Липиды выполняют функцию


Функции липидов — основные и второстепенные

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 липидов к 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 к содержанию ↑

Заключение

Все необходимые для функционирования липиды, клетки печени синтезирует самостоятельно. Не синтезируются только витамины, растворимые в жире и полиненасыщенные жиром кислоты.

Они поступают с продуктами питания. Функции липидов — это доставка по системе кровотока, недостающих питательных компонентов, во все клеточные структуры.

Наибольшее количество липидов находятся в клетках нервных волокон, в клетках головного мозга и в жировой прослойке.

(Пока оценок нет) Загрузка...

Липиды в клетке выполняют функции... Свойства липидов. Роль липидов в клетке

Наравне с белками, углеводами и нуклеиновыми кислотами большое значение для всех живых организмов имеют также и липиды. Это органические соединения, выполняющие важные биологические функции. Поэтому постоянное пополнение организма ими просто необходимо для нормальной жизнедеятельности. Что же они представляют собой с точки зрения химии и какие липиды в клетке выполняют функции, узнаем из этой статьи.

Липиды: общее понятие

Если давать общую характеристику рассматриваемым соединениям, то можно сказать, что органические вещества клетки липиды - это сложные жироподобные молекулы, которые включают в свой состав гидрофильную и гидрофобную часть.

Проще говоря, все жиры растительного и животного происхождения, воски, холестерины, многие гормоны, терпены - это все липиды. Просто данным термином обозначают всю совокупность подобных по свойствам соединений. Все они - нерастворимые в воде, но растворимые в органических неполярных веществах соединения. На ощупь маслянистые.

Состав липидов с точки зрения химии достаточно сложный и зависит от того, о каком конкретно соединении идет речь. Поэтому данный вопрос рассмотрим отдельно.

Классификация

Распределить все липиды на группы можно по разным признакам. Одной из самых распространенных классификаций является основанная на способности молекул к гидролизу. По данной характеристике выделяют две большие группы органических жиров.

  1. Омыляемые - те, что подвергаются гидролизу и разлагаются на составные части. Примеры: воски, фосфолипиды, эфиры стеринов, нейтральные жиры.
  2. Неомыляемые - те, что гидролизу не подвергаются. К ним относятся терпены, стерины, жирорастворимые витамины (A, D, E, K), холестерин, эстрадиол, тестостерон и прочие.

Существует и другой признак классификации рассматриваемых веществ - количество входящих в состав компонентов. Так, выделяют:

  • двухкомпонентные, или простые (жиры и воски растений);
  • многокомпонентные, или сложные (фосфолипиды, гликолипиды, орнитинолипиды и прочие).

Вообще липиды в клетке выполняют функции очень важные, ведь они являются прямыми или косвенными участниками всех жизненно необходимых процессов. Поэтому разнообразие их очень велико.

Состав липидов

С химической точки зрения в состав молекулы жироподобных веществ входят два основных компонента:

  • гидрофобная составляющая;
  • гидрофильная.

Так как липидов очень много, то и примеров обеих частей также немало. Для понимания химического состава соединения приведем примеры.

Какие соединения являются гидрофобными составляющими молекул липидов?

  1. Высшие жирные кислоты (ВЖК).
  2. Высшие спирты.
  3. Высшие альдегиды.

Гидрофильные компоненты молекул следующие:

  • глицерин;
  • аминодиолы;
  • углеводы;
  • фосфорная и серная кислоты;
  • аминоспирты;
  • аминокислоты.

Различные сочетания перечисленных компонентов, удерживающиеся друг возле друга за счет ионных, ковалентных взаимодействий, сил электростатического притяжения и водородных связей, формируют все многообразие маслянистых, нерастворимых в воде соединений, известных под общим названием липиды.

Строение и свойства

Свойства липидов объясняются их химическим строением. Так, если в состав входит непредельная высшая карбоновая кислота и глицерин, то жир будет проявлять характерные особенности кислоты и спирта трехатомного. Если в составе альдегид, значит, реакции будут те, что характерны для кето-группы.

Поэтому взаимосвязь свойств и химического строения молекулы совершенно очевидна. Единственные общие для всех видов жиров характеристики - это:

  • растворимость в бензоле, гексане, хлороформе и других неполярных растворителях;
  • жирность или маслянистость на ощупь.

Преобразование в клетке

Те липиды, которые выполняют в организме функцию запасного питательного вещества, источника энергии, относятся к нейтральным жирам. По классификации рассматриваемых веществ это будут смеси триацилглицеринов. Гидрофобные, нерастворимые в воде, неполярные соединения, представляющие собой образование из глицерина и трех молекул высших карбоновых кислот.

Именно эти липиды и подвергаются обработке в клетках живых организмов. Что это за преобразования? Это процесс гидролиза специальными ферментами, именуемыми липазами. В результате полного расщепления образуется молекула глицерина и жирные кислоты. Они затем снова с током крови поступают в клетки и подвергаются дальнейшей переработке - происходит синтез липидов в клетке, уже иного строения.

Существует несколько высших жирных кислот, которые являются незаменимыми для человека, так как самостоятельно в клетках не образуются. Это:

  • олеиновая;
  • линолевая;
  • линоленовая.

Для нормального поддержания уровня липидов необходимо употреблять продукты, богатые этими кислотами: мясо, рыба, яйцо, мясо птицы, зелень, орехи, творог и прочие, зерновые.

Роль липидов в клетке

Каково же значение жиров для организма? Липиды в клетке выполняют функции:

  • резервно-энергетическую;
  • структурную;
  • сигнальную;
  • защитную.

Каждая из них крайне важна для поддержания нормальной жизнедеятельности каждого живого существа.

Особенное значение имеют те, что образованы непредельными кислотами, так как они незаменимы. Они участвуют в образовании особых молекул простагландинов, которые, в свою очередь, являются регуляторами многих процессов. Также именно свойства липидов этой группы позволяют нейтрализовать холестерин и предотвратить развитие атеросклероза.

Резервно-энергетическая и структурная функция

Триацилглицерины или нейтральные жиры - это основной источник энергии для многих внутренних органов (печени, почек, мышц). При расщеплении 1 грамма липидов высвобождается 9,3 ккал тепла, что значительно превышает соответствующий показатель при распаде углеводов и белков.

Поэтому в момент голодания для организма жиры - это источник жизненных сил и энергии. Липиды в клетке выполняют функции структурные, так как входят в состав мембран клеток. Это такие молекулы, как:

  • гликолипиды;
  • фосфолипиды;
  • холестерол.

Такой липид, как фосфатидилхолин является обязательным структурным звеном клеток печени. Поэтому резервная функция жиров - это их запасание в отдельных частях организма. Энергетическая - это расщепление в случае необходимости с высвобождением энергии. А структурная заключается в том, что именно из липидов строятся некоторые звенья клеток и тканей.

Сигнальная и защитная

Сигнальная функция липидов заключается в том, что многие из них являются переносчиками важных сигналов из клетки и внутрь нее. Это такие жиры, как:

  • фосфатидилинозитол;
  • эйкозаноиды;
  • гликолипиды.

Они связываются с гормонами и обеспечивают быструю передачу информации в клетку и из нее. Также жиры обеспечивают регуляции многих функций, которые осуществляемых клетками.

Защитная роль липидов заключается в том, что масса подкожного жира обеспечивает термо- и теплоизоляцию, а также механическую защиту внутренних органов от повреждений. У человека (женщин) главная концентрация жира во время беременности - область живота. Что также является приспособлением для защиты плода от ударов, столкновений и прочих воздействий.

Кроме того, фосфолипиды выполняют важную роль, активируя белки и гормоны, работающие при свертывании крови. Так как этот процесс также является защитным приспособлением организма, то и функция жиров в этом случае такая же.

Липиды

Липиды - это ряд органических веществ, который входит в состав всех живых клеток. Туда же входят жиры и жироподобные вещества, содержащиеся в клетках и тканях животных в составе жировой ткани, которая играет важнейшую физиологическую роль.

Организм человека сам способен синтезировать все основные липиды. Не могут синтезироваться в организме животных и человека только жирорастворимые витамины и незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты. В основном синтез липидов происходит в печени и клетках эпителия тонкой кишки. Ряд липидов характерен для определённых органов и тканей, остальные липиды имеются в составе клеток всех тканей. Количество содержащихся липидов в органах и тканях разное. Больше всего липидов содержится в жировой и нервной ткани.

Содержание липидов в печени человека варьируется от 7 до 14% (на сухую массу). В случае заболеваний печени, например при жировой дистрофии печени, содержание липидов в ткани печени достигает 45%, в основном за счёт увеличения количества триглицеридов. Липиды в плазме крови содержатся в сочетании с белками и в таком составе они транспортируются в другие органы и ткани.

Функции липидов

Липиды выполняют следующие биологические функции:

1. Структурная. В сочетании фосфолипиды с белками образуют биологические мембраны.

2. Энергетическая. В процессе окисления жиров происходит высвобождение большого количества энергии, именно она и идёт на образование АТФ. Большая часть энергетических запасов организма хранится именно в форме липидов, а расходуется в случае недостатка питательных веществ. Так, например животные впадают в зимнюю спячку, а на поддержание жизнедеятельности идут жиры и масла предварительно накопленные. Благодаря высокому содержанию липидов в семенах растений развивается зародыш и проросток до тех самых пор, пока не будет самостоятельно питаться. Семена таких растений, как кокосовая пальма, клещевина, подсолнечник, соя, рапс - являются сырьём, из которого делают растительное масло промышленным способом.

3. Теплоизоляционная и защитная. Откладывается в подкожной клетчатке и вокруг таких органов, как кишечник и почки. Образующийся слой жира защищает организм животного и его органы от механических повреждений. Так как подкожный жир обладает низкой теплопроводимостью, то он прекрасно сохраняет тепло, это позволяет животным жить в условиях холодного климата. Китам например, этот жир способствует плавучести.

4. Смазывающая и водоотталкивающая. На коже, шерсти и перьях есть слой воска, который оставляет их эластичными и защищает от влаги. Такой слой воска есть и на листьях и плодах различных растений.

5. Регуляторная. Половые гормоны, тестостерон, прогестерон и кортикостероиды, а так же и другие являются производными холестерола. Витамин D, производные холестерола, играют важную роль в обмене кальция и фосфора. Желчные кислоты участвуют в пищеварении (эмульгирование жиров), а так же и всасывания высших карбоновых кислот.

Источником образования метаболической воды являются липиды. Так для получения 105 граммов воды, нужно окислить 100 граммов жира. Для жителей пустынь такая вода жизненно необходима, например для верблюдов, которым приходится обходиться без воды на протяжение 10-12 суток, у них такой жир откладывается в горбе и расходуется с целью получения воды. Процесс окисления жиров очень важен для животных, впадающих в зимнюю спячку, например для сурков, медведей и т.д.

Основные функции липидов

Липиды относят к обширной группе органических соединений, которая включает все жироподобные составляющие. Функции липидов достаточно многозадачные. Эти вещества могут быть малорастворимыми или нерастворимыми в воде, но они хорошо растворяются в горючих жидкостях и растворителях. Основная масса липидов, известных научной медицине состоит из кислот с высокой молекулярностью и спирта глицерина.

Сложные и простые вещества

По своему строению вещества такого рода могут быть простыми и сложными. Простые элементы имеют в своем составе остаточные вещества жирных кислот и спирта, именно к этой группе относят жиры. Элементы, вмещающие молекулы других компонентов (белков и углеводов) относят к группам сложных компонентов.

Вещества выступают источниками энергии, потому что в процессе их растворения человек получает энергии в 2 раза больше, нежели при потреблении глюкозы. Такие составляющие обеспечивают выполнение защитных функций организма всех млекопитающих, а также обеспечивает протекцию от переохлаждения. Вещества входят в состав клеточных мембран и обеспечивают выполнение структурных функций. Именно эти компоненты принимают участие в процессах выработки основных гормонов, потому недостаток данных концентраций может плохо сказаться на общем самочувствии пациента.

Липиды в большой концентрации содержатся в клетках жировой ткани у животных. В достаточных количествах содержится в некоторых семенах. Источником полезных липидов выступает авокадо.

Особенности строения

Липиды относят к классу жироподобных органических соединений. Они не растворяются в воде, но хорошо распадаются в неполярных растворителях. Группу относят к простым биологическим молекулам.

К данной группе относят:

  1. Фосфолипиды – соединения, имеющие полярные головки и неполярные хвосты. Стоит заметить, что отличительной особенности этих компонентов является способность растворяться в воде. Нужно заметить, что неполярные группы не растворяются в воде. Именно за счет подобной особенности обеспечивается основная роль в создании биологических мембран. Являют собой структурный компонент клеточных мембран, выполняют функцию регулятора. По структуре имеют некоторые сходства с жирами, но одна или две молекулы замещаются остатком фосфорной кислоты.
  2. Воска относят к сложным эфирам длинноцепочечных. Представляют собой высококалорийный клеточный источник энергии. Интересен тот, факт, что именно благодаря этому веществу водоплавающие птицы удерживаются на воде, а листья растений имеют некоторое защитное покрытие. Элемент относят к трудно растворимым в воде. К классу восков относят холестерол, половые гормоны мужчин и женщин, а также необходимый витамин Д.
  3. Терпены. Являются производными липидов, широко распространены в природе. Содержатся в эфирных маслах и представляют собой моноциклические и бициклические производные, содержат кислород, чем и обусловлено название терпеноиды.
  4. Липопротеиды. Содержаться в человеческом организме и не имеют ковалентных связей с липидами. В организме человека преобладают липопротеиды высокой плотности (в норме более 70%).Вещество синтезируется печенью и принимает участие во многих физических процессах, обеспечивающих нормальное функционирование организма. Липопротеиды низкой и очень низкой плотности человек потребляет вместе с продуктами питания животного происхождения (концентрация подобных веществ в организме человека не должна превышать 20% от общего содержания липопротеидов). Дисбаланс подобных компонентов влечет за собой необратимые процессы.
  5. За счет гликолипидов определяется видовая специфичность особей. Компоненты выполняют различные функции и отвечают за рецепцию биологически активных веществ. Соединение представляет собой углеводные остатки, построено из сфингозина и остатков жирной кислоты. Содержится компонент во всех тканях, преимущественно в наружном слое плазматических мембран.

Функции жиров липиды выполняют в полном объеме. В первую очередь такого рода составляющие обеспечивают энергетическую активность человека и представляют собой неотъемлемый компонент, которой обязательно должен присутствовать в крови человека.

Основные функции

Функции липидов достаточно разнообразны. Эти вещества представляют собой необходимые компоненты, которые обязательно должны присутствовать в организме человека. Такие вещества пациент может получать вместе с продуктами питания, но для этого нужно рационализировать собственное меню.

Какие функции выполняют липиды и зачем они необходимы человеку? Среди перечня основных возможностей элементов такого характера выделяют:

  1. Строительная или структурная функция. Липидов в клетке содержится достаточное количество, они обеспечивают функции структурных компонентов.
  2. Представляют собой источник энергии. Компоненты обеспечивают около 30% энергии, необходимой человеку для нормальной активности. Жировая прослой как в человеческом организме выполняет особенную роль. Она необходима женщинам и представляет собой источник дополнительной энергии в период вынашивания плода и в момент лактации.
  3. Выступают в качестве источника эндогенной воды.
  4. Обеспечивают протекцию некоторых органов от ненамеренных повреждений.
  5. Осуществляют транспорт жирорастворимых витаминов.
  6. Предотвращают излишнюю потерю тепла.
  7. Выступают источниками гормонов, принимают участие в процессах их продуцирования.
  8. Обеспечивают синтез необходимого витамина Д.
  9. Принимают участие в обеспечении гуморальной регуляции.

Основные функции липидов направлены на поддержание активности и жизнеспособности организма человека. Некоторые компоненты усиливают процессы биосинтеза и обеспечивают поддержку баланса некоторых ферментов.

Какую функцию в клетке выполняют липиды в организме животных: какие вещества относятся, их состав

Клетки любого организма содержат в себе достаточно большое количество различных элементов. В клетку животного входят липиды – это соединения органического характера, в чьем составе находятся желчные кислоты, спирты и многие другие химические элементы.

Они выполняют крайне важную задачу в физиологии животных и людей. Какую функцию выполняют липиды в организме?

Человек самостоятельно синтезирует основные виды этих веществ в печени (7-14%) и тонком кишечнике.

Они находятся во всех частях человеческого тела в разных количествах, переносясь вместе с кровяными тельцами, особенно много их в жировой и нервной ткани.

У животных и людей жиры находятся в тканях, а из растительного мира ими богаты подсолнечник, авокадо и арахис.

Основные понятия

Липиды — это соединения со сложной структурой, которые состоят из множества отдельных химических элементов, и для простого понимания могут называться жирами. Говоря простым языком, это обобщающее называние для растительных и животных жиров, холестеринов, гормонов и терпенов. Они маслянистые и не могут раствориться в обычной воде, но вполне растворимы в других вариациях жидкостей.

Важно! Каждая группа соединений имеет свой состав липидов, отличный от других подобных им.

Классификация

Существует несколько видов, классифицируемых по различным характеристикам. Самая популярная из них – это разделение в зависимости от способности молекул растворятся в простом водороде:

  • Омыляемые – их можно растворить водой и разложить на отдельные продукты (воск);
  • Не омыляемые – их нельзя подвергнуть гидролизу (терпены, витамины).

По другой классификации их делят на:

  • двухкомпонентные или простейшие;
  • многокомпонентные или сложнейшие.

Простейшие жиры находятся в растениях, а сложные больше характерны для животных и людей. Эти вещества играют важную роль в их жизнедеятельности и отличаются разнообразием.

Свойства

Вещества обладают рядом характерных свойств, которые зависят от количества молекул спирта в них и от того, насколько насыщенные их кислоты:

  • Устойчивы к водороду, т.е. не распадаются в воде и других растворителях. Иногда, в зависимости от составляющих полярных групп, они могут взаимодействовать с последними.
  • Температура плавления жиров зависит от количества тесных связей в составе входящих в них кислот. Чем из больше, тем сильнее снижается необходимая для плавки температура. Если в составе присутствуют насыщенные ВЖК, они по внешнему виду твердые, а если кислот больше ненасыщенных, то они будут жидкими.
  • При взаимодействии с определенными группами растворителей, жиры равномерно распределяются по раствору.
  • Свойства липидов всегда характеризуются характером и свойствами их составных частей — молекул кислоты и спирта.
  • Если молекулы богаты кислотами ненасыщенными – они имеют свойство притягивать молекулы водорода к себе.

Состав

Жиры обладают крайне разнообразными веществами в своем составе, начиная со спиртов и заканчивая огромным числом кислот.

В зависимости от преобладания того или иного элемента, меняются и свойства липидов.

Точного ответа на вопрос «Какие вещества относятся к липидам?» нет, поскольку в их составе присутствуют:

спирты, углерод, кислоты, кислород, водород, фосфорные кислоты, углеводы. азотистые основания.

Кроме этого, в небольших количествах содержатся редкоземельные химические элементы.

Важно! Простые молекулы в своем составе имеют только водород, кислород и углерод.

Роль молекул

Как важные химические элементы, данные вещества играют огромную роль в жизнедеятельности молекул, а также более сложных организмах. В зависимости от своего состава, они выполняют разные функции, каждая из которых крайне важна. Какие функции выполняют в организме людей и животных?

В клетке

Прежде чем говорить о сложных структурах, следует поговорить о клетке. Это базовая единица, с которой и начинается формирование всего организма, независимо от его размеров и сложности. В клетке липиды обязательно присутствуют, как элементарные химические связи. Липиды и их роль в жизнедеятельности клетки сложно недооценить, ведь они выполняют несколько важных функций:

  • резервно-энергетическую – накапливаются в виде запасов энергии, и содержат до 35% от ее общего количества;
  • структурную – принимают активное участие в формировании мембран для всех тканей и органов;
  • сигнальную – обладают свойствами рецепторов и улавливают появление бактериальных токсинов;
  • защитную – защищают от механических повреждений и воздействия холодных температур.

Все перечисленные функции невероятно важны, и в клетке выполняют их молекулы жира. Среди них, незаменимыми считаются те, которые состоят из непредельных кислот, поскольку помогают образовывать простагландины – молекулы-регуляторы жизнедеятельных процессов.

В человеке

В целом, жиры выполняют в тканях и органах людей те же функции. Каковы же они? Их роль крайне обширна:

  1. Находятся в составе всех органов — до 70 % в тканях головного мозга, способствуя его электровозбудимости.
  2. Частично присутствуют в миелиновых нервных оболочках, печенке и сердце.
  3. Принимают участие в обезвреживании токсинов при инфекционных заболеваниях.
  4. Принимают участие в активизации протромбина.
  5. Играют важную роль в формировании и усвоении белка.
  6. Удаляют переизбыток холестерина с поверхностей клеток.
  7. Помогают красным кровяным тельцам становится более устойчивыми к гемолизу.
  8. Изолируют нервные окночания и защищают их от механических повреждений.
  9. Принимают роль в перемещении по телу нервных импульсов.

Таким образом, сложно недооценить их роль для человека.

Они поступают в составе некоторых продуктов и синтезируются печенью самостоятельно, за исключением некоторых кислот, которые следует обязательно употреблять с пищей.

В организме животных

Нейтральные жиры — это огромный источник энергии для печени, почек и мышц.

Биологические функции липидов обширны:

  1. Структурная. Определенный вид компонентов – фосфолипиды, кооперируясь с белком, могут строить перегородки, а также принимают участие в строительстве тканей.
  2. Энергетическая. Когда жиры окисляются и распадаются, появляется энергия, которая используется телом для его нужд. Они обеспечивают до 40% энергии от общего количества всего энергетического запаса тела, ведь во время расщепления 1 г жира в организм попадет около 9,3 ккал тепла, что намного выше, чем при распаде углеводов и белков. В момент голодания именно они являются источником сил и энергии, поэтому в случае недостатка питания они расщепляются. Перед этим жиры своевременно запасаются в различных органах и всех тканях, чтобы при необходимости расщепиться. Во время спячки именно они обеспечивают жизнеспособность животного.
  3. Теплоизоляционная. Вещества откладываются в прослойке вокруг органов и между кожей, и сохраняют внутри них тепло. Именно эта функция позволяет животным жить даже в арктических условиях, поскольку их органы полностью защищены от губительного воздействия внешней среды.
  4. Сигнальная. Молекулы переносят важные сигналы внутри клетки и за ее пределы. За эту функцию отвечают фосфатидилинозитолы, эйкозаноиды и гликолипиды. Они имеют способность связываться с гормонами, и тем самым обеспечивать передачу информации по организму. Следует помнить, что эти вещества могут и не иметь в своем составе данных компонентов, поскольку они крайне многообразны по своему составу.
  5. Защитная функция липидов. Откладываясь вокруг органов, эти вещества защищают их от механических повреждений, например, во время беременностей у самок жиры концентрируются в области живота, чтобы при необходимости защитить плод от ударов и других внешних воздействий. А вот фосфолипиды могут активировать белки и прочие гормоны, которые участвуют в свертывании крови, что также защищает тело животного от повреждений и вовремя останавливает кровотечение.
  6. Смазывающая и водоотталкивающая. Кожа, шерсть и перья имеют слой воска, который позволяет им оставаться эластичными. Кроме этого он препятствует попаданию влаги внутрь ворсинок и защищает от влаги перья и шерсть.
  7. Регуляторная. В состав этих веществ входят половые гормоны (тестостерон и прогестерон), которые участвуют в процессах размножения и в пищеварения.

Основная функция, из указанных выше — это защитная функция липидов и теплоизоляционная. Единственная отсутствующая – это ферментативная функция, поскольку они не выполняют никакой роль в усилении химических реакций, хотя и участвуют в них. Ферментативную функцию в основном выполняют белки, ускоряя распады всех веществ и прочие химические реакции.

Функции липидов в клетке

Строение и функции липидов

Вывод

При изучении жировых веществ крайне важно понимать, что это – сложные соединения, имеющие в своем составе огромное количество компонентов. Они имеют важное значение для жизнедеятельности любого организма, поэтому входят в состав продуктов питания, могут быть получены дополнительно в виде витаминов, а также применяются в некоторых отраслях промышленности.

§ 4. Классификация и функции липидов

Глава II. ЛИПИДЫ

§ 4. КЛАССИФИКАЦИЯ И ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ

Липиды представляют собой неоднородную группу химических соединений, нерастворимых в воде, но хорошо растворимых в неполярных органических растворителях: хлороформе, эфире, ацетоне, бензоле и др., т.е. общим их свойством является  гидрофобность (гидро – вода, фобия – боязнь). Из-за большого разнообразия липидов дать более точное определение им невозможно. Липиды в большинстве случаев являются сложными эфирами жирных кислот и какого-либо спирта. Выделяют следующие классы липидов: триацилглицерины, или жиры, фосфолипиды, гликолипиды, стероиды, воска, терпены. Различают две категории липидов – омыляемые и неомыляемые. К омыляемым относятся вещества, содержащие сложноэфирную связь (воска, триацилглицерины, фосфолипиды и др.). К неомыляемым относятся стероиды, терпены.

Триацилглицерины, или жиры

Триацилглицерины являются сложными эфирами трехатомного спирта глицерина

и жирных (высших карбоновых) кислот. Общая формула  жирных кислот имеет вид: R-COOH, где R – углеводородный радикал. Природные жирные кислоты содержат от 4 до 24 атомов углерода. В качестве примера приведем формулу одной из наиболее распространенной в жирах стеариновой кислоты:

Ch4-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-COOH

В общем виде молекулу триацилгицерина можно записать так:

Если в состав триациоглицерина входят остатки различных кислот (R1  R2  R3), то центральный атом углерода в остатке глицерина становится хиральным.

Триацилглицерины неполярны и вследствие этого практически нерастворимы в воде. Основная функция триацилглицеринов – запасание энергии. При окислении1 гжира выделяется 39 кДж энергии. Триацилглицерины накапливаются в жировой ткани, которая, кроме депонирования жира, выполняет термоизолирующую функцию и  защищает органы от механических повреждений.  Более подробную информацию о жирах и жирных кислотах вы найдете в следующем параграфе. 

Интересно знать! Жир, которым заполнен горб верблюда, служит, в первую очередь, не источником энергии, а источником воды, образующейся при его окислении.

Фосфолипиды

Фосфолипиды содержат  гидрофобную и гидрофильную области и поэтому обладают амфифильнымы свойствами, т.е. они способны растворяться в неполярных растворителях и образовывать стойкие эмульсии с водой.

Фосфолипиды в зависимости от наличия в их составе спиртов глицерина и сфингозина делятся на глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды.

Глицерофосфолипиды

В основе строения молекулы глицерофосфолипидов лежит фосфатидная кислота, образованная глицерином, двумя жирными и фосфорной кислотами:

В молекулах глицерофосфолипидов к фосфатидной кислоте сложноэфирной связью присоединена НО-содержащая полярная молекула. Формулу глицерофосфолипидов можно представить так:

где Х – остаток НО-содержащей полярной молекулы (полярная группировка). Названия фосфолипидов образуются в зависимости от наличия в их составе той или иной полярной группировки. Глицерофосфолипиды, содержащие в качестве полярной группировки остаток этаноламина, 

HO-Ch3-Ch3-Nh3

носят название фосфатидилэтаноламинов, остаток холина 

– фосфатидилхолинов, серина 

– фосфатидилсеринов. 

Формула фосфатидилэтаноламина выглядит так:

Глицерофосфолипиды отличаются друг от друга не только полярными группами, но и остатками жирных кислот. В их состав входят как насыщенные (состоящие обычно из 16 – 18  атомов углерода), так и ненасыщенные (содержащие чаще 16 – 18  атомов углерода и 1 – 4  двойные связи) жирные кислоты.

Сфингофосфолипиды

Сфингофосфолипиды по составу сходны с глицерофосфолипидами, но вместо глицерина содержат аминоспирт сфингозин:

или дигидросфингазин:

Наиболее распространенными сфингофосфолипидами являются сфингомиелины. Они образованы сфингозином, холином, жирной кислотой и фосфорной кислотой:

Молекулы как глицерофосфолипидов,  так и сфингофосфолипидов состоят из полярной головы (образована фосфорной кислотой и полярной группировкой) и двух углеводородных неполярных хвостов (рис.1). У глицерофосфолипидов оба неполярных хвоста являются радикалами жирных кислот, у сфингофосфолипидов – один хвост является радикалом жирной кислоты, другой – углеводородной цепочкой спирта сфингазина. 

Рис. 1. Схематическое изображение молекулы фосфолипида.

При встряхивании в воде фосфолипиды спонтанно формируют мицеллы, в которых неполярные хвосты собираются внутри частицы, а полярные головы располагаются на ее поверхности, взаимодействуя с молекулами воды (рис. 2а). Фосфолипиды способны образовывать также  бислои (рис. 2б) и липосомы – замкнутые пузырьки, окруженные непрерывным бислоем (рис. 2в).

Рис. 2. Структуры, образуемые фосфолипидами.

Способность фосфолипидов, образовывать бислой, лежит в основе формирования клеточных мембран. 

Гликолипиды

Гликолипиды содержат в своем составе углеводный компонент. К ним относятся гликосфинголипиды, содержащие, кроме углевода спирт, сфингозин и остаток жирной кислоты:

Они так же, как и фосфолипиды, состоят из полярной головы и двух неполярных хвостов. Гликолипиды располагаются на внешнем слое мембраны, являются составной частью рецепторов, обеспечивают взаимодействие клеток. Их особенно много в нервной ткани.

Стероиды

Стероиды являются производными циклопентанпергидрофенантрена (рис. 3). Один из важнейших представителей стероидов – холестерин. В организме он встречается как в свободном состоянии, так и в связанном, образуя сложные эфиры с жирными кислотами (рис. 3). В свободном виде холестерин входит в состав мембран и липопротеинов крови. Сложные эфиры холестерина являются его запасной формой. Холестерин является предшественником всех остальных стероидов: половых гормонов (тестостерон, эстрадиол и др.), гормонов коры надпочечников (кортикостерон и др.), желчных кислот (дезоксихолевая и др.), витамина D (рис. 3).

Интересно знать! В организме взрослого человека содержится около 140 г холестерина, больше всего его находится в нервной ткани и надпочечниках. Ежедневно в организм человека поступает 0,3 – 0,5 г холестерина, а синтезируется  – до 1 г.

 

Воска

Воска – это сложные эфиры, образованные длинноцепочечными жирными кислотами (число атомов углерода 14 – 36) и длинноцепочечными одноатомными спиртами (число атомов углерода 16 – 22). В качестве примера рассмотрим формулу воска, образованного олеиновым спиртом и олеиновой кислотой:

Воска выполняют главным образом защитную функцию, находясь на поверхности листьев, стеблей, плодов, семян они защищают ткани от высыхания и проникновения микробов. Они покрывают шерсть и перья животных и птиц, предохраняя их от намокания. Пчелиный воск служит строительным материалом для пчел при создании сот. У планктона воск служит основной формой запасания энергии.

Терпены

В основе терпеновых соединений лежат изопреновые остатки:

К терпенам относятся эфирные масла, смоляные кислоты, каучук, каротины, витамин А, сквален. В качестве примера приведем формулу сквалена: 

Сквален является основным компонентом секрета сальных желез.


Смотрите также