se descompun în substanțe mai simple) în tractul gastrointestinal. Anabolismul combină reacții biochimice care vizează formarea de substanțe noi, mai complexe.

Biosinteza lipidelor are loc în următoarele țesuturi și celule:

  • Celulele epiteliului intestinal. Absorbția acizilor grași, a colesterolului și a altor lipide are loc în peretele intestinal. Imediat după aceasta, în aceleași celule se formează noi forme de transport ale lipidelor, care intră în sângele venos și sunt trimise la ficat.
  • Celulele hepatice.În celulele hepatice, unele dintre formele de transport ale lipidelor se vor descompune și din acestea sunt sintetizate noi substanțe. De exemplu, aici se formează compuși de colesterol și fosfolipide, care sunt apoi excretați în bilă și contribuie la digestia normală.
  • Celulele altor organe. O parte din lipide intră împreună cu sângele în alte organe și țesuturi. În funcție de tipul de celule, lipidele sunt transformate în anumite tipuri de compuși. Toate celulele, într-un fel sau altul, sintetizează lipide pentru a forma un perete celular ( dublu strat lipidic). În glandele suprarenale și gonade, hormonii steroizi sunt sintetizați dintr-o parte din lipide.
Combinația proceselor de mai sus este metabolismul lipidelor din corpul uman.

Resinteza lipidelor în ficat și alte organe

Resinteza este procesul de formare a anumitor substanțe din altele mai simple care au fost asimilate anterior. În organism, acest proces are loc în mediul intern al unor celule. Resinteza este necesară pentru ca țesuturile și organele să primească toate tipurile de lipide necesare, și nu doar cele care au fost consumate cu alimente. Lipidele resintetizate sunt numite endogene. Pentru formarea lor, organismul cheltuiește energie.

În prima etapă, resinteza lipidelor are loc în pereții intestinali. Aici, acizii grași care vin cu alimente sunt transformați în forme de transport care vor merge împreună cu sângele către ficat și alte organe. O parte din lipidele resintetizate vor fi livrate către țesuturi, în timp ce cealaltă parte va forma substanțele necesare activității vitale ( lipoproteine, bilă, hormoni etc.), excesul este transformat în țesut adipos și depozitat „în rezervă”.

Sunt lipidele parte din creier?

Lipidele sunt o componentă foarte importantă a celulelor nervoase nu numai în creier, ci și în întreg sistemul nervos. După cum știți, celulele nervoase controlează diferite procese din organism prin transmiterea impulsurilor nervoase. În același timp, toate căile nervoase sunt „izolate” unele de altele, astfel încât impulsul să ajungă la anumite celule și să nu afecteze alte căi nervoase. Această „izolare” este posibilă datorită tecii de mielină a celulelor nervoase. Mielina, care previne propagarea haotică a impulsurilor, are aproximativ 75% lipide. Ca și în membranele celulare, aici formează un strat dublu ( dublu strat), care este înfășurat de mai multe ori în jurul celulei nervoase.

Compoziția tecii de mielină din sistemul nervos include următoarele lipide:

  • fosfolipide;
  • colesterol;
  • galactolipide;
  • glicolipidele.
Problemele neurologice sunt posibile în unele tulburări congenitale ale formării lipidelor. Acest lucru se datorează tocmai subțierii sau întreruperii tecii de mielină.

hormoni lipidici

Lipidele joacă un rol structural important, inclusiv fiind prezente în structura multor hormoni. Hormonii care conțin acizi grași se numesc hormoni steroizi. În organism, ele sunt produse de gonade și glandele suprarenale. Unele dintre ele sunt prezente și în celulele țesutului adipos. Hormonii steroizi sunt implicați în reglarea multor procese vitale. Dezechilibrul lor poate afecta greutatea corporală, capacitatea de a concepe un copil, dezvoltarea oricăror procese inflamatorii și funcționarea sistemului imunitar. Cheia producției normale de hormoni steroizi este un aport echilibrat de lipide.

Lipidele fac parte din următorii hormoni vitali:

  • corticosteroizi ( cortizol, aldosteron, hidrocortizon etc.);
  • hormoni sexuali masculini - androgeni ( androstenedionă, dihidrotestosteron etc.);
  • hormoni sexuali feminini - estrogen estriol, estradiol etc.).
Astfel, lipsa anumitor acizi grași din alimente poate afecta grav funcționarea sistemului endocrin.

Rolul lipidelor pentru piele și păr

Lipidele sunt de mare importanță pentru sănătatea pielii și a anexelor acesteia ( par si unghii). Pielea contine asa-numitele glande sebacee, care secreta la suprafata o anumita cantitate de secretie bogata in grasimi. Această substanță îndeplinește multe funcții utile.

Pentru păr și piele, lipidele sunt importante din următoarele motive:

  • o parte semnificativă a substanței părului este formată din lipide complexe;
  • celulele pielii se schimbă rapid, iar lipidele sunt importante ca resursă energetică;
  • secret ( substanta excretata a) glandele sebacee hidratează pielea;
  • datorită grăsimilor, se menține elasticitatea, elasticitatea și netezimea pielii;
  • o cantitate mică de lipide pe suprafața părului le oferă o strălucire sănătoasă;
  • Stratul lipidic de pe suprafața pielii o protejează de efectele agresive ale factorilor externi ( frig, razele solare, microbi la suprafata pielii etc.).
În celulele pielii, precum și în foliculii de păr, lipidele vin cu sânge. Astfel, alimentația normală asigură pielea și părul sănătoși. Utilizarea de șampoane și creme care conțin lipide ( în special acizii grași esențiali) este de asemenea importantă, deoarece unele dintre aceste substanțe vor fi absorbite de la suprafața celulelor.

Clasificarea lipidelor

În biologie și chimie, există destul de multe clasificări diferite ale lipidelor. Principala este clasificarea chimică, conform căreia lipidele sunt împărțite în funcție de structura lor. Din acest punct de vedere, toate lipidele pot fi împărțite în simple ( format numai din oxigen, hidrogen și atomi de carbon) și complex ( conţinând cel puţin un atom de alte elemente). Fiecare dintre aceste grupuri are subgrupuri corespunzătoare. Această clasificare este cea mai convenabilă, deoarece reflectă nu numai structura chimică a substanțelor, ci și determină parțial proprietățile chimice.

Biologia și medicina au propriile lor clasificări suplimentare folosind alte criterii.

Lipide exogene și endogene

Toate lipidele din corpul uman pot fi împărțite în două grupuri mari - exogene și endogene. Prima grupă include toate substanțele care intră în organism din mediul extern. Cea mai mare cantitate de lipide exogene intră în organism cu alimente, dar există și alte moduri. De exemplu, atunci când se utilizează diverse produse cosmetice sau medicamente, organismul poate primi și unele lipide. Acțiunea lor va fi preponderent locală.

După ce intră în organism, toate lipidele exogene sunt descompuse și absorbite de celulele vii. Aici, din componentele lor structurale, se vor forma alți compuși lipidici de care organismul are nevoie. Aceste lipide, sintetizate de propriile celule, se numesc endogene. Ele pot avea o structură și o funcție complet diferite, dar constau din aceleași „componente structurale” care au intrat în organism cu lipide exogene. De aceea, cu lipsa anumitor tipuri de grăsimi din alimente, se pot dezvolta diverse boli. O parte din componentele lipidelor complexe nu pot fi sintetizate de către organism pe cont propriu, ceea ce afectează cursul anumitor procese biologice.

Acid gras

Acizii grași sunt o clasă de compuși organici care fac parte structurală a lipidelor. În funcție de ce acizi grași sunt incluși în compoziția lipidei, proprietățile acestei substanțe se pot schimba. De exemplu, trigliceridele, cea mai importantă sursă de energie pentru corpul uman, sunt derivați ai alcoolului glicerol și ai mai multor acizi grași.

În natură, acizii grași se găsesc într-o varietate de substanțe - de la ulei la uleiuri vegetale. Ele intră în corpul uman în principal cu alimente. Fiecare acid este o componentă structurală pentru anumite celule, enzime sau compuși. După absorbție, organismul îl transformă și îl folosește în diferite procese biologice.

Cele mai importante surse de acizi grași pentru oameni sunt:

  • grăsimi animale;
  • grăsimi vegetale;
  • uleiuri tropicale ( citrice, palmier etc.);
  • grăsimi pentru industria alimentară margarina etc.).
În corpul uman, acizii grași pot fi stocați în țesutul adipos sub formă de trigliceride sau pot circula în sânge. Se găsesc în sânge atât sub formă liberă, cât și sub formă de compuși ( diferite fracții de lipoproteine).

Acizi grași saturați și nesaturați

Toți acizii grași sunt împărțiți în saturați și nesaturați în funcție de structura lor chimică. Acizii saturați sunt mai puțin benefici pentru organism, iar unii dintre ei sunt chiar nocivi. Acest lucru se datorează faptului că nu există legături duble în molecula acestor substanțe. Aceștia sunt compuși stabili din punct de vedere chimic și sunt mai puțin absorbiți de organism. S-a dovedit acum că unii acizi grași saturați sunt asociați cu dezvoltarea aterosclerozei.

Acizii grași nesaturați sunt împărțiți în două mari grupe:

  • mononesaturate. Acești acizi au o legătură dublă în structura lor și sunt astfel mai activi. Se crede că consumul lor poate scădea nivelul colesterolului și poate preveni dezvoltarea aterosclerozei. Cea mai mare cantitate de acizi grași mononesaturați se găsește într-un număr de plante ( avocado, masline, fistic, alune) și, în consecință, în uleiurile obținute din aceste plante.
  • Polinesaturate. Acizii grași polinesaturați au mai multe legături duble în structura lor. O caracteristică distinctivă a acestor substanțe este că organismul uman nu este capabil să le sintetizeze. Cu alte cuvinte, dacă acizii grași polinesaturați nu sunt furnizați organismului cu alimente, în timp acest lucru va duce inevitabil la anumite tulburări. Cele mai bune surse ale acestor acizi sunt fructele de mare, uleiurile de soia și de in, semințele de susan, semințele de mac, germeni de grâu etc.

Fosfolipide

Fosfolipidele sunt lipide complexe care conțin un reziduu de acid fosforic în compoziția lor. Aceste substanțe, împreună cu colesterolul, sunt componenta principală a membranelor celulare. De asemenea, aceste substante sunt implicate in transportul altor lipide in organism. Din punct de vedere medical, fosfolipidele pot juca și un rol de semnalizare. De exemplu, fac parte din bilă, deoarece contribuie la emulsionare ( dizolvare) alte grăsimi. În funcție de substanța care se află mai mult în bilă, colesterol sau fosfolipide, este posibil să se determine riscul de apariție a colelitiază.

Glicerina și trigliceridele

Din punct de vedere chimic, glicerolul nu este o lipidă, dar este o componentă structurală importantă a trigliceridelor. Acesta este un grup de lipide care joacă un rol important în corpul uman. Funcția cea mai importantă a acestor substanțe este furnizarea de energie. Trigliceridele care intră în organism cu alimente sunt descompuse în glicerol și acizi grași. Ca urmare, este eliberată o cantitate foarte mare de energie, care merge la munca mușchilor ( mușchii scheletici, mușchii inimii etc.).

Țesutul adipos din corpul uman este reprezentat în principal de trigliceride. Majoritatea acestor substanțe, înainte de a fi depozitate în țesutul adipos, suferă unele transformări chimice în ficat.

Beta lipide

Lipidele beta sunt uneori denumite lipoproteine ​​beta. Dualitatea numelui este explicată prin diferențele de clasificări. Aceasta este una dintre fracțiile de lipoproteine ​​din organism, care joacă un rol important în dezvoltarea anumitor patologii. În primul rând, vorbim despre ateroscleroză. Beta-lipoproteinele transportă colesterolul de la o celulă la alta, dar datorită caracteristicilor structurale ale moleculelor, acest colesterol deseori „se blochează” în pereții vaselor de sânge, formând plăci aterosclerotice și împiedicând fluxul sanguin normal. Înainte de utilizare, trebuie să consultați un specialist.

Carbohidrați- compuși organici, a căror compoziție în majoritatea cazurilor este exprimată prin formula generală C n(H2O) m (nși m≥ 4). Carbohidrații sunt împărțiți în monozaharide, oligozaharide și polizaharide.

Monozaharide- carbohidrații simpli, în funcție de numărul de atomi de carbon, se împart în trioze (3), tetroze (4), pentoze (5), hexoze (6) și heptoze (7 atomi). Cele mai frecvente sunt pentozele și hexozele. Proprietățile monozaharidelor- usor solubil in apa, se cristalizeaza, au gust dulce, se poate prezenta sub forma de izomeri α- sau β.

Riboză și dezoxiriboză aparțin grupului pentozelor, fac parte din nucleotidele ARN și ADN, ribonucleozide trifosfați și dezoxiribonucleozide trifosfați etc. Deoxiriboza (C 5 H 10 O 4) diferă de riboză (C 5 H 10 O 5) prin faptul că are hidrogen atom de la al doilea atom de carbon, nu o grupare hidroxil precum riboza.

Glucoză sau zahăr din struguri(C 6 H 12 O 6), aparține grupului de hexoze, poate exista sub formă de α-glucoză sau β-glucoză. Diferența dintre acești izomeri spațiali este că la primul atom de carbon din α-glucoză gruparea hidroxil este situată sub planul inelului, în timp ce în β-glucoză este deasupra planului.

Glucoza este:

  1. una dintre cele mai comune monozaharide,
  2. cea mai importantă sursă de energie pentru toate tipurile de muncă care au loc în celulă (această energie este eliberată în timpul oxidării glucozei în timpul respirației),
  3. monomer al multor oligozaharide și polizaharide,
  4. o componentă esențială a sângelui.

Fructoză sau zahăr din fructe, aparține grupului de hexoze, mai dulci decât glucoza, găsite sub formă liberă în miere (mai mult de 50%) și fructe. Este un monomer al multor oligozaharide și polizaharide.

Oligozaharide- carbohidrați formați ca urmare a unei reacții de condensare între mai multe (de la două până la zece) molecule de monozaharide. In functie de numarul de reziduuri de monozaharide se disting dizaharide, trizaharide etc.. cele mai frecvente sunt dizaharidele. Proprietățile oligozaharidelor- se dizolva in apa, se cristalizeaza, gustul dulce scade pe masura ce creste numarul de reziduuri de monozaharide. Legătura formată între două monozaharide se numește glicozidic.

Zaharoză sau zahăr din trestie sau sfeclă, este o dizaharidă formată din reziduuri de glucoză și fructoză. Se găsește în țesuturile vegetale. Este un produs alimentar (denumire comună - zahăr). În industrie, zaharoza este produsă din trestie de zahăr (tulpinile conțin 10-18%) sau sfeclă de zahăr (rădăcinile conțin până la 20% zaharoză).

Maltoză sau zahăr de malț, este o dizaharidă formată din două resturi de glucoză. Prezent în semințele germinative ale cerealelor.

Lactoză sau zahăr din lapte, este o dizaharidă formată din reziduuri de glucoză și galactoză. Prezent în laptele tuturor mamiferelor (2-8,5%).

Polizaharide- sunt carbohidrați formați ca urmare a reacției de policondensare a unei multitudini (câteva zeci sau mai multe) de molecule de monozaharide. Proprietățile polizaharidelor- nu se dizolva sau se dizolva prost in apa, nu formeaza cristale clar formate, nu au gust dulce.

Amidon(C6H10O5) n este un polimer al cărui monomer este α-glucoza. Lanțurile polimerice de amidon conțin secțiuni ramificate (amilopectină, legături 1,6-glicozidice) și neramificate (amiloză, legături 1,4-glicozidice). Amidonul este principalul carbohidrat de rezervă al plantelor, este unul dintre produsele fotosintezei, se acumulează în semințe, tuberculi, rizomi, bulbi. Conținutul de amidon din boabele de orez este de până la 86%, grâu - până la 75%, porumb - până la 72%, în tuberculii de cartofi - până la 25%. Amidonul este principalul carbohidrat hrana umana (enzima digestiva - amilaza).

Glicogen(C6H10O5) n- un polimer, al cărui monomer este și α-glucoză. Lanțurile polimerice de glicogen seamănă cu secțiunile de amilopectină ale amidonului, dar spre deosebire de acestea, se ramifică și mai puternic. Glicogenul este principalul carbohidrat de rezervă al animalelor, în special al oamenilor. Se acumulează în ficat (conținut - până la 20%) și mușchi (până la 4%), este o sursă de glucoză.

(C6H10O5) n este un polimer al cărui monomer este β-glucoza. Lanțurile polimerice de celuloză nu se ramifică (legături β-1,4-glicozidice). Principala polizaharidă structurală a pereților celulelor vegetale. Conținutul de celuloză în lemn este de până la 50%, în fibrele semințelor de bumbac - până la 98%. Celuloza nu este descompusă de sucurile digestive umane, deoarece. îi lipsește enzima celulaza, care rupe legăturile dintre β-glucoze.

inulină este un polimer al cărui monomer este fructoza. Rezervă de carbohidrați a plantelor din familia Compositae.

Glicolipidele- substante complexe formate ca urmare a combinarii carbohidratilor si lipidelor.

Glicoproteine- substante complexe formate ca urmare a combinarii carbohidratilor si proteinelor.

Funcțiile carbohidraților

Structura și funcția lipidelor

Lipidele nu au o singură caracteristică chimică. În majoritatea beneficiilor, dăruirea determinarea lipidelor, ei spun că acesta este un grup combinat de compuși organici insolubili în apă care pot fi extrași din celulă cu solvenți organici - eter, cloroform și benzen. Lipidele pot fi împărțite în simple și complexe.

Lipide simpleîn majoritatea sunt esteri ai acizilor grași superiori și alcool trihidroxilic glicerol - trigliceride. Acid gras au: 1) aceeași grupare pentru toți acizii - o grupare carboxil (-COOH) și 2) un radical prin care se deosebesc unul de celălalt. Radicalul este un lanț de diferite numere (de la 14 la 22) grupări -CH 2 -. Uneori radicalul acid gras conține una sau mai multe duble legături (-CH=CH-), cum ar fi acidul gras este numit nesaturat. Dacă un acid gras nu are legături duble, se numește bogat. În formarea trigliceridelor, fiecare dintre cele trei grupări hidroxil ale glicerolului suferă o reacție de condensare cu un acid gras pentru a forma trei legături esterice.

Dacă trigliceridele sunt dominate de acizi grași saturați, apoi la 20°C sunt solide; ei sunt numiti, cunoscuti grăsimi, sunt caracteristice celulelor animale. Dacă trigliceridele sunt dominate de acizi grași nesaturați, apoi la 20 °C sunt lichide; ei sunt numiti, cunoscuti uleiuri, sunt caracteristice celulelor vegetale.

1 - trigliceride; 2 - legatura esterica; 3 - acid gras nesaturat;
4 - cap hidrofil; 5 - coada hidrofoba.

Densitatea trigliceridelor este mai mică decât cea a apei, astfel încât acestea plutesc în apă, sunt la suprafața acesteia.

Lipidele simple includ, de asemenea ceară- esteri ai acizilor grași superiori și alcoolilor macromoleculari (de obicei cu un număr par de atomi de carbon).

Lipide complexe. Acestea includ fosfolipide, glicolipide, lipoproteine ​​etc.

Fosfolipide- trigliceride în care un rest de acid gras este înlocuit cu un rest de acid fosforic. Ele participă la formarea membranelor celulare.

Glicolipidele- Vezi deasupra.

Lipoproteine- substante complexe formate ca urmare a combinatiei de lipide si proteine.

Lipoidele- substanțe asemănătoare grăsimilor. Acestea includ carotenoizi (pigmenți fotosintetici), hormoni steroizi (hormoni sexuali, mineralocorticoizi, glucocorticoizi), gibereline (substanțe de creștere a plantelor), vitamine liposolubile (A, D, E, K), colesterol, camfor etc.

Funcțiile lipidelor

Funcţie Exemple și explicații
Energie Funcția principală a trigliceridelor. La scindarea a 1 g de lipide, se eliberează 38,9 kJ.
Structural Fosfolipidele, glicolipidele și lipoproteinele sunt implicate în formarea membranelor celulare.
rezervă Grăsimile și uleiurile sunt o substanță alimentară de rezervă la animale și plante. Important pentru animalele care hibernează în timpul sezonului rece sau fac tranziții lungi prin zone în care nu există surse de hrană.

Uleiurile din semințe de plante sunt necesare pentru a furniza energie răsadului.
De protecţie Straturile de grăsime și capsule grase asigură absorbția șocurilor organelor interne.

Straturile de ceară sunt folosite ca acoperire hidrofugă la plante și animale.
Izolație termică Țesutul gras subcutanat împiedică scurgerea căldurii în spațiul înconjurător. Important pentru mamiferele acvatice sau mamiferele care trăiesc în climă rece.
de reglementare Giberelinele reglează creșterea plantelor.

Hormonul sexual testosteronul este responsabil pentru dezvoltarea caracteristicilor sexuale secundare masculine.

Hormonul sexual estrogenul este responsabil pentru dezvoltarea caracteristicilor sexuale secundare feminine și reglează ciclul menstrual.

Mineralocorticoizii (aldosteron, etc.) controlează metabolismul apă-sare.

Glucocorticoizii (cortizol, etc.) sunt implicați în reglarea metabolismului carbohidraților și proteinelor.
Sursa de apă metabolică Când 1 kg de grăsime este oxidat, se eliberează 1,1 kg de apă. Important pentru locuitorii deșertului.
catalitic Vitaminele liposolubile A, D, E, K sunt cofactori enzimatici, adică. de la sine, aceste vitamine nu au activitate catalitică, dar fără ele, enzimele nu își pot îndeplini funcțiile.

    Mergi la cursurile numarul 1"Introducere. Elementele chimice ale celulei. Apă și alți compuși anorganici"

    Mergi la cursurile №3„Structura și funcția proteinelor. Enzime»

Materie organică solubilă în solvenți organici; conform unei definitii chimice stricte, este o molecula hidrofoba sau amfifila obtinuta prin condensarea tioeterilor sau izoprenilor.

YouTube enciclopedic

    1 / 5

    ✪ Lipidele și rolul lor în viața celulei. Lecție video de biologie, clasa a 10-a

    ✪ Lipide | Biologie nota 10 #7 | lecție de informații

    ✪ Lipide (video 11) | Macromolecule | Biologie

    ✪ 04. Clasificarea lipidelor

    ✪ Lipide. Film educativ în chimie.

    Subtitrări

Limitele definirii

Definiția folosită anterior a lipidelor ca grup de compuși organici care sunt foarte solubili în solvenți organici nepolari (benzen, acetonă, cloroform) și practic insolubili în apă este prea vagă. În primul rând, o astfel de definiție, în loc de o descriere clară a clasei de compuși chimici, vorbește numai despre proprietăți fizice. În al doilea rând, se cunosc în prezent un număr suficient de compuși insolubili în solvenți nepolari sau, dimpotrivă, foarte solubili în apă, care, totuși, sunt clasificați ca lipide. În chimia organică modernă, definiția termenului „lipide” se bazează pe relația de biosinteză a acestor compuși - lipidele includ acizii grași și derivații acestora. În același timp, în biochimie și în alte ramuri ale biologiei, este încă obișnuit să se facă referire la lipide ca substanțe hidrofobe sau amfifile de natură chimică diferită. Această definiție permite includerea colesterolului, care cu greu poate fi considerat un derivat al unui acid gras.

Descriere

Lipidele sunt una dintre cele mai importante clase de molecule complexe prezente în celulele și țesuturile animale. Lipidele îndeplinesc o mare varietate de funcții: furnizează energie proceselor celulare, formează membrane celulare, participă la semnalizarea intercelulară și intracelulară. Lipidele servesc ca precursori pentru hormoni steroizi, acizi biliari, prostaglandine și fosfoinozitide. Sângele conține componente individuale de lipide (acizi grași saturați, acizi grași mononesaturați și acizi grași polinesaturați), trigliceride, colesterol, esteri de colesterol și fosfolipide. Toate aceste substanțe sunt insolubile în apă, astfel încât organismul are un sistem complex de transport al lipidelor. Acizii grași liberi (neesterificați) sunt transportați în sânge ca complexe cu albumina. Trigliceridele, colesterolul și fosfolipidele sunt transportate sub formă de lipoproteine ​​solubile în apă. Unele lipide sunt folosite pentru a crea nanoparticule, cum ar fi lipozomii. Membrana lipozomilor este formată din fosfolipide naturale, ceea ce determină numeroasele lor calități atractive. Sunt netoxice, biodegradabile, în anumite condiții pot fi absorbite de celule, ceea ce duce la livrarea intracelulară a conținutului lor. Lipozomii sunt destinați pentru livrarea țintită a medicamentelor fotodinamice sau de terapie genică, precum și a componentelor pentru alte scopuri, cum ar fi produsele cosmetice, în celule.

Clasificarea lipidelor

Clasificarea lipidelor, ca și alți compuși de natură biologică, este un proces extrem de controversat și problematic. Clasificarea propusă mai jos, deși utilizată pe scară largă în lipidologie, nu este deloc singura. Se bazează în principal pe caracteristicile structurale și biosintetice ale diferitelor grupe de lipide.

Lipide simple

Lipide simple- lipide, inclusiv carbon (C), hidrogen (H) și oxigen (O) în structura lor.

functii biologice

Funcție de energie (backup).

Multe grăsimi sunt folosite de organism ca sursă de energie. Odată cu oxidarea completă a 1 g de grăsime, se eliberează aproximativ 9 kcal de energie, aproximativ de două ori mai mult decât la oxidarea a 1 g de carbohidrați (4,1 kcal). Grăsimea corporală este folosită ca sursă de rezervă de nutrienți, în primul rând de animalele care sunt forțate să-și aducă rezervele asupra lor. Plantele stochează carbohidrați mai des, dar semințele multor plante conțin un conținut ridicat de grăsimi (uleiuri vegetale sunt extrase din semințe de floarea soarelui, porumb, rapiță, in și alte plante oleaginoase).

Aproape toate organismele vii stochează energie sub formă de grăsimi. Există două motive principale pentru care aceste substanțe sunt cele mai potrivite pentru această funcție. În primul rând, grăsimile conțin reziduuri de acizi grași, al căror nivel de oxidare este foarte scăzut (aproape același cu cel al hidrocarburilor petroliere). Prin urmare, oxidarea completă a grăsimilor în apă și dioxid de carbon vă permite să obțineți mai mult de două ori mai multă energie decât oxidarea aceleiași mase de carbohidrați. În al doilea rând, grăsimile sunt compuși hidrofobi, astfel încât organismul, înmagazinând energie sub această formă, nu trebuie să transporte o masă suplimentară de apă necesară hidratării, așa cum este cazul polizaharidelor, din care 1 g reprezintă 2 g de apă. Cu toate acestea, trigliceridele sunt o sursă de energie „mai lentă” decât carbohidrații.

Grăsimile sunt stocate sub formă de picături în citoplasma celulei. Vertebratele au celule specializate - adipocite, aproape complet umplute cu o picătură mare de grăsime. De asemenea, bogate în trigliceride sunt semințele multor plante. Mobilizarea grăsimilor din adipocite și celulele semințelor germinate are loc datorită enzimelor lipază, care le descompun în glicerol și acizi grași.

La om, cea mai mare cantitate de țesut adipos este localizată sub piele (așa-numitul țesut subcutanat), în special în abdomen și glandele mamare. Pentru o persoană cu obezitate ușoară (15-20 kg de trigliceride), astfel de rezerve pot fi suficiente pentru a-și asigura energie timp de o lună, în timp ce întreaga rezervă de glicogen va dura mai mult de o zi.

functie de izolare termica

Grăsimea este un bun izolator termic, astfel încât la multe animale cu sânge cald se depune în țesutul adipos subcutanat, reducând pierderile de căldură. Un strat de grăsime subcutanat deosebit de gros este caracteristic mamiferelor acvatice (balene, morse etc.). Dar, în același timp, la animalele care trăiesc în climat cald (cămile, jerboi), rezervele de grăsime se depun în zone izolate ale corpului (în cocoașele unei cămile, în coada jerboilor cu coadă grasă) ca rezerve de apă, deoarece apa este unul dintre produsele de oxidare a grăsimilor.

functie structurala

Principalele lipide structurale care alcătuiesc membranele celulelor animale sunt glicerofosfolipidele, în principal fosfatidilcolina și fosfatidiletanolamina, precum și colesterolul, ceea ce crește impermeabilitatea acestora. Țesuturile individuale pot fi îmbogățite selectiv în alte clase de lipide membranare, de exemplu, țesutul nervos conține cantități mari de sfingofosfolipide, în special sfingomielină, precum și sfingoglicolipide. Colesterolul este absent în membranele celulelor vegetale, dar se găsește un alt steroid, ergosterol. Membranele tilacoide conțin o cantitate mare de galactolipide, precum și sulfolipide.

de reglementare

  • Vitamine-lipide ( , , , )
  • Hormonali (steroizi, eicosanoizi, prostaglandine etc.)
  • Cofactori (dolichol)
  • Molecule de semnalizare (digliceride, acid iasmonic; cascadă MP3)

Unele lipide joacă un rol activ în reglarea activității vitale a celulelor individuale și a organismului în ansamblu. În special, lipidele includ hormoni steroizi secretați de gonade și cortexul suprarenal. Aceste substanțe sunt transportate de sânge în tot organismul și afectează modul în care acesta funcționează.

Printre lipide, există și mesagerii secundari - substanțe implicate în transmiterea semnalului de la hormoni sau alte substanțe biologic active din interiorul celulei. În special, fosfatidilinozitol-4,5-bifosfatul (PI (4,5) F 2) este implicat în semnalizare cu participarea proteinelor G, fosfatidilinozitol-3,4,5-trifosfatul inițiază formarea de complexe supramoleculare de proteine ​​de semnalizare ca răspuns la acțiunea anumitor factori extracelulari, sfingolipidele precum sfingomielina și ceramida pot regla activitatea protein kinazei.

Derivații acidului arahidonic - eicosanoizii - sunt un exemplu de regulatori lipidici paracrini. În funcție de caracteristicile structurale, aceste substanțe sunt împărțite în trei grupe principale: prostaglandine, tromboxani și leucoriene. Ele sunt implicate în reglarea unei game largi de funcții fiziologice, în special, eicosanoidele sunt necesare pentru funcționarea sistemului reproducător, pentru inducerea și trecerea procesului inflamator (inclusiv asigurarea unor aspecte ale acestuia, cum ar fi durerea și febra), pentru coagularea sângelui, reglarea tensiunii arteriale, pot fi implicate și în reacții alergice.

Protectie (absorbant socuri)

Un strat gros de grăsime protejează organele interne ale multor animale de daune cauzate de impact (de exemplu, leii de mare care cântăresc până la o tonă pot sări în apă din stânci de 20-25 m înălțime [ ]).

Creșteri ale flotabilității

Necesarul zilnic de lipide al unui adult este de 70-140 de grame.

Acizi grași esențiali

Ficatul joacă un rol cheie în metabolismul acizilor grași, dar nu este capabil să sintetizeze unii dintre aceștia. Prin urmare, aceștia sunt numiți esențiali, în special, aceștia includ acizii grași polinesaturați ω-3- (linolenic) și ω-6- (linoleic), se găsesc în principal în grăsimile vegetale. Acidul linolenic este un precursor pentru sinteza altor doi acizi ω-3: eiosapentaenoic (EPA) și docosahexaenoic (DHA). Aceste substanțe sunt necesare pentru funcționarea creierului și au un efect pozitiv asupra funcțiilor cognitive și comportamentale.

Raportul dintre acizii grași ω-6\ω-3 din dietă este de asemenea important: proporțiile recomandate variază de la 1:1 la 4:1. Cu toate acestea, studiile arată că majoritatea nord-americanilor consumă de 10 până la 30 de ori mai mulți acizi grași ω-6 decât acizii grași ω-3. Aceste diete sunt asociate cu un risc de boli cardiovasculare. Dar „dieta mediteraneană” este considerată mult mai sănătoasă, este bogată în linolenic și alți acizi ω-3, a căror sursă sunt plantele verzi (de exemplu, salata verde), peștele, usturoiul, cerealele integrale, legumele proaspete și fructele. Ca supliment alimentar ce conține acizi grași ω-3, se recomandă să luați ulei de pește.

Acizi grași trans nesaturați

Majoritatea grăsimilor naturale conțin acizi grași nesaturați cu duble legături în configurația cis. Dacă alimentele bogate în astfel de grăsimi sunt în contact cu aerul pentru o perioadă lungă de timp, acestea devin amare. Acest proces este asociat cu scindarea oxidativă a dublelor legături, care are ca rezultat formarea de aldehide și acizi carboxilici cu greutate moleculară mai mică, dintre care unele sunt substanțe volatile.

Pentru a crește durata de valabilitate și rezistența la temperaturi ridicate a trigliceridelor cu acizi grași nesaturați, se utilizează o procedură de hidrogenare parțială. Consecința acestui proces este transformarea legăturilor duble în legături simple, totuși, tranziția legăturilor duble de la configurația  cis- la trans poate fi, de asemenea, un efect secundar. Utilizarea așa-numitelor „grăsimi trans” presupune o creștere a conținutului de lipoproteine ​​cu densitate joasă (colesterolul „rău”) și o scădere a conținutului de lipoproteine ​​cu densitate mare (colesterolul „bun”) din sânge, ceea ce duce la un risc crescut de boli cardiovasculare, în special insuficiență coronariană. Mai mult, „grasimile trans” contribuie la procesele inflamatorii.

Literatură

în limbi străine

  • Julian N. Kanfer și Sen-itiroh Hakomori, Sphingolipid Biochemistry, voi. 3 din Manualul de cercetare a lipidelor (1983)
  • Dennis E. Vance și Jean E. Vance (eds.), Biochemistry of Lipids and Membranes (1985).
  • Donald M. Small, Chimia fizică a lipidelor, voi. 4 din Handbook of Lipid Research (1986).
  • Robert B. Gennis, Biomembranes: Molecular Structure and Function (1989)
  • Gunstone, F. D., John L. Harwood și Fred B. Padley (eds.), The Lipid Handbook (1994).
  • Charles R. Scriver, Arthur L. Beaudet, William S. Sly și David Valle, Bazele metabolice și moleculare ale bolii ereditare (1995).
  • Gunstone, F. D. Chimia acizilor grași și a lipidelor. - Londra: Blackie Academic and Professional, 1996. 252 p.
  • Robert M. Bell, John H. Exton și Stephen M. Prescott (eds.), Lipid Second Messengers, voi. 8 din Handbook of Lipid Research (1996).
  • Christopher K. Mathews, K.E. van Holde și Kevin G. Ahern, Biochimie, ed. a 3-a. (2000).
  • Capitolul 12 din „Biochimie” de Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko și Lubert Stryer (2002) W. H. Freeman and Co.
  • Alberts, B., şi colab. (2004) „Biologie celulară esențială, ediția a 2-a”. Garland Science.


Secțiuni