Hlavnou funkciou lipidov je. Charakteristika najdôležitejších funkcií lipidov v ľudskom organizme

Lipidy - čo sú to? V preklade z gréčtiny znamená slovo „lipidy“ „malé častice tuku“. Sú to skupiny prírodných organických zlúčenín širokého charakteru, vrátane tukov samotných, ako aj tukom podobných látok. Sú súčasťou všetkých živých buniek bez výnimky a delia sa na jednoduché a zložité kategórie. Jednoduché lipidy obsahujú alkohol a mastné kyseliny, zatiaľ čo komplexné lipidy obsahujú vysokomolekulárne zložky. Oba sú spojené s biologickými membránami, majú vplyv na aktívne enzýmy a podieľajú sa aj na tvorbe nervových impulzov, ktoré stimulujú svalové kontrakcie.

Tuky a hydrofóbia

Jedným z nich je vytváranie energetických rezerv tela a zabezpečenie vodoodpudivých vlastností pokožky v spojení s tepelnou izoláciou. Niektoré látky obsahujúce tuky, ktoré neobsahujú mastné kyseliny, sú tiež klasifikované ako lipidy, napríklad terpény. Lipidy nie sú citlivé na vystavenie vodnému prostrediu, ale ľahko sa rozpúšťajú v organických kvapalinách, ako je chloroform, benzén a acetón.

Lipidy, ktorých prezentácia sa pravidelne koná na medzinárodných seminároch v súvislosti s novými objavmi, sú nevyčerpateľnou témou pre výskum a vedecký výskum. Otázka "lipidy - čo sú?" nikdy nestráca na aktuálnosti. Vedecký pokrok však nestojí na mieste. Nedávno bolo identifikovaných niekoľko nových mastných kyselín, ktoré sú biosynteticky príbuzné lipidom. Klasifikácia organických zlúčenín môže byť ťažká z dôvodu podobnosti v určitých charakteristikách, ale významných rozdielov v iných parametroch. Najčastejšie sa vytvorí samostatná skupina, po ktorej sa obnoví celkový obraz harmonickej interakcie súvisiacich látok.

Bunkové membrány

Lipidy - aké sú z hľadiska ich funkčného účelu? V prvom rade sú podstatnou zložkou živých buniek a tkanív stavovcov. Väčšina procesov v tele prebieha za účasti lipidov, tvorba bunkových membrán, vzájomné prepojenie a výmena signálov v medzibunkovom prostredí sa nezaobíde bez mastných kyselín.

Lipidy – čo sú to zač, ak sa na ne pozrieme z pohľadu spontánne sa vyskytujúcich steroidných hormónov, fosfoinozitídov a prostaglandínov? V prvom rade ide o prítomnosť v krvnej plazme, ktorej podľa definície sú jednotlivé zložky lipidových štruktúr. Kvôli tomu je telo nútené vyvinúť zložité systémy na ich prepravu. Mastné kyseliny lipidov sú transportované hlavne v komplexe s albumínom a lipoproteíny, rozpustné vo vode, sú transportované bežným spôsobom.

Klasifikácia lipidov

Kategorizácia zlúčenín biologického pôvodu je proces, ktorý zahŕňa niektoré kontroverzné otázky. Lipidy môžu byť vďaka svojim biochemickým a štruktúrnym vlastnostiam rovnako klasifikované do rôznych kategórií. Hlavné triedy lipidov zahŕňajú jednoduché a zložité zlúčeniny.

Medzi jednoduché patria:

• Glyceridy sú estery glycerínalkoholu a mastných kyselín najvyššej kategórie.
• Vosky sú esterom vyššej mastnej kyseliny a 2-hydroxyalkoholu.

Komplexné lipidy:

• Fosfolipidové zlúčeniny - so zahrnutím dusíkatých zložiek, glycerofosfolipidov, ofingolipidov.
• Glykolipidy – nachádzajú sa vo vonkajších biologických vrstvách tela.
• Steroidy sú vysoko účinné látky živočíšneho spektra.
• Komplexné tuky - steroly, lipoproteíny, sulfolipidy, aminolipidy, glycerol, uhľovodíky.

Prevádzka

Lipidové tuky pôsobia ako materiál pre bunkové membrány. Podieľať sa na transporte rôznych látok po periférii tela. Tukové vrstvy na báze lipidových štruktúr pomáhajú chrániť telo pred podchladením. Majú funkciu akumulácie energie „v rezerve“.

Tukové zásoby sa koncentrujú v cytoplazme buniek vo forme kvapiek. Stavovce, vrátane ľudí, majú špeciálne bunky - adipocyty, ktoré sú schopné obsahovať pomerne veľa tuku. K ukladaniu tukových zásob v adipocytoch dochádza vďaka lipoidným enzýmom.

Biologické funkcie

Tuk je nielen spoľahlivým zdrojom energie, ale má aj izolačné vlastnosti, k čomu prispieva biológia. V tomto prípade lipidy umožňujú dosiahnuť niekoľko užitočných funkcií, ako je prirodzené chladenie tela alebo naopak jeho tepelná izolácia. V severných oblastiach charakterizovaných nízkymi teplotami sa u všetkých zvierat hromadí tuk, ktorý sa rovnomerne ukladá po celom tele a vytvára tak prirodzenú ochrannú vrstvu, ktorá slúži ako tepelná ochrana. To je dôležité najmä pre veľké morské živočíchy: veľryby, mrože, tulene.

Zvieratá žijúce v horúcich krajinách tiež hromadia tukové usadeniny, ale nie sú distribuované po celom tele, ale sú sústredené na určitých miestach. Napríklad u ťav sa tuk hromadí v hrboch, u púštnych zvierat - v hustých, krátkych chvostoch. Príroda starostlivo sleduje správne umiestnenie tuku aj vody v živých organizmoch.

Štrukturálna funkcia lipidov

Všetky procesy spojené so životom tela podliehajú určitým zákonom. Fosfolipidy sú základom biologickej vrstvy bunkových membrán a cholesterol reguluje tekutosť týchto membrán. Väčšina živých buniek je teda obklopená plazmatickými membránami s lipidovou dvojvrstvou. Táto koncentrácia je nevyhnutná pre normálnu bunkovú aktivitu. Jedna biomembránová mikročastica obsahuje viac ako milión lipidových molekúl, ktoré majú dvojaké vlastnosti: sú hydrofóbne aj hydrofilné. Tieto vzájomne sa vylučujúce vlastnosti majú spravidla nerovnovážny charakter, a preto ich funkčný účel vyzerá celkom logicky. Lipidy v bunke sú účinným prirodzeným regulátorom. Hydrofóbna vrstva zvyčajne dominuje a chráni bunkovú membránu pred prenikaním škodlivých iónov.

Glycerofosfolipidy, fosfatidyletanolamín, fosfatidylcholín a cholesterol tiež prispievajú k bunkovej nepriepustnosti. Ďalšie membránové lipidy sa nachádzajú v tkanivových štruktúrach, sú to sfingomyelín a sfingoglykolipid. Každá látka plní špecifickú funkciu.

Lipidy v ľudskej strave

Triglyceridy sú účinným zdrojom energie. Mäso a mliečne výrobky obsahujú kyseliny. A mastné kyseliny, ale nenasýtené, sa nachádzajú v orechoch, slnečnicovom a olivovom oleji, semenách a kukuričných zrnách. Aby sa v tele nezvyšovala hladina cholesterolu, odporúča sa obmedziť denný príjem živočíšnych tukov na 10 percent.

Lipidy a sacharidy

Mnohé organizmy živočíšneho pôvodu „ukladajú“ tuky na určitých miestach, v podkožnom tkanive, v záhyboch kože a na iných miestach. Oxidácia lipidov v takýchto tukových zásobách prebieha pomaly, a preto proces ich premeny na oxid uhličitý a vodu umožňuje získať značné množstvo energie, takmer dvakrát toľko, ako môžu poskytnúť sacharidy. Okrem toho hydrofóbne vlastnosti tukov eliminujú potrebu používať veľké množstvo vody na podporu hydratácie. Prechod tukov do energetickej fázy prebieha „na sucho“. Tuky však z hľadiska výdaja energie pôsobia oveľa pomalšie a sú vhodnejšie pre zimujúce zvieratá. Zdá sa, že lipidy a sacharidy sa počas života tela navzájom dopĺňajú.

Lipidy– organické látky, ktoré: 1) sú slabo rozpustné alebo nerozpustné vo vode, ale rozpúšťajú sa v organických rozpúšťadlách, 2) sú skutočnými alebo potenciálnymi estermi mastných kyselín; 3) sú asimilované a využívané živými organizmami.

1. Rezervné lipidy (tukové tuky) – množstvo a zloženie nie je konštantné, závisí od stravy a fyzického stavu organizmu.

2. Štrukturálne lipidy - ich počet a zloženie v organizme sú prísne konštantné, geneticky podmienené a normálne nezávisia od stravy alebo funkčného stavu organizmu.

Klasifikácia lipidov podľa chemickej štruktúry:

Funkcie jednoduchých lipidov:

1. Energetické funkcie(základné energetické palivo článku). Výhody tukov ako zdroja energie oproti sacharidom: 1) vysoká kalorická hodnota (1 g TAG - 9,3 kcal, a 1 g sacharidov - 4 kcal). 2) v dôsledku hydrofóbnosti sa tuk ukladá ako rezerva v bezvodom prostredí, čo znamená, že zaberá menší objem. Vďaka tomu lipidové zásoby vystačia na mesiac života bez jedla a sacharidy len na jeden deň.

2. Termoregulačná funkcia vďaka: a) tuk je zlým vodičom tepla, takže tukové tkanivo je dobrým tepelným izolantom; b) keď sa telo ochladzuje, rovnaké acylglyceroly sa spotrebujú na tvorbu tepla v dôsledku uvoľnenia energie.

3. Ochranná funkcia ( Mechanická ochrana podkožného tukového tkaniva).

4. Zdroje endogénnej vody v tele. Oxidáciou 100 g acylglycerolov vznikne 107 g vody.

5. Funkcia prírodných rozpúšťadiel. Acylglyceroly zabezpečujú vstrebávanie esenciálnych mastných kyselín a vitamínov rozpustných v tukoch v čreve.

6. Eikosanoidové prekurzory.

7. Vosk vykonáva ochranné funkcie

Funkcie fosfolipidov:

1) hlavné zložky biomembrán (najmä lecitín, cefalín)

2) fosfatidylinozitol-4,5-bisfosfát (derivát fosfatidylinozitolu) – prekurzor dôležitých druhých poslov – DAG a IP3

3) regulátory aktivity enzýmov (fosfatidylcholín, fosfatidylserín, sfingomyelín aktivujú alebo inhibujú aktivitu enzýmov, ktoré katalyzujú procesy zrážania krvi).

4) množstvo hormónov (pohlavné hormóny, hormóny kôry nadobličiek) sú deriváty lipidov

5) detergenty pre črevá a žlčník (dôležitá zložka žlče a miciel vznikajúcich pri trávení potravy).

6) zdroj kyseliny arachidónovej - prekurzor eikozanoidov

7) zabezpečiť pripojenie proteínov k membráne (niektoré extracelulárne proteíny sú pripojené na vonkajšiu stranu plazmatickej membrány v dôsledku tvorby kovalentných väzieb s fosfatidylinozitolom: alkalická fosfatáza, lipoproteínová lipáza, cholínesteráza).

8) podieľať sa na tvorbe transportných foriem iných lipidov;

9) môže vykonávať energetickú funkciu

10) sú zložkou pľúcneho surfaktantu

Funkcie glykolipidov v tele:

Funkcie nezmydelniteľných lipidov:

1) cholesterol je jednou z hlavných zložiek biomembrán a liečiv, východisková zlúčenina pre syntézu množstva steroidných hormónov.

2) medzi nezmydelniteľné lipidy patria vitamíny rozpustné v tukoch (A, D, E, K)

Lipidy- tukom podobné organické zlúčeniny, nerozpustné vo vode, ale vysoko rozpustné v nepolárnych rozpúšťadlách (éter, benzín, benzén, chloroform atď.). Lipidy patria k najjednoduchším biologickým molekulám. Chemicky väčšina lipidov sú estery vyšších karboxylových kyselín a množstvo alkoholov. Najznámejší z nich tukov. Každá molekula tuku je tvorená molekulou triatómového alkoholu glycerolu a na ňu naviazanými esterovými väzbami troch molekúl vyšších karboxylových kyselín. Podľa prijatej nomenklatúry sa tuky nazývajú triacylglyceroly.

Keď sa tuky hydrolyzujú (to znamená, že sa štiepia zavedením H + a OH - na esterové väzby), rozkladajú sa na glycerol a voľné vyššie karboxylové kyseliny, pričom každá obsahuje párny počet atómov uhlíka.

Atómy uhlíka v molekulách vyšších karboxylových kyselín môžu byť navzájom spojené jednoduchými aj dvojitými väzbami. Medzi nasýtené (nasýtené) vyššie karboxylové kyseliny, ktoré sa najčastejšie nachádzajú v tukoch, patria:

• palmitová CH3-(CH2)14-COOH alebo C15H31COOH;
• stearová CH3-(CH2)i6-COOH alebo C17H35COOH;
• arachín CH3-(CH2)18-COOH alebo C19H39COOH;

medzi neobmedzené:

• olejová CH3-(CH2)7-CH = CH-(CH2)7-COOH alebo C17H33COOH;
• linolová CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH-(CH2)7-COOH alebo C17H31COOH;
• linolénová CH 3 - CH 2 - CH = CH - CH 2 - CH = CH - CH 2 - CH = CH - (CH 2) 7 - COOH alebo C17H29COOH.

Stupeň nenasýtenosti a dĺžka reťazcov vyšších karboxylových kyselín (t.j. počet atómov uhlíka) určuje fyzikálne vlastnosti konkrétneho tuku.

Tuky obsahujúce krátke a nenasýtené uhlíkové reťazce vo zvyškoch mastných kyselín majú nízku teplotu topenia. Pri izbovej teplote sú to tekutiny (oleje) alebo masťovité látky. Naopak, tuky s dlhými a nasýtenými reťazcami vyšších karboxylových kyselín sú pri izbovej teplote pevné látky. To je dôvod, prečo sa pri hydrogenácii (nasýtenie reťazcov kyselín atómami vodíka na dvojitých väzbách) napríklad tekuté arašidové maslo zmení na homogénne roztierateľné arašidové maslo a slnečnicový olej na margarín. Telá zvierat žijúcich v chladnom podnebí, ako sú ryby z arktických morí, zvyčajne obsahujú viac nenasýtených triacylglycerolov ako tie, ktoré žijú v južných zemepisných šírkach. Z tohto dôvodu zostáva ich telo pružné aj pri nízkych teplotách.

Existujú:

Fosfolipidy- amfifilné zlúčeniny, t.j. majú polárne hlavy a nepolárne chvosty. Skupiny tvoriace polárnu hlavovú skupinu sú hydrofilné (rozpustné vo vode), zatiaľ čo nepolárne chvostové skupiny sú hydrofóbne (nerozpustné vo vode).

Dvojitá povaha týchto lipidov určuje ich kľúčovú úlohu v organizácii biologických membrán.

Vosk- estery jednosýtnych (s jednou hydroxylovou skupinou) vysokomolekulárnych (s dlhým uhlíkovým skeletom) alkoholov a vyšších karboxylových kyselín.

Ďalšiu skupinu lipidov tvoria steroidy. Tieto látky sú založené na cholesterolovom alkohole. Steroidy sú veľmi zle rozpustné vo vode a neobsahujú vyššie karboxylové kyseliny.

Patria sem žlčové kyseliny, cholesterol, pohlavné hormóny, vitamín D atď.

Blízko steroidom terpény(rastlinné rastové látky - giberelíny; fytol, ktorý je súčasťou chlorofylu; karotenoidy - fotosyntetické pigmenty; rastlinné silice - mentol, gáfor a pod.).

Lipidy môžu vytvárať komplexy s inými biologickými molekulami.

Lipoproteíny- komplexné útvary obsahujúce triacylglyceroly, cholesterol a proteíny, ktoré nemajú kovalentné väzby s lipidmi.

Glykolipidy je skupina lipidov postavená na báze alkohol sfingozín a obsahujúca okrem zvyšku vyšších karboxylových kyselín jednu alebo viac molekúl cukru (najčastejšie glukózu alebo galaktózu).

Funkcie lipidov

Štrukturálne. Fosfolipidy spolu s proteínmi tvoria biologické membrány. Membrány obsahujú aj steroly.

Energia. Pri oxidácii 1 g tuku sa uvoľní 38,9 kJ energie, ktorá smeruje k tvorbe ATP. Značná časť energetických zásob organizmu je uložená vo forme lipidov, ktoré sa spotrebúvajú pri nedostatku živín. Zvieratá a rastliny v hibernácii akumulujú tuky a oleje a používajú ich na udržanie životne dôležitých procesov. Vysoký obsah lipidov v semenách poskytuje energiu pre vývoj embrya a semenáčika, kým sa nezačne živiť. Semená mnohých rastlín (kokosová palma, ricínový bôb, slnečnica, sója, repka, atď.) slúžia ako suroviny na priemyselnú výrobu oleja.

Ochranná a tepelná izolácia. Tuková vrstva, ktorá sa hromadí v podkožnom tukovom tkanive a okolo niektorých orgánov (obličky, črevá), chráni telo pred mechanickým poškodením. Vrstva podkožného tuku navyše vďaka nízkej tepelnej vodivosti pomáha udržiavať teplo, čo umožňuje napríklad mnohým živočíchom žiť v chladnom podnebí. U veľrýb navyše plní ďalšiu úlohu – podporuje vztlak.

Lubrikant a vodu odpudzujúci. Vosky pokrývajú kožu, vlnu, perie, robia ich pružnejšími a chránia ich pred vlhkosťou. Listy a plody rastlín sú pokryté voskovým povlakom; vosk používajú včely pri stavbe plástov.

Regulačné. Mnohé hormóny sú derivátmi cholesterolu, ako sú pohlavné hormóny (testosterón u mužov a progesterón u žien) a kortikosteroidy (aldosterón).

Metabolický. Deriváty cholesterolu, vitamín D zohrávajú kľúčovú úlohu v metabolizme vápnika a fosforu. Žlčové kyseliny sa podieľajú na procesoch trávenia (emulgácia tukov) a vstrebávania vyšších karboxylových kyselín.

Lipidy sú zdrojom metabolickej vody. Oxidáciou tuku vzniká približne 105 g vody. Táto voda je veľmi dôležitá pre niektorých obyvateľov púšte, najmä pre ťavy, ktoré sa bez vody zaobídu 10-12 dní: tuk uložený v hrbe sa používa práve na tento účel. Medvede, svište a iné zimujúce zvieratá získavajú vodu potrebnú pre život v dôsledku oxidácie tukov.

Skupina organických látok, medzi ktoré patria tuky a tukom podobné látky (lipoidy), sa nazývajú lipidy. Tuky sa nachádzajú vo všetkých živých bunkách, pôsobia ako prirodzená bariéra, obmedzujú priepustnosť buniek a sú súčasťou hormónov.

Štruktúra

Lipidy sú chemickou povahou jedným z troch typov životne dôležitých organických látok. Vo vode sú prakticky nerozpustné, t.j. sú hydrofóbne zlúčeniny, ale tvoria emulziu s H2O. Lipidy sa rozpadajú v organických rozpúšťadlách - benzén, acetón, alkoholy atď. Tuky sú podľa fyzikálnych vlastností bezfarebné, bez chuti a bez zápachu.

Štruktúrne sú lipidy zlúčeniny mastných kyselín a alkoholov. Pri pridávaní ďalších skupín (fosfor, síra, dusík) vznikajú komplexné tuky. Molekula tuku nevyhnutne zahŕňa atómy uhlíka, kyslíka a vodíka.

Mastné kyseliny sú alifatické, t.j. Karboxylové (skupina COOH) kyseliny, ktoré neobsahujú cyklické uhlíkové väzby. Líšia sa množstvom -CH2- skupiny.
Kyseliny sa uvoľňujú:

• nenasýtené - zahŕňajú jednu alebo viac dvojitých väzieb (-CH=CH-);
• bohatý - neobsahujú dvojité väzby medzi atómami uhlíka

Ryža. 1. Štruktúra mastných kyselín.

Sú uložené v bunkách vo forme inklúzií – kvapôčok, granúl, v mnohobunkovom organizme – vo forme tukového tkaniva pozostávajúceho z adipocytov – buniek schopných ukladať tuky.

Klasifikácia

Lipidy sú komplexné zlúčeniny, ktoré sa vyskytujú v rôznych modifikáciách a plnia rôzne funkcie. Preto je klasifikácia lipidov rozsiahla a nie je obmedzená na jednu charakteristiku. Najkompletnejšie členenie podľa štruktúry je uvedené v tabuľke.

Vyššie opísané lipidy sú zmydelniteľné tuky – ich hydrolýzou vzniká mydlo. Samostatne v skupine nezmydliteľných tukov, t.j. neinteragujú s vodou, uvoľňujú steroidy.
V závislosti od štruktúry sú rozdelené do podskupín:

• steroly - steroidné alkoholy, ktoré sú súčasťou živočíšnych a rastlinných tkanív (cholesterol, ergosterol);
• žlčové kyseliny - deriváty kyseliny cholovej obsahujúce jednu skupinu -COOH, podporujú rozpúšťanie cholesterolu a trávenie lipidov (kyselina cholová, deoxycholová, litocholová);
• steroidné hormóny - podporujú rast a vývoj tela (kortizol, testosterón, kalcitriol).

Ryža. 2. Schéma klasifikácie lipidov.

Lipoproteíny sa izolujú oddelene. Ide o komplexné komplexy tukov a bielkovín (apolipoproteíny). Lipoproteíny sú klasifikované ako komplexné bielkoviny, nie tuky. Obsahujú celý rad komplexných tukov – cholesterol, fosfolipidy, neutrálne tuky, mastné kyseliny.
Existujú dve skupiny:

• rozpustný - sú súčasťou krvnej plazmy, mlieka, žĺtka;
• nerozpustný - sú súčasťou plazmalemy, obalov nervových vlákien, chloroplastov.

Ryža. 3. Lipoproteíny.

Najviac študovanými lipoproteínmi sú krvná plazma. Líšia sa hustotou. Čím viac tuku, tým menšia hustota.

TOP 4 článkyktorí spolu s týmto čítajú

Lipidy sú klasifikované podľa ich fyzikálnej štruktúry na tuhé tuky a oleje. Na základe prítomnosti v organizme sa delia na rezervné (nestabilné, závislé na výžive) a štrukturálne (geneticky podmienené) tuky. Tuky môžu byť rastlinného alebo živočíšneho pôvodu.

Význam

Lipidy musia vstúpiť do tela s jedlom a podieľať sa na metabolizme. V závislosti od typu tukov účinkujú v tele rôzne funkcie:

• triglyceridy udržujú telesné teplo;
• podkožný tuk chráni vnútorné orgány;
• fosfolipidy sú súčasťou membrán akejkoľvek bunky;
• tukové tkanivo je energetická rezerva – štiepením 1 g tuku sa získa 39 kJ energie;
• glykolipidy a množstvo ďalších tukov plnia funkciu receptora - viažu bunky, prijímajú a vysielajú signály prijaté z vonkajšieho prostredia;
• fosfolipidy sa podieľajú na zrážaní krvi;
• vosky pokrývajú listy rastlín, zároveň ich chránia pred vysychaním a navlhnutím.

Priemerné hodnotenie: 3.9. Celkový počet získaných hodnotení: 314.

Kapitola 5. LIPIDY

Všeobecná charakteristika a klasifikácia lipidov

Lipidy sú prírodné organické zlúčeniny, ktoré sú svojou chemickou štruktúrou veľmi rôznorodé, nerozpustné vo vode a rozpustné v organických rozpúšťadlách. Jednou z hlavných skupín lipidov sú tuky, ktorých grécky názov (lipos - tuk) bol použitý na označenie triedy ako celku. Všetky zlúčeniny podobné tukom v rozpustnosti a zahrnuté do triedy lipidov tvoria skupinu lipoidov (látky podobné tuku).

Triedu lipidov ako celok teda predstavujú tuky a lipoidy. Chemicky je trieda lipidov súborom organických zlúčenín a nemá jedinú funkčnú charakteristiku. Hlavné znaky, ktoré umožňujú klasifikovať látku ako lipid, sú:

biologický pôvod;

Hydrofóbnosť (rozpustnosť v nepolárnych kvapalinách a nerozpustnosť vo vode);

Prítomnosť vyšších alkylových radikálov alebo karbocyklov. Existujú rôzne klasifikácie lipidov: štruktúrne, fyzikálno-chemické a biologické.

Štrukturálna klasifikácia, berúc do úvahy štruktúru lipidov, je najkomplexnejšia. Všetky lipidy možno rozdeliť do dvoch skupín:

1) lipidy, ktoré nepodliehajú hydrolýze (lipidové monoméry);

2) lipidy podliehajúce hydrolýze (viaczložkové lipidy).

Prvá skupina zahŕňa:

1.Vyššie uhľovodíky.

2. Vyššie alifatické alkoholy, aldehydy, ketóny.

3. Izoprenoidy a ich deriváty.

4.Vyššie aminoalkoholy (sfingozíny).

5. Vyššie polyoly.

6. Mastné kyseliny.

Druhá skupina (viaczložkové lipidy) zahŕňa tieto podskupiny:

1. Jednoduché lipidy (étery pozostávajúce z lipidových monomérov).

1.1. Vosky (étery vyšších jednosýtnych alkoholov).

1.2. Jednoduché diolové lipidy alebo acyldioly (étery dvojsýtnych alkoholov).

1.3. Glyceridy alebo acylglyceroly (estery trojsýtneho alkoholu glycerolu).

1.4. Steroidy (estery sterolov).

2. Komplexné lipidy.

2.1. Fosfolipidy (fosforestery lipidov).

2.1.1. Fosfoglyceridy (fosforestery glyceridov).

2.1.2. Diolfosfatidy (fosforové estery diolových lipidov).

2.1.3. Sfingofosfatidy (fosforečné estery N-acylsfingozínu).

2.2. Glykolipidy

2.2.1. Cerebrosides.

2.2.2. Gangliosidy.

2.2.3. Sulfatidy.

Fyzikálno-chemická klasifikácia berie do úvahy stupeň polarity lipidov. Všetky lipidy sú rozdelené na neutrálne (nepolárne) a polárne. Prvý typ zahŕňa lipidy, ktoré nemajú žiadny náboj. Druhý typ zahŕňa lipidy, ktoré majú náboj a majú polárne vlastnosti (napríklad fosfolipidy, mastné kyseliny).

Podľa biologického významu sa lipidy delia na rezervné a štrukturálne. Rezerva - uložená vo veľkých množstvách a potom vynaložená na energetické potreby tela. Patria sem acylglyceroly. Všetky ostatné lipidy možno klasifikovať ako štruktúrne lipidy. Nemajú takú energetickú hodnotu ako rezervné a podieľajú sa na stavbe biologických membrán, ochranných obalov rastlín a kože stavovcov. Lipidy tvoria približne 10-20% hmotnosti ľudského tela. Telo dospelého človeka obsahuje v priemere 10-12 kilogramov lipidov, z ktorých 2-3 sú štrukturálne lipidy a zvyšok sú rezervné lipidy. Asi 98 % z nich sa nachádza v tukovom tkanive. Štrukturálne lipidy sú v tkanivách distribuované nerovnomerne. Nervové tkanivo je na ne obzvlášť bohaté (do 20 - 25 %), v biologických bunkových membránach tvoria lipidy 40 % sušiny.

Lipidové monoméry

1. Vyššie uhľovodíky. Táto skupina zlúčenín zahŕňa najjednoduchší typ lipidov. V prírode je viac normálnych, rozvetvených a nenasýtených vyšších uhľovodíkov ako vo vyšších organizmoch, pre ktoré nie sú nevyhnutné.

2. Vyššie alifatické alkoholy, aldehydy, ketóny.

Nachádzajú sa vo voľnej forme, ale častejšie ako súčasť viaczložkových lipidov. Nenasýtené alifatické aldehydy sa podieľajú na tvorbe acetálových fosfatidov. Vyššie ketóny sa častejšie nachádzajú vo voľnej forme v baktériách. Hmyz obsahuje rozvetvené nenasýtené ketóny. Vyššie alifatické alkoholy sú súčasťou voskov a majú párny počet atómov uhlíka v radikále. Najdôležitejšie sú nasledujúce alkoholy:

cetyl CH3-(CH 2) 14-CH2OH- je obsiahnutý v spermaceti;

ceryl CH3-(CH2)24-CH20H- vo včelom vosku;

montánna CH3-(CH2)26-CH2OH- vo včelom vosku;

oleyl CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH 2 ) 7 -CH 2 OH- v spermaceti, rybom oleji.

3. Izoprenoidy a ich deriváty. Ide o veľkú skupinu biologicky dôležitých lipidov – derivátov izoprénu:

Medzi izoprenoidy je potrebné rozlišovať terpény a steroidy. Terpény sa vyznačujú počtom izoprénových jednotiek zahrnutých v ich štruktúre. Terpény pozostávajúce z dvoch izoprénových jednotiek sú monoterpény, tri sú seskviterpény a 4,6,8 jednotiek sú diterpény, triterpény a tetraterpény.

Monoterpén mentol sa nachádza v mätovom oleji a má analgetické, anestetické a antiseptické účinky. Používa sa v inhalačných prípravkoch, rôznych krémoch a mastiach, ako aj v cukrárskom priemysle. Monoterpénketón - gáfor - má široké využitie v kozmetike a medicíne, v balzamovacích tekutinách a tiež ako expektorans.Triterpény skvalén a lanosterol sú prekurzormi pri syntéze cholesterolu v tkanivách. Karotenoidy, ktoré patria medzi tetraterpény, hrajú dôležitú úlohu v životných procesoch. Príkladom je β-karotén – provitamín A. Diterpénové alkoholy zahŕňajú fytol a retinol. Prvý sa podieľa na konštrukcii chlorofylu a fylochinónu (vitamín K 1) a druhý je vitamín rozpustný v tukoch (vitamín A).

Steroidy - zlúčeniny obsahujúce uhlíkový skelet cyklopentánperhydofenantrénu alebo steránu:

Steroidy sú deriváty cyklických triterpénov, ktorých biosyntéza využíva izoprénové jednotky. Väčšina steroidov sú alkoholy, ktoré sa nazývajú steroly alebo steroly. Steroly sa nachádzajú v živočíšnych a rastlinných organizmoch, chýbajú v baktériách. Predchodcom veľkej skupiny biologicky dôležitých zlúčenín je cholesterol:

Cholesterol

V tkanivách sa nachádza vo voľnej forme alebo vo forme esterov (steridov), ktorých všeobecný vzorec je uvedený nižšie. Živočíšne tkanivá sú bohaté na cholesterol, vo veľkom množstve sa nachádza v nervovom tkanive, nadobličkách a pečeni. Cholesterol je štruktúrny lipid, je súčasťou biologických membrán buniek a v bunkovej membráne je ho viac ako v iných membránach - mitochondrie, mikrozómy, jadro atď. Zo steroidných zlúčenín živočíšneho a rastlinného pôvodu možno zaznamenať tieto biologicky aktívne deriváty cholesterolu: žlčové alkoholy a žlčové kyseliny, hormóny, vitamíny (D), steroidné glykozidy (vznikajúce v rastlinách, používané ako účinné lieky na srdce), steroidné alkaloidy (používa sa v liekoch, môže zvýšiť krvný tlak a pôsobením na centrálny nervový systém stavovcov spôsobiť paralýzu dýchania).

Cholesterid

4. Vyššie aminoalkoholy- deriváty sfingozínu, sú súčasťou viaczložkových lipidov - sfingolipidov. Sfingolipidy obsahujú sfingozín alebo dihydrosfingozín:

sfingozín

Dihydrosfingozín

5. Vyššie polyoly- relatívne malá skupina lipidových monomérov, nachádzajúca sa v mikroorganizmoch, podieľajúcich sa na tvorbe jednoduchých a zložitých diolových lipidov v živočíšnych tkanivách.

6. Mastné kyseliny- karbolové kyseliny s dlhým, prevažne nerozvetveným radikálom. Zvyčajne majú párny počet atómov uhlíka, nachádzajú sa vo voľnej forme a sú súčasťou tukov. Najdôležitejšie mastný kyseliny sú uvedené v tabuľke 6.

Tabuľka 6

Najdôležitejšie prírodné mastné kyseliny

Ľudské tukové tkanivo obsahuje najväčšie množstvo kyseliny olejovej (55 %), palmitovej (20 %), linolovej (10 %). Preto má ľudský tuk nízky bod topenia a je v tele v tekutom stave (10-15°C). Tieto isté kyseliny sa nachádzajú vo významných množstvách aj v iných lipidoch (glykolipidy, fosfolipidy).

Viaczložkové lipidy

1. Jednoduché lipidy- veľká skupina zlúčenín, ktoré sú estermi mastných kyselín a alkoholov. Patria sem vosky, jednoduché diolové lipidy, acylglyceroly (tuky a oleje) a steridy.

Vosky sú estery mastných kyselín a jednosýtnych alkoholov obsahujúce 16 alebo viac atómov uhlíka. Napríklad hlavnou zložkou spermaceti obsiahnutej v hlave veľryby je vosk získaný podľa nasledujúcej schémy:

CH 3 – (CH 2) 14 - CH 2 - OH + C 15H 31 - COOH →

metylester kyseliny palmitovej

Včelí vosk je zmes rôznych esterov, jedným z nich je cetylester kyseliny palmitovej.

Ich vosková štruktúra určuje ich vysokú hydrofóbnosť. Vosky preto vytvárajú vodoodpudivý ochranný povlak (lubrikant) na listoch a plodoch rastlín, koži, srsti zvierat, vtáčích perách a na exoskelete hmyzu.

Jednoduché diolové lipidy sú jednoduché (I) alebo komplexné (I) estery dvojsýtnych alkoholov (napríklad etylénglykol) obsahujúce vyššie radikály; táto skupina lipidov bola nedávno objavená a nachádza sa v malých množstvách v tkanivách cicavcov a semenách rastlín:

Glyceridy alebo acylglyceroly (tuky a oleje) sú najbežnejšou skupinou jednoduchých lipidov. Podľa chemickej štruktúry sú to estery trojsýtneho alkoholu glycerolu a mastných kyselín. Pre svoju neutrálnu povahu sa glyceridy nazývajú neutrálne lipidy. Glyceridy sa delia na mono-, dm- a triacylglyceroly, ktoré obsahujú 1, 2 a 3 éterovo viazaný acyl (RCO-).

Existujú jednoduché glyceridy obsahujúce zvyšky jednej mastnej kyseliny a zmiešané glyceridy obsahujúce zvyšky dvoch alebo troch rôznych kyselín.

Názvy neutrálnych lipidov sa skladajú z názvov mastnej kyseliny a glycerolu alebo názvu mastnej kyseliny s koncovkou – „in“. Napríklad: palmitoylglycerol (palmitoín) - monoacylglycerol obsahujúci zvyšok kyseliny palmitovej; tristearagoylglycerol (tristearín) - triacylglycerol obsahujúci tri zvyšky kyseliny stearovej; dioleopalmitoylglycerol (dioleopalmitín) je triacylglycerol obsahujúci dva zvyšky kyseliny olejovej a jeden zvyšok kyseliny palmitovej.

Živočíšne tuky, obsahujúce hlavne glyceridy nasýtených kyselín, sú pevné látky. Rastlinné tuky, často nazývané oleje, obsahujú glyceridy nenasýtených kyselín. Sú prevažne tekuté, napríklad slnečnicový, ľanový, olivový olej atď.

Glyceridy (tuky) sú schopné vstúpiť do všetkých chemických reakcií charakteristických pre estery. Najdôležitejšou reakciou je saponifikačná reakcia, ktorej výsledkom je vznik glycerolu a mastných kyselín z triglyceridov. Zmydelnenie môže byť enzymatické, kyslé alebo alkalické, v druhom prípade nevznikajú kyseliny, ale ich soli:

Na charakterizáciu prírodných tukov sa používajú tieto ukazovatele:

Jódové číslo- počet gramov jódu, ktorý sa viaže na 100g tuku. Čím viac nenasýtených kyselín je v tuku, tým vyššie je jódové číslo. Pre hovädzí tuk je to 32-47, jahňací tuk - 35-46, bravčový tuk - 46-66.

Číslo kyslosti- počet miligramov KOH potrebný na neutralizáciu 1 g tuku. Toto číslo ukazuje, koľko voľných kyselín je v tuku.

Číslo zmydelnenia- počet miligramov KOH potrebný na neutralizáciu všetkých mastných kyselín obsiahnutých v jednom grame tuku, voľných aj viazaných. V prípade hovädzieho, jahňacieho a bravčového tuku je toto číslo približne rovnaké.

Steroidy sú estery sterolov a mastných kyselín. Najbežnejšie sú estery cholesterolu. Nachádzajú sa v živočíšnych produktoch (maslo, vaječné žĺtky, mozog). U ľudí a zvierat je väčšina cholesterolu (približne 60-70 %) vo forme cholesterylesterov. Najmä estery cholesterolu tvoria hlavnú časť celkového cholesterolu, pretože sú súčasťou transportných lipoproteínov (pozri obrázok nižšie), obrázok ukazuje štruktúru lipoproteínu s nízkou hustotou v ľudskej krvnej plazme. Možno, že cholesterylestery sú jedinečnou formou vytvárania rezerv cholesterolu v tkanivách. Lanolín (ovčí vosk) - tuk z ovčej vlny je tiež sterid (zmes esterov mastných kyselín lanosterolu a agnosterolu) a používa sa vo farmácii ako masťový základ na prípravu liečivých mastí.

Štruktúra lipoproteínu s nízkou hustotou

2. Komplexné lipidy na rozdiel od jednoduchých obsahujú nelipidovú zložku (zvyšok kyseliny fosforečnej alebo sacharid a pod.).

Fosfolipidy sú fosfátmi substituované estery rôznych organických alkoholov (glycerol, sfingozíny, dioly). Všetky fosfolipidy sú polárne lipidy, ktoré sa nachádzajú najmä v bunkových membránach (pozri obr. Strana 63 znázorňuje dvojitú fosfolipidovú vrstvu - žltá - radikály vyšších mastných kyselín, modré guľôčky - polárne „hlavičky“ vrátane zvyšku kyseliny fosforečnej esterifikovanej aminoalkoholom alebo aminoskupinou kyselina) Fosfolipidy sa delia na fosfoglyceridy (deriváty glycerolu), diolfosfatidy (deriváty dvojsýtnych alkoholov), sfingofosfatidy a sfingolipidy (sfingozín ako alkohol).

Najbežnejšie a najrozmanitejšie sú fosfoglyceridy. Všetky obsahujú zvyšok kyseliny fosfatidovej (fosfatidyl) kombinovaný s nejakým aminoalkoholom alebo aminokyselinou.

Fosfatidyl

Radikály mastných kyselín sú v polohe trans (na obrázkoch str. 63 a 89 sú znázornené žltou farbou). Nižšie sú uvedené vzorce niektorých fosfoglyceridov:

fosfatidyl-0-CH2-CH2-NH2 fosfatidyletanolamín (kolamín);

fosfatidyl - O - CH 2 - CH 2 - N + (CH 3) 3 fosfatidylcholín (lecitín);

Glykolipidy sú komplexné lipidy obsahujúce sacharidovú zložku. Najjednoduchšími glykolipidmi sú glykosyldiacylglyceroly, v ktorých je jedna z alkoholových skupín glycerolu nahradená monosacharidom.

Živočíšne tkanivá obsahujú veľké množstvá glykosfingolilidov; Hojne sa vyskytujú najmä v nervových bunkách, kde sú zrejme nevyhnutné pre normálnu elektrickú aktivitu a prenos nervových vzruchov. Medzi tieto lipidy patria: cerebrozidy, gangliozidy, sulfolipidy.

Cerebrosides – obsahujú galaktózu alebo, čo je veľmi zriedkavé, glukózu ako sacharidovú zložku. Tieto lipidy boli prvýkrát objavené v mozgu, a preto dostali svoje meno. Z mastných kyselín v cerebrosidoch sú najbežnejšie lignocerová, cerebrónová, nervónová a hydroxynervónová kyselina.

Sulfolipidy sú sulfátové deriváty cerebrosidov. Sulfátový zvyšok sa pridá k tretiemu hydroxylu galaktózy. Sulfolipidy majú kyslé vlastnosti a podieľajú sa na transporte katiónov z membrány nervových buniek a vlákien.

Gangliozidy na rozdiel od iných glykosfingolipidov obsahujú oligosacharid pozostávajúci z rôznych monosacharidov. Ich zložky a molekulová hmotnosť sa značne líšia. Bunky mozgovej kôry sú bohaté na gangliozidy.

Biologické funkcie lipidov

Lipidy majú nasledujúce hlavné biologické funkcie.

1. Energia. Túto funkciu vykonávajú acylglyceroly a voľné mastné kyseliny. Oxidáciou 1 g lipidov sa uvoľní 39,1 kJ energie, teda viac ako pri oxidácii zodpovedajúceho množstva bielkovín a sacharidov.

2. Štrukturálne funkciu vykonávajú fosfolipidy, cholesterol a jeho estery. Tieto lipidy sú súčasťou bunkových membrán a tvoria ich lipidový základ.

3. Doprava funkciu. Fosfolipidy sa podieľajú na transporte látok (napríklad katiónov) cez lipidovú vrstvu membrán.

4. Elektricky izolačné funkciu. Sfingomyelíny a glykosfingolilidy sú druhom elektrického izolačného materiálu v myelínových obaloch nervov. Sfingomyelíny obsahujú fosfocholín alebo fosfoetanolamín a glykofingolipidy obsahujú monosacharid alebo oligosacharid pozostávajúci z galaktózy a množstva aminocukrov. Ich spoločnou zložkou je sfingozínový zvyšok.

5. Emulgovanie funkciu. Fosfoglyceridy, žlčové kyseliny (steroly), mastné kyseliny, sú emulgátory pre acylglyceroly v čreve. Fosfoglyceridy stabilizujú rozpustnosť cholesterolu v krvi.

6. Mechanické funkciu vykonávajú triacylglyceroly. Lipidy v spojivovom tkanive, ktoré obaľuje vnútorné orgány a podkožná tuková vrstva, chránia orgány pred poškodením mechanickými vonkajšími vplyvmi.

7. Tepelne izolačné Funkciou je, že lipidy podkožnej tukovej vrstvy udržujú teplo vďaka svojej nízkej tepelnej vodivosti.

8. Rozpúšťadlo funkciu. Žlčové kyseliny (steroly) sú rozpúšťadlá vitamínov rozpustných v tukoch v črevách.

9. Hormonálne funkciu. Všetky steroidné hormóny, ktoré vykonávajú širokú škálu regulačných funkcií, sú lipidy. Prostaglandíny sú lipidy podobné hormónom.

10. Vitamín funkciu. Všetky vitamíny rozpustné v tukoch, ktoré vykonávajú špeciálne funkcie, sú lipidy.

Kapitola 6. Enzýmy

Ako viete, najdôležitejšou vlastnosťou každého živého organizmu je metabolizmus, ktorého kľúčovú úlohu v procesoch zohrávajú enzýmy alebo enzýmy, ktoré v obraznom vyjadrení I.P. Pavlova, existujú skutočné motory všetkých životných procesov.

Enzýmy sú proteínové katalyzátory produkované živou bunkou, ktoré urýchľujú chemické reakcie vo vnútri samotnej bunky a keď sú z nej extrahované, spôsobujú rovnaké reakcie aj mimo tela.

Enzýmy zabezpečujú realizáciu takých dôležitých životných procesov, akými sú implementácia dedičnej informácie, bioenergia, syntéza a rozklad biomolekúl. To vysvetľuje osobitnú pozornosť venovanú štúdiu enzýmov.

Štúdium enzýmov (enzymológia) tradične zaujíma popredné miesto v biochémii a samotné enzýmy sú najštudovanejším typom proteínov. Mnohé vlastnosti charakteristické pre všetky proteíny boli najprv študované pomocou enzýmov. Štúdium enzýmov má veľký význam pre akúkoľvek základnú a aplikovanú oblasť biológie, ako aj pre mnohé odvetvia chemického, potravinárskeho a farmaceutického priemyslu, ktoré sa zaoberajú prípravou katalyzátorov, antibiotík, vitamínov a iných bioaktívnych látok.

Súvisiace informácie.