Обмен липидов. Функции липидов жестко связаны с их строением

• Название: Функции липидов жестко связаны с их строением
• Анкор: Обмен липидов.doc
• Дата: 17.05.2018
• Размер: 1.24 Mb.
• Имя файла: Обмен липидов.doc
• Тип: Документы; #19327
• страница: 1 из 17

Функции липидов жестко связаны с их строением

Липиды являются третьим классом органических веществ из которых состоит живой организм. Правильный качественный и количественный состав липидов клетки определяет ее возможности, активность и выживаемость. Жирнокислотный состав мембранных фосфолипидов, недостаток или избыток холестерола в мембране неизбежно влияет на деятельность мембранных белков – транспортеров, рецепторов, ионных каналов. Все это влечет за собой изменение работы клеток и, конечно, функций всего органа, как например, при инсулиннезависимом сахарном диабете. Существуют наследственные болезни накопления липидов липидозы, сопровождающиеся тяжелыми нарушениями в организме.

Необходимость изучения строения, свойств и видов липидов кроется в многообразии из функций. Функции липидов существенно зависят от их вида.

Резервно-энергетическая функция

Триацилглицеролы подкожного жира являются основным энергетическим резервом организма при голодании. В адипоцитах жиры могут составлять 65-85% веса. Для поперечно-полосатой мускулатуры, печени и почек они являются основным источником энергии.

Структурная функция

Мембраны клеток состоят из фосфолипидов, обязательным компонентом являются гликолипиды и холестерол. Основным компонентом сурфактанта легких является фосфатидилхолин. Т.к. активность мембранных ферментов зависит от состояния и текучести мембран, то жирнокислотный состав и наличие определенных видов фосфолипидов, количество холестерола влияет на активность мембранных липидзависимых ферментов (например, аденилатциклаза, Nа⁺,К⁺-АТФаза, цитохромоксидаза).

Сигнальная функция

Гликолипиды выполняют рецепторные функции и задачи взаимодействия с другими клетками. Фосфатидилинозитол непосредственно принимает участие в передаче гормональных сигналов в клетку. Производные жирных кислот – эйкозаноиды – являются "местными или тканевыми гормонами", обеспечивая регуляцию функций клеток. 

Защитная функция

Подкожный жир является хорошим термоизолирующим средством, наряду с брыжеечным жиром он обеспечивает механическую защиту внутренних органов. Фосфолипиды играют определенную роль в активации свертывающей системы крови.

Липиды очень неоднородны

Классификация липидов сложна, так как в класс липидов входят вещества весьма разнообразные по своему строению. Их объединяет только одно свойство – гидрофобность.

По отношению к гидролизу в щелочной среде все липиды подразделяют на две большие группы: омыляемые и неомыляемые.

Среди неомыляемых определена большая группа стероидов, в состав которой входят холестерол и его производные: стероидные гормоны, стероидные витамины, желчные кислоты.

Среди омыляемых липидов существуют простые липиды, т.е. состоящие только из спирта и жирных кислот (воска, триацилглицеролы (триглицериды), эфиры холестерола), и сложные липиды, включающие, кроме спирта и жирных кислот, вещества иного строения (фосфолипиды, гликолипиды, сфинголипиды).

Классификация липидов

Свойства и функции липидов зависят от жирных кислот

Жирные кислоты входят в состав практически всех указанных классов липидов, кроме производных холестерола.

У человека жирные кислоты характеризуются следующими особенностями:

• 
  четное число углеродных атомов в цепи,
  
• 
  отсутствие разветвлений цепи,
  
• 
  наличие двойных связей только в цис-конформации.
  

В свою очередь, по строению жирные кислоты неоднородны и различаются длиной цепи и количеством двойных связей.

К насыщенным жирным кислотам относится пальмитиновая (С16), стеариновая (С18) и арахиновая (С20). К мононенасыщенным – пальмитоолеиновая (С16:1, Δ9), олеиновая (С18:1, Δ9). Указанные жирные кислоты находятся в большинстве пищевых жиров и в жире человека.

Полиненасыщенные жирные кислоты содержат от 2-х и более двойных связей, разделенных метиленовой группой. Кроме отличий по количеству двойных связей, кислоты различаются их положением относительно начала цепи (обозначается через греческую букву Δ "дельта") или последнего атома углерода цепи (обозначается буквой ω "омега").

По положению двойной связи относительно последнего атома углерода полиненасыщенные жирные кислоты делят на ω9, ω6 и ω3-жирные кислоты.

1. ω6-жирные кислоты. Эти кислоты объединены под названием витамин F, и содержатся в растительных маслах.

• 
  линолевая (С18:2, Δ9,12),
  
• 
  γ-линоленовая (С18:3, Δ6,9,12),
  
• 
  арахидоновая (эйкозотетраеновая, С20:4, Δ5,8,11,14).
  

 

2. ω3-жирные кислоты:

• 
  α-линоленовая (С18:3, Δ9,12,15),
  
• 
  тимнодоновая (эйкозопентаеновая, С20:5, Δ5,8,11,14,17),
  
• 
  клупанодоновая (докозопентаеновая, С22:5, Δ7,10,13,16,19),
  
• 
  цервоновая (докозогексаеновая, С22:6, Δ4,7,10,13,16,19).
  

Наиболее значительным источником кислот ω3-группы служит жир рыб холодных морей. Исключением является α-линоленовая кислота, имеющаяся в конопляном, льняном, кукурузном маслах.

Внимание исследователей к ω3-кислотам привлек феномен эскимосов, коренных жителей Гренландии, и коренных народов российского Заполярья. На фоне высокого потребления животного белка и жира и очень незначительного количества растительных продуктов у них отмечалось состояние, которое назвали АНТИАТЕРОСКЛЕРОЗ. Он характеризуется рядом положительных особенностей:
   • отсутствие заболеваемости атеросклерозом, ишемической болезнью сердца и инфарктом миокарда, инсультом, гипертонией;
   • увеличенное содержание липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) в плазме крови, уменьшение концентрации общего холестерина и липопротеинов низкой плотности (ЛПНП);
   • сниженная агрегация тромбоцитов, невысокая вязкость крови;
   • иной жирнокислотный состав мембран клеток по сравнению с европейцами – С20:5 было в 4 раза больше, С22:6 в 16 раз!

Пищевые источники

Поскольку жирные кислоты определяют свойства молекул, в состав которых они входят, то они находятся в совершенно разных продуктах. Источником насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот являются твердые жиры – сливочное масло, сыр и другие молочные продукты, свиное сало и говяжий жир.

Полиненасыщенные ω6-жирные кислоты в большом количестве представлены в растительных маслах (кроме оливкового и пальмового) – подсолнечное, конопляное, льняное масло. В небольшом количестве арахидоновая кислота имеется также в свином жире и молокопродуктах.

Полиненасыщенные ω3-жирные кислоты  находятся в рыбьем жире – в первую очередь жир трески. Как исключение, α-линоленовая кислота содержится в льняном масле. 

Роль жирных кислот

1. Именно с жирными кислотами связана самая известная функция липидов – энергетическая. Благодаря окислению жирных кислот ткани организма получают более половины всей энергии, только эритроциты и нервные клетки не используют их в этом качестве. Как энергетический субстрат используются, в основном, насыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты.

2. Жирные кислоты входят в состав фосфолипидов и триацилглицеролов. Наличие полиненасыщенных жирных кислот определяет биологическую активность фосфолипидов, свойства биологических мембран, взаимодействие фосфолипидов с мембранными белками и их транспортную и рецепторную активность.

3. Для длинноцепочечных (С₂₂, С₂₄) полиненасыщенных жирных кислот установлена функция участия в механизмах запоминания и поведенческих реакциях.

4. Еще одна, и очень важная функция ненасыщенных жирных кислот, а именно – содержащих 20 углеродных атомов (эйкозановые кислоты), заключается в том, что они являются субстратом для синтеза эйкозаноидов (подробнее) – биологически активных веществ, изменяющих количество цАМФ и цГМФ в клетке, модулирующих метаболизм и активность как самой клетки, так и окружающих клеток. Иначе эти вещества называют местные или тканевые гормоны.