В состав каждой клетки живого организма входят липиды (от греч. Липосом – жир), которые по химической структуре является эфирами жирных кислот и многоатомных спиртов (92). Кроме них, в эту группу органических веществ включают еще некоторые соединения, которые характеризуются гидрофобными или амфифильных свойствах. Липиды разделяют на простые и сложные.
Жиры нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в некоторых органических растворителях: ацетоне, этаноле, бензине, хлороформе и т.д.. Они широко представлены в живой природе и играют чрезвычайно важную роль, так содержатся во всех клетках без исключения. При этом в одних клетках их содержание не превышает 5-15 % от сухой массы, а в других достигает почти 90 %. (Объясните этот факт.)
Арсенал методов исследования жиров и липидов немалый и разнообразный. Это, прежде всего, объемно – весовые и оптические методы. Только одних способов количественного и качественного определения холестерина в различных тканях организма человека разработано более сотни. Особое значение имеет метод тонкослойной хроматографии, который позволяет разделять смеси жиров.
Липиды
Как построены простые жиры и зачем они клетке. Жиры, или триглицеринов – это эфиры трехатомных спирта глицерина с высокомолекулярными жирными кислотами. В состав жиров входят только три химических элемента: Карбон, водород и кислород. Молекулы жиров являются неполярными и проявляют гидрофобные свойства. Все карбоновые кислоты, образуют жиры, имеют четное количество атомов углерода.
При этом жирные кислоты делятся на насыщенные, не содержащие двойных связей в молекуле и ненасыщенные, их имеют. К первым относят пальмитиновую (93) и стеариновую кислоты, ко второй группе – олеиновую (94).
Свойства жиров определяются качественным составом кислот и их количественным соотношением. Растительные жиры, или масла, богатые остатки ненасыщенных жирных кислот, поэтому в большинстве случаев они легкоплавкие, т.е. при комнатной температуре находятся в жидком состоянии. Так, например, в оливковом масле глицерин связан с остатками олеиновой кислоты. Животные жиры содержат главным образом остатки насыщенных кислот, поэтому они твердые.
С общей формулы жиров видно, что каждая его молекула, с одной стороны, содержит остаток глицерина – вещества, хорошо растворяется в воде, а с другой – остатки жирных кислот, карбоновые цепи которых практически нерастворимыми в воде (93, 94, 96).
Во время нанесения капли жира на поверхность воды в сторону последней обратная глицериновая часть молекул жира, а из воды « торчат» цепочки жирных кислот. Это является причиной образования пленки на поверхности воды при попадании на нее жиров.
В составе животного жира, в частности в сале, является пальмитиновая (С15Н81СООН) и стеариновая (С17Н35СООН) кислоты. Температура плавления первой составляет +43 ° С, а второй 60 ° С. Жиры, образовавшиеся при участии многоатомных кислот с двойной связью между атомами углерода, имеют при комнатной температуре жидкую консистенцию и называются маслами. Распространенной в природе ненасыщенной кислотой является олеиновая кислота (С17Н33СООН), которая входит в состав жидких жиров растений, рыб и морских млекопитающих. Жиры не растворяются в воде, но при взбалтывании смеси жира с водой способны образовывать эмульсии. (Вспомните из курса химии, называют эмульсиями.) Типичной естественной эмульсию является молоко.
Жиры прежде выполняют структурную функцию и является обязательным компонентом плазматической мембраны и ядерной оболочки, входят в состав нервных волокон.
Эти вещества – важный источник энергии. Достаточно сказать, что более половины энергии, которую поглощают клетки в состоянии покоя, составляет энергия, которая выделяется при окислении жиров. Высоким содержанием жиров отличается молоко, поэтому все млекопитающие вскармливают им своих детенышей.
Главное назначение липоидов в любой клетке – это их структурная функция – участие в построении клеточной мембраны. Кроме того, они играют важную роль в передаче клеточного сигнала, а также в распознавании клетками друг друга.
Незаменимыми компонентами клеточных мембран растительных и животных клеток есть фосфолипиды, обладающих амфифильиисть. Одна часть молекул этих веществ, связана с жирной кислотой, гидрофобная, а другая, связанная с остатком ортофосфорной кислоты, гидрофильная. Молекулы фосфолипидов размещаются в клеточной мембране таким образом: рядом с гидрофильной частью одной молекулы оказывается гидрофильная часть другой, а рядом с гидрофобной – гидрофобная. Такое расположение приводит напивпроникнисть мембраны: одни вещества могут пройти сквозь нее, а другие – нет.
Гликолипиды (от греч. Гликос – сладкий и липосом – жир) – представители липидов, молекулы которых состоят из остатков молекул углеводов и жиров. Так же, как и фосфолипиды, они амфифильных и входят в состав клеточных мембран. Особенно много их в составе клеток мозга и нервных волокон.
Воски – это особая группа липидов, что, как и жиры, состоят лишь из трех химических элементов (вспомните, с них). По химической структуре – это сложные эфиры жирных кислот, но только с одноатомными, а не многоатомными спиртами. Например, пчелиный воск, который у пчел и шмелей производится в специальных железах, – это соединение высокомолекулярного мирицилового спирта (С31Н63ОН) и пальмитиновой кислоты. Воски имеют водоотталкивающее свойство, поэтому у животных они покрывают тело, а у растений – поверхность листьев и плодов.
Отдельную группу липидов образуют стероиды, в состав которых не входят жирные кислоты, а их основу составляют четыре циклические соединения углерода. Важнейшим стероидом организма животных следует считать холестерин (хо – лестирол) (от греч. Холе – желчь и стереос – твердый) (98). Это высокомолекулярный спирт, который является составной клеточных мембран и служит основой синтеза витамина D, а также гормонов надпочечников (кортизол, кортизона, альдостерона) и половых желез (эстрогенов, прогестерона, тестостерона). Из них также образуются желчные кислоты. Около 80 % холестерина вырабатывается в организме, другой поступает с пищей.
Стероиды, входящих в состав клеточной мембраны растений, называют фитостироламы. Они широко используются в медицине, косметике, а также в качестве пищевых добавок.
Липиды – это гидрофобные или амфифильные соединения естернои природы. Основными группами липидов, имеющих биологическое значение, являются жиры, воски, фосфолипиды, стероиды. Жиры выполняют энергетическую функцию и могут откладываться «про запас » как наиболее энергоемкие химические соединения, а также – структурную (строительный), защитную, теплоизоляционную функции. Жиры являются неотъемлемыми компонентами клеточных мембран. Стероиды – группа липидов, наиболее известный представитель которой – холестерин – является основой ряда гормонов и витаминов. У растений стероиды входят в состав клеточной мембраны.
(No Ratings Yet)
Загрузка...