Funcția de rezervă a lipidelor. Carbohidrați

Lipide, grăsimi și lipoide. Funcțiile lipidelor

Lipidele (din greaca. lipos grăsime) include grăsimi și substanțe asemănătoare grăsimilor. Conținut în aproape toate celulele - de la 3 la 15%, iar în celulele țesutului adipos subcutanat sunt până la 50%.

Există mai ales multe lipide în ficat, rinichi, țesutul nervos (până la 25%), sângele, semințele și fructele unor plante (29-57%). Lipidele au structuri diferite, dar au unele proprietăți. Aceste substanțe organice nu se dizolvă în apă, dar sunt ușor solubile în solvenți organici: eter, benzen, benzină, cloroform etc. Această proprietate se datorează faptului că în moleculele de lipide predomină structurile nepolare și hidrofobe. Toate lipidele pot fi împărțite în grăsimi și lipoide.

Grasimi

Cele mai frecvente sunt grăsimi(grasimi neutre, trigliceride), care sunt compuși complecși ai alcoolului trihidroxilic glicerol și acizi grași cu greutate moleculară mare. Restul de glicerină este o substanță foarte solubilă în apă. Reziduurile de acizi grași sunt lanțuri de hidrocarburi, aproape insolubile în apă. Când o picătură de grăsime intră în apă, partea de glicerol a moleculelor se transformă în ea, iar lanțurile de acizi grași ies din apă. Acizii grași conțin o grupare carboxil (-COOH). Se ionizează ușor. Cu ajutorul lui, moleculele de acizi grași sunt conectate la alte molecule.

Toți acizii grași sunt împărțiți în două grupe - bogat și nesaturat . Acizii grași nesaturați nu au legături duble (nesaturate), cei saturați au. Acizii grași saturați includ palmitic, butiric, lauric, stearic etc. Acizii grași nesaturați includ oleic, erucic, linoleic, linolenic etc. Proprietățile grăsimilor sunt determinate de compoziția calitativă a acizilor grași și raportul lor cantitativ.

Grăsimile care conțin acizi grași saturați au un punct de topire ridicat. De obicei sunt fermi ca textură. Acestea sunt grăsimile multor animale, uleiul de cocos. Grăsimile care conțin acizi grași nesaturați au un punct de topire scăzut. Aceste grăsimi sunt în mare parte lichide. Grăsimile vegetale de consistență lichidă se scurg uleiuri . Aceste grăsimi includ uleiul de pește, floarea soarelui, semințele de bumbac, semințele de in, uleiurile de cânepă etc.

Lipoidele

Lipoizii pot forma complexe complexe cu proteine, carbohidrați și alte substanțe. Se pot distinge următoarele conexiuni:

Fosfolipide. Sunt compuși complecși de glicerol și acizi grași și conțin un reziduu de acid fosforic. Toate fosfolipidele au un cap polar și o coadă nepolară formată din doi acizi grași. Componentele principale ale membranelor celulare.
Ceară. Acestea sunt lipide complexe, formate din alcooli mai complecși decât glicerolul și acizii grași. Ele îndeplinesc o funcție de protecție. Animalele și plantele le folosesc ca agenți de uscare și hidrofugă. Cerurile acoperă suprafața frunzelor plantelor, suprafața corpului artropodelor care trăiesc pe uscat. Cerurile secretă glandele sebacee ale mamiferelor, glanda uleioasă a păsărilor. Albinele construiesc faguri din ceară.
Steroizi (din grecescul stereos - solid). Aceste lipide se caracterizează prin prezența nu a carbohidraților, ci a structurilor mai complexe. Steroizii includ substanțe importante ale organismului: vitamina D, hormoni ai cortexului suprarenal, gonade, acizi biliari, colesterol.
Lipoproteine și glicolipidele. Lipoproteinele sunt formate din proteine și lipide, în timp ce glucoproteinele sunt formate din lipide și carbohidrați. Există multe glicolipide în compoziția țesuturilor cerebrale și a fibrelor nervoase. Lipoproteinele fac parte din multe structuri celulare, asigurându-le puterea și stabilitatea.

Funcțiile lipidelor

Grăsimile sunt tipul principal tezaurizare substante. Ele sunt depozitate în sămânță, țesut adipos subcutanat, țesut adipos, corpul adipos al insectelor. Rezervele de grăsimi depășesc semnificativ rezervele de carbohidrați.

Structural. Lipidele fac parte din membranele celulare ale tuturor celulelor. Dispunerea ordonată a capetelor hidrofile și hidrofobe ale moleculelor este de mare importanță pentru permeabilitatea selectivă a membranelor.

Energie. Oferă 25-30% din toată energia necesară organismului. Descompunerea a 1 g de grăsime eliberează 38,9 kJ de energie. Acesta este aproape de două ori mai mult decât carbohidrați și proteine. La păsările migratoare și la animalele care hibernează, lipidele sunt singura sursă de energie.

De protecţie. Un strat de grăsime protejează organele interne delicate de șoc, șoc și deteriorare.

Izolație termică. Grăsimile nu conduc bine căldura. Sub pielea unor animale (în special marine), acestea se depun și formează straturi. De exemplu, o balenă are un strat de grăsime subcutanată de aproximativ 1 m, ceea ce îi permite să trăiască în apă rece.

Multe mamifere au un țesut adipos special numit grăsime brună. Are o astfel de culoare deoarece este bogată în mitocondrii roșu-brun, deoarece acestea conțin proteine care conțin fier. Acest tesut produce energia termica necesara animalelor in conditii de temperaturi scazute.

temperaturile. Grăsimea brună înconjoară organele vitale (inima, creierul etc.) sau se află pe calea sângelui care se năpustește spre ele și, astfel, direcționează căldura către ele.

Furnizori de apă endogene

Când se oxidează 100 g de grăsime, se eliberează 107 ml de apă. Datorită acestei ape, există multe animale din deșert: cămile, jerboi etc. În timpul hibernarii, animalele produc și apă endogenă din grăsimi.

O substanță grasă acoperă suprafața frunzelor, împiedicându-le să se ude în timpul ploilor.

Unele lipide au activitate biologică mare: un număr de vitamine (A, D etc.), unii hormoni (estradiol, testosteron), prostaglandine.

. Lipidele- un grup extins de compuși organici naturali, inclusiv grăsimi și substanțe asemănătoare grăsimilor. Moleculele lipide simple constau din alcool și acizi grași, lipidele complexe constau din alcool, acizi grași cu greutate moleculară mare și alte componente. Se găsește în toate celulele vii. Fiind una dintre componentele principale ale membranelor biologice, lipidele afectează permeabilitatea celulelor și activitatea multor enzime, sunt implicate în transmiterea impulsurilor nervoase, în contracția musculară, în crearea de contacte intercelulare și în procesele imunochimice. Lipidele formează, de asemenea, rezerva de energie a organismului, participă la crearea de învelișuri hidrofuge și termoizolante, protejează diferite organe de influențele mecanice etc. Lipidele includ unele substanțe solubile în grăsimi ale căror molecule nu includ acizi grași, de exemplu, terpene, steroli. Multe lipide sunt produse alimentare și sunt folosite în industrie și medicină.

LIPOIDELE sunt substanțe asemănătoare grăsimilor aparținând clasei lipidelor.
Grupul de lipoizi este fuzzy clasificator, compoziția sa în definiția diferiților cercetători nu este clară. Lipoizii includ o parte a fracției lipidice care are o structură izoprenoidă: ceară, pigmenți, grăsimi complexe și alte substanțe.

Funcții biologice:

Multe grăsimi, în primul rând trigliceridele, sunt folosite de organism ca sursă de energie. Odată cu oxidarea completă a 1 g de grăsime, se eliberează aproximativ 9 kcal de energie.

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 care au un nivel foarte scăzut de oxidare. 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 stochează energie într-o astfel de formă,

Grăsimea este un bun izolator termic, astfel încât la multe animale cu sânge cald se depune în țesutul adipos subcutanat, reducând pierderile de căldură.

Fosfolipidele formează baza biostratului membranelor celulare, colesterolul este un regulator al fluidității membranei.

Vitamine - lipide (A, D, E, K)

Hormonali (steroizi, eicosanoizi, prostaglandine etc.)

Cofactori (dolichol)

Molecule semnal (digliceride, acid iasmonic; cascadă MP3)

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.

Un strat gros de grăsime protejează organele interne ale multor animale de deteriorarea impactului.

Rezervele de grăsime sunt folosite ca mijloc de reducere a greutății corporale medii și, astfel, de creștere a flotabilității. Acest lucru vă permite să reduceți costurile de energie pentru reținerea în coloana de apă.

Clasificarea lipidelor:

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

1 Acizii grași sunt acizi carboxilici monobazici alifatici cu lanț deschis care se găsesc sub formă esterificată în grăsimi, uleiuri și ceruri de origine vegetală și animală.

2 Aldehidele grase sunt aldehide cu greutate moleculară mare cu mai mult de 12 atomi de carbon pe moleculă.

3 Alcooli grași - alcooli macromoleculari care conțin 1-3 grupări hidroxil

4 Hidrocarburi saturate cu un lanț alifatic lung

5 baze de sfingozină

6 Cerurile sunt esteri ai acizilor grași superiori și ai alcoolilor macromoleculari superiori.

Lipide complexe- lipide, inclusiv în structura lor, pe lângă carbon (C), hidrogen (H) și oxigen (O), și fosfor (P), sulf (S), azot (N).

1 Fosfolipidele sunt esteri ai alcoolilor polihidroxilici și ai acizilor grași superiori care conțin un reziduu de acid fosforic și un grup suplimentar de atomi de natură chimică diferită legați de acesta.

2 Glicolipidele sunt lipide complexe rezultate din combinarea lipidelor cu carbohidrații.

3 Fosfoglicolipide

4 Sfingolipide - o clasă de lipide înrudite cu derivații de aminoalcooli alifatici.

5 Lipide de arsenic

6 Acilgliceride

7 Trigliceride

8 Digliceride

9 Monogliceride

10 ceramide

11N-acetiletanolamide

Oxilipide

Oxilipidele căii lipoxigenazei

Oxilipidele căii ciclooxigenazei

24. Colesterol.Semnificaţie biologică pentru organism.Ateroscleroza

Colesterolul(greaca veche χολή - bilă și στερεός - solid; sinonim: colesterolul) - un compus organic, alcool gras natural (lipofil) conținut în membranele celulare ale tuturor organismelor vii, cu excepția celor nenucleare (procariote). Insolubil în apă, solubil în grăsimi și solvenți organici. Aproximativ 80% din colesterol este produs de organismul însuși (ficat, intestine, rinichi, glande suprarenale, gonade), restul de 20% provine din alimente. Organismul conține 80% colesterol liber și 20% colesterol legat. Colesterolul asigură stabilitatea membranelor celulare pe o gamă largă de temperaturi. Este necesar pentru producerea de vitamina D, producerea diverșilor hormoni steroizi de către glandele suprarenale, inclusiv cortizolul, aldosteronul, hormonii sexuali feminini estrogen și progesteron, hormonul sexual masculin testosteron și, conform datelor recente, joacă un rol important. rol în activitatea sinapselor creierului și a sistemului imunitar, inclusiv în protecția împotriva cancerului

Rolul biologic:

Colesterolul din compoziția membranei plasmatice celulare joacă rolul unui modificator cu două straturi, conferindu-i o anumită rigiditate prin creșterea densității de „ambalare” a moleculelor de fosfolipide. Astfel, colesterolul este un stabilizator al fluidității membranei plasmatice.

Colesterolul deschide lanțul de biosinteză a hormonilor sexuali steroizi și a corticosteroizilor, servește drept bază pentru formarea acizilor biliari și a vitaminelor din grupa D, participă la reglarea permeabilității celulelor și protejează celulele roșii din sânge de acțiunea otrăvurilor hemolitice.

Colesterolul este insolubil în apă și în forma sa pură nu poate fi livrat în țesuturile corpului folosind sânge pe bază de apă. În schimb, colesterolul din sânge este sub formă de compuși complecși foarte solubili cu proteine transportoare speciale, așa-numitele apolipoproteine. Astfel de compuși complecși sunt numiți lipoproteinele.

Există mai multe tipuri de apolipoproteine care diferă ca greutate moleculară, gradul de afinitate pentru colesterol și gradul de solubilitate a compusului complex cu colesterolul (tendința de a precipita cristale de colesterol și de a forma plăci de ateroscleroză). Se disting următoarele grupe: cu greutate moleculară mare (HDL, HDL, lipoproteine cu densitate mare) și cu greutate moleculară mică (LDL, LDL, lipoproteine cu densitate mică), precum și cu greutate moleculară foarte mică (VLDL, VLDL, lipoproteine cu densitate foarte mică) și chilomicron.

Colesterolul este transportat către țesuturile periferice prin chilomicroni, VLDL și LDL. La ficat, de unde colesterolul este apoi eliminat din organism, este transportat de apoliproteinele grupului HDL.

Tulburările metabolismului lipidic sunt considerate unul dintre cei mai importanți factori în dezvoltarea aterosclerozei. Tulburările aterogene ale metabolismului lipidic includ:

1 Creșterea nivelului total de colesterol din sânge

2 Niveluri crescute de trigliceride și lipoproteine cu densitate joasă (LDL)

3 Niveluri scăzute de lipoproteine de înaltă densitate (HDL).

Relația dintre colesterolul crescut și ateroscleroză este ambiguă: pe de o parte, o creștere a colesterolului plasmatic este considerat un factor de risc incontestabil pentru ateroscleroză, pe de altă parte, ateroscleroza se dezvoltă adesea la persoanele cu niveluri normale de colesterol. De fapt, colesterolul ridicat este doar unul dintre mulți factori de risc pentru ateroscleroză (obezitate, fumat, diabet, hipertensiune arterială). Prezența acestor factori la persoanele cu niveluri normale de colesterol potențează efectul negativ al colesterolului liber asupra pereților vaselor de sânge și, prin urmare, duce la formarea aterosclerozei la concentrații mai mici de colesterol din sânge.

Există, de asemenea, o viziune diferită asupra problemei colesterolului. Colesterolul ca material „reparator” se acumulează în locurile de microleziune a vaselor de sânge și blochează aceste leziuni, îndeplinind un rol medicinal omogen. De aceea se observă ateroscleroza la persoanele cu niveluri normale de colesterol. La persoanele cu niveluri crescute problema apare mai repede, plus, prezenta unor niveluri crescute de colesterol este mai usor de asociat statistic cu ateroscleroza, ceea ce s-a facut in primele studii, motiv pentru care colesterolul a fost declarat vinovat de toate bolile. Prin urmare, simpla scădere a nivelului de colesterol în sine nu rezolvă toate problemele cu vasele de sânge. Lipsa de colesterol în acest caz poate provoca hemoragii. Este necesar un studiu suplimentar al cauzelor leziunilor vasculare și dezvoltarea unor metode pentru tratamentul acestora.

25. Sinteza colesterolului la acid mevalonic

Sinteza mevalonatului se desfășoară în trei etape.

1. Formarea acetoacetil-CoA din două molecule de acetil-CoA utilizând enzima tiolază acetoacetiltransferaza. Reacția este reversibilă. Apare în citosol.

2. Formarea β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA din acetoacetil-CoA cu o a treia moleculă de acetil-CoA utilizând hidroximetilglutaril-CoA sintază (HMG-CoA sintază). Reacția este de asemenea reversibilă. Apare în citosol.

3. Formarea mevalonatului prin reducerea HMG și scindarea HS-KoA de către hidroximetilglutaril-CoA reductază dependentă de NADP (HMG-CoA reductază). Apare în GEPR. Aceasta este prima reacție aproape ireversibilă din lanțul de biosinteză a colesterolului și, de asemenea, limitează rata de biosinteză a colesterolului. Au fost observate fluctuații zilnice în sinteza acestei enzime. Activitatea sa crește odată cu introducerea de insulină și hormoni tiroidieni, scade odată cu înfometarea, introducerea de glucagon, glucocorticoizi.

Metabolismul lipidelor în tractul gastrointestinal

În procesele de digestie, toate lipidele saponificabile (grăsimi, fosfolipide, glicolipide, steride) suferă hidroliză în părțile lor constitutive.

Trigliceridele predomină în lipidele dietetice. Cele mai multe trigliceride alimentare sunt descompuse în monogliceride și acizi grași în intestinul subțire. Hidroliza grăsimilor are loc sub influența lipazelor sucului pancreatic și a membranei mucoase a intestinului subțire. Sărurile biliare și fosfolipidele, care pătrund din ficat în lumenul intestinului subțire în compoziția bilei, contribuie la formarea de emulsii stabile. Ca urmare a emulsificării, aria de contact a picăturilor minuscule de grăsime formate cu o soluție apoasă de lipază crește brusc și, prin urmare, efectul lipolitic al enzimei crește. Sărurile biliare stimulează procesul de scindare a grăsimilor nu numai prin participarea la emulsificarea acestora, ci și prin activarea lipazei.

Descompunerea steroizilor are loc în intestin cu participarea enzimei colinesterazei, care este eliberată cu sucul pancreatic. Ca urmare a hidrolizei steroizilor, se formează acizi grași și colesterol.

Fosfolipidele sunt scindate complet sau parțial sub acțiunea enzimelor hidrolitice - fosfolipaze specifice. Produsul hidrolizei complete a fosfolipidelor sunt: glicerolul, acizii grași superiori, acidul fosforic și bazele azotate.

Absorbția produselor de digestie a grăsimilor este precedată de formarea micelilor - formațiuni supramoleculare sau asociate. Micelele conțin ca component principal săruri biliare, în care se dizolvă acizii grași, monogliceridele, colesterolul etc.

În celulele peretelui intestinal din produsele digestiei și în celulele ficatului, țesutul adipos și alte organe din precursorii care au apărut în metabolismul carbohidraților și proteinelor, moleculele lipidelor specifice ale corpului uman sunt construit - resinteza trigliceridelor și fosfolipidelor. Compoziția lor de acizi grași este însă modificată față de grăsimile alimentare: trigliceridele sintetizate în mucoasa intestinală conțin acizi arahidonic și linolenic, chiar dacă sunt absenți în alimente. În plus, în celulele epiteliului intestinal, picătura de grăsime este acoperită cu un strat proteic și formarea de chilomicronii- o picatura mare de grasime inconjurata de o cantitate mica de proteine. Transportă lipidele exogene către ficat, țesutul adipos, țesutul conjunctiv, către miocard. Deoarece lipidele și unii dintre constituenții lor sunt insolubile în apă, pentru a fi transferate de la un organ la altul, ele formează particule speciale de transport, care conțin în mod necesar o componentă proteică. În funcție de locul de formare, aceste particule diferă ca structură, raportul dintre componente și densitate. Dacă în compoziția unei astfel de particule într-un raport procentual predomină grăsimile față de proteine, atunci astfel de particule se numesc lipoproteine cu densitate foarte joasă (VLDL) sau lipoproteine cu densitate joasă (LDL). Pe măsură ce procentul de proteină crește (până la 40%), particula se transformă în lipoproteine de înaltă densitate (HDL). În prezent, studiul unor astfel de particule de transport face posibilă evaluarea stării metabolismului lipidic al organismului și utilizarea lipidelor ca surse de energie cu un grad ridicat de acuratețe.

Dacă formarea lipidelor provine din carbohidrați sau proteine, precursorul glicerolului este produsul intermediar al glicolizei - fosfodioxiacetona, acizii grași și colesterolul - acetil coenzima A, aminoalcoolii - unii aminoacizi. Sinteza lipidelor necesită cheltuieli mari de energie pentru activarea substanțelor inițiale.

Partea principală a produselor de descompunere a grăsimilor este absorbită din celulele epiteliului intestinal în sistemul limfatic al intestinului, ductul limfatic toracic și abia apoi în sânge.

Patologii ale metabolismului lipidic

Încălcarea proceselor de absorbție a grăsimilor. Tulburările metabolismului lipidic sunt posibile deja în procesul de digestie și absorbție a grăsimilor. Un grup de tulburări este asociat cu un aport insuficient de lipază pancreatică în intestin, al doilea se datorează unei încălcări a fluxului de bilă în intestin. În plus, încălcările proceselor de digestie și absorbție a lipidelor pot fi asociate cu boli ale tractului digestiv (cu enterită, hipovitaminoză și alte afecțiuni patologice). Monogliceridele și acizii grași formați în cavitatea intestinală nu pot fi absorbiți în mod normal din cauza deteriorării învelișului epitelial intestinal. În toate aceste cazuri, fecalele conțin multă grăsime nedigerată sau acizi grași superiori neabsorbiți și au o culoare alb-cenușie caracteristică.

Încălcarea proceselor de tranziție a grăsimilor de la sânge la țesut. Cu o activitate insuficientă a lipoprotein lipazei din sânge, tranziția acizilor grași de la chilomicronii (XM) ai plasmei sanguine la depozitele de grăsime este întreruptă (trigliceridele nu sunt divizate). Cel mai adesea este o boală ereditară cauzată de absența completă a activității lipoprotein lipazei. plasma sanguină în același timp

are o culoare lăptoasă ca urmare a conținutului extrem de ridicat de HM. Cel mai eficient tratament pentru această boală este înlocuirea grăsimilor naturale care conțin acizi grași cu 16-18 atomi de carbon cu unele sintetice, care includ acizii grași cu catenă scurtă cu 8-10 atomi de carbon. Acești acizi grași pot fi absorbiți din intestine direct în sânge fără formarea prealabilă a HM.

Cetonemie și cetonurie. În sângele unei persoane sănătoase, corpii cetonici (acetonă) se găsesc în concentrații foarte mici. Cu toate acestea, în timpul postului, precum și la persoanele cu diabet zaharat sever, conținutul de corpi cetonici din sânge poate crește la 20 mmol / l. Această afecțiune se numește cetonemie; este de obicei însoțită de o creștere bruscă a conținutului de corpi cetonici în urină (cetonurie). De exemplu, dacă în mod normal aproximativ 40 mg de corpi cetonici sunt excretați în urină pe zi, atunci în diabet zaharat conținutul lor în porțiunea zilnică de urină poate ajunge până la 50 g sau mai mult. În prezent, fenomenele de cetonemie și cetonurie în diabetul zaharat sau a postului pot fi explicate astfel. Atât diabetul, cât și postul sunt însoțiți de o scădere bruscă a rezervelor de glicogen din ficat. Multe țesuturi și organe, în special țesutul muscular, sunt într-o stare de înfometare energetică (cu o lipsă de insulină, glucoza nu poate intra în celulă într-un ritm suficient). În această situație, datorită excitării centrilor metabolici din SNC de către impulsurile de la chemoreceptori ai celulelor care se confruntă cu foamea de energie, lipoliza și mobilizarea unei cantități mari de acizi grași din depozitele de grăsime către ficat crește brusc. În ficat are loc o formare intensivă de corpi cetonici. Corpii cetonici formați într-o cantitate neobișnuit de mare (acizi acetoacetic și β-hidroxibutiric) sunt transportați din ficat către țesuturile periferice cu fluxul sanguin. Țesuturile periferice din diabet zaharat și înfometare își păstrează capacitatea de a folosi corpii cetonici ca material energetic, totuși, datorită concentrației neobișnuit de mare de corpi cetonici în sângele care curge, mușchii și alte organe nu pot face față oxidării lor și, ca urmare, cetonemia. apare. ateroscleroza si lipoproteinele. În prezent, a fost dovedit rolul principal al anumitor clase de lipoproteine în patogenia aterosclerozei. Cunoscuta pozitie a Acad. N.N. Anichkov, „fără colesterol, nu există ateroscleroză”, ținând cont de cunoștințele moderne, poate fi exprimat diferit: „fără lipoproteine aterogene, nu poate exista ateroscleroză”.

27.Acizi grași.Beta-oxidarea acizilor grași

Acid gras- acizi carboxilici monobazici alifatici cu catenă deschisă, conţinuţi sub formă esterificată în grăsimi, uleiuri şi ceruri de origine vegetală şi animală. Acizii grași conțin în general o catenă liniară cu un număr par de atomi de carbon (C4-24, inclusiv carbonul carboxil) și pot fi fie saturati, fie nesaturați. Acizii grași nesaturați sunt în continuare subdivizați în

a) monoene care conțin o dublă legătură

b) polienă care conține multe legături duble (dienă, trienă etc.)

Acizii grași nesaturați naturali (esențiali) au de obicei o denumire banală, cum ar fi acizii grași aleic, linoleic, linolenic arahndonic din organism îndeplinesc mai multe funcții. În primul rând, aceasta este, fără îndoială, o funcție energetică. Ele îndeplinesc și o funcție structurală. Ele îndeplinesc o funcție plastică. Procesul de β-oxidare se desfășoară în etape. În fiecare etapă, un fragment cu două atomi de carbon sub formă de acetil-coenzima A este scindat din acidul gras, iar NAD+ este redus la NAD∙H și FAD la FAD∙H2.

În timpul primei reacții, gruparea –CH2-CH2– situată în apropierea atomului de carbon carbonil este oxidată. Ca și în cazul oxidării succinatului în ciclul Krebs, FAD servește ca agent de oxidare. Apoi (a doua reacție) legătura dublă a compusului nesaturat rezultat este hidratată, în timp ce al treilea atom de carbon devine hidroxilat - se formează un β-hidroxi acid atașat la coenzima A. În timpul celei de-a treia reacții, această grupare alcoolică este oxidată la un ceto. NAD+ este utilizat ca agent oxidant. În cele din urmă, o altă moleculă de coenzima A reacționează cu β-cetoacil coenzima A rezultată. Ca rezultat, acetil coenzima A este scindată și acil-CoA este scurtată cu doi atomi de carbon. Acum, procesul ciclic va continua în a doua serie, reziduul de acid gras va fi scurtat cu încă un acetil-CoA și așa mai departe până când acidul gras este complet scindat. Dintre cele patru reacții de β-oxidare, doar prima este ireversibilă, restul sunt reversibile, trecerea lor de la stânga la dreapta este asigurată de producția constantă a produselor finite.

În total, β-oxidarea palmitoil-coenzimei A are loc conform ecuației:

C15H31CO-CoA + 7NAD+ + 7FAD + 7CoA + 7H2O = 8acetil-CoA + 7NAD∙H + 7FAD∙H2 + 7H+

Acetil-CoA intră apoi în ciclul Krebs. NAD∙H și FAD∙H2 sunt oxidate în mitocondrii, furnizând energie pentru sinteza ATP.

29. Acizi biliari, structura, rol biologic.

Acizi biliari- hidroxiacizi monocarboxilici tetraciclici din clasa steroizilor. Prin natura chimică, sunt derivați ai acidului colanic C23H39COOH. Sunt produsul final al metabolismului colesterolului. Acizii biliari se formează în ficat și se excretă în bilă, atât sub formă liberă, cât și sub formă de compuși perechi cu glicina și taurina. Glicina și taurina sunt legate de acizii biliari prin legături peptidice. Bila umană conține în principal colic, deoxicolic și chenodeoxicolic. În plus, acizii litocolic, alocolic și ureodeoxicolic sunt prezenți în cantități mici. După eliberarea bilei în intestin, sub acțiunea enzimelor microflorei intestinale, din acizii biliari primari se formează acizi litocolici și deoxicolici - acizi biliari secundari . Ele sunt absorbite din intestine, cu sângele venei porte intră în ficat și apoi în bilă.

Acizii biliari au proprietăți amfifile. Lanțul lateral cu un reziduu de glicină sau taurină este hidrofilă, în timp ce partea ciclică este hidrofobă. Natura amfifilă a acizilor biliari determină participarea lor la digestia și absorbția grăsimilor.

Acizii biliari sunt surfactanți implicați în emulsionare a grăsimilor . Acizii biliari reduc dramatic tensiunea de suprafață la interfața grăsime/apă. Emulsionarea grăsimilor accelerează procesele de digestie a lipidelor, ca suprafața de contact a grăsimii cu lipaza pancreatică crește. Cel mai puternic efect emulsionant asupra grăsimilor este exercitat de sărurile alcaline (de sodiu sau potasiu) ale acizilor biliari perechi.

Acizii biliari sunt activatori enzimele lipolitice (conversia prolipazei în lipază), cresc activitatea lipazei pancreatice de 10-15 ori; și, de asemenea, reglează peristaltismul (motilitatea) intestinului, au un efect bactericid, suprimând procesele putrefactive.

Acizii biliari sunt implicați în absorbția grăsimilor . Se formează cu acizi grași și complexe coleice care pătrund în celulele mucoasei intestinale. De aici, acizii biliari intră în sânge și, odată cu acesta, în ficat, re-participând la formarea bilei (90-95% trec prin ciclul enterohepatic de 5-10 ori pe zi). O mică parte din acizii biliari - aproximativ 0,5 g pe zi - este excretat din organism. Fondul de acizi biliari este complet reînnoit în aproximativ 10 zile.

LIPIDE - acesta este un grup eterogen de compuși naturali, complet sau aproape complet insolubili în apă, dar solubili în solvenți organici și între ei, dând acizi grași cu greutate moleculară mare la hidroliză.

Într-un organism viu, lipidele îndeplinesc o varietate de funcții.

Funcțiile biologice ale lipidelor:

1) Structural

Lipidele structurale formează complexe complexe cu proteine și carbohidrați, din care sunt construite membranele celulare și structurile celulare și participă la diferite procese care au loc în celulă.

2) Rezervă (energie)

Lipidele de rezervă (în principal grăsimile) reprezintă rezerva de energie a organismului și sunt implicate în procesele metabolice. La plante, se acumulează în principal în fructe și semințe, la animale și pește - în țesuturile adipoase subcutanate și în țesuturile din jurul organelor interne, precum și în ficatul, creierul și țesuturile nervoase. Conținutul lor depinde de mulți factori (tip, vârstă, alimentație etc.) și în unele cazuri este 95-97% din toate lipidele eliberate.

Conținutul caloric al carbohidraților și proteinelor: ~ 4 kcal/gram.

Conținutul caloric al grăsimilor: ~ 9 kcal/gram.

Avantajul grăsimii ca rezervă de energie, spre deosebire de carbohidrați, este hidrofobicitatea - nu este asociată cu apa. Acest lucru asigură compactitatea rezervelor de grăsime - acestea sunt depozitate într-o formă anhidră, ocupând un volum mic. În medie, o persoană are o rezervă de triacilgliceroli puri de aproximativ 13 kg. Aceste rezerve ar putea fi suficiente pentru 40 de zile de post în condiții de exercițiu moderat. Pentru comparație: rezervele totale de glicogen din organism sunt de aproximativ 400 g; în timpul înfometării, această sumă nu este suficientă nici măcar pentru o zi.

3) de protecție

Țesuturile adipoase subcutanate protejează animalele de răcire, iar organele interne de deteriorarea mecanică.

Formarea rezervelor de grăsime în corpul uman și la unele animale este considerată ca o adaptare la o alimentație neregulată și la traiul într-un mediu rece. O cantitate deosebit de mare de grăsime este la animalele care cad în hibernare lungă (urși, marmote) și adaptate să trăiască în condiții reci (morse, foci). Fătul practic nu are grăsime și apare abia înainte de naștere.

Un grup special în ceea ce privește funcțiile lor într-un organism viu este alcătuit din lipide vegetale protectoare - ceară și derivații acestora, care acoperă suprafața frunzelor, semințelor și fructelor.

4) O componentă importantă a materiilor prime alimentare

Lipidele sunt o componentă importantă a alimentelor, determinând în mare măsură valoarea nutritivă și palatabilitatea acestuia. Rolul lipidelor în diferite procese ale tehnologiei alimentare este excepțional de mare. Deteriorarea cerealelor și a produselor prelucrării lor în timpul depozitării (râncezirea) este asociată în primul rând cu o modificare a complexului său lipidic. Lipidele izolate dintr-un număr de plante și animale sunt principalele materii prime pentru obținerea celor mai importante produse alimentare și tehnice (ulei vegetal, grăsimi animale, inclusiv unt, margarină, glicerină, acizi grași etc.).

2 Clasificarea lipidelor

Nu există o clasificare general acceptată a lipidelor.

Cel mai indicat este să se clasifice lipidele în funcție de natura lor chimică, funcțiile biologice și, de asemenea, în raport cu unii reactivi, de exemplu, alcalii.

În funcție de compoziția lor chimică, lipidele sunt de obicei împărțite în două grupe: simple și complexe.

Lipide simple - Esteri ai acizilor grași și ai alcoolilor. Acestea includ grăsimi , ceară și steroizi .

Grasimi - esteri ai glicerolului și acizilor grași superiori.

Ceară - esteri ai alcoolilor superiori din seria alifatică (cu lanț glucidic lung de 16-30 atomi de C) și acizi grași superiori.

Steroizi - esterii alcoolilor policiclici și ai acizilor grași superiori.

lipide complexe - pe lângă acizi grași și alcooli, acestea conțin și alte componente de natură chimică variată. Acestea includ fosfolipide și glicolipide .

Fosfolipide - sunt lipide complexe în care una dintre grupele alcoolice este asociată nu cu acizi grași, ci cu acid fosforic (acidul fosforic poate fi combinat cu un compus suplimentar). În funcție de ce alcool este inclus în compoziția fosfolipidelor, acestea sunt împărțite în glicerofosfolipide (conțin alcool glicerol) și sfingofosfolipide (conțin alcool sfingozin).

Glicolipidele - acestea sunt lipide complexe în care una dintre grupele alcoolice este asociată nu cu acizi grași, ci cu o componentă carbohidrată. În funcție de ce componentă de carbohidrați este inclusă în compoziția glicolipidelor, acestea sunt împărțite în cerebrozide (conțin orice monozaharid, dizaharid sau un mic homooligozaharid neutru ca componentă de carbohidrați) și gangliozide (conțin heterooligozaharide acide ca componentă de carbohidrați).

Uneori într-un grup independent de lipide ( lipide minore ) secretă pigmenți liposolubili, steroli, vitamine liposolubile. Unii dintre acești compuși pot fi clasificați ca lipide simple (neutre), în timp ce alții sunt complecși.

Conform unei alte clasificări, lipidele, în funcție de relația lor cu alcalii, sunt împărțite în două mari grupe: saponificabile și nesaponificabile.. Grupul de lipide saponificabile include lipide simple și complexe, care, atunci când interacționează cu alcalii, sunt hidrolizate pentru a forma săruri ale acizilor cu greutate moleculară mare, numite „săpunuri”. Grupul lipidelor nesaponificabile include compuși care nu sunt supuși hidrolizei alcaline (steroli, vitamine liposolubile, eteri etc.).

În funcție de funcțiile lor într-un organism viu, lipidele sunt împărțite în structurale, de rezervă și protectoare.

Lipidele structurale sunt în principal fosfolipide.

Lipidele de rezervă sunt în principal grăsimi.

Lipide protectoare ale plantelor - ceară și derivații acestora, care acoperă suprafața frunzelor, semințelor și fructelor, animalelor - grăsimilor.

GRASIMI

Denumirea chimică a grăsimilor este acilgliceroli. Aceștia sunt esteri de glicerol și acizi grași superiori. „Acil-” înseamnă „rezidu de acid gras”.

În funcție de numărul de radicali acil, grăsimile sunt împărțite în mono-, di- și trigliceride. Dacă molecula conține 1 radical de acid gras, atunci grăsimea se numește MONOACILGLICEROL. Dacă în moleculă există 2 radicali de acizi grași, atunci grăsimea se numește DIACILGLICERINĂ. Triacilglicerolii predomină la oameni și animale (aceștia conțin trei radicali de acizi grași).

Cei trei hidroxili ai glicerolului pot fi esterificați fie cu un singur acid, cum ar fi palmitic sau oleic, fie cu doi sau trei acizi diferiți:

Grăsimile naturale conțin în principal trigliceride mixte, inclusiv reziduuri de diverși acizi.

Deoarece alcoolul din toate grăsimile naturale este același - glicerol, diferențele observate între grăsimi se datorează exclusiv compoziției acizilor grași.

În grăsimi s-au găsit peste patru sute de acizi carboxilici de diferite structuri. Cu toate acestea, majoritatea sunt prezente doar în cantități mici.

Acizii conținuți în grăsimile naturale sunt monocarboxilici, formați din lanțuri de carbon neramificate care conțin un număr par de atomi de carbon. Acizii care conțin un număr impar de atomi de carbon, care au un lanț de carbon ramificat sau care conțin fragmente ciclice sunt prezenți în cantități minore. Excepțiile sunt acidul izovaleric și o serie de acizi ciclici găsiți în unele grăsimi foarte rare.

Cei mai comuni acizi grași conțin între 12 și 18 atomi de carbon și sunt adesea denumiți acizi grași. Compoziția multor grăsimi include acizi cu greutate moleculară mică (C 2 -C 10) într-o cantitate mică. Acizii cu mai mult de 24 de atomi de carbon sunt prezenți în ceară.

Gliceridele celor mai comune grăsimi conțin o cantitate semnificativă de acizi nesaturați care conțin 1-3 duble legături: oleic, linoleic și linolenic. Grăsimile animale conțin acid arahidonic care conține patru legături duble; acizii cu cinci, șase sau mai multe legături duble au fost găsiți în grăsimile de pește și animale marine. Majoritatea acizilor lipidici nesaturați au o configurație cis, legăturile lor duble sunt izolate sau separate printr-o grupare metilen (-CH 2 -).

Dintre toți acizii nesaturați găsiți în grăsimile naturale, acidul oleic este cel mai frecvent. În foarte multe grăsimi, acidul oleic reprezintă mai mult de jumătate din masa totală a acizilor și doar câteva grăsimi conțin mai puțin de 10%. Alți doi acizi nesaturați - linoleic și linolenic - sunt, de asemenea, foarte răspândiți, deși sunt prezenți în cantități mult mai mici decât acidul oleic. În uleiurile vegetale se găsesc cantități semnificative de acizi linoleic și linolenic; pentru organismele animale sunt acizi esențiali.

Dintre acizii saturați, acidul palmitic este aproape la fel de răspândit ca și acidul oleic. Este prezent în toate grăsimile, unele conținând 15-50% din conținutul total de acid. Acizii stearic și miristic sunt larg răspândiți. Acidul stearic se găsește în cantități mari (25% sau mai mult) doar în grăsimile de rezervă ale unor mamifere (de exemplu, în grăsimea de oaie) și în grăsimile unor plante tropicale, de exemplu, în untul de cacao.

Este indicat să împărțiți acizii conținuti în grăsimi în două categorii: acizi majori și acizi minori. Principalii acizi ai grăsimilor sunt considerați acizi, al căror conținut în grăsimi depășește 10%.

Proprietățile fizice ale grăsimilor

De regulă, grăsimile nu rezistă la distilare și se descompun, chiar dacă sunt distilate sub presiune redusă.

Punctul de topire și, în consecință, consistența grăsimilor depind de structura acizilor care compun compoziția lor. Grăsimile solide, adică grăsimile care se topesc la o temperatură relativ ridicată, constau în principal din gliceride ale acizilor saturați (stearic, palmitic), iar uleiurile care se topesc la o temperatură mai scăzută și sunt lichide groase conțin cantități semnificative de gliceride ale acizilor nesaturați (oleic, linoleic, linolenic).

Deoarece grăsimile naturale sunt amestecuri complexe de gliceride amestecate, ele nu se topesc la o anumită temperatură, ci într-un anumit interval de temperatură și sunt mai întâi înmuiate. Pentru a caracteriza grăsimile, se folosește de obicei temperatura de solidificare, care nu coincide cu punctul de topire – este oarecum mai mic. Unele grăsimi naturale sunt solide; altele sunt lichide (uleiuri). Temperatura de solidificare variază foarte mult: -27°C pentru uleiul de in, -18°C pentru uleiul de floarea soarelui, 19-24°C pentru grăsimea de vacă și 30-38°C pentru grăsimea de vită.

Temperatura de solidificare a grăsimii este determinată de natura acizilor ei constitutivi: cu cât este mai mare, cu atât este mai mare conținutul de acizi saturați.

Grăsimile se dizolvă în eter, derivați de polihalogen, disulfură de carbon, hidrocarburi aromatice (benzen, toluen) și benzină. Grăsimile solide sunt greu solubile în eter de petrol; insolubil în alcool rece. Grăsimile sunt insolubile în apă, dar pot forma emulsii care se stabilizează în prezența agenților tensioactivi (emulgatori) precum proteinele, săpunurile și unii acizi sulfonici, în special în medii ușor alcaline. Laptele este o emulsie naturală de grăsime stabilizată de proteine.

Proprietățile chimice ale grăsimilor

Grăsimile intră în toate reacțiile chimice caracteristice esterilor, cu toate acestea, în comportamentul lor chimic există o serie de caracteristici asociate cu structura acizilor grași și a glicerolului.

Dintre reacțiile chimice care implică grăsimi, se disting mai multe tipuri de transformări.

eu. LIPIDE - substanțe organice caracteristice organismelor vii, insolubile în apă, dar solubile în solvenți organici (disulfură de carbon, cloroform, eter, benzen), dând la hidroliza acizilor grași cu greutate moleculară mare. Spre deosebire de proteine, acizi nucleici și polizaharide, aceștia nu sunt compuși cu molecul mare, structura lor este foarte diversă, au o singură caracteristică comună - hidrofobicitatea.

Lipidele îndeplinesc următoarele funcții în organism:

1. energie - sunt compuși de rezervă, principala formă de stocare a energiei și a carbonului. Oxidarea a 1 g de grăsimi neutre (triacilgliceroli) eliberează aproximativ 38 kJ de energie;

2. de reglementare- lipidele sunt vitamine liposolubile si derivati ai anumitor acizi grasi care sunt implicati in metabolism.

3. structural - sunt principalele componente structurale ale membranelor celulare, formează straturi duble de lipide polare, în care sunt încorporate proteinele enzimatice;

4. de protecţie funcţie:

Ø protejeaza organele de deteriorarea mecanica;

Ø este implicat în termoreglare.

Lipidele pot fi împărțite în trei grupe în funcție de structura lor:

Ø lipide simple - acestea includ doar esteri ai acizilor grași și alcoolilor. Acestea includ: grăsimi, ceară și steride;

Ø lipide complexe - includ acizi grasi, alcooli si alte componente ale diferitelor structuri chimice. Acestea includ fosfolipide, glicolipide etc.;

Ø derivaţii lipidici sunt în principal vitamine liposolubile şi precursorii acestora.

În țesuturile animale, grăsimile sunt în stare parțial liberă, într-o măsură mai mare formând un complex cu proteinele.

În funcție de compoziția chimică, structura și funcția îndeplinită într-o celulă vie, lipidele sunt împărțite în:

II. Lipadele simple sunt compuși care constau numai din acizi grași și alcooli. Ele sunt împărțite în acilgliceride neutre (grăsimi) și ceară.

Grasimi- substantele de rezerva care se acumuleaza in cantitati foarte mari in semintele si fructele multor plante fac parte din corpul uman, animale, microbi si chiar virusi.

În funcție de structura chimică, grăsimile - un amestec de esteri (glicerinozi) din spirala triatomică a glicerolului și acizi grași cu greutate moleculară mare - sunt construite în funcție de tipul:

CH2-O-C-R1

CH2-O-C-R3

unde R1, R2, R3 sunt radicalii acizilor graşi cu greutate moleculară mare.

Acizii grași sunt acizi monocarboxilici cu lanț lung (conțin 12 până la 20 de atomi de carbon).

Acizii grași care alcătuiesc grăsimile se împart în saturați (nu conțin legături duble carbon-carbon) și nesaturați sau nesaturați (conțin una sau mai multe legături duble carbon-carbon). Acizii grași nesaturați sunt clasificați în:

1. mononesaturate - conțin o legătură:

2. polinesaturate - conțin mai mult de o legătură.

Dintre acizii saturați, cei mai importanți sunt:

palmitic (CH 3 - (CH 2) 14 - COOH)

stearic (CH3-(CH2)16-COOH);

Cei mai importanți acizi grași nesaturați sunt oleic, linoleic și linolenic.

CH 3 - (CH 2) 7 - CH \u003d CH - (CH 2) 7 - COOH - acid oleic

CH 3 - (CH 2) 4 -CH \u003d CH - CH 2 - CH \u003d CH - (CH 2) 7 - COOH - acid linoleic

CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH -CH 2 -CH \u003d CH -CH 2 -CH \u003d CH - (CH 2) 7 - COOH - linolenic

Proprietățile grăsimilor sunt determinate de compoziția calitativă a acizilor grași, raportul cantitativ al acestora, procentul de acizi grași liberi nelegați la glicerol etc.

Dacă în compoziția grăsimii predomină acizii grași saturați (limitatori), atunci grăsimea are o consistență solidă. În schimb, grăsimile lichide sunt dominate de acizii nesaturați (nesaturați). Grăsimile lichide se numesc uleiuri.

Un indicator al saturației grăsimilor este numărul de iod - numărul de miligrame de iod care poate uni 100 g de grăsime la locul rupturii dublei legături în moleculele de acizi nesaturați. Cu cât sunt mai multe legături duble într-o moleculă de grăsime (cu cât este mai mare nesaturația sa), cu atât numărul de iod este mai mare.

Un alt indicator important este numărul de saponificare a grăsimii. Hidroliza grăsimilor produce glicerol și acizi grași. Acestea din urmă cu alcalii formează straturi numite săpunuri, iar procesul de formare a acestora se numește saponificarea grăsimilor.

Numărul de saponificare este cantitatea de KOH (mg) utilizată pentru neutralizarea acizilor formați în timpul hidrolizei a 1 g de grăsime.

O caracteristică a grăsimilor este capacitatea lor de a forma emulsii apoase în anumite condiții, ceea ce este important pentru nutriția organismului. Un exemplu de astfel de emulsie este laptele - secretul glandelor mamare ale mamiferelor și oamenilor. Laptele este o emulsie subțire de grăsime din lapte în plasmă. 1 mm 3 de lapte contine pana la 5-6 milioane de globule de grasime din lapte cu un diametru de aproximativ 3 microni. Lipidele din lapte constau în principal din trigliceride, în care predomină acizii oleic și palmetic.

Acizii grași polinesaturați (acizii oleic, linoleic, linolenic și arahidonic) sunt numiți acizi esențiali (esențiali). ele sunt esenţiale pentru om. Acizii grași polinesaturați contribuie la eliberarea colesterolului din organism, prevenind și slăbind ateroscleroza, cresc elasticitatea vaselor de sânge.

Datorită faptului că acizii grași nesaturați au legături duble, se oxidează foarte ușor. Procesul de oxidare a grăsimilor poate continua de la sine datorită adăugării de oxigen atmosferic la locul dublelor legături, cu toate acestea, poate fi accelerat semnificativ sub influența enzimei lipoxigenază.

Ceară- esteri ai acizilor grași cu greutate moleculară mare și ai alcoolilor monohidroxilici cu catenă lungă de carbon. Aceștia sunt compuși solizi cu proprietăți hidrofobe pronunțate. Acizii grași din ele conțin de la 24 la 30 de atomi de carbon, iar alcoolii macromoleculari - 16-30 de atomi de carbon.

R1-CH2-O-CO-R2

Funcția principală a cerurilor naturale este formarea de învelișuri protectoare pe frunzele, tulpinile și fructele plantelor, care protejează fructele de uscare și deteriorare de către microorganisme. Mierea este depozitată sub o acoperire de ceară de albine și se dezvoltă larvele de albine. Lanolina - ceara de origine animala protejeaza parul si pielea de actiunea apei

Steride- esterii alcoolilor ciclici (steroli) si a acizilor grasi superiori. Ele formează fracțiunea saponificabilă a lipidelor.

Fracția saponificabilă a lipidelor este formată din steroli.

II . Lipide complexe

Fosfatide (fosfolipide) - grăsimi care conțin în compoziția lor acid fosforic asociat cu o bază azotată sau alt compus ( LA).