Lipidy (z gréčtiny lipos– tuk) zahŕňajú tuky a tukom podobné látky. Obsiahnuté takmer vo všetkých bunkách - od 3 do 15% av bunkách podkožného tukového tkaniva až do 50%.

Zvlášť veľa lipidov je v pečeni, obličkách, nervovom tkanive (až 25%), krvi, semenách a plodoch niektorých rastlín (29-57%). Lipidy majú rôznu štruktúru, ale niektoré vlastnosti sú spoločné. Tieto organické látky sa nerozpúšťajú vo vode, ale dobre sa rozpúšťajú v organických rozpúšťadlách: éter, benzén, benzín, chloroform atď. Táto vlastnosť je spôsobená tým, že v molekulách lipidov prevládajú nepolárne a hydrofóbne štruktúry. Všetky lipidy možno rozdeliť na tuky a lipoidy.

Tuky

Najbežnejšie sú tukov(neutrálne tuky, triglyceridy), čo sú komplexné zlúčeniny trojsýtneho alkoholu glycerolu a mastných kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou. Glycerolový zvyšok je látka, ktorá je vysoko rozpustná vo vode. Zvyšky mastných kyselín sú uhľovodíkové reťazce, ktoré sú takmer nerozpustné vo vode. Keď sa kvapka tuku dostane do vody, glycerolová časť molekúl je jej vystavená a reťazce mastných kyselín vyčnievajú z vody. Mastné kyseliny obsahujú karboxylovú skupinu (-COOH). Ľahko sa ionizuje. S jeho pomocou sa molekuly mastných kyselín spájajú s inými molekulami.

Všetky mastné kyseliny sú rozdelené do dvoch skupín - bohatý A nenasýtené . Nenasýtené mastné kyseliny nemajú dvojité (nenasýtené) väzby, nasýtené áno. Medzi nasýtené mastné kyseliny patrí palmitová, maslová, laurová, stearová atď. Medzi nenasýtené mastné kyseliny patrí olejová, eruková, linolová, linolénová atď. Vlastnosti tukov sú dané kvalitatívnym zložením mastných kyselín a ich kvantitatívnym pomerom.

Tuky, ktoré obsahujú nasýtené mastné kyseliny, majú vysokú teplotu topenia. Zvyčajne sú tvrdé v konzistencii. Sú to tuky mnohých zvierat, kokosový olej. Tuky, ktoré obsahujú nenasýtené mastné kyseliny, majú nízku teplotu topenia. Tieto tuky sú prevažne tekuté. Rastlinné tuky s tekutou konzistenciou sa rozdrvia olejov . Tieto tuky zahŕňajú rybí olej, slnečnicový, bavlníkový, ľanový, konopný olej atď.

Lipoidy

Lipoidy môžu vytvárať komplexné komplexy s bielkovinami, sacharidmi a inými látkami. Možno rozlíšiť nasledujúce spojenia:

1. Fosfolipidy. Sú to komplexné zlúčeniny glycerolu a mastných kyselín a obsahujú zvyšok kyseliny fosforečnej. Všetky fosfolipidové molekuly majú polárnu hlavu a nepolárny chvost tvorený dvomi molekulami mastných kyselín. Hlavné zložky bunkových membrán.
2. Vosky. Sú to komplexné lipidy, pozostávajúce zo zložitejších alkoholov ako glycerol a mastné kyseliny. Vykonajte ochrannú funkciu. Živočíchy a rastliny ich využívajú ako vodoodpudivé látky, ktoré chránia pred vysychaním. Vosky pokrývajú povrch listov rastlín a povrch tela článkonožcov žijúcich na súši. Vosky sú vylučované mazovými žľazami cicavcov a kostrčovou žľazou vtákov. Včely používajú vosk na stavbu plástov.
3. Steroidy (z gréckeho stereos – pevné). Tieto lipidy sa vyznačujú skôr prítomnosťou zložitejších štruktúr ako sacharidových. Steroidy zahŕňajú dôležité telové látky: vitamín D, hormóny kôry nadobličiek, pohlavné žľazy, žlčové kyseliny, cholesterol.
4. Lipoproteíny A glykolipidy. Lipoproteíny pozostávajú z bielkovín a lipidov, glukoproteíny - z lipidov a sacharidov. V zložení mozgového tkaniva a nervových vlákien je veľa glykolipidov. Lipoproteíny sú súčasťou mnohých bunkových štruktúr a zabezpečujú ich pevnosť a stabilitu.

Funkcie lipidov

Hlavným typom sú tuky hromadenie zásob látok. Sú uložené v semene, podkožnom tukovom tkanive, tukovom tkanive a tukovom tele hmyzu. Tukové zásoby výrazne prevyšujú zásoby sacharidov.

Štrukturálne. Lipidy sú súčasťou bunkových membrán všetkých buniek. Usporiadané usporiadanie hydrofilných a hydrofóbnych koncov molekúl má veľký význam pre selektívnu permeabilitu membrán.

Energia. Poskytnite 25-30% všetkej energie potrebnej pre telo. Pri rozklade 1 g tuku sa uvoľní 38,9 kJ energie. To je takmer dvakrát toľko ako uhľohydrátov a bielkovín. U sťahovavých vtákov a hibernujúcich zvierat sú lipidy jediným zdrojom energie.

Ochranný. Vrstva tuku chráni jemné vnútorné orgány pred otrasmi, otrasmi a poškodením.

Tepelná izolácia. Tuky zle vedú teplo. Pod kožou niektorých živočíchov (najmä morských živočíchov) sa ukladajú a vytvárajú vrstvy. Napríklad veľryba má vrstvu podkožného tuku asi 1 m, čo jej umožňuje život v studenej vode.

Mnoho cicavcov má špeciálne tukové tkanivo nazývané hnedý tuk. Má túto farbu, pretože je bohatá na červeno-hnedo sfarbené mitochondrie, keďže obsahujú proteíny obsahujúce železo. Toto tkanivo produkuje tepelnú energiu potrebnú pre zvieratá v nízkych podmienkach.

teploty Hnedý tuk obklopuje životne dôležité orgány (srdce, mozog a pod.) alebo leží v ceste krvi, ktorá k nim prúdi, a tak k nim smeruje teplo.

Endogénni dodávatelia vody

Pri oxidácii 100 g tuku sa uvoľní 107 ml vody. Vďaka tejto vode existuje mnoho púštnych živočíchov: ťavy, jerboy atď. Počas zimného spánku zvieratá produkujú aj endogénnu vodu z tukov.

Mastná látka pokrýva povrch listov a zabraňuje ich premoknutiu počas dažďov.

Niektoré lipidy majú vysokú biologickú aktivitu: množstvo vitamínov (A, D atď.), niektoré hormóny (estradiol, testosterón), prostaglandíny.

Organické látky. Všeobecné charakteristiky. Lipidy

Organická hmota sú komplexné zlúčeniny obsahujúce uhlík. Patria sem bielkoviny, tuky, sacharidy, enzýmy, hormóny, vitamíny a produkty ich premien prítomné v živých organizmoch.

Názov „organické zlúčeniny“ sa objavil v ranom štádiu vývoja chémie a hovorí sám za seba: vedci tej doby verili, že živé bytosti pozostávajú zo špeciálnych organických zlúčenín.

Medzi všetkými chemickými prvkami uhlíka najviac súvisí so živými organizmami. Je známych viac ako milión rôznych molekúl vybudovaných na jeho základe. Zaujímavosťou je jedinečná schopnosť atómov uhlíka vytvárať medzi sebou kovalentné väzby, vytvárať dlhé reťazce, zložité kruhy a iné štruktúry.

Väčšina organických zlúčenín v prírode vzniká v dôsledku procesu fotosyntézy - z oxidu uhličitého a vody za účasti energie slnečného žiarenia v organizmoch obsahujúcich chlorofyl.

Nízkomolekulárne organické zlúčeniny svoje meno dostali vďaka nízkej molekulovej hmotnosti. Patria sem aminokyseliny, lipidy, organické kyseliny, vitamíny, koenzýmy (deriváty vitamínov, ktoré určujú aktivitu enzýmov) a iné.

Nízkomolekulárne organické zlúčeniny tvoria 0,1 – 0,5 % bunkovej hmoty.

Organické zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou (biopolyméry)

Makromolekula pozostávajúca z monomérov sa nazývapolymér(z gréčtiny poly - "veľa"). V dôsledku toho je polymér viacčlánkový reťazec, v ktorom je väzba nejaká relatívne jednoduchá látka.

Polyméry- Sú to molekuly pozostávajúce z opakujúcich sa štruktúrnych jednotiek - monomérov.

Vlastnosti biopolymérov závisia od počtu a rozmanitosti monomérnych jednotiek, ktoré tvoria polymér. Ak skombinujete 2 typy monomérov dohromady A A B potom je možné získať rôzne polyméry, ktorých štruktúra a vlastnosti budú závisieť od počtu, pomeru a poradia striedania monomérov v reťazcoch.

Povedzme, že v parafíne je 16 jednotiek. Metylén - metylén - metylén nezopakujete 16-krát... Na také dlhé slovo existuje zjednodušenie - „hexadekan“. Čo ak je v molekule tisíc jednotiek? Hovoríme zjednodušene poly- "veľa". Zoberme si napríklad tisíc odkazov etylén, pripojte sa, každému niečo známe polyetylén.

homopolyméry (alebo regulárne) sú postavené z monomérov rovnakého typu (napr. glykogén, škrob a celulóza pozostávajú z molekúl glukóza).

Heteropolyméry(alebo nepravidelné) sú zostavené z rôznych monomérov (napríklad proteíny pozostávajúce z 20 aminokyselín a nukleových kyselín zostavených z 8 nukleotidov).

Každý z monomérov určuje nejakú vlastnosť polyméru. Napríklad, A- vysoká pevnosť, B- elektrická vodivosť. Ich striedaním rôznymi spôsobmi môžete získať obrovské množstvo polymérov s rôznymi vlastnosťami. Tento princíp je základom rozmanitosti života na našej planéte.

Lipidy, ich štruktúra, vlastnosti a funkcie

Lipidy- sú to estery trojsýtneho alkoholu glycerolu a vyšších mastných kyselín. Každý z nich obsahuje kyslý zvyšok COOH, ktorý stráca atóm vodíka, spája sa s glycerolom a k zvyšku je pripojený uhlíkový reťazec. Lipidy sú hydrofóbne organické zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou.

« Tučné„Kyseliny sa nazývajú preto, lebo niektorí vysokomolekulárni zástupcovia tejto skupiny sú súčasťou tukov. Všeobecný vzorec mastných kyselín: CH3-(CH2)p-COOH. Väčšina mastných kyselín obsahuje párny počet atómov uhlíka (od 14 do 22).

Mastné kyseliny sa syntetizujú z cholesterolu v pečeni, potom sa žlčou dostávajú do dvanástnika, kde podporujú trávenie tukov, emulgujú ich, čím stimulujú ich vstrebávanie.

Lipidy zahŕňajú tuky, vosky, steroidy, fosfolipidy, terpény, glykolipidy a lipoproteíny.

Lipidy sa zvyčajne delia na tuky a oleje podľa toho, či zostávajú pri 20°C tuhé (tuky) alebo majú pri tejto teplote tekutú konzistenciu (oleje).

Čistý tuk je vždy biely a čistý olej je vždy bezfarebný. Žltá, oranžová a hnedá farba oleja je spôsobená prítomnosťou karoténu alebo podobných zlúčenín. Olivový olej má niekedy zelenkastý odtieň: obsahuje trochu chlorofylu.

Tuky majú vysoký bod varu. Vďaka tomu je vhodné vyprážať jedlo na tukoch. Z horúcej panvice sa nevyparujú, horieť začnú až pri teplote 200 - 300 0 C.

Neutrálne tuky(triglyceridy) sú zlúčeniny mastných kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou a trojsýtneho alkoholu glycerolu. V cytoplazme buniek sa triglyceridy ukladajú vo forme tukových kvapôčok.

Nadbytočný tuk môže spôsobiť tukovú degeneráciu. Hlavným znakom tukovej degenerácie je zväčšenie a zhrubnutie pečene v dôsledku hromadenia tuku v hepatocytoch (pečeňové bunky).

Vosky- plastické látky s vodoodpudivými vlastnosťami. U hmyzu slúžia ako materiál na stavbu plástov. Voskový povlak na povrchu listov, stoniek a plodov chráni rastliny pred mechanickým poškodením a ultrafialovým žiarením a hrá dôležitú úlohu pri regulácii vodnej bilancie.

Fosfolipidy- zástupcovia triedy tukom podobných látok, ktorými sú estery glycerolu a mastných kyselín, obsahujúce zvyšok kyseliny fosforečnej.

Tvoria základ všetkých biologických membrán. Vo svojej štruktúre sú fosfolipidy podobné tukom, ale v ich molekule sú jeden alebo dva zvyšky mastných kyselín nahradené zvyškom kyseliny fosforečnej.

Glykolipidy- látky vznikajúce ako výsledok kombinácie sacharidov a lipidov. Sacharidové zložky molekúl glykolipidov sú polárne a to určuje ich úlohu: podobne ako fosfolipidy, aj glykolipidy sú súčasťou bunkových membrán.

TO tukom podobné látky (lipidy) zahŕňajú prekurzory a deriváty jednoduchých a komplexných lipidov: cholesterol, žlčové kyseliny, vitamíny rozpustné v tukoch, steroidné hormóny, glycerín a ďalšie.

Všeobecné vlastnosti lipidov:

1) majú vysokú energetickú náročnosť;
2) majú nižšiu hustotu ako voda;
3) majú priaznivú teplotu varu;
4) vysokokalorické látky.

Rozmanitosť lipidy	Úloha v rastlinách a zvieratách
Tuky a oleje	1. Slúži ako zásobáreň energie. 2. Skladovanie (oleje sa zvyčajne hromadia v rastlinách). 3. U stavovcov sa tuky ukladajú pod kožu a slúžia na tepelnú izoláciu u veľrýb prispievajú aj k vztlaku. 4. Zdroj metabolickej vody u živočíchov žijúcich v púšti.
Vosk	Používa sa hlavne ako vodoodpudivý náter: 1) tvorí dodatočnú ochrannú vrstvu na kutikule epidermy niektorých rastlinných orgánov, napríklad listov, plodov a semien (hlavne u xerofytov); 2) pokrýva kožu, vlnu a perie; 3) je súčasťou exoskeletu hmyzu. Včely používajú vosk na stavbu plástov.
Fosfolipidy	Membránové komponenty.
Steroidy	Žlčové kyseliny, ako je kyselina cholová, sú súčasťou žlče. Žlčové soli pomáhajú emulgovať a solubilizovať lipidy počas trávenia. Pri nedostatku vitamínu D vzniká krivica. Srdcové glykozidy, ako sú digitalisové glykozidy, sa používajú pri srdcových ochoreniach.
terpény	Látky, od ktorých závisí aróma rastlinných silíc, napríklad mentol v mäte, gáfor. Giberelíny sú látky na rast rastlín. Fytón je súčasťou chlorofylu. Karotenoidy sú fotosyntetické pigmenty.
Lipoproteíny	Membrány sú vyrobené z lipoproteínov.
Glykolipidy	Zložky bunkových membrán, najmä v myelínovom obale nervových vlákien a na povrchu nervových buniek, ako aj zložky chloroplastových membrán.

Všeobecné funkcie lipidov

Funkcia	Vysvetlenie
Energia	Pri odbúraní 1 g triglyceridov sa uvoľní 38,9 kJ energie
Štrukturálne	Fosfolipidy a glykolipidy sa podieľajú na tvorbe bunkových membrán
Skladovanie	Tuky a oleje sú najdôležitejšie rezervné látky. Tuky sa ukladajú v bunkách tukového tkaniva zvierat a slúžia ako zdroj energie počas zimného spánku, migrácie alebo hladu. Oleje zo semien rastlín dodávajú energiu budúcim semenáčikom
Metabolický zdroj vody	Pri oxidácii 1 g tuku vznikne 1,1 g vody
Ochranný	Tukové vrstvy poskytujú odpruženie pre zvieracie orgány a podkožné tukové tkanivo vytvára tepelnoizolačnú vrstvu. Vosk slúži ako vodoodpudivý náter pre rastliny
Regulačné	Steroidné hormóny regulujú základné procesy v živočíšnych organizmoch - rast, diferenciáciu, rozmnožovanie, adaptáciu atď.
Katalytický	Vitamíny rozpustné v tukoch A, D, E, K sú kofaktory enzýmov, a hoci samotné nemajú katalytickú aktivitu, bez nich enzýmy nemôžu vykonávať svoje funkcie

Spolu s bielkovinami, sacharidmi a nukleovými kyselinami majú pre všetky živé organizmy veľký význam aj lipidy. Ide o organické zlúčeniny, ktoré plnia dôležité biologické funkcie. Preto je neustále doplňovanie tela s nimi jednoducho nevyhnutné pre normálny život. Aké sú z chemického hľadiska a aké lipidy plnia funkcie v bunke, sa dozvieme z tohto článku.

Lipidy: všeobecný pojem

Ak uvedieme všeobecný opis uvažovaných zlúčenín, môžeme povedať, že lipidy sú komplexné molekuly podobné tuku, ktoré zahŕňajú hydrofilnú a hydrofóbnu časť.

Jednoducho povedané, všetko živočíšneho pôvodu, vosky, cholesterol, veľa hormónov, terpény – to všetko sú lipidy. Tento výraz jednoducho označuje celý súbor zlúčenín s podobnými vlastnosťami. Všetky sú nerozpustné vo vode, ale rozpustné v organických nepolárnych látkach. Na dotyk mastný.

Zloženie lipidov z chemického hľadiska je pomerne zložité a závisí od toho, o akú konkrétnu zlúčeninu hovoríme. Preto túto otázku zvážime samostatne.

Klasifikácia

Všetky lipidy možno rozdeliť do skupín podľa rôznych kritérií. Jedna z najbežnejších klasifikácií je založená na schopnosti molekúl hydrolyzovať. Podľa tejto charakteristiky sa rozlišujú dve veľké skupiny organických tukov.

1. Zmydelňovače sú tie, ktoré podliehajú hydrolýze a rozkladajú sa na svoje zložky. Príklady: vosky, fosfolipidy, estery sterolov, neutrálne tuky.
2. Nezmydliteľné – tie, ktoré nepodliehajú hydrolýze. Patria sem terpény, steroly, vitamíny rozpustné v tukoch (A, D, E, K), cholesterol, estradiol, testosterón a iné.

Existuje ďalší znak klasifikácie príslušných látok - počet zložiek zahrnutých v zložení. Takže rozlišujú:

• dvojzložkové alebo jednoduché (rastlinné tuky a vosky);
• viaczložkové, alebo komplexné (fosfolipidy, glykolipidy, ornitinolipidy a iné).

Vo všeobecnosti lipidy v bunke vykonávajú veľmi dôležité funkcie, pretože sú priamymi alebo nepriamymi účastníkmi všetkých životne dôležitých procesov. Preto je ich rozmanitosť veľmi veľká.

Zloženie lipidov

Z chemického hľadiska molekula látok podobných tuku obsahuje dve hlavné zložky:

• hydrofóbna zložka;
• hydrofilné.

Keďže existuje veľa lipidov, existuje aj veľa príkladov oboch častí. Aby sme pochopili chemické zloženie zlúčeniny, uvedieme príklady.

Ktoré zlúčeniny sú hydrofóbnymi zložkami lipidových molekúl?

1. Vyššie mastné kyseliny (HFA).
2. Vyššie alkoholy.
3. Vyššie aldehydy.

Hydrofilné zložky molekúl sú nasledovné:

• glycerol;
• aminodioly;
• uhľohydráty;
• kyselina fosforečná a sírová;
• aminoalkoholy;
• aminokyseliny.

Rôzne kombinácie týchto zložiek, držané blízko seba vďaka iónovým, kovalentným interakciám, silám elektrostatickej príťažlivosti a vodíkovým väzbám, tvoria celý rad olejových, vo vode nerozpustných zlúčenín známych spoločne ako lipidy.

Štruktúra a vlastnosti

Vlastnosti lipidov sa vysvetľujú ich chemickou štruktúrou. Takže ak kompozícia obsahuje nenasýtené mastné kyseliny a glycerol, potom bude tuk vykazovať charakteristické vlastnosti kyseliny a trojsýtneho alkoholu. Ak kompozícia obsahuje aldehyd, potom budú reakcie charakteristické pre ketoskupinu.

Preto je vzťah medzi vlastnosťami a chemickou štruktúrou molekuly úplne zrejmý. Jediné vlastnosti spoločné pre všetky typy tukov sú:

• rozpustnosť v benzéne, hexáne, chloroforme a iných nepolárnych rozpúšťadlách;
• na dotyk mastný alebo mastný.

Transformácia v bunke

Tie lipidy, ktoré v tele plnia funkciu rezervnej živiny a zdroja energie, sú klasifikované ako neutrálne tuky. Podľa klasifikácie uvažovaných látok pôjde o zmesi triacylglycerolov. Hydrofóbne, vo vode nerozpustné, nepolárne zlúčeniny, ktoré sú tvorené z glycerolu a troch molekúl vyšších karboxylových kyselín.

Práve tieto lipidy sa spracovávajú v bunkách živých organizmov. Aké sú tieto premeny? Ide o proces hydrolýzy pomocou špeciálnych enzýmov nazývaných lipázy. V dôsledku úplného rozpadu vzniká molekula glycerolu a mastných kyselín. Potom sa opäť dostanú do buniek krvným obehom a podstúpia ďalšie spracovanie - v bunke sa syntetizujú lipidy s inou štruktúrou.

Existuje niekoľko vyšších mastných kyselín, ktoré sú pre človeka nevyhnutné, keďže sa v bunkách netvoria nezávisle. toto:

• olejová;
• linolová;
• linolenové

Na udržanie normálnej hladiny lipidov je potrebné konzumovať potraviny bohaté na tieto kyseliny: mäso, ryby, vajcia, hydinu, zeleninu, orechy, tvaroh a iné obilniny.

Úloha lipidov v bunke

Aký je význam tukov pre telo? Lipidy v bunke vykonávajú tieto funkcie:

• rezervná energia;
• štrukturálne;
• signál;
• ochranný.

Každý z nich je mimoriadne dôležitý pre udržanie normálneho fungovania každého živého tvora.

Zvlášť dôležité sú tie, ktoré tvoria nenasýtené kyseliny, pretože sú nenahraditeľné. Podieľajú sa na tvorbe špeciálnych molekúl prostaglandínov, ktoré sú zase regulátormi mnohých procesov. Tiež sú to vlastnosti lipidov tejto skupiny, ktoré umožňujú neutralizovať cholesterol a zabrániť rozvoju aterosklerózy.

Rezervná energia a štrukturálna funkcia

Triacylglyceroly alebo sú hlavným zdrojom energie pre mnohé vnútorné orgány (pečeň, obličky, svaly). Rozklad 1 gramu lipidov uvoľní 9,3 kcal tepla, čo výrazne prevyšuje zodpovedajúcu hodnotu pre rozklad sacharidov a bielkovín.

Preto sú tuky počas pôstu pre telo zdrojom vitality a energie. Lipidy v bunke vykonávajú štrukturálne funkcie, keďže sú súčasťou bunkových membrán. Sú to molekuly ako:

• glykolipidy;
• fosfolipidy;
• cholesterolu

Lipid, ako je fosfatidylcholín, je základnou štruktúrnou jednotkou pečeňových buniek. Preto je rezervnou funkciou tukov ich ukladanie v určitých častiach tela. Energia - ide o štiepenie, ak je to potrebné, s uvoľnením energie. A ten štrukturálny je ten, že práve z lipidov sú postavené niektoré časti buniek a tkanív.

Signalizačné a ochranné

Signálna funkcia lipidov spočíva v tom, že mnohé z nich prenášajú dôležité signály z bunky a do bunky. Sú to tuky ako:

• fosfatidylinozitol;
• eikosanoidy;
• glykolipidy.

Viažu sa na hormóny a zabezpečujú rýchly prechod do bunky a von z nej. Tuky tiež zabezpečujú reguláciu mnohých funkcií vykonávaných bunkami.

Ochranná úloha lipidov spočíva v tom, že hmota podkožného tuku zabezpečuje tepelnú a tepelnú izoláciu, ako aj mechanickú ochranu vnútorných orgánov pred poškodením. U ľudí (ženy) je hlavnou koncentráciou tuku počas tehotenstva oblasť brucha. Čo je zároveň pomôcka na ochranu plodu pred otrasmi, kolíziami a inými vplyvmi.

Okrem toho zohrávajú fosfolipidy dôležitú úlohu pri aktivácii proteínov a hormónov, ktoré pôsobia pri zrážaní krvi. Keďže tento proces je aj ochranným prispôsobením tela, funkcia tukov je v tomto prípade rovnaká.

Čo sú to lipidy, aká je klasifikácia lipidov, aká je ich štruktúra a funkcia? Na túto a mnohé ďalšie otázky dáva odpoveď biochémia, ktorá študuje tieto a ďalšie látky, ktoré majú veľký význam pre metabolizmus.

Čo to je

Lipidy sú organické látky, ktoré sú nerozpustné vo vode. Funkcie lipidov v ľudskom tele sú rôznorodé.

Lipidy - toto slovo znamená "malé častice tuku"

Toto je v prvom rade:

• Energia. Lipidy slúžia ako substrát na ukladanie a využitie energie. Pri odbúravaní 1 gramu tuku sa uvoľní približne 2-krát viac energie ako pri odbúravaní bielkovín alebo uhľohydrátov rovnakej hmotnosti.
• Štrukturálna funkcia. Štruktúra lipidov určuje štruktúru membrán buniek nášho tela. Sú usporiadané tak, že hydrofilná časť molekuly sa nachádza vo vnútri bunky a hydrofóbna časť je na jej povrchu. Vďaka týmto vlastnostiam lipidov je každá bunka na jednej strane autonómnym systémom, ohradeným pred vonkajším svetom, a na druhej strane si každá bunka môže vymieňať molekuly s inými a s okolím pomocou špeciálnych transportných systémov.
• Ochranný. Povrchová vrstva, ktorú máme na koži a slúži ako akási bariéra medzi nami a vonkajším svetom, je tiež tvorená lipidmi. Okrem toho, ako súčasť tukového tkaniva, poskytujú tepelnú izoláciu a ochranu pred škodlivými vonkajšími vplyvmi.
• Regulačné. Sú súčasťou vitamínov, hormónov a ďalších látok, ktoré regulujú mnohé procesy v tele.

Všeobecné charakteristiky lipidov sú založené na ich štruktúrnych vlastnostiach. Majú dvojaké vlastnosti, keďže majú v molekule rozpustnú a nerozpustnú časť.

Vstup do tela

Lipidy čiastočne vstupujú do ľudského tela s jedlom a čiastočne sa môžu syntetizovať endogénne. K rozkladu hlavnej časti lipidov v potrave dochádza v dvanástniku pod vplyvom pankreatickej šťavy vylučovanej pankreasom a žlčových kyselín v zložení žlče. Po rozklade sa znovu syntetizujú v črevnej stene a už ako súčasť špeciálnych transportných častíc ─ lipoproteínov ─ sú pripravené vstúpiť do lymfatického systému a celkového krvného obehu.

Človek potrebuje každý deň prijať asi 50-100 gramov tuku z potravy, čo závisí od kondície organizmu a úrovne fyzickej aktivity.

Klasifikácia

Klasifikácia lipidov v závislosti od ich schopnosti tvoriť mydlá za určitých podmienok ich rozdeľuje do nasledujúcich tried lipidov:

• Zmydelniteľné. Takto sa označujú látky, ktoré v zásaditom prostredí tvoria soli karboxylových kyselín (mydlá). Do tejto skupiny patria jednoduché lipidy a komplexné lipidy. Jednoduché aj zložité lipidy sú pre telo dôležité, majú rôznu štruktúru, a preto lipidy plnia rôzne funkcie.
• Nezmydelniteľné. V alkalickom prostredí netvoria soli karboxylových kyselín. Biologická chémia zahŕňa mastné kyseliny, deriváty polynenasýtených mastných kyselín - eikozanoidy, cholesterol, ako najvýznamnejší predstaviteľ hlavnej triedy sterolov-lipidov, ako aj jeho deriváty - steroidy a niektoré ďalšie látky, napríklad vitamíny A, E, atď.

Všeobecná klasifikácia lipidov

Mastné kyseliny

Látky, ktoré patria do skupiny takzvaných jednoduchých lipidov a majú pre organizmus veľký význam, sú mastné kyseliny. V závislosti od prítomnosti dvojitých väzieb v nepolárnom (vo vode nerozpustnom) uhlíkovom „chvosta“ sa mastné kyseliny delia na nasýtené (nemajú dvojité väzby) a nenasýtené (majú jednu alebo viac dvojitých väzieb uhlík-uhlík). Príklady prvej: stearová, palmitová. Príklady nenasýtených a polynenasýtených mastných kyselín: olejová, linolová atď.

Práve nenasýtené mastné kyseliny sú pre nás obzvlášť dôležité a musíme ich dodávať potravou.

prečo? Pretože oni:

• Slúžia ako zložka pre syntézu bunkových membrán a podieľajú sa na tvorbe mnohých biologicky aktívnych molekúl.
• Pomáha udržiavať normálne fungovanie endokrinného a reprodukčného systému.
• Pomôžte predchádzať alebo spomaliť rozvoj aterosklerózy a mnohých jej následkov.

Mastné kyseliny sa delia na dve veľké skupiny: nenasýtené a nasýtené

Zápalové mediátory a ďalšie

Ďalším typom jednoduchých lipidov sú také dôležité mediátory vnútornej regulácie ako eikosanoidy. Majú jedinečnú (ako takmer všetko v biológii) chemickú štruktúru a teda aj jedinečné chemické vlastnosti. Hlavným základom pre syntézu eikozanoidov je kyselina arachidónová, ktorá je jednou z najdôležitejších nenasýtených mastných kyselín. Práve eikosanoidy sú zodpovedné za priebeh zápalových procesov v tele.

Ich úlohu pri zápale možno stručne opísať takto:

• Menia priepustnosť cievnej steny (a to zvyšujú jej priepustnosť).
• Stimulujte uvoľňovanie leukocytov a iných buniek imunitného systému do tkanív.
• Pomocou chemikálií sprostredkúvajú pohyb imunitných buniek, uvoľňovanie enzýmov a vstrebávanie telu cudzích častíc.

Úloha eikosanoidov v ľudskom tele však nekončí, sú tiež zodpovedné za systém zrážania krvi. V závislosti od situácie môžu eikosanoidy rozširovať cievy, uvoľňovať hladké svalstvo, znižovať agregáciu alebo v prípade potreby vyvolať opačné účinky: vazokonstrikciu, kontrakciu buniek hladkého svalstva a tvorbu trombu.

Eikosanoidy predstavujú veľkú skupinu fyziologicky a farmakologicky aktívnych zlúčenín.

Uskutočnili sa štúdie, ktoré ukazujú, že ľudia, ktorí prijímali dostatočné množstvo hlavného substrátu pre syntézu eikosanoidov – kyseliny arachidónovej – s jedlom (nachádza sa v rybom tuku, rybách, rastlinných olejoch), menej trpeli chorobami kardiovaskulárneho systému. S najväčšou pravdepodobnosťou je to spôsobené tým, že takíto ľudia majú pokročilejší metabolizmus eikosanoidov.

Látky so zložitou štruktúrou

Komplexné lipidy sú skupinou látok, ktoré sú pre organizmus nemenej dôležité ako jednoduché lipidy. Hlavné vlastnosti tejto skupiny tukov:

• Zúčastňujú sa na tvorbe bunkových membrán spolu s jednoduchými lipidmi a zabezpečujú aj medzibunkové interakcie.
• Sú súčasťou myelínového obalu nervových vlákien, nevyhnutných pre normálny prenos nervových vzruchov.
• Sú jednou z dôležitých zložiek povrchovo aktívnej látky ─ látky, ktorá zabezpečuje dýchacie procesy, teda bráni kolapsu alveol pri výdychu.
• Mnohé z nich zohrávajú úlohu receptorov na povrchu buniek.
• Význam niektorých komplexných tukov vylučovaných z cerebrospinálnej tekutiny, nervového tkaniva a srdcového svalu nie je úplne pochopený.

Medzi najjednoduchších zástupcov lipidov v tejto skupine patria fosfolipidy, glyko- a sfingolipidy.

Cholesterol

Cholesterol je látka lipidovej povahy s najvýznamnejším významom v medicíne, pretože narušenie jeho metabolizmu negatívne ovplyvňuje stav celého organizmu.

Časť cholesterolu sa prijíma s jedlom a časť sa syntetizuje v pečeni, nadobličkách, pohlavných žľazách a koži.

Podieľa sa aj na tvorbe bunkových membrán, syntéze hormónov a iných chemicky aktívnych látok a podieľa sa aj na metabolizme lipidov v ľudskom tele. Indikátory cholesterolu v krvi sú často vyšetrované lekármi, pretože ukazujú stav metabolizmu lipidov v ľudskom tele ako celku.

Lipidy majú svoje špeciálne transportné formy – lipoproteíny. S ich pomocou môžu byť transportované krvným obehom bez toho, aby spôsobili embóliu.

Poruchy metabolizmu tukov sa najrýchlejšie a zreteľnejšie prejavia poruchami metabolizmu cholesterolu, prevahou aterogénnych nosičov (tzv. lipoproteíny s nízkou a veľmi nízkou hustotou) nad antiaterogénnymi (lipoproteíny s vysokou hustotou).

Hlavným prejavom patológie metabolizmu lipidov je rozvoj aterosklerózy.

Prejavuje sa zúžením priesvitu arteriálnych ciev v celom tele. V závislosti od prevahy rôznych lokalizácií v cievach, zúženie priesvitu koronárnych ciev (sprevádzané angínou pectoris), mozgových ciev (s poruchou pamäti, sluchu, prípadnými bolesťami hlavy, hlukom v hlave), obličkových ciev, ciev hl. dolných končatín sa vyvíjajú cievy tráviacich orgánov s príslušnými príznakmi .

Lipidy sú teda zároveň nepostrádateľným substrátom pre mnohé procesy v organizme a zároveň, ak je metabolizmus lipidov narušený, môžu spôsobiť mnohé ochorenia a patologické stavy. Preto metabolizmus tukov vyžaduje monitorovanie a korekciu, keď to bude potrebné.

ja LIPIDY - organické látky charakteristické pre živé organizmy, nerozpustné vo vode, ale rozpustné v organických rozpúšťadlách (sírouhlík, chloroform, éter, benzén), ktoré hydrolýza mastných kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou. Na rozdiel od bielkovín, nukleových kyselín a polysacharidov nejde o vysokomolekulárne zlúčeniny, ich štruktúra je veľmi rôznorodá, majú len jednu spoločnú vlastnosť – hydrofóbnosť.

Lipidy vykonávajú v tele nasledujúce funkcie:

1. energia - sú rezervné zlúčeniny, hlavná forma energie a ukladania uhlíka. Pri oxidácii 1 g neutrálnych tukov (triacylglycerolov) sa uvoľní asi 38 kJ energie;

2. regulačné– lipidy sú vitamíny rozpustné v tukoch a deriváty niektorých mastných kyselín, ktoré sa podieľajú na metabolizme.

3. štrukturálne - sú hlavnými štrukturálnymi zložkami bunkových membrán, tvoria dvojité vrstvy polárnych lipidov, do ktorých sú zabudované enzýmové proteíny;

4. ochranný funkcia:

Ø chráni orgány pred mechanickým poškodením;

Ø podieľa sa na termoregulácii.

Tvorba tukových zásob v tele človeka a niektorých zvierat sa považuje za prispôsobenie sa nepravidelnej výžive a pobytu v chladnom prostredí. Zvlášť veľkú zásobu tuku majú zvieratá, ktoré dlhodobo hibernujú (medvede, svište) a sú prispôsobené na život v chladných podmienkach (mrože, tulene). Plod nemá prakticky žiadny tuk a objavuje sa až pred narodením.

Podľa ich štruktúry možno lipidy rozdeliť do troch skupín:

Ø jednoduché lipidy – patria sem len estery mastných kyselín a alkoholov. Patria sem: tuky, vosky a steroidy;

Ø komplexné lipidy - obsahujú mastné kyseliny, alkoholy a ďalšie zložky rôznych chemických štruktúr. Patria sem fosfolipidy, glykolipidy atď.;

Ø lipidové deriváty sú najmä vitamíny rozpustné v tukoch a ich prekurzory.

V živočíšnych tkanivách sú tuky v čiastočne voľnom stave vo väčšej miere tvoria komplex s bielkovinami.

Podľa chemického zloženia, štruktúry a funkcie vykonávanej v živej bunke sa lipidy delia na:

II. Jednoduché lipidy sú zlúčeniny pozostávajúce iba z mastných kyselín a alkoholov. Delia sa na neutraol acylglyceridy (tuky) a vosky.

Tuky– rezervné látky, ktoré sa hromadia vo veľmi veľkom množstve v semenách a plodoch mnohých rastlín, sú súčasťou ľudského tela, zvierat, mikróbov a dokonca aj vírusov.

Podľa chemickej štruktúry sú tuky zmesou esterov (glycerinódov) triatómového alkoholu glycerolu a mastných kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou - zostavených podľa typu:

CH2-0-C-R1

CH2-0-C-R3

kde R1, R2, R3 sú radikály mastných kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou.

Mastné kyseliny sú monokarboxylové kyseliny s dlhým reťazcom (obsahujúce 12 až 20 atómov uhlíka).

Mastné kyseliny, ktoré tvoria tuky, sa delia na nasýtené (neobsahujú dvojité väzby uhlík-uhlík) a nenasýtené alebo nenasýtené (obsahujú jednu alebo viac dvojitých väzieb uhlík-uhlík). Nenasýtené mastné kyseliny sa delia na:

1. mononenasýtené – obsahujú jednu väzbu:

2. polynenasýtené – obsahujú viac ako jednu väzbu.

Z nasýtených kyselín sú najdôležitejšie:

palmitová (CH 3 – (CH 2) 14 – COOH)

stearová (CH 3 – (CH 2) 16 – COOH);

Najdôležitejšie z nenasýtených mastných kyselín sú olejová, linolová a linolénová.

CH 3 – (CH 2) 7 – CH = CH– (CH 2) 7 – COOH – kyselina olejová

CH 3 – (CH 2) 4 – CH = CH – CH 2 – CH = CH – (CH 2) 7 – COOH – kyselina linolová

CH 3 –CH 2 –CH=CH–CH 2 –CH=CH–CH 2 –CH=CH–(CH 2) 7 – COOH – linolénová

Vlastnosti tukov sú dané kvalitatívnym zložením mastných kyselín, ich kvantitatívnym pomerom, percentom voľných mastných kyselín neviazaných na glycerol a pod.

Ak v zložení tuku dominujú nasýtené (marginálne) mastné kyseliny, potom má tuk tuhú konzistenciu. V tekutých tukoch naopak prevládajú nenasýtené (nenasýtené) kyseliny. Tekuté tuky sa nazývajú oleje.

Ukazovateľom nasýtenia tuku je jódové číslo - počet miligramov jódu, ktoré dokážu spojiť 100 g tuku v mieste, kde dochádza k prerušeniu dvojitých väzieb v molekulách neideálnych kyselín. Čím viac dvojitých väzieb v molekule tuku (čím vyššia je jej nenasýtenosť), tým vyššie je jej jódové číslo.

Ďalším dôležitým ukazovateľom je číslo zmydelnenia tuku. Pri hydrolýze tuku vzniká glycerol a mastné kyseliny. Posledné tvoria vrstvy s alkáliami nazývanými mydlá a proces ich vzniku sa nazýva zmydelnenie tukov.

Číslo zmydelnenia je množstvo KOH (mg) použité na neutralizáciu kyselín vznikajúcich pri hydrolýze 1 g tuku.

Vlastnosťou tukov je ich schopnosť vytvárať za určitých podmienok vodné emulzie, čo je dôležité pre výživu organizmu. Príkladom takejto emulzie je mlieko, výlučok mliečnych žliaz cicavcov a ľudí. Mlieko je riedka emulzia mliečneho tuku v plazme. 1 mm 3 mlieka obsahuje až 5-6 miliónov guľôčok mliečneho tuku s priemerom asi 3 mikróny. Mliečne lipidy pozostávajú prevažne z triglyceridov, v ktorých prevládajú kyselina olejová a palmetová.

Polynenasýtené mastné kyseliny (olejová, linolová, linolénová a arachidónová kyselina) sa nazývajú nenahraditeľné (esenciálne), pretože sú pre človeka potrebné. Polynenasýtené mastné kyseliny podporujú uvoľňovanie cholesterolu z tela, zabraňujú a oslabujú aterosklerózu a zvyšujú elasticitu ciev.

Vďaka tomu, že nenasýtené mastné kyseliny majú dvojité väzby, veľmi ľahko oxidujú. Proces oxidácie tukov môže nastať sám o sebe v dôsledku prídavku vzdušného kyslíka v mieste dvojitých väzieb, ale môže sa výrazne urýchliť pod vplyvom enzýmu lipoxygenázy.

Vosky– estery mastných kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou a jednosýtnych alkoholov s dlhým uhlíkovým reťazcom. Sú to pevné zlúčeniny s výraznými hydrofóbnymi vlastnosťami. Mastné kyseliny obsahujú od 24 do 30 atómov uhlíka a vysokomolekulárne alkoholy obsahujú 16 až 30 atómov uhlíka.

R1 – CH2 – O – CO – R2

Hlavnou funkciou prírodných voskov je vytváranie ochranných povlakov na listoch, stonkách a plodoch rastlín, ktoré chránia plody pred vysychaním a poškodením mikroorganizmami. Med sa skladuje pod krytom z včelieho vosku a vyvíjajú sa včelie larvy. Lanolín je vosk živočíšneho pôvodu, ktorý chráni vlasy a pokožku pred vodou.

Steroidy– estery cyklických alkoholov (sterolov) a vyšších mastných kyselín. Tvoria zmydelnenú frakciu lipidov.

Zmydelnenú frakciu lipidov tvoria steroly.

II . Komplexné lipidy

Fosfatidy (fosfolipidy) - tuky obsahujúce kyselinu fosforečnú spojenú s dusíkatým základom alebo inou zlúčeninou ( IN).

CH2-0-C-R1

CH2-0-P = O

Ak IN je cholínový zvyšok, fosfatid sa nazýva lecitín; ak kolamín - kofalín. V zrnách a semenách prevláda cefalín, ktorý ho sprevádza v malých množstvách.