Наша рассылка!
Новости сайта Модно-Красиво.ру Вы можете получать прямо на мейл
Рассылки Subscribe.Ru

Подписаться письмом

Каковы функции липидов в клетках


Функции липидов и их характеристика

Липиды выступают важнейшим источником энергетического запаса организма. Факт очевиден даже на номенклатурном уровне: греческое «липос» переводится как жир. Соответственно, категория липидов объединяет жироподобные вещества биологического происхождения. Функционал соединений достаточно разнообразен, что обусловлено неоднородностью состава данной категории био-объектов.

Какие функции выполняют липиды

Перечислите основные функции липидов в организме, которые являются основными. На ознакомительном этапе целесообразно выделить ключевые роли жироподобных веществ в клетках организма человека. Базовый перечень – это пять функций липидов:

  1. резервно-энергетическая;
  2. структурообразующая;
  3. транспортная;
  4. изолирующая;
  5. сигнальная.

К второстепенным задачам, которые липиды выполняют в сочетании с другими соединениями можно отнести регуляторную и ферментативную роль.

Энергетический запас организма

Это не только одна из важных, но приоритетная роль жироподобных соединений. По сути, часть липидов является.источником энергии всей клеточной массы. Действительно, жир для клеток – аналог топлива в баке автомобиля. Реализуется энергетическая функция липидами следующим образом. Жиры и подобные им вещества окисляются в митохондриях, расщепляясь до уровня воды и двуокиси углерода. Процесс сопровождается выделением значительного количества АТФ – высокоэнергетических метаболитов. Их запас позволяет клетке участвовать в энергозависимых реакциях.

Структурные блоки

Одновременно, липиды осуществляют строительную функцию: с их помощью формируется мембрана клетки. В процессе участвуют следующие группы жироподобных веществ:

  1. холестерин – липофильный спирт;
  2. гликолипиды – соединения липидов с углеводами;
  3. фосфолипиды – эфиры сложных спиртов и высших карбоновых кислот.

Следует отметить, что в сформировавшейся мембране, непосредственно жиры не содержатся. Образовавшаяся стенка между клеткой и внешней средой оказывается двухслойной. Это достигается вследствие бифильности. Подобная характеристика липидов указывает, что одна часть молекулы – гидрофобна, то есть нерастворима в воде, вторая, напротив – гидрофильна. Как результат, бислой клеточной стенки формируется вследствие упорядоченного расположения простых липидов. Молекулы разворачиваются гидрофобными участками друг к другу, тогда как гидрофильные хвосты направлены внутрь и вне клетки.

Это определяет защитные функции мембранных липидов. Во-первых, мембрана придает клетке форму и даже сохраняет ее. Во-вторых, двойная стенка – своеобразный пункт паспортного контроля, не пропускающий через себя нежелательных визитеров.

Автономная система отопления

Конечно, это наименование достаточно условно, но вполне применимо, если рассматривать какие функции выполняют липиды. Соединения не столько отапливают организм сколько удерживают тепло внутри. Подобная роль отведена жировым отложениям, формирующимся вокруг различных органов и в подкожной ткани. Этот класс липидов характеризуется высокими теплоизолирующими свойствами, что предохраняет жизненно-важные органы от переохлаждения.

«Золотой» запас индивидуума

Дополнительно, жировые отложения выполняют резервную функцию. Это фактически кладезь энергии, используемый организмом при необходимости, Как пример, голодание или интенсивные физические нагрузки. Весь механизм осуществляется при содействии адипоциты. Это специальные клетки, строение и функции которых тесно связаны с триглицеридами. Жир занимает подавляющий объем адипоцитов.

Такси заказывали?

Транспортную роль липидов относят к второстепенной функции. Действительно, перенос веществ (преимущественно триглицеридов и холестерина) осуществляется отдельными структурами. Это связанные комплексы липидов и белков, именуемые липопротеины. Как известно, жироподобные вещества нерастворимы в воде, соответственно плазме крови. Напротив, функции белков включают гидрофильность. Как результат, ядро липопротеида – скопление триглицеридов и эфиров холестерина, тогда как оболочка – смесь молекул протеина и свободного холестерола. В таком виде, липиды доставляются к тканям или обратно в печень для вывода из организма.

Второстепенные факторы

Список уже перечисленных 5 функций липидов, дополняет ряд не менее важных ролей:

  • ферментативная;
  • сигнальная;
  • регуляторная

Сигнальная функция

Некоторые сложные липиды, в частности их строение, позволяют передавать нервные импульсы между клетками. Посредником в подобном процесс выступают гликолипиды. Не менее важным оказывается способность распознавать внутриклеточные импульсы, также реализуемая жироподобными структурами. Это позволяет отбирать из крови необходимые клетке вещества.

Ферментативная функция

Липиды, независимо от расположения в мембране или вне ее – не входят в состав ферментов. Однако, их биоснтез происходит с присутствием жироподобных соединений. Дополнительно, липиды участвуют в выполнении защиты стенок кишечника от ферментов поджелудочной железы. Избыток последних нейтрализуется желчью, где в значительных количествах включены холестерин и фосфолипиды.

Регуляторная функция

Еще одна роль, которую для называют второстепенной. Не участвуя непосредственно в регулирующих процессах, липиды входят в состав соединений, осуществляющих подобные функции. В частности, это мембрана клетки, выполняющая пропускной режим. Другим примером выступают стероидные гормоны, регулирующие обмен веществ, репродуктивную способность, и иммунную защиту организма.

Перечень функций липидов не ограничивается рассмотренными случаями, но позволяет понять уровень важности веществ для человека.

sosudportal.ru

Липиды и их роль в жизнедеятельности клетки. Видеоурок. Биология 10 Класс

На этом уроке мы продолжим изучение органических веществ. Мы рассмотрим один из основных компонентов клеток – липиды. Узнаем, на какие основные группы делятся липиды, а также их значение для жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Липиды – это обширная группа жиров и жироподобных веществ, которые содержатся во всех живых клетках. Они неполярны и, следовательно, гидрофобны.

Липиды практически не растворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях, например в эфире, бензоле, хлороформе.

В некоторых клетках липидов очень мало, всего несколько процентов, а в некоторых их содержание достигает 90 % (семена подсолнечника, подкожная жировая клетчатка).

По химическому строению липиды разнообразны. Однако настоящие липиды – это сложные эфиры высших жирных кислот и какого-либо спирта. 

Липиды подразделяются на простые и сложные.

К простым липидам относятся триацилглицеролы (нейтральные жиры) и воска (см. Рис. 1).

1. Нейтральные жиры – это самые распространенные липиды, встречающиеся в природе. Их молекулы образуются в результате присоединения трех остатков высокомолекулярных жирных кислот к одной молекуле трехатомного спирта глицерина.

Среди соединений этой группы различают жиры, остающиеся твердыми при температуре 20 °С, и масла, которые в этих условиях становятся жидкими.

2. Воска – это сложные эфиры, образуемые жирными кислотами и многоатомными спиртами. Они покрывают кожу, шерсть, перья животных, смягчая их и защищая их от воды. Также из восков пчёлы строят соты.

Рис. 1. Простые липиды

В организме животных, впадающих в спячку, накапливается большое количество жира, который расходуется во время спячки.

У позвоночных жир накапливается также в подкожной жировой клетчатке и служит теплоизоляцией. Особенно выражен подкожный слой у млекопитающих, живущих в холодном климате.

В растениях обычно накапливаются масла, а не жиры. Семена, плоды, хлоропласты богаты маслами. А некоторые семена, например семена кокосовой пальмы, клещевины, сои, подсолнечника, служат сырьем для получения масла промышленным способом.

Природные воска, такие как пчелиный воск и спермацет, нашли широкое применение в медицине и парфюмерной промышленности.

Спермацет, получаемый из головного мозга кашалота, хорошо всасывается в кожу и служит основой для приготовления различных мазей и кремов.

Пчелиный воск применяется в медицине для приготовления мазей, входит в состав питательных, отбеливающих, очищающих кремов и масок.

К сложным липидам относятся: фосфолипиды, гликолипиды, стероиды (см. Рис. 2).

Рис. 2. Сложные липиды

1. Фосфолипиды (см. Рис. 3) по своей структуре близки к нейтральным жирам, но в их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты.

Рис. 3. Фосфолипиды

2. Гликолипиды образуются в результате соединения липидов с углеводами. Гликолипиды широко представлены в тканях, особенно в нервной ткани, в частности в ткани мозга.

Стероиды и терпены – это липиды, не имеющие жирных кислот и имеющие особую структуру.

К стероидам относятся половые гормоны, например прогестерон и эстроген (женские половые гормоны), тестостерон (мужской половой гормон) (см. Рис. 4).

Рис. 4. Тестостерон

Также к стероидам относится витамин D, при недостатке которого возникает болезнь под названием рахит.

Терпены – вещества, от которых зависит аромат эфирных масел растений, например: ментола, мяты, камфары.

1. Энергетическая

При полном окислении 1 г липидов выделяется 38,9 кДж энергии, то есть в 2 раза больше, чем при окислении 1 г углеводов.

2. Запасающая

Жиры являются основным запасающим веществом у животных, а также у некоторых растений. Они могут использоваться также в качестве источника воды (при окислении 1 г жира образуется более 1 г воды). Это особенно ценно для пустынных животных, обитающих в условиях дефицита воды.

3. Защитная

Обладая выраженными термоизоляционными свойствами, липиды защищают наш организм от температурных перепадов. Также липиды защищают организм от механических и физических воздействий.

Воска, которые покрывают тело растений, защищают их от излишнего испарения воды. Это очень важно для тех растений, которые живут в засушливых регионах в условиях дефицита влаги.

4. Структурная

В комплексе с белками липиды являются структурными компонентами всех биологических мембран.

5. Регуляторная

Липиды принимают участие в регуляции физиологических функций организма, так как некоторые из них являются гормонами.

 

Список литературы

  1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
  2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П.В. Ижевский, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина и др. – 2-е изд., переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 стр.
  3. Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
  4. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Files.school-collection.edu.ru (Источник).
  2. Biouroki.ru (Источник).
  3. Youtube.com (Источник).

 

Домашнее задание

  1. Вопросы в конце параграфа 10 (стр. 39) – Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. «Общая биология», 10-11 класс (Источник)
  2. По какой причине может происходить отложение жиров в избыточном количестве?

interneturok.ru

Липиды — Википедия

Липи́ды (от др.-греч. λίπος — жир) — обширная группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества. Молекулы простых липидов состоят из спирта и жирных кислот, сложных — из спирта, высокомолекулярных жирных кислот и других компонентов. Содержатся во всех живых клетках[1]. Будучи одним из основных компонентов биологических мембран, липиды влияют на проницаемость клеток и активность многих ферментов, участвуют в передаче нервного импульса, в мышечном сокращении, создании межклеточных контактов, в иммунохимических процессах[2]. Также липиды образуют энергетический резерв организма, участвуют в создании водоотталкивающих и термоизоляционных покровов, защищают различные органы от механических воздействий и др[1]. К липидам относят некоторые жирорастворимые вещества, в молекулы которых не входят жирные кислоты, например, терпены, стерины. Многие липиды — продукты питания, используются в промышленности и медицине[1].

Согласно нестрогому определению, липид — гидрофобное органическое вещество, растворимое в органических растворителях; согласно строгому химическому определению, это гидрофобная или амфифильная молекула, полученная путём конденсации тиоэфиров или изопренов[3].

Используемое ранее определение липидов, как группы органических соединений, хорошо растворимых в неполярных органических растворителях (бензол, хлороформ) и практически нерастворимых в воде, является слишком расплывчатым. Во-первых, такое определение вместо чёткой характеристики класса химических соединений говорит лишь о физических свойствах. Во-вторых, в настоящее время известно достаточное количество соединений, нерастворимых в неполярных растворителях или же, наоборот, хорошо растворимых в воде, которые, тем не менее, относят к липидам. В современной органической химии определение термина «липиды» основано на биосинтетическом родстве данных соединений — к липидам относят жирные кислоты и их производные[4]. В то же время в биохимии и других разделах биологии к липидам по-прежнему принято относить и гидрофобные или амфифильные вещества другой химической природы[5]. Это определение позволяет включать сюда холестерин, который вряд ли можно считать производным жирной кислоты.

Липиды — один из важнейших классов сложных молекул, присутствующих в клетках и тканях животных. Липиды выполняют самые разнообразные функции: снабжают энергией клеточные процессы, формируют клеточные мембраны, участвуют в межклеточной и внутриклеточной сигнализации. Липиды служат предшественниками стероидных гормонов, жёлчных кислот, простагландинов и фосфоинозитидов. В крови содержатся отдельные компоненты липидов (насыщенные жирные кислоты, мононенасыщенные жирные кислоты и полиненасыщенные жирные кислоты), триглицериды, холестерин, эфиры холестерина и фосфолипиды. Все эти вещества не растворимы в воде, поэтому в организме имеется сложная система транспорта липидов. Свободные (неэтерифицированные) жирные кислоты переносятся кровью в виде комплексов с альбумином. Триглицериды, холестерин и фосфолипиды транспортируются в форме водорастворимых липопротеидов. Некоторые липиды используются для создания наночастиц, например, липосом. Мембрана липосом состоит из природных фосфолипидов, что определяет их многие привлекательные качества. Они нетоксичны, биодеградируемы, при определённых условиях могут поглощаться клетками, что приводит к внутриклеточной доставке их содержимого. Липосомы предназначены для целевой доставки в клетки препаратов фотодинамической или генной терапии, а также компонентов другого назначения, например, косметического[3].

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[править | править код]

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

Сложные липиды[править | править код]

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 R1 и R² — 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

Оксилипиды[править | править код]

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.

Энергетическая (резервная) функция[править | править код]

Многие жиры 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 богатыми на триглицериды являются семена многих растений. Мобилизация жиров в адипоцитах и клетках прорастающих семян происходит благодаря ферментам липазам, которые расщепляют их до глицерина и жирных кислот.

У людей наибольшее количество жировой ткани находится под кожей (так называемая подкожная клетчатка), особенно в районе живота и молочных желез. Человеку с лёгким ожирением (15-20 кг триглицеридов) таких запасов может хватить для обеспечения себя энергией в течение месяца, в то время как всего запасного гликогена хватит более чем на сутки[6].

Функция теплоизоляции[править | править код]

Жир — хороший теплоизолятор, поэтому у многих теплокровных животных он откладывается в подкожной жировой ткани, уменьшая потери тепла. Особенно толстый подкожный жировой слой характерен для водных млекопитающих (китов, моржей и др.). Но в то же время у животных, обитающих в условиях жаркого климата (верблюды, тушканчики) жировые запасы откладываются на изолированных участках тела (в горбах у верблюда, в хвосте у жирнохвостых тушканчиков) в качестве резервных запасов воды, так как вода — один из продуктов окисления жиров.

Структурная функция[править | править код]

Фосфолипиды составляют основу билипидного слоя клеточных мембран, холестерин — регулятор текучести мембран. У архей в состав мембран входят производные изопреноидных углеводородов. Воск образует кутикулу на поверхности надземных органов (листьев и молодых побегов) растений. Их также производят многие насекомые (так, пчёлы строят из них соты, а червецы и щитовки образуют защитные чехлы).

Все живые клетки окружены плазматическими мембранами, основным структурным элементом которых является двойной слой липидов (липидный бислой). В 1 мкм² биологической мембраны содержится около миллиона молекул липидов[7]. Все липиды, входящие в состав мембран, имеют амфифильные свойства: они состоят из гидрофильной и гидрофобной частей. В водной среде такие молекулы спонтанно образуют мицеллы и бислои в результате гидрофобных взаимодействий, в таких структурах полярные головы молекул обращены наружу к водной фазе, а неполярные хвосты — внутрь, такое же размещение липидов характерно для естественных мембран. Наличие гидрофобного слоя очень важно для выполнения мембранами их функций, поскольку он непроницаем для ионов и полярных соединений[6].

Основными структурными липидами, которые входят в состав мембран животных клеток, являются глицерофосфолипиды, в основном фосфатидилхолин и фосфатидилэтаноламин, а также холестерол, что увеличивает их непроницаемость. Отдельные ткани могут быть выборочно обогащены другими классами мембранных липидов, например нервная ткань содержит большое количество сфингофосфолипидов, в частности сфингомиелина, а также сфингогликолипидов. В мембранах растительных клеток холестерол отсутствует, однако встречается другой стероид — эргостерол. Мембраны тилакоидов содержат большое количество галактолипидов, а также сульфолипиды.

Регуляторная[править | править код]

Некоторые липиды играют активную роль в регулировании жизнедеятельности отдельных клеток и организма в целом. В частности, к липидам относятся стероидные гормоны, секретируемые половыми железами и корой надпочечников. Эти вещества переносятся кровью по всему организму и влияют на его функционирование.

Среди липидов есть также и вторичные посредники — вещества, участвующие в передаче сигнала от гормонов или других биологически активных веществ внутри клетки. В частности фосфатидилинозитол-4,5-бифосфат (ФИ (4,5) Ф2) задействован в сигнализировании при участии G-белков, фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфат инициирует образование супрамолекулярных комплексов сигнальных белков в ответ на действие определённых внеклеточных факторов, сфинголипиды, такие как сфингомиелин и церамид, могут регулировать активность протеинкиназы.

Производные арахидоновой кислоты — эйкозаноиды — являются примером паракринных регуляторов липидной природы. В зависимости от особенностей строения эти вещества делятся на три основные группы: простагландины, тромбоксаны и лейкориены. Они участвуют в регуляции широкого спектра физиологических функций, в частности эйкозаноиды необходимы для работы половой системы, для индукции и прохождения воспалительного процесса (в том числе обеспечение таких его аспектов как боль и повышенная температура), для свёртывания крови, регуляции кровяного давления, также они могут быть задействованы в аллергических реакциях[6].

Защитная (амортизационная)[править | править код]

Толстый слой жира защищает внутренние органы многих животных от повреждений при ударах (например, сивучи при массе до тонны могут прыгать в воду со скал высотой 20-25 м[источник не указан 2708 дней]).

Увеличения плавучести[править | править код]

Самые разные организмы — от диатомовых водорослей до акул — используют резервные запасы жира как средство снижения среднего удельного веса тела и, таким образом, увеличения плавучести. Это позволяет снизить расходы энергии на удержание в толще воды.

Среди липидов в диете человека преобладают триглицериды (нейтральные жиры), они являются богатым источником энергии, а также необходимы для всасывания жирорастворимых витаминов. Насыщенными жирными кислотами богата пища животного происхождения: мясо, молочные продукты, а также некоторые тропические растения, такие как кокосы. Ненасыщенные жирные кислоты попадают в организм человека в результате употребления орехов, семечек, оливкового и других растительных масел. Основными источниками холестерола в рационе является мясо и органы животных, яичные желтки, молочные продукты и рыба. Однако около 85 % процентов холестерола в крови синтезируется печенью[8]. Организация American Heart Association рекомендует употреблять липиды в количестве не более 30 % от общего рациона, сократить содержание насыщенных жирных кислот в диете до 10 % от всех жиров и не принимать более 300 мг (количество, содержащееся в одном желтке) холестерола в сутки. Целью этих рекомендаций является ограничение уровня холестерола и триглицеридов в крови до 20 мг / л.[8]

Суточная потребность взрослого человека в липидах — 70—145 граммов.

Печень играет ключевую роль в метаболизме жирных кислот, однако некоторые из них она синтезировать неспособна. Поэтому они называются незаменимыми, к таким в частности относятся ω-3- (линоленовая) и ω-6- (линолевая) полиненасыщенные жирные кислоты, они содержатся в основном в растительных жирах. Линоленовая кислота является предшественником для синтеза двух других ω-3-кислот: эйозапентаэноевой (EPA) и докозагексаэноевой (DHA)[6]. Эти вещества необходимы для работы головного мозга, и положительно влияют на когнитивные и поведенческие функции[9].

Важно также соотношение ω-6\ω-3-жирных кислот в рационе: рекомендуемые пропорции лежат в пределах от 1:1 до 4:1. Однако исследования показывают, что большинство жителей Северной Америки употребляют в 10-30 раз больше ω-6 жирных кислот, чем ω-3. Такое питание связано с риском возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Зато «средиземноморская диета» считается значительно здоровее, она богата на линоленовую и другие ω-3-кислоты, источником которых являются зелёные растения (например листья салата), рыба, чеснок, целые злаки, свежие овощи и фрукты. Как пищевую добавку, содержащую жирные кислоты ω-3, рекомендуется принимать рыбий жир[6][9].

Большинство природных жиров содержат ненасыщенные жирные кислоты с двойными связями в цис-конфигурации. Если пища, богатая такими жирами, долгое время находится в контакте с воздухом, она горчит. Этот процесс связан с окислительным расщеплением двойных связей, в результате которого образуются альдегиды и карбоновые кислоты с меньшей молекулярной массой, часть из которых является летучими веществами.

Для того чтобы увеличить срок хранения и устойчивость к высоким температурам триглицеридов с ненасыщенными жирными кислотами применяют процедуру частичной гидрогенизации. Следствием этого процесса является превращение двойных связей в одинарные, однако побочным эффектом также может быть переход двойных связей из цис- в транс-конфигурацию. Употребление так называемых «транс-жиров» влечёт повышение содержания липопротеинов низкой плотности («плохой» холестерол) и снижение содержания липопротеинов высокой плотности («хороший» холестерол) в крови, что приводит к увеличению риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, в частности коронарной недостаточности. Более того «транс-жиры» способствуют воспалительным процессам.

  1. 1 2 3 Липиды // Большой энциклопедический словарь.
  2. ↑ Липиды / Л. Д. Бергельсон // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  3. 1 2 Народицкий Борис Савельевич, Ширинский Владимир Павлович, Нестеренко Людмила Николаевна. Липид (неопр.). Роснано. Дата обращения 8 марта 2012. Архивировано 23 июня 2012 года.
  4. ↑ 2ai2  (недоступная ссылка с 21-05-2013 [2477 дней] — историякопия)
  5. ↑ biochem/index.htm (недоступная ссылка)  (недоступная ссылка с 21-05-2013 [2477 дней] — историякопия)
  6. 1 2 3 4 5 Nelson D.L., Cox M.M. Lehninger Principles of Biochemistry (неопр.). — 5th. — W. H. Freeman (англ.)русск., 2008. — ISBN 978-0-7167-7108-1.
  7. Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. Molecular Biology of the Cell (неопр.). — 5th. — Garland Science (англ.)русск., 2007. — ISBN 978-0-8153-4105-5.
  8. 1 2 Marieb E. N., Hoehn K. Human Anatomy & Physiology (неопр.). — 7th. — Benjamin Cummings (англ.)русск., 2006. — ISBN 978-0805359091.
  9. 1 2 Omega-3 fatty acids
  • Липиды // Большая российская энциклопедия. Том 17. — М., 2010. — С. 550—551.
  • Черкасова Л. С., Мережинский М. Ф., Обмен жиров и липидов, Минск, 1961;
  • Маркман А. Л., Химия липидов, в. 1—2, Таш., 1963—70;
  • Тютюнников Б. Н., Химия жиров, М., 1966;
  • Малер Г., Кордес К., Основы биологической химии, пер. с англ., М., 1970.
  • Julian N. Kanfer and Sen-itiroh Hakomori, Sphingolipid Biochemistry, vol. 3 of Handbook of Lipid Research (1983)
  • Dennis E. Vance and Jean E. Vance (eds.), Biochemistry of Lipids and Membranes (1985).
  • Donald M. Small, The Physical Chemistry of Lipids, vol. 4 of Handbook of Lipid Research (1986).
  • Robert B. Gennis, Biomembranes: Molecular Structure and Function (1989)
  • Gunstone, F. D., John L. Harwood, and Fred B. Padley (eds.), The Lipid Handbook (1994).
  • Charles R. Scriver, Arthur L. Beaudet, William S. Sly, and David Valle, The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease (1995).
  • Gunstone, F. D. Fatty acids and lipid chemistry. — London: Blackie Academic and Professional, 1996. 252 pp.
  • Robert M. Bell, John H. Exton, and Stephen M. Prescott (eds.), Lipid Second Messengers, vol. 8 of Handbook of Lipid Research (1996).
  • Christopher K. Mathews, K.E. van Holde, and Kevin G. Ahern, Biochemistry, 3rd ed. (2000).
  • Chapter 12 in «Biochemistry» by Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko and Lubert Stryer (2002) W. H. Freeman and Co.
  • Alberts, B., et al. (2004) «Essential Cell Biology, 2nd Edition.» Garland Science. ISBN 0-8153-3480-X
  • Solomon, Eldra P., et. al. (2005) «Biology, 7th Edition.» Thomson, Brooks/Cole.
  • «Advanced Biology — Principles and Applications.» C.J. Clegg and D.G. Mackean. ISBN 0-7195-7670-9
  • Georg Löffler, Petro E. Petrides: Biochemie und Pathobiochemie. Springer, Berlin 2003, ISBN 3-540-42295-1
  • Florian Horn, Isabelle Moc, Nadine Schneider: Biochemie des Menschen. Thieme, Stuttgart 2005, ISBN 3-13-130883-4
  • Charles E. Mortimer, Ulrich Müller: Chemie. Thieme, Stuttgart 2003, ISBN 3-13-484308-0
  • Fahy E. et al. A comprehensive classification system for lipids // J. Lipid. Res. 2005. V. 46, № 5. P. 839—861.

ru.wikipedia.org

Функции липидов:

Липиды принимают участие в выполнении следующий функций:

1. Структурная или пластическая роль липидов состоит в том, что они входят в состав структурных компонентов клетки (фосфо- и гликолипиды), ядра, цитоплазмы, мембраны и в значительной степени определяют их свойства (в нервной ткани содержится до 25% , в клеточных мембранах до 40% жиров).

2. Энергетическая функция – обеспечивает 25—30% всей энергии необходимой организму (при расщеплении 1г жира образуется 38,9 кДж.). У взрослой женщины доля жировой ткани в организме составляет в среднем 20—25% массы тела, что почти вдовое больше, чем у мужчины (соответственно 12— 14%). Следует полагать, что жир выполняет в женском организме еще и специфические функции. В частности, жировая ткань обеспечивает женщине резерв энергии, необходимый для вынашивания плода и грудного вскармливания.

3. Жиры являются источником образования эндогенной воды. При окислении 100 г жира выделяется 107 мл Н2О.

4. Функция запасания питательных веществ (жировое депо). Жиры являются своего рода «энергетическими консервами».

5.Защитная. Жиры защищают органы от повреждений (подушка около глаз, околопочечная капсула).

6. Выполняют транспортную функцию – носители жирорастворимых витаминов.

7. Терморегуляционная. Жиры предохраняют организм от потери тепла.

8. Жиры являются источником синтеза стероидных гормонов.

9. Участвуют в синтезе тромбопластина и миелина нервной ткани, желчных кислот, простагландинов и витамина D.

10. Существуют данные о том, что часть мужских половых стероидных гормонов в жировой ткани преобразуется в женские гормоны, что является основой косвенного участия жировой ткани в гуморальной регуляции функций организма.

Метаболизм жиров в организме.

Нейтральные жиры являются важнейшим источником энергии. За счет окисления образуется 50% всей энергии необходимой организму. Нейтральные жиры, составляющие основную массу животной пищи и липидов организма (10—20% массы тела), являются источником эндо­генной воды. Физиологическое депонирование нейтральных жиров выполняют липоциты, накапливая их в подкожной жировой клетчатке, сальнике, жировых капсулах различных органов – увеличиваясь в объеме. Считают, что количество жировых клеток закладывается в детском возрасте и в дальнейшем может лишь увеличиваться в размерах. Жиры, депонированные в подкожной клетчатке, предохраняют организм от потерь тепла, а окружающие внутренние органы – от механических повреждений. Жир может депонироваться в печени и мышцах. Количество жира отложенного в депо зависит от характера питания, особенностей конституции, пола, возраста, вида деятельности, образа жизни и т.д.

Фосфо- и гликолипиды входят в состав всех клеток (клеточные липиды), особенно нервных. Этот вид жиров – непременный компонент биологических мембран. Фосфолипиды синтезируются в печени и в кишечной стенке, однако только гепатоциты способны выделять их в кровь. Поэтому печень является единственным органом, определяющим уровень фосфолипидов крови.

Бурый жир представлен особой жировой тканью, располагающейся у новорожденных и грудных детей в области шеи и верхней части спины (его количество в организме 1—2% от общей массы тела). В небольшом количестве (0,1—0,2% от общей массы тела) бурый жир имеется и у взрослого человека. Особенностью состава бурого жира является огромное количество митохондрий с красновато-бурыми пигментами в которых происходят интенсивные процессы окисления, не сопряженные с образованием АТФ. Важнейшую роль в механизмах этого явления играет белок термогенин, составляющий 10—15% общего белка митохондрий бурого жира. Продукция тепла бурым жиром (на единицу массы его ткани) в 20 и более раз превышает таковую обычной жировой ткани.

У новорожденных низкая функциональная активность организма и незрелость центральных и периферических механизмов терморегуляции не обеспечивают достаточную теплопродукцию, поэтому функцию дополнительного специфического генератора тепла выполняет бурый жир. У взрослых же необходимость в дополнительном источнике тепла отпадает, так как теплопродукция обеспечивается иными, более совершенными, механизмами.

Следует отметить, что бурый жир является также источником эндогенной воды.

Высшие жирные кислоты являются основным продуктом гидролиза липидов в кишечнике. Всасывание их в кровь происходит в виде мицелярных комплексов, состоящих из жирных и желчных кислот, фосфолипидов и холестерола.

Для нормальной жизнедеятельности необходимо присутствие в пище незаменимых жирных кислот, которые не синтезируются в организме. К таким кислотам относятся олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая. Суточная потребность в них составляет 10—12 г. Линолевая и линоленовая кислоты содержатся в основном в растительных жирах, арахидоновая – только в животных. Дефицит незаменимых жирных кислот в пище приводит к замедлению роста и развития организма, снижению репродуктивной функции и различным поражениям кожи. Полиненасыщенные жирные кислоты необходимы для построения и сохранения липопротеидных клеточных мембран, для синтеза простагландинов и половых гормонов.

Жиры могут образовываться в организме из углеводов и белков при их избыточном поступлении извне. Значительное количество жиров человек получает с колбасами – от 2040%, салом – 90% , сливочным маслом – 7282% , сырами – 1550%, сметаной – 2030%.

В среднем человеку требуется 70—125 г жира в сутки, из которого 70% животного, а 30% растительного. Лишний жир откладывается в организме в определенных частях тела в виде жирового депо.

Холестерол относится к классу стеринов, включающему также стероидные гормоны, витамин D и желчные кислоты. Холестерол, поступает в организм с пищей и синтезируется в самом организме. При этом значительная его часть синтезируется в печени, где происходит и его расщепление на желчные кислоты, выделяемых в составе желчи в кишечник. Транспорт холестерола в крови осуществляется в составе липопротеидов высокой, низкой и очень низкой плотности.

Повышение фракции липопротеидов низкой плотности несет опасность развития атеросклероза вследствие их накопления в сосудистой стенке. Липопротеиды высокой плотности, напротив, способствуют удалению холестерола из клеток,

Суммарное количество жиров в организме человека составляет 1020% массы тела. Увеличение массы тела на 2025% считается предельно допустимой физиологической границей. Более чем у 30% населения экономически развитых стран масса тела превышает нормальные показатели.

studfile.net

липиды — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс).

Липиды — обширная группа жироподобных веществ (сложных эфиров жирных кислот и трёхатомного спирта глицерина), нерастворимых в воде. К липидам относят жиры, воски, фосфолипиды и стероиды (липиды, не содержащие жирных кислот).

Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода.

Липиды присутствуют во всех без исключения клетках, но их содержание в разных клетках сильно варьирует (от \(2\)–\(3\) до \(50\)–\(90\) %).

Липиды могут образовывать сложные соединения с веществами других классов, например с белками (липопротеины) и с углеводами (гликолипиды).

Функции липидов:

  • запасающая — жиры являются основной формой запасания липидов в клетке.
  • Энергетическая — половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров (при окислении они дают более чем в два раза больше энергии по сравнению с углеводами).
  • Жиры используются и как источник воды (при окислении \(1\) г жира образуется более \(1\) г воды).
  • Защитная — подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.
  • Структурная — фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.
  • Теплоизоляционная — подкожный жир помогает сохранить тепло.
  • Электроизоляционная — миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.
  • Гормональная (регуляторная) — гормон надпочечников (кортизон) и половые гормоны (прогестерон и тестостерон) являются стероидами.
  • Смазывающая — воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налётом покрыты листья многих растений, воск используется при строительстве пчелиных сот.

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.

Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

www.yaklass.ru

Функции липидов в клетке, свойства и строение

Липиды — это жироподобные элементы, которые наполняют энергией все клетки в организме человека.

Функции жировых молекул зависят от их плотности. В каждой клеточной мембране строительным элементом выступают липиды.

Свойства и строительные особенности

Молекулы липидов не растворимы в составе воды и относятся к органическим биологическим соединениям, к молекулам простого класса строения.

В данной категории находятся такие типы молекул:

  • Фосфолипид — это жироподобные нерастворимые в жидкости соединения, имеют в своем строении полярные головки молекулы, а их хвосты не имеют полярности. По этой причине их непроглядности и обеспечивается строительная функция в формировании клеточных мембран. В мембранах клеток, фосфолипиды выполняют регуляторную функцию. Данные соединения схожи по строению с жирами, но остаток фосфорной кислоты замещается в пару молекул фосфолипидов;
  • Молекулы воска относятся к длинно цепочным эфирным соединениям. Это высококалорийная, энергетическая наполняющая клеточной мембраны. Благодаря данной функции воска, птицы, которые плавают по воде, не погружаются в нее. Воск трудно растворим в жидкости. К классу липидов воска причислены — холестерол, женские и мужские половые гормоны, а также витамин Д;
  • Производные молекулы — терпены, которые достаточно широко представлены в природе. В большей части данный вид липидов находится в маслах эфирных растений. Структура терпенов — это моноциклические или же бициклические производные, которые в своем составе имеют ионы кислорода;
  • Молекулы липопротеинов. Это жиры, которые находятся в организме человека, и не имеющие ковалентной взаимосвязи с липидами. Синтезируются в организме почти 80,0% липопротеиды высокой молекулярной плотности. Функциональная обязанность липопротеидов в организме — это строительная функция клеточных мембран, а также транспортная доставка в них жиров. Липопротеиды низкой молекулярной плотности и очень низкой молекулярной плотности, в организм человека попадает с питанием. Большую часть низкоплотных липопротеидов имеет мясо животных, а также их жир, и продукция молочного производства. Поступление низкоплотных липопротеидов не должно быть выше, чем 20,0%. При нарушении липидного баланса происходит развитие патологий сердечного органа, а также нарушения в работе системы кровотока, что провоцирует развитие системного атеросклероза, патологии тромбоза, инфаркта миокарда и мозгового инсульта;
  • Виды липидоподобных соединений — гликолипиды. Функции липидных компонентов отвечают за рецепторы биологических соединений и веществ. В их состав входят молекулярные остатки углеводов вместе с остатком жирных кислот. Биологические соединения гликолипидов находятся в наружной части мембраны клетки плазменной крови. В клетке липиды выполняют функцию защиты и энергетического ее запаса.

Липидные соединения обязательно должны находиться в плазменной крови человека, потому что жир — это калорийный запас человека, который обеспечивает ему активность, и активирует все защитные функции организма от влияния внешних факторов на него.

Баланс липидных соединений в крови обеспечивает здоровье и предохраняет человека от развития серьезных патологий.

Функции липидовк содержанию ↑

Основные функций липидов

Основные функциональные роли липопротеидов в организме:

  • Транспортная специфика;
  • Функциональность энергетического резерва;
  • Запасающая функциональность;
  • Структурная специфика;
  • Защитная;
  • Функционирование терморегуляции;
  • Регуляторная сущность.

Жиры, как форма клетки выполняю строительную функцию в мембранах, и обеспечивают работу всех структурных в ней элементов.

Жировая прослойка на теле человека относится к липидным структурам с особой ролью.

У женщин — это дополнительный энергетический резерв для вынашивания младенца при беременности. 30,0% всей необходимой энергии для активности человека дают липиды, а также они являются и источником внутренней (эндогенной) воды в организме человека.

Липопротеиды транспортируют по организму жирорастворимые виды витаминов, а также защищают человеческое тело от лишней потери тепла.

При помощи липопротеидов происходит синтезирование половых гормонов и витамина Д.к содержанию ↑

Второстепенные

Кроме основных липидных функций, существуют второстепенные типы:

ФункцииХарактеристики
ФерментативнаяМеханизм ферментативной миссии:
· осуществлять биосинтез ферментов совместно липидоподобными соединениями;
· защита слизистой кишечника, от разрушения ее ферментами клеток поджелудочной железы;
· уничтожение ферментов происходит при помощи липидов, в составе которых фосфолипиды и большая часть холестерола.
СигнальнаяВыполняют сигнальную роль гликолипиды. Механизм данной функции:
· передача импульсов между волокнами нервной системы;
· распознавание импульсов на внутриклеточном уровне, которые подают липидоподобные соединения;
· проводить отбор в составе крови необходимые элементы, что нужны клеткам.
РегуляторнаяЛипиды не выполняют регуляторные обязанности в организме, но они входят в состав соединений, которые выполняют эти процессы:
· пример регуляторной миссии - это клеточная мембрана, имеющая режим пропуска полезных элементов в клетку;
· также пример регуляции - это гормоны стероидного типа, отвечающие за обменные процессы;
· гормоны, регулирующие репродуктивную функцию у человека;
· иммунная система, что регулирует защиту.
к содержанию ↑

Из чего состоят клеточные мембраны?

Основная функция жира — это построение мембран клеток.

При формировании мембран принимают участие такие типы липидных соединений:

  • Жироподобный спирт — холестерол;
  • Липидо-углеводное соединение гликолипиды;
  • Соединения карбоновых кислот и спиртовых эфиров — фосфолипиды.

Мембрана по своей структуре двухслойная и жиры находятся в пространстве между клеткой и наружной средой. Такая структура клеточной мембраны позволяет ей не терять форму и увеличивает ее крепость.

Транспортная функция осуществляется соединениями холестерола и белков — липопротеидами.

Транспортируют липопротеиды преимущественно молекулы триглицеридов (основной энергоресурс в клетках) и молекулы холестерола (построечный материал для мембраны). Жиры нерастворимы в составе плазменной крови.

Ядро липопротеида имеет в составе молекулы триглицеридов и эфирный холестерин, а оболочка состоит из молекул жира и белка.

Эта структура дает выполнить суть транспортировщика жира, а также на обратном пути выполнить транспортную миссию по перевозке остатков холестерина обратно в клетки печени для их катаболизма и выхода их за пределы организма.

Такую функцию могут выполнить высокомолекулярные липопротеиды.

Ядро липопротеида имеет в составе молекулы триглицеридов и эфирный холестерин

holesterin.wiki

Липиды и их роль в жизнедеятельности клетки

  • ГДЗ
  • 1 Класс
    • Окружающий мир
  • 2 Класс
    • Литература
    • Окружающий мир
  • 3 Класс
    • Окружающий мир
  • 4 Класс
    • Окружающий мир
  • 5 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
    • Человек и мир
    • Технология
    • Естествознание
  • 6 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
    • Технология
  • 7 Класс
    • Биология
    • История
    • ОБЖ
    • География
    • Литература
    • Обществознание
  • 8 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
  • 9 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
  • 10 Класс
    • Биология
    • История

resheba.me

Липиды, их строение и функции. Гидрофильные соединения

  • ГДЗ
  • 1 Класс
    • Окружающий мир
  • 2 Класс
    • Литература
    • Окружающий мир
  • 3 Класс
    • Окружающий мир
  • 4 Класс
    • Окружающий мир
  • 5 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
    • Человек и мир
    • Технология
    • Естествознание
  • 6 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
    • Технология
  • 7 Класс
    • Биология
    • История
    • ОБЖ
    • География
    • Литература
    • Обществознание
  • 8 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
  • 9 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
  • 10 Класс
    • Биология

resheba.me

Функции липидов в клетке живого организма: синтез углеводов, строение и свойства

Все клетки содержат в своем составе липиды, без которых невозможна жизнедеятельность ни одного организма. Название произошло от греческого слова lipos, что означает жир.

Функции этих веществ в клетке различаются в зависимости от особенностей строения. Выделяют простые и сложные липиды. Последние включают в состав элементы других соединений, к примеру, белки или фосфор. Большая часть липидных веществ в организме существует в сложной форме.

Что такое липиды

Эти соединения являются органическими и объединяют целую группу веществ со сходным строением: все они содержат жирные кислоты в разных модификациях. Выделяют жиры и подобные им вещества, которые могут не иметь кислоты, а вместо нее содержать другой химический компонент со сходными свойствами. Липиды являются более обширной группой веществ, по сравнению с жирами, которые относятся лишь к некоторым их разновидностям, синонимом служат триглицериды.

Липиды объединяет способность вступать во взаимодействие с другими органическими веществами, примеры — бензин, эфир, хлороформ, бензол . В воде и спирте они не растворяются.

Липиды содержатся в большинстве продуктов питания, используются в медицине и фармацевтике, играют важную роль во многих отраслях промышленности. В живых организмах они в том или ином виде входят в состав всех клеток, считаются важным источником энергии.

История открытия

Практическое применение липидов было известно с давних времен. Еще в Древнем Египте имеются упоминания об использовании подобных соединений для получения лекарств, красок, косметики. Широкое распространение получили растительные масла и животные жиры, которые активно использовали индейцы, северные народы как для приготовления пищи, так и для заживления ран. Фактически эти вещества не имели какого-то научного названия, однако нашли свое место в алхимии как вспомогательный компонент для приготовления эликсиров.

В обиход простых людей, не имеющих отношения к медицине, липиды вошли в 18 веке, когда их стали применять для изготовления мыла. В 19-м столетии ученые начали активно исследовать строение этих веществ, поскольку активно наращивался рост их промышленного использования. Лавры первенства в этом процессе принадлежат ученым Карлу Вильгельму Шееле и Мишелю Шеврелю, которые определили состав и провели анализ свойств.

В 1854 году удалось синтезировать липиды, а также изучить опытным путем их основные химические характеристики. Исследователей также интересовало, какие функции выполняют эти веществ в организме человека. В 1877 году были выделены важнейшие компоненты биологических мембран — фосфолипиды.

Следующее столетие ознаменовано развитием химического производства, в котором жироподобные вещества стали использовать для изготовления моющих средств, детергентов, эмульгаторов. Совершенствовались и методы исследования этих соединений. В 70–80-е годы липиды попадают под пристальное внимание врачей в связи с тем, что оказывают влияние на развитие заболевания, получившего название атеросклероз.

Место в клетке

Строительными материалами для синтеза липидов служат жирные кислотные фракции и спирт глицерол. Большей частью они поступают в организм с пищей, откуда транспортируются со специальными белками в печень. В клетках этого органа продукты распределяются во все ткани организма для образования липидов. Затем они снова соединяются со специальными транспортными белками и доставляются по адресу.

Соединения поступают в клетку в основном при помощи активного транспорта, то есть с затратой энергии. Для этих целей имеются особые органеллы. В комплексе Гольджи, который имеет вид складчатой гармошки, происходит синтез простых липидов, далее в эндоплазматической сети (ЭПС) происходит их модификация в зависимости от потребностей, то есть конечный синтез. Всем клеточным соединениям требуются фосфолипиды для построения мембран. Далее из сети сложные вещества поступают в места использования.

Клетка также может и сама образовывать липидные соединения, но не все, и здесь ключевую роль играют жирные кислоты, которые делятся на заменимые и незаменимые. К последним относятся линолевая и линоленовая, они непременно должны поступать в организм человека с пищей.

Синтез заменимых осуществляется через промежуточный продукт других видов обмена в клетке — ацетил-Коэнзим-А. Он поступает в цитоплазму, а оттуда в сеть ЭПС и в митохондрии, где протекает цепь ферментативных реакций. В результате образуются жирные кислоты.

Биологические функции жиров в клетке

В организме липиды представлены практически во всех клетках. В силу своих химических свойств они главным образом являются частью каких-либо структур и практически не циркулируют по крови в свободном виде.

Перечень основных функций липидов:

  • участвуют в построении и обеспечивают защиту клетки,
  • служат основным источником энергии,
  • несут в себе запас питательных веществ,
  • переносят все виды жирорастворимых витаминов — А, D, Е, К,
  • участвуют в регулировании разных функций в организме.

Данные соединения образуют каркас каждой клетки или защитную мембрану, которая представлена двойным слоем фосфолипидов. Каждая такая молекула содержит нерастворимую в воде головку и растворимый хвост. В двойном слое головки фосфолипидов обращены в разные стороны, так что снаружи клетка покрыта нерастворимой оболочкой, а в нижележащем слое находятся растворимые хвосты. Это называется билипидный слой.

Такая структура необходима как для поддержания структуры самой клетки, так и для транспорта различных веществ через мембрану. Также эти молекулы находятся в постоянном колебательном движении и придают клетке устойчивость к температурным изменениям.

Жировые молекулы являются основным источником энергии. При расщеплении одного грамма жира выделяется почти 39 кДж энергии, это в несколько раз больше, чем при расщеплении одной молекулы углеводов. Энергия из жировых запасов может быть экстренно использована при больших затратах, а также при нехватке липидов. Это так называемый энергетический буфер организма.

Липидные соединения содержат запас питательных веществ. При расщеплении жира образуется множество других компонентов, которые могут быть использованы для построения углеводов и белков, кроме этого выделяется также и вода. В организме все обменные процессы (белковый, углеводный, липидный, минеральных веществ) не только взаимосвязаны, но и взаимозаменяемы.

Большое значение соединения имеют при регулировании функций, поскольку гормоны и сигнальные молекулы в основном состоят из липидных молекул. Они являются непосредственным участником эндокринной регуляции, при снижении запасов липидных фракций могут развиться серьезные нарушения.

Сложные соединения — сфинголипиды — включаются в оболочку нервных клеток — миелин, и участвуют в проведении сигналов. Без миелина нервное волокно не может передавать импульс, и развивается тяжелейшее заболевание — рассеянный склероз.

Также все соединения, которые имеют жир или ему подобные молекулы, являются хорошими термоизоляторами и предохраняют клетку от замерзания или, наоборот, перегревания. Это обеспечивает поддержку нормальной температуры тела и не позволяет человеку замерзнуть в холодную погоду, если у него имеется достаточный запас жира. Кожа человека, стенки сосудов и внутренних органов состоят в основном из липидов, которые делают их эластичными.

Кроме создания структуры клеток, липиды участвуют в формировании целых органов. К примеру, образуют жировое тело почки, которое как одеяло окутывает ее сзади и фиксирует на одном месте. Подобные прослойки из липидов есть практически в любом органе.

Свойства

Липидные молекулы обладают рядом важнейших химических и физических свойств. Без них невозможно правильно настроить функции организма для выполнения задач обеспечения жизненно важных органов своевременным питанием.

Физические

Липиды могут существовать как в твердой, так и в жидкой форме в зависимости от того, растительные они или животные. Первые являются жидкими, их называют маслами, вторые — твердыми. Эти свойства определяются связями между молекулами углерода в липидных соединениях. Большое количество ненасыщенных связей в растительных соединениях позволяет им иметь жидкую консистенцию, а у животных — наоборот.

Липидные соединения плохо проводят тепло и электричество. Этим объясняются их хорошие теплоизоляционные свойства. Имеют невысокую температуру плавления и кипения. Так, жир застывает при показателях на несколько градусов ниже, а плавится начинает при более высокой температуре, что имеет очень важное физиологическое значение. Например, говяжий жир плавится при 51 ºС, бараний — 55 ºС, свиной — 48 ºС. Попадая в организм человека вместе с пищей, они остаются в нем в жидком состоянии, так как застывают при 36 ºС и ниже. Это способствует лучшему их перевариванию и усвоению.

Еще один немаловажный физический показатель жира — вязкость. Он увеличивается в жирах по мере развития процессов полимеризации и окисления.

В чистом виде не имеют запаха и вкуса, окраски. Все эти свойства проявляются при наличии в их составе примесей. Липиды легче воды, их плотность составляет менее 1 г/см2, поэтому в воде они не растворяются.

Химические

По химической природе это один из важнейших типов жизненно необходимых веществ. Основным свойством всех липидных фракций является способность окисляться. При этом в организме выделяется большое количество энергии, а промежуточные продукты могут включаться в другие виды обменов. В промышленности также используют реакцию присоединения водорода, которая называется гидрированием. Таким образом из жидких жиров растений получают твердые, а сам продукт называется саломасом. Его используют для изготовления маргарина и спреда.

Также применяют реакцию гидролиза. Это взаимодействие протекает при участии воды и особых веществ, ускоряющих процесс — катализаторов. В результате получают особые кислоты (карбоновые) и спирт глицерол, которые затем используют для различных направлений промышленного синтеза.

При вступлении липидов в реакцию со щелочами в результате образуется всем известное мыло. Еще одним свойством является способность создавать стойкие водные эмульсии при добавлении поверхностно-активных веществ (эмульгаторов).

Строение

Все липидные соединения состоят из глицеринового спирта, соединенного с жирными кислотными остатками. Они имеют разветвленную конструкцию пространстве, за счет чего образуют связи и не пропускают тепло. Эти кислоты могут иметь огромное количество атомов углерода, представляя собой длинные цепочки. Простые липиды ими и ограничиваются, а в сложных молекулах соединяются с другими химическими группами, приобретая новые свойства.

Фосфолипиды образуют мембраны как внутри клеток, так и снаружи. Если рассматривать их под микроскопом, то они воспринимаются как единый слой, но на самом деле он двойной. Каждая из молекул, формирующих мембрану, имеет двухчастную структуру: головку и хвост. Первая, гидрофильная часть, соприкасается с водой, вторая — гидрофобная, которая избегает подобного контакта.

Бислой образуется благодаря способности гидрофильной стороны разворачиваться вовнутрь и наружу клетки. Хвосты почти соприкасаются один с другим и размещены между слоями. Внутри двойной оболочки находятся разные вещества (углеводы, прочие сложные соединения), которые способствуют попаданию внутрь клетки полезных органических веществ.

Толщина билипидного слоя небольшая, однако в одном микрометре может содержаться до нескольких миллионов молекул. Поскольку они являются амфифильными, то есть имеют растворимую и нерастворимую части, то могут принимать разные формы, к примеру, сворачиваться в шар и образовать мицеллу, — частицу, способную транспортировать различные вещества по организму. Растягиваясь в слой, они образуют покрытие клеток и их компонентов.

В состав мембраны клеток человека входят и другие соединения, которые повышают ее непроницаемость. Гормоны липидного строения имеют особую часть — стероидное кольцо, к которому присоединяются различные химические группы и вещества. Стероидные гормоны транспортируются в крови вместе со специальными белками.

Более сложное строение имеют липосомы. Они также участвуют в процессах транспортировки, но осуществляют их прямо в сосудистом русле. Липосомы имеют округлую форму и состоят из двойного слоя фосфолипидов, в отличие от мицелл. Это позволяет им переносить более широкий спектр веществ на более далекие расстояния. Липосома имеет нерастворимые оболочки снаружи и внутри, а между ними находятся связанные с липидными молекулами фосфорные хвосты.

Виды

Существует несколько классификаций липидов. В зависимости от строения их разделяют на простые и сложные. В медицине отдельно выделяют липидный спектр крови, который отличается по другим параметрам.

Биохимическая классификация

Вся группа делится на 2 большие ветви по способности вступать в реакцию омыления. То есть выделяют омыляемые молекулы и неомыляемые. К последним относят жиры стероидного происхождения. В организме человека они представлены гормонами, желчью, витаминами.

Омыляемые по своему строению разделяются на простые и сложные. Первые содержат только три химических компонента: углерод, кислород и водород. Представлены в виде спирта глицерина и жирных кислотных веществ.

В зависимости от связей углерода и водорода кислоты делят на два типа: насыщенные (твердые) и ненасыщенные (жидкие). Эти связи определяют их физическое состояние и химические свойства.

Простые жиры могут быть представлены в виде таких химических соединений как глицерин, воск и жирные кислоты, молекулы которых содержат остатки альдегидов и спиртов.

Существуют и простейшие липиды — мономеры, которые распространены исключительно в природе и способны образовывать сложные соединения путем скрепления друг с другом. Устанавливая химические связи с себе подобными, они составляют полимеры — высокомолекулярные вещества, состоящие из длинной цепи более мелких молекул и входящие в состав высших организмов.

Сложные (фосфолипиды, гликолипиды, липопротеиды) , помимо основных элементов, могут содержать: фосфор, азот и даже серу. Эти добавки делают молекулы более активными. Они в свою очередь делятся на нейтральные и полярные в зависимости от заряда и способности вступать в химические реакции. Полярные имеют 2 полюса и более активны, нейтральные — инертны и стабильны.

К полярным липидам относят:

  • фосфолипиды,
  • гликолипиды,
  • сфинголипиды,
  • фосфогликолипиды и т. д.

Медицинская классификация

В организме человека липиды циркулируют в крови совместно с белками, поэтому правильнее было бы назвать их липопротеидами. Но по сути белки являются лишь помощниками и выполняют транспортную функцию, играют роль адреса, по которому доставляются липидные вещества, а также позволяют нерастворимым молекулам перемещаться по крови.

Кроме белка, в этих структурах также имеются фосфолипиды, которые формируют полость, куда помещается жир, поступивший с пищей из кишечника. Поскольку в продуктах содержатся разные соединения, то по их концентрации в таких частицах липопротеиды делятся на несколько классов.

Хиломикроны в основном содержат триглицериды и холестерин, причем первые преобладают. Эти частицы имеют самый большой размер и образуются в кишечнике, откуда они уносят жир.

Липопротеиды очень низкой плотности в основном содержат триглицериды и образуются в печени. Однако они не находятся долго в крови, а быстро превращаются в липопротеиды низкой плотности, содержащие больше всего холестерина, вредного для здоровья.

Липопротеиды высокой плотности считаются хорошими и полезными, поскольку удаляют излишек холестерина из клеток. Эти структуры содержат холестерин, который связан с ненасыщенными кислотами, поэтому его никто не трогает, и он спокойно удаляется из тканей.

Таким образом в крови представлена совокупность белково-липидных комплексов :

  • липопротеиды низкой плотности,
  • очень низкой плотности,
  • высокой плотности,
  • триглицериды,
  • липопротеиды промежуточной плотности.

Последние соединения очень редко определяют в крови человека, потому что они живут меньше всех и отражают насыщение липопротеидов холестерином.

Как происходит обмен липидов

Липидные вещества в основном поступают в организм извне. Человеческие жиры отличаются по строению от таких же соединений других видов организмов. В кишечнике они расщепляются под действием ферментов и всасываются стенками кишечника, где подвергаются модификации. Этот процесс переработки регулируют ферменты, он занимает от часа до двух.

Через некоторое время жиры поступают в кровь, наступает гиперлипидемия, то есть увеличение липидной фракции после еды. Это нормальный процесс. Липидные молекулы транспортируются в виде хиломикронов, несут соединения в печень и жировую ткань, где происходит отложение запасов.

Поступившие в печень липидные вещества предназначены для доставки в другие органы и ткани. Для этого как раз и необходимы липопротеиды. Печень включает в них холестерин или жирные кислоты, триглицериды и отправляет по месту назначения (для чего и нужны опознавательные белки). В конце пути клетки получают жир, отщепляя от транспортных частиц соединения липидов при помощи ферментов. Излишек удаляется при помощи хороших липопротеидов высокой плотности. На этом обмен липидов не заканчивается.

В клетке жирные кислоты могут использоваться по-разному:

  • расщепляться для образования энергии,
  • участвовать в построении клетки,
  • образовывать соединения, которые будут выделаться наружу,
  • участвовать в синтезировании углеводов и аминокислот.

Последний процесс отражает тесную связь всех видов обмена. Конечным продуктом липидного будут являться вода и углекислый газ, если все процессы находятся в балансе, или же кетоновые тела, если на каком-то этапе нарушено окисление жирных соединений.

Важная роль в переносе липидов отводится желчным кислотам, которые обладают способностью к образованию мицеллярного раствора липидов в водной среде. В печени при участии данного вида кислот формируются мицеллы, в виде которых липиды переносятся в кишечник в гомогенном растворе или в желчи.

Методы исследования

Для изучения свойств липидов как химического класса используются самые разные способы.

В биохимии применяют следующие методы:

  1. Химический. Заключается в способности липидных молекул окисляться и образовывать формальдегид. По его концентрации и судят о наличии липидов.
  2. Ферментативный. Основан на использовании ферментов липаз, которые расщепляют те или иные соединения.
  3. Электрофорез. На специальной среде с гелем помещают электроды разной полярности и наблюдают за движением этих частиц. Скорость перемещения определяется зарядом, который у всех липопротеидов отличается. Результат оценивают в виде разной длины полосок.

В крови липидные фракции содержатся в определенных соотношениях. Увеличение какого-либо показателя будет называться гиперлипидемией, а если параллельно происходит уменьшение липопротеидов высокой плотности, то это состояние называется дислипидемией.

У здорового человека липиды содержатся в следующих объемах:

  • общий холестерин — менее 5 ммоль/л,
  • липопротеиды высокой плотности: более 1 ммоль/л — у мужчин и 1,2 ммоль/л — у женщин,
  • триглицериды — менее 1,7 ммоль/л,
  • индекс атерогенности — менее 3,5.

Общий холестерин — это объем содержания данного вещества крови в целом, может сориентировать врача на более глубокое исследование липидного спектра. Индекс атерогенности характеризует соотношение вредных и полезных частиц. Липопротеиды очень низкой и промежуточной плотности не определяют, потому что эти вещества нестойкие.

Значение

Определение липидных фракций имеет ключевое значение для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. Многие проблемы обусловлены закупоркой питающих сердце сосудов атеросклеротическими бляшками, которые, как известно, образуются из холестерина. Поэтому мониторинг его содержания может помочь вовремя выявить нарушение липидного обмена и подобрать диету либо медицинские препараты.

Атеросклеротическое сужение может вызвать инсульт, проблемы с почками и ногами. Поскольку сосуды размещены по всему телу, то и липиды всюду могут затруднить кровоток.

Кроме приобретенных недугов, исследование жиров необходимо и при врожденных гиперлипидемиях. Это редкие заболевания, некоторые формы протекают тяжело и требуют агрессивной терапии.

Исследование этих показателей также бывает нужно при использовании некоторых лекарств, которые могут их повысить. Чаще всего это касается препаратов для лечения давления из группы бета-блокаторов. Среди побочных эффектов есть указание на возможное нарушение липидного обмена, что желательно контролировать, правильно подбирая дозировку.

Видео

Ознакомьтесь с некоторыми химическими особенностями липидных соединений в этом видео.

tvercult.ru

5. Строение и функции липидов

Липи́ды — широкая группа органических соединений, включающая жирные кислоты, а также их производные, как по радикалу, так и по карбоксильной группе.

Молекулы простых липидов состоят из спирта, жирных кислот, сложные — из спирта, высокомолекулярных жирных кислот, возможны остатки фосфорной кислоты, углеводов, азотистых оснований и др.

Строение липидов зависит в первую очередь от пути их биосинтеза.

-Структурная функция. 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 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.

6. Строение триглицеридов. Роль триглицеридов в метаболизме.

Жиры, или триглицериды — природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов. В живых организмах выполняют структурную, энергетическую и др. функции.

Наряду с углеводами и белками, жиры — один из главных компонентов питания. Жидкие жиры растительного происхождения обычно называют маслами — так же, как и сливочное масло.

Жиры, поставляя организму энергию, являются и ее аккумулятором, т. е. для того чтобы жиры освободили энергию, необходимо достаточное количество углеводов.

Жиры служат также для построения клеточных оболочек, принимают участие в образовании гормонов и витаминов, играют роль запасного питательного и защитного механического и теплоизоляционного материала, обеспечивают усвоение витаминов A, D, Е, К.

В крови человека имеются сложные (холестерин, липопротеиды и др.) и более простые жиры (кетоны, жирные кислоты, глицериды). Нарушение их равновесия имеет значение в развитии сахарного диабета, ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний.

Наиболее необходимые жиры животного происхождения содержатся в молоке, сливочном масле, яичном желтке. В то же время ценные для обмена ненасыщенные жирные кислоты в большом количестве имеются и в растительных жирах (подсолнечное, кукурузное масло), которые также необходимы в питании человека (10—30 % всех жиров).

Избыточное потребление жира ведет к нарушению обмена веществ, ухудшению использования белка, нарушению пищеварения, повышению отложения жира в подкожной клетчатке и др.

studfile.net

Липиды, строение и функции | Параграф 1.3

Подробности
Категория: А.А. Каменский-9кл

 "Введение в общую биологию и экологию. 9 класс". А.А. Каменский (гдз)

Вопрос 1. Какие вещества относятся к липидам?
Липиды - жиры и липоиды относятся к группе неполярных органических соединений, то есть являются гидрофобными веществами, но хорошо растворяются в эфире, бензине, хлороформе и некоторых других растворителях. Большинство липидов состоит из высокомолекулярных кислот и трехатомного спирта глицерина.

Вопрос 2. Какое строение имеет большинство липидов?
Выделяют липиды простые и сложные. Простые липиды (жиры) — это триглицериды высших жирных кислот, липоиды — это большой класс органических веществ с гидрофобными свойства ми (например, холестерин). К сложным липидам относят фосфолипиды (в их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены группами, содержащими фосфор, а иногда также азот) и стероиды (в основе их структуры лежат 4 углеродных кольца).

Вопрос 3. Какие функции выполняют липиды?
1. Энергетическая функция. Она заключается в том, что жиры, как наиболее распространенные липиды, служат ценным источником энергии. При их расщеплении выделяется энергии в два раза больше, чем при расщеплении такого же количества глюкозы.
2. Защитная функция. В организме животных и человека жировая ткань предохраняет внутренние органы организма от повреждений при падениях и ударах. А так как жировая ткань плохо проводит тепло, то липиды защищают организм от переохлаждения, что особенно, а также выполняют гидроизоляцию.
3. Структурная функция. В клетке липиды выполняют структурную (строительную) функцию: они входят в состав клеточных мембран — тонких плотных пленок, которыми «одеты» все клетки и большинство внутриклеточных органоидов.
4. Регуляторная функция. Многие гормоны являются производными липидов.
5. Запасающая функция. Запасы жира в подкожной клетчатке млекопитающих животных позволяют им переживать неблагоприятные периоды, связанные с недостатком корма и воды. Животные, обитающие в пустынях, значительную часть необходимой для жизнедеятельности воды получают благодаря расщеплению в организме жиров.

Вопрос 4. Какие клетки и ткани наиболее богаты липидами?
Наиболее богаты липидами клетки жировой ткани у животных. Велика концентрация липидов в семенах некоторых растений, таких как подсолнечник, лен, арахис соя. А у отдельных видов растений липиды в больших количествах содержатся в плодах. Особенно богаты жирами плоды тропического растения авокадо.

buzani.ru


Смотрите также

Женские новости :)