Классификация липидов организма человека и животных. Транс -ненасичени жирные кислоты. Какие функции выполняют в организме

Липиды – сложные органические вещества, характерные для живых организмов, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях и друг в друге. В химическом отношении липиды это сборная группа органических соединений. Большинство из них это сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот. В виде ацильного остатка в липидах может выступать Фн.

Существует несколько классификаций липидов:

I физиологическая

а) резервные липиды или ацилглицерины депонируются в больших количествах в затем расходуются для энергетических целей организма.

б) структурные липиды – все остальные липиды, участвующие в построении клеточной мембраны.

II физико-химическая

а) нейтральные или неполярные жиры,т.е. липиды не имеющие заряда – ТАГ (триацилглицерины).

б) полярные , т.е. несущие заряд (фосфолипиды, ж.к.)

III структурная – наиболее сложная. В соответствии с ней липиды подразделяются на следующие группы.

Функции липидов

1. Структурная. Липиды являются одним из основных компонентов биологических мембран.

2. Энергетическая. При расщеплении 1г. жира выделяется ≈39 кДж энергии, т.е. в 2 раза больше, чем при распаде 1 г. углеводов.

3. Запасная. В виде ацилглицеридов депонируется метаболическое топливо.

4. Защитная. Жировая прослойка предохраняет тело и органы животных от механических повреждений.

5. Регуляторная. Например простагаландины повышая секрецию цАМФ стимулируют образование и секрецию гормонов.

6. Липиды, важные компоненты нервной клетки , участвуют в передаче нервного импульса, создании межклеточных контактов.

Жирные кислоты (ЖК ) – это алифатические монокарбоновые кислоты. Подразделяются на:

Насыщенные (нет двойных связей)

Мононенасыщенные (одна двойная связь)

Полиненасыщенные (две и более двойных связей)

Все они содержат четное число углеродных атомов, главным образом от 12 до 24. Среди них преобладают кислоты, имеющие С16 и С18 (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая). Растворимость ЖК возрастает с увеличением числа углеродных атомов. Ненасыщенные жирные кислоты человека и животных, участвующие в построении липидов, обычно содержат двойную связь между 9-м и 10-м атомамиуглеводородов.

В полиненасыщенных ЖК расположение двойных связей может быть:

кумулированное – С = С = С –

сопряженное – С = С – С = С –

изолированное – С = С – С – С = С –

Нумерацию углеродных атомов в жирно-кислотной цепи начинают с атома углерода карбоксильной группы. Примерно 3/4 всех жирных кислот являются непредельными (ненасыщенными), т.е. содержат двойные связи.

В соответствии с систематической номенклатурой количество и положение двойных связей в ненасыщенных жирных кислотах часто обозначают с помощью цифровых символов.

например , олеиновую кислоту как 18:1 (9) линолевую кислоту как 18:2 (9,12)

число углеродных атомов, число двойных связей, номера ближайших к карбоксилу углеродных атомов, вовлеченных в образование двойной связи.

ЖК по своему стрению являются амфипатическими , т.е. имеют полярную «голову» СОО- (обращена к воде) и неполярный «хвост» (углеводородная цепь).

Натриевые и калиевые соли ЖК называют мылами . В водных растворах они существуют в виде мицелл (суспензий). Структура мицелл такова, что их гидрофобное ядро (жирные кислоты, моноглицериды и др.) оказывается окруженным снаружи гидрофильной оболочкой из желчных кислот и фосфолипидов. Мицеллы примерно в 100 раз меньше самых мелких эмульгированных жировых капель.

Нейтральные жиры . В соответствии с рекомендацией Международной номенклатурной комиссии их называют ацилглицеринами (а не глицеридами , как раньше)

Ацилглицерины (нейтральные жиры) представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. Если жирными кислотами этерифицированы все три гидроксильные группы глицерина, то такое соединение называют триглицеридом (триацилглицерол, ТАГ ), если две – диглицеридом (диацилглицерол, ДАГ) и если этерифицирована одна группа – моноглицеридом (моноацилглицерол, МАГ):

Если ацильные радикалы R1, R2 и R3 одинаковы, то ТАГ называют простыми (трипальмитин), если различные, то смешанными (пальмитостеаролеин).

Жирные кислоты, входящие в состав триглицеридов, определяют их физико-химические свойства. Так, температура плавления триглицеридов повышается с увеличением числа и длины остатков насыщенных жирных кислот. Напротив, чем выше содержание ненасыщенных жирных кислот, или кислот с короткой цепью, тем ниже точка плавления.

Животные жиры (сало) обычно содержат значительное количество насыщенных жирных кислот (пальмитиновой, стеариновой и др.) благодаря чему при комнатной температуре они твердые .

Жиры, в состав которых входит много ненасыщенных кислот, при обычной температуре жидкие и называются маслами . Так, в конопляном масле 95% всех жирных кислот приходится на долю олеиновой, линолевой и линоленовой кислот и только 5% – на долю стеариновой и пальмитиновой кислот. В жире человека, плавящемся при температуре 15°С (при температуре тела он жидкий), содержится 70% олеиновой кислоты.

Фосфолипиды это сложные эфиры многоатомных спиртов глицерина или сфингозина с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой . В зависимости от того, какой многоатомный спирт участвует в образовании фосфолипида (глицерин или сфингозин), последние делят на: 1. глицерофосфолипиды

Сфингофосфолипиды.

1. Глицерофосфолипиды - производные фосфатидной кислоты. В их состав входят глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота и обычно азотсодержащие соединения.

R1и R2– радикалы высших жирных кислот, a R3–радикал азотистого соединения или инозитол.

а) в зависимости от характера R3 глицерофосфолипиды подразделяют на

Фосфатидилхолины (лецитины),

Фосфатидилэтаноламины (кефалины)

Фосфатидилсерины

Фосфатидилинозитолы

б) ацетальфосфатиды – R1 – представлен не жирной кислотой, а альдегидом жирной кислоты, называются плазмологены.

в) в структуре имеются 3 молекулы глицерина

Фосфолипиды являются главными липидными компонентами мембран клеток, в животном организме найдены в мозге, печени и легких. При гидролизе некоторых фосфолипидов под действием особых ферментовсодержащихся, например, в яде кобры, отщепляетя R1 и образуется соединение, обладающее сильным гемолитическим действием.

2. Сфинголипиды находятся в мембранах животных и растительных клеток. Главный представитель сфингомиелин . Особенно богата ими нервная ткань. Вместо глицерина сфинголипиды содержат двухатомный ненасыщенный спирт сфингозин .

Гликолипиды – это сложные липиды, содержащие нелипидный компонент – остаток сахара.

а) Цереброзиды – главные сфинголипиды мозга и других нервных тканей, содержат D-галактозу.

б) Ганглиозиды (содержат сложный олигосахарид) в больших количествах находятся в нервной ткани, в сером веществе мозга.

Воска – сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных или двухатомных спиртов содержащих ≈ 50% различных примесей.

Природные воска (например, пчелиный воск, спермацет, ланолин ) обычно содержат, кроме указанных сложных эфиров, некоторое количество свободных жирных кислот, спиртов и углеводородов.

Стериды (стероиды) – сложные эфиры циклических спиртов (стеролов или стеринов) и высших жирных кислот. К стероидам относятся:

1. гормоны коркового вещества надпочечников,

2. желчные кислоты,

3. витамины группы D,

4.сердечные гликозиды и др.

Все стероиды в своей структуре имеют ядро (стеран), образованное гидрированным фенантреном (кольца А, В и С) и циклопентаном (кольцо D):

В организме человека важное место среди стероидов занимают стерины (стеролы), т.е. стероидные спирты. Главным представителем стеринов является холестерин (холестерол).

Каждая клетка в организме млекопитающих содержит холестерин, который обеспечивает избирательную проницаемость клеточной мембраны и оказывает регулирующее влияние на состояние мембраны и на активность связанных с ней ферментов. Холестерин – источник образования желчных кислот, стероидных гормонов (половых и кортикоидных), а продукт его окисления –7-дегидрохолестерин, под действием УФ-лучей в коже превращается в витамин D3.

Желчные кислоты - конечный продукт метаболизма холестерина.

Желчные кислоты являются производными холановой кислоты:

В желчи человека в основном содержатся: 1. холевая (3,7,12-триоксихолановая),

2. дезоксихолевая (3,12-диоксихолановая)

и ее конъюгаты: 1. с глицином (гликохолевая)

2. с таурином (таурохолевая)

Функции желчных кислот

1) эмульгирующая

2) активирование липолитических ферментов

3) транспортная, так как, образуя комплекс с жирной кислотойпомогают их всасыванию в кишечнике.

Соли желчных кислот являются амфифильными (голова имеет «-» заряд, хвост 0 заряд), резко уменьшают поверхностное натяжение на поверхности раздела жир/вода, благодаря чему они не только облегчают эмульгирование, но и стабилизируют уже образовавшуюся эмульсию.

В просвет кишечника поджелудочной железой выделяется зимоген – пролипаза .

Активная липаза в присутствии желчных кислот и специфического белка колипазы , присоединяется к ТАГ и катализирует гидролитическое отщепление 1-го или 2-го крайних жирнокислых остатков. Кишечная липаза действует на ТАГ (на ДАГ, МАГ нет).

Т.о. основные продукты расшепления нейтральных жиров в кишечнике это глицерин, жирная кислота и моноглицериды.

Гидролиз сложных липидов происходит под действием специфических липаз на составные части. Тонкоэмульгированные жиры частично могут всасываться через стенки кишечника без предварительного гидролиза. Основная часть жира всасывается лишь после расщепления его панкреатической липазой на жирные кислоты, моноглицериды и глицерин.

Липиды — жироподобные органические соединения, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в неполярных растворителях (эфире, бензине, бензоле, хлороформе и др.). Липиды принадлежат к простейшим биологическим молекулам.

В химическом отношении большинство липидов представляет собой сложные эфиры высших карбоновых кислот и ряда спиртов. Наиболее известны среди них жиры . Каждая молекула жира образована молекулой трехатомного спирта глицерола и присоединенными к ней эфирными связями трех молекул высших карбоновых кислот. Согласно принятой номенклатуре жиры называют триацилглицеролами .

Когда жиры гидролизуются (т.е. расщепляются из-за внедрения H + и OH — в эфирные связи), они распадаются на глицерол и свободные высшие карбоновые кислоты, каждая из которых содержит четное число атомов углерода.

Атомы углерода в молекулах высших карбоновых кислот могут быть соединены друг с другом как простыми, так и двойными связями. Среди предельных (насыщенных) высших карбоновых кислот наиболее часто в состав жиров входят:

• пальмитиновая СН 3 — (СН 2) 14 — СООН или С 15 Н 31 СООН;
• стеариновая СН 3 — (СН 2) 16 — СООН или С 17 Н 35 СООН;
• арахиновая СН 3 — (СН 2) 18 — СООН или С 19 Н 39 СООН;

среди непредельных:

• олеиновая СН 3 — (СН 2) 7 — СН = СН — (СН 2) 7 — СООН или С 17 Н 33 СООН;
• линолевая СН 3 — (СН 2) 4 — СН = СН — СН 2 — СН — (СН 2) 7 — СООН или С 17 Н 31 СООН;
• линоленовая СН 3 — СН 2 — СН = СН — СН 2 — СН = СН — СН 2 — СН = СН — (СН 2) 7 — СООН или С 17 Н 29 СООН.

Степень ненасыщенности и длина цепей высших карбоновых кислот (т.е. число атомов углерода) определяет физические свойства того или иного жира.

Жиры с короткими и непредельными кислотными цепями имеют низкую температуру плавления. При комнатной температуре это жидкости (масла) либо мазеподобные вещества. И наоборот, жиры с длинными и насыщенными цепями высших карбоновых кислот при комнатной температуре представляют собой твердые вещества. Вот почему при гидрировании (насыщении кислотных цепей атомами водорода по двойным связям) жидкое арахисовое масло, например, превращается в однородное мазеобразное арахисовое масло, а подсолнечное масло — в маргарин. В организме животных, живущих в холодном климате, например у рыб арктических морей, обычно содержится больше ненасыщенных триацилглицеролов, чем у обитателей южных широт. По этой причине тело их остается гибким и при низких температурах.

Различают:

Фосфолипиды - амфифильные соединения, т. е. имеют полярные головки и неполярные хвосты. Группы, образующие полярную головку, гидрофильны (растворимы в воде), а неполярные хвостовые группы гидрофобны (нерастворимы в воде).

Двойственная природа этих липидов обусловливает их ключевую роль в организации биологических мембран.

Воска - сложные эфиры адноатомных (с одной гидроксильной группой) высокомолекулярных (имеющих длинный углеродный скелет) спиртов и высших карбоновых кислот.

Еще одну группу липидов составляют стероиды . Эти вещества построены на основе спирта холестерола. Стероиды очень плохо растворимы в воде и не содержат высших карбоновых кислот.

К ним относятся желчные кислоты, холестерол, половые гормоны, витамин D и др.

К стероидам близки терпены (ростовые вещества растений - гиббереллины; фитол, входящий в состав хлорофилла каротиноиды - фотосинтетичские пигменты; эфирные масла растений - ментол, камфора и др.).

Липиды могут образовывать комплексы с другими биологическими молекулами.

Липопротеины - сложные образования, содержащие триацилглицеролы, холестерол и белки, причем последние не имеют ковалентных связей с липидами.

Гликолипиды - это группа липидов, построенных на основе спирта сфингозина и содержащих кроме остатка высших карбоновых кислот одну или несколько молекул сахаров (чаще всего глюкозу или галактозу).

Функции липидов

Структурная . Фосфолипиды вместе с белками образуют биологические мембраны. В состав мембран входят также стеролы.

Энергетическая . При окислении 1 г жиров высвобождается 38,9 кДж энергии, которая идет на образование АТФ. В форме липидов хранится значительная часть энергетических запасов организма, которые расходуются при недостатке питательных веществ. Животные, впадающие в спячку, и растения накапливают жиры и масла и расходуют их на поддержание процессов жизнедеятельности. Высокое содержание липидов в семенах обеспечивает энергией развитие зародыша и проростка, пока он не перейдет к самостоятельному питанию. Семена многих растений (кокосовая пальма, клещевина, подсолнечник, соя, рапс и др.) служат сырьем для получения масла промышленным способом.

Защитная и теплоизоляционная . Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке и вокруг некоторых органов (почки, кишечник), жировой слой защищает организм от механических повреждений. Кроме того, благодаря низкой теплопроводности слой подкожного жира помогает сохранить тепло, что позволяет, например, многим животным обитать в условиях холодного климата. У китов, кроме того, он играет еще и другую роль - способствует плавучести.

Смазывающая и водоотталкивающая . Воска покрывают кожу, шерсть, перья, делают их более эластичными и предохраняют от влаги. Восковым налетом покрыты листья и плоды растений; воск используется пчелами в строительстве сот.

Регуляторная . Многие гормоны являются производными холестерола, например половые (тестостерон у мужчин и прогестерон у женщин) и кортикостероиды (альдостерон).

Метаболическая . Производные холестерола, витамин D играют ключевую роль в обмене кальция и фосфора. Желчные кислоты участвуют в процессах пищеварения (эмульгирование жиров) и всасывания высших карбоновых кислот.

Липиды являются источником метаболической воды. При окислении жира образуется примерно 105 г воды. Эта вода очень важна для некоторых обитателей пустынь, в частности для верблюдов, способных обходиться без воды в течение 10-12 суток: жир, запасенный в горбе, используется именно на эти цели. Необходимую для жизнедеятельности воду медведи, сурки и другие животные в спячке получают в результате окисления жира.

Классификация липидов, как и других соединений биологической природы, -- весьма спорный и проблематичный процесс. Предлагаемая ниже классификация хоть и широко распространена в липидологии, но является далеко не единственной. Она основывается, прежде всего, на структурных и биосинтетических особенностях разных групп липидов.

Простые липиды

Простые липиды -- липиды, включающие в свою структуру углерод (С), водород(H) и кислород(O).

Примеры жирных кислот: миристиновая (насыщенная жирная кислота) и миристолеиновая (мононенасыщенная кислота) имеют 14 атомов углерода.

• · Жирные кислоты -- алифатические одноосновные карбоновые кислоты с открытой цепью, содержащиеся в этерифицированной форме в жирах, маслах и восках растительного и животного происхождения.
• · Жирные альдегиды -- высокомолекулярные альдегиды, с числом атомов углерода в молекуле выше 12.
• · Жирные спирты -- высокомолекулярные спирты, содержащие 1-3 гидроксильные группы
• · Предельные углеводороды с длинной алифатической цепочкой
• · Сфингозиновые основания
• · Воски -- сложные эфиры высших жирных кислот и высших высокомолекулярных спиртов.

Сложные липиды

Сложные липиды -- липиды, включающие в свою структуру помимо углерода(С), водорода(H) и кислорода(О) другие химические элементы. Чаще всего: фосфор(Р), серу(S), азот(N).

Общее строение фосфолипидов Заместители R 1 и R? -- остатки жирных кислот, X зависит от типа фосфолипида.

• · Полярные
• · Фосфолипиды -- сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот, содержащие остаток фосфорной кислоты и соединённую с ней добавочную группу атомов различной химической природы.
• · Гликолипиды -- сложные липиды, образующиеся в результате соединения липидов с углеводами.
• · Фосфогликолипиды
• · Сфинголипиды -- класс липидов, относящихся к производным алифатических аминоспиртов.
• · Мышьяколипиды
• · Нейтральные
• · Ацилглицериды
• · Триглицериды (Жиры)
• · Диглицериды
• · Моноглицериды
• · Церамиды
• · Эфиры стеринов
• · N-ацетилэтаноламиды

Оксилипиды

• · Оксилипиды липоксигеназного пути
• · Оксилипиды циклооксигеназного пути

Строение

Молекулы простых липидов состоят из спирта, жирных кислот, сложных -- из спирта, высокомолекулярных жирных кислот, возможны остатки фосфорной кислоты, углеводов, азотистых оснований и др. Строение липидов зависит в первую очередь от пути их биосинтеза.

Биологические функции

Энергетическая (резервная) функция

Многие жиры, в первую очередь триглицериды, используются организмом как источник энергии. При полном окислении 1 г жира выделяется около 9 ккал энергии, примерно вдвое больше, чем при окислении 1 г углеводов (4.1 ккал). Жировые отложения используются в качестве запасных источников питательных веществ, прежде всего животными, которые вынуждены носить свои запасы на себе. Растения чаще запасают углеводы, однако в семенах многих растений высоко содержание жиров (растительные масла добывают из семян подсолнечника, кукурузы, рапса, льна и других масличных растений).

Почти все живые организмы запасают энергию в форме жиров. Существуют две основные причины, по которым именно эти вещества лучше всего подходят для выполнения такой функции. Во-первых, жиры содержат остатки жирных кислот, уровень окисления которых очень низкий (почти такой же как у углеводородов нефти). Поэтому полное окисление жиров до воды и углекислого газа позволяет получить более чем в два раза больше энергии, чем окисление той же массы углеводов. Во-вторых, жиры гидрофобные соединения, поэтому организм запасая энергию в такой форме, не должен нести дополнительной массы воды необходимой для гидратации, как в случае с полисахаридами, на 1 г которых приходится 2 г воды. Однако триглицериды это «более медленный» источник энергии, чем углеводы.

Жиры запасаются в форме капель в цитоплазме клетки. У позвоночных имеются специализированные клетки -- адипоциты, почти полностью заполненные большой каплей жира. Также богатым на триглицериды являются семена многих растений. Мобилизация жиров в адипоцитах и клетках прорастающих семян, происходит благодаря ферментам липазы, которые расщепляют их до глицерола и жирных кислот.

У людей наибольшее количество жировой ткани находится под кожей (так называемая подкожная клетчатка), особенно в районе живота и молочных желез. Лицу с лёгким ожирением (15-20 кг триглицеридов) таких запасов может хватить для обеспечения энергией в течение месяца, в то время как всего запасного гликогена хватит менее чем на сутки.

Классификация липидов достаточно обширна. Подобные вещества могут иметь отличимое химическое строение. Каждому классу компонентов присуща разная растворимость в природной воде и других органических соединениях. Подобные компоненты обеспечивают и принимают активное участие в процессах жизненной активности организма человека.

Стоит заметить тот факт, что некоторые классы липидов являются основным структурным составляющим мембран. Композиты выполняют оптимизацию процессов протекания межклеточных контактов и протекание этапов отдачи нервных импульсов. Соединения обеспечивают нормализацию проницаемости мембран клеток. Они присутствуют в организме всех живых существ, но у млекопитающих занимают другие функции.

Как уже известно, подобные вещества имеют различный химический состав, следовательно, основная классификация подразумевает биение компонентов и разделение их на разные классы именно по этому признаку.

Составы, молекулы которых вмещают в себя остатки жирных соединений и спирта – простые липиды. К подобной группе композитов относят:

• триглицериды;
• нейтральные глицериды;
• воски.

Строение липидов предопределяет тот факт, что триглицериды и нейтральные глицериды относятся к липидам.

К классу липидов сложного строения относятся такие элементы:

• фосфолипиды – составляющие являются производными ортофосфорной кислоты;
• гликолипиды – содержат сахара в остаточном количестве;
• стериды;
• стерины.

Все перечисленные компоненты относятся к липидам, но имеют различный химический состав и способ образования в биологическом материале конкретного индивида.

Важно знать! Определенный термин химическая фракция нельзя отделять в качестве структурной характеристики элемента.

Классификация липидов подразумевает то, что все составы, относящиеся по строению к данному классу, имеют сходные особенности. Такая обеспеченность обуславливается за счет биологических особенностей композитов и возможности к растворенности.

Общие сведения

В организме человека жировые композиты концентрируются в свободном состоянии и имеют особенность к обеспечению функции фундаментальных блоков, для каждого класса химических структур.

Внимание! Ткани и клетки существующих живых организмов позволяют получать более 70 наименований жировых составов.

Основы, встречающиеся в естественной среде можно вариативно распределить на 3 всеобъемлющие группы:

• насыщенные;
• мононенасыщенные;
• полиненасыщенные.

Существует еще одна, менее распространенная группа – природные жирные компоненты.

Важно подчеркнуть тот факт, что все вещества имеют четное количество атомов и неразветвленную цепь (химическое строение). В микробных клетках вещества имеют двойную связь.

Показатели растворимости – низкие, композиты обладают особенностью образовывать мицеллы в процессе растворения, имеющие отрицательный заряд и обладающие способностью к отталкиванию.

Глицериды

Эфиры кислот и глицерины смежно подходят под общее понятие нейтральных жиров. Классификация липидов сообщает о том, что вещества могут концентрироваться в крови человека в качестве протоплазматического жира. Вещества также выступают в качестве структурного вещества клеток и являются естественными жирами.

Среди характерных особенностей компонента можно определить следующие:

• компоненту присущ неизменный химический состав;
• концентрируется в тканях и органах человеческого организма в неизменном виде;
• концентрация смесей, в крови пациента не изменяется даже при избытке;
• может изменяться количество резерва.

Наибольшую массу нейтральных жиров определяют триглицериды, жирные соединения в которых могут быть насыщенными и ненасыщенными, то есть составляющие могут обладать идентичной структурой, но при этом принимать разную плотность.

Интересно знать! В подкожном жире среднестатистической особи 70 % олеиновой кислоты. Компонент имеет особенность плавиться при температурных показателях свыше 15 градусов.

Глицериды обладают особенностью вступать в химические реакции. В течении этапа омыления происходит выделение жировых концентраций в распаде с глицерином.

Воски

Воски вмещают от 20 до 70 атомов углерода. Являются сложными эфирами жирных кислот и двухатомных и одноатомных спиртов. Воски могут быть включены в состав жира, покрывающего кожу.

Внимание! Водоплавающие птицы удерживаются на плаву именно за счет воска.

Важно знать и такую особенность – воски выступают в качестве естественных метаболитов многих микроорганизмов.

Глицефосфолипиды

Классификация подразумевает деление фосфолипидов на сфинголипиды и глицефосфодлипиды.

Последние являются естественной производной фосфатидной кислоты, в составе которой содержится жирная основа, азотистые соединения и жирный спирт. Молекулы элементов не любят воду, но есть являются гидрофобными.

Из перечня жирных кислот вмещающихся в состав глицефосфолипидов выводят насыщенные жирные и ненасыщенные соединения.

Сфинголипиды

Самыми распространенными представителями группы сфинголипиды выступают сфингомиелины. Чаще всего такие соединения обнаруживают в клеточных мембранах у млекопитающих и растительных микроорганизмов. В организме особей компоненты в массовой концентрации локализуются в клеточных тканях: печень, почки и другие органы.

В процессе гидролиза создается:

• одна молекула азотистого основания;
• одна молекула фосфорной кислоты;
• одна молекула двухатомного ненасыщенного аминоспирта;
• одна молекула жирных кислот.

Молекулы могут иметь положительный и отрицательный заряд одновременно. Оснащены двумя неполярными хвостами, имеют полярную головку.

Гликолипиды

Также относятся липиды, в их доле концентрируются углеводные группы. Вещества принимают активное участие в процессах работы биологических мембран в организме индивида.

Современная классификация подразумевает разделение на три главных вида:

• цереброзиды;
• сульфатиды;
• ганглиозиды.

Концентраты локализуются в выраженных концентрациях в тканях головного мозга человека.

Холин и фосфорная кислота не вмещаются в составе цереброзида. В их доле имеется гексон, который связан с гидроксильными группами эфирной связью.

В молекулах сульфатида содержится малый объем серной кислоты. Содержимое концентрируется в клетках мозга многих млекопитающих.

В процессе гидролиза ганглиозидов реально классифицировать высшие жирные кислоты, Д-глюкозу и галактозу, а также сфингозин. наиболее простейшие представители данной группы выводятся методом простого преобразования из эритроцитов. Присутствуют исключительно в сером веществе головного мозга, а также в плазматических мембранах нервных окончаний.

Общая классификация подразумевает отделение стероидов как композитов в отдельную группу. Такое разделение происходит в зависимости от того, что все составляющие в отличие от стероидов являются омыляемыми, то есть сами по себе стероиды не обладают особенностью гидролизоваться с выделением жирных кислот.

Стероиды

Компоненты крайне часто встречаются в естественных условиях. К такой группе относят:

• устрашающий пациентов жирный спирт, именуемый липопротеидами;
• желчные кислоты;
• гормоны человека.

Природу этого компонента имеют другие составляющие.

Наиболее весомую задачу в течении процессов в организме индивида выполняет именно холестерин. Вещество принимает непосредственное участие во многих процессах жизнедеятельности организма. Обеспечивает процесс создания мембран клеток, синтез витамина Д и процессы выделения гормонов, присутствующих в организме обеих полов.

На основании описанной информации следует сделать вывод о том, что липиды – сложные соединения, присутствующие в организме каждого человека. Такие компоненты обеспечивают процессы поддержания активности организма в процессе жизни и выполняют важные функции. Некоторые компоненты данной классовой группы были известны, некоторые наименования редко бывают на слуху, но все без исключения вещества являются незаменимыми.

ЛИПИДЫ - это разнородная группа природных соединений, полностью или почти полностью нерастворимых в воде, но растворимых в органических растворителях и друг в друге, дающих при гидролизе высокомолекулярные жирные кислоты.

В живом организме липиды выполняют разнообразные функции.

Биологические функции липидов:

1) Структурная

Структурные липиды образуют сложные комплексы с белками и углеводами, из которых построены мембраны клетки и кле­точных структур, участвуют в разнообразных процессах, протекаю­щих в клетке.

2) Запасная (энергетическая)

Запасные липиды (в основном жиры) являются энергетическим резервом организма и участвуют в обменных процессах. В растениях они накапливаются главным образом в плодах и семенах, у животных и рыб - в подкожных жировых тканях и тканях, окру­жающих внутренние органы, а также печени, мозговой и нервной тка­нях. Содержание их зависит от многих факторов (вида, возраста, питания и т. д.) и в отдельных случаях составляет 95-97% всех вы­деляемых липидов.

Калорийность углеводов и белков: ~ 4 ккал/грамм.

Калорийность жира: ~ 9 ккал/грамм.

Преимуществом жира как энергетического резерва, в отличие от углеводов, является гидрофобность – он не связан с водой. Это обеспечивает компактность жировых запасов - они хранятся в безводной форме, занимая малый объем. В среднем, у человека запас чистых триацилглицеринов составляет примерно 13 кг. Этих запасов могло бы хватить на 40 дней голодания в условиях умеренной физической нагрузки. Для сравнения: общие запасы гликогена в организме – примерно 400 гр.; при голодании этого количества не хватает даже на одни сутки.

3) Защитная

Подкожные жировые ткани предо­храняют животных от охлаждения, а внутренние органы - от меха­нических повреждений.

Образование запасов жира в организме человека и некоторых животных рассматривается как приспособление к нерегулярному питанию и к обитанию в холодной среде. Особенно большой запас жира у животных, впадающих в длительную спячку (медведи, сурки) и приспособленных к обитанию в условиях холода (моржи, тюлени). У плода жир практически отсутствует, и появляется только перед рождением.

Особую группу по своим функциям в живом организме составляют защитные липиды растений - воски и их производные, покрывающие поверхность листьев, семян и плодов.

4) Важный компонент пищевого сырья

Липиды являются важным компонентом пищи, во многом опреде­ляя ее пищевую ценность и вкусовое достоинство. Исключительно велика роль липидов в разнообразных процессах пищевой техноло­гии. Порча зерна и продуктов его переработки при хранении (прогоркание) в первую очередь связана с изменением его липидного комп­лекса. Липиды, выделенные из ряда растений и животных, - основное сырье для получения важнейших пищевых и технических про­дуктов (растительного масла, животных жиров, в том числе сливоч­ного масла, маргарина, глицерина, жирных кислот и др.).

2 Классификация липидов

Общепринятой классификации липидов не существует.

Наибо­лее целесообразно классифицировать липиды в зависимости от их хи­мической природы, биологических функций, а также по отношению к некоторым реагентам, например, к щелочам.

По химическому составу липиды обычно делят на две группы: простые и сложные.

Простые липиды – сложные эфиры жирных кислот и спиртов. К ним относятся жиры , воски и стероиды .

Жиры – эфиры глицерина и высших жирных кислот.

Воски – эфиры высших спиртов алифатического ряда (с длинной углеводной цепью 16-30 атомов С) и высших жирных кислот.

Стероиды – эфиры полициклических спиртов и высших жирных кислот.

Сложные липиды – помимо жирных кислот и спиртов содержат другие компоненты различной химической природы. К ним относятся фосфолипиды и гликолипиды .

Фосфолипиды – это сложные липиды, в которых одна из спиртовых групп связана не с ЖК, а с фосфорной кислотой (фосфорная кислота может быть соединена с дополнительным соединением). В зависимости от того, какой спирт входит в состав фосфолипидов, они подразделяются на глицерофосфолипиды (содержат спирт глицерин) и сфингофосфолипиды (содержат спирт сфингозин).

Гликолипиды – это сложные липиды, в которых одна из спиртовых групп связана не с ЖК, а с углеводным компонентом. В зависимости от того, какой углеводный компонент входит в состав гликолипидов, они подразделяются на цереброзиды (в качестве углеводного компонента содержат какой-либо моносахарид, дисахарид или небольшой нейтральный гомоолигосахарид) и ганглиозиды (в качестве углеводного компонента содержат кислый гетероолигосахарид).

Иногда в самостоятельную группу липидов (минорные липиды ) выделяют жирораство­римые пигменты, стерины, жирорастворимые витамины. Некоторые из этих соединений могут быть отнесены к группе простых (нейтраль­ных) липидов, другие - сложных.

По другой классификации липиды в зависимости от их отношения к щелочам делят на две большие группы: омыляемые и неомыляемые . К группе омыляемых липидов относятся простые и сложные липиды, которые при взаимодействии со щелочами гидролизуются с образова­нием солей высокомолекулярных кислот, получивших название «мы­ла». К группе неомыляемых липидов относятся соединения, не подвергающиеся щелочному гидролизу (стерины, жирорастворимые витамины, простые эфиры и т. д.).

По своим функциям в живом организме липиды делятся на струк­турные, запасные и защитные.

Структурные липиды - главным образом фосфоли­пиды.

Запасные липиды - в основном жиры.

Защитные липиды растений - воски и их производные, покрывающие поверхность листьев, семян и плодов, животных – жиры.

ЖИРЫ

Химическое название жиров - ацилглицерины. Это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот. "Ацил-" - это означает "остаток жирных кислот".

В зависимости от количества ацильных радикалов жиры разделяются на моно-, ди- и триглицериды. Если в составе молекулы 1 радикал жирных кислот, то жир называется МОНОАЦИЛГЛИЦЕРИНОМ. Если в составе молекулы 2 радикала жирных кислот, то жир называется ДИАЦИЛГЛИЦЕРИНОМ. В организме человека и животных преобладают ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИНЫ (содержат три радикала жирных кислот).

Три гидроксила глицерина могут быть этерифицированы либо только одной кислотой, например пальмитиновой или олеиновой, либо двумя или тремя различными кислотами:

Природные жиры содержат главным образом смешанные триглице-риды, включающие остатки различных кислот.

Так как спирт во всех природных жирах один и тот же - глицерин, наблюдаемые между жирами раз­личия обусловлены исключительно составом жирных кислот.

В жирах обнаружено свыше четырехсот карбоновых кислот раз­личного строения. Однако большинство из них присутствует лишь в незначительном количестве.

Кислоты, содержащиеся в природных жирах, являются монокарбоновыми, постро­ены из неразветвленных углеродных цепей, содержащих чет­ное число углеродных атомов. Кислоты, содержащие нечетное число атомов углерода, имеющие разветвленную углеродную цепочку или содержащие циклические фрагменты, присутствуют в незначительных количествах. Исключение составляют изовалериановая кислота и ряд циклических кислот, содержащихся в не­которых весьма редко встречающихся жирах.

Наиболее распространенные в жирах кислоты содержат от 12 до 18 атомов угле­рода, они часто называются жирными кислотами. В состав многих жиров входят в небольшом количестве низкомолекулярные кислоты (С 2 -С 10). Кислоты с числом атомов углерода выше 24 присут­ствуют в восках.

В состав глицеридов наиболее распространенных жиров в значительном количестве входят ненасыщенные кислоты, содержащие 1-3 двойные связи: олеиновая, линолевая и линоленовая. В жирах животных присутствует арахидоновая кислота, содержащая четыре двойные связи, в жирах рыб и морских животных обнаружены кислоты с пятью, шестью и более двойными связями. Большинство ненасыщенных кислот липидов имеет цис-конфигурацию, двойные связи у них изолированы или разделены метиленовой (-СН 2 -) груп­пой.

Из всех непредельных кислот, содержащихся в природных жирах, наиболее распространена олеиновая кислота. В очень многих жирах олеиновая кислота составляет больше полови­ны от общей массы кислот, и лишь в немногих жирах ее содер­жится меньше 10%. Две другие непредельные кислоты - линолевая и линоленовая - также очень широко распростра­нены, хотя они присутствуют в значительно меньшем количестве, чем олеиновая кислота. В заметных количествах линолевая и линоленовая кислоты содержатся в растительных мас­лах; для животных организмов они являются незаменимыми кислотами.

Из предельных кислот пальмитиновая кислота почти так же широко распространена, как и олеиновая. Она присутству­ет во всех жирах, причем некоторые содержат ее 15-50% от общего содержания кислот. Широко распространены стеари­новая и миристиновая кислоты. Стеариновая кислота содер­жится в большом количестве (25% и более) только в запасных жирах некоторых млекопитающих (например, в овечьем жи­ре) и в жирах некоторых тропических растений, например в масле какао.

Целесообразно разделять кислоты, содержащиеся в жи­рах, на две категории: главные и второстепенные кислоты. Главными кислотами жира считаются кислоты, содержание которых в жире превышает 10%.

Физические свойства жиров

Как правило, жиры не выдерживают перегонки и разлага­ются, даже если их перегоняют при пониженном давлении.

Температура плавления, а соответственно и консистенция жиров зависят от строения кислот, входящих в их состав. Твердые жиры, т. е. жиры, плавящиеся при сравнительно вы­сокой температуре, состоят преимущественно из глицеридов предельных кислот (стеариновая, пальмитиновая), а в маслах, плавящихся при более низкой температуре и представляющих собой густые жидкости, содержатся значительные количества глицеридов непредельных кислот (олеиновая, линолевая, ли-ноленовая).

Так как природные жиры представляют собой сложные смеси смешанных глицеридов, они плавятся не при определен­ной температуре, а в определенном температурном интервале, причем предварительно они размягчаются. Для характеристи­ки жиров применяется, как правило, температура затверде­вания, которая не совпадает с температурой плавления - она несколько ниже. Некоторые природные жиры - твердые ве­щества; другие же - жидкости (масла). Температура затверде­вания изменяется в широких пределах: -27 °С у льняного мас­ла, -18 °С у подсолнечного, 19-24 °С у коровьего и 30-38 °С у говяжьего сала.

Температура затвердевания жира обусловлена характером составляющих его кислот: она тем выше, чем больше содержа­ние предельных кислот.

Жиры растворяются в эфире, полигалогенопроизводных, в сероуглероде, в ароматических углеводородах (бензоле, толу­оле) и в бензине. Твердые жиры трудно растворимы в петролейном эфире; нерастворимы в холодном спирте. Жиры нера­створимы в воде, однако они могут образовывать эмульсии, ко­торые стабилизируются в присутствии таких поверхностно-ак­тивных веществ (эмульгаторов), как белки, мыла и некоторые сульфокислоты, главным образом в слабощелочной среде. При­родной эмульсией жира, стабилизированной белками, являет­ся молоко.

Химические свойства жиров

Жиры вступают во все химические реакции, характерные для сложных эфиров, однако в их химиче­ском поведении имеется ряд особенностей, связанных со строением жирных кислот и глицерина.

Среди химических реакций с участием жиров выделяют несколько типов превращений.