Реферат. Строение и функции липидов
 Скачать 180.76 Kb.
|
|
Строение и функции липидов Содержание Введение…………………………………………………….………………...3 Классификация липидов………………………..………….…………...……4 Строение и структурные компоненты липидов…………..………..…..…..6 Функции липидов………………………………..…………..……………….8 Липиды в питании……………………………………….…..……………….9 Переваривание и всасывание липидов…….…………..……..…………….11 Заключение…………………………………………………….…………….14 Список использованной литературы……………………..….…………….15 Введение Липиды – органические вещества биологической природы, нерастворимые в воде и растворимые в неполярных растворителях, в таких как хлороформ, эфир или бензол. Слабая растворимость липидов связана с недостаточным содержанием в молекулах атомов с поляризующей электронной оболочкой, таких как кислород, азот, сера и фосфор. Обязательными компонентами липидов являются спирты и жирные кислоты, соединенные друг с другом сложноэфирной или амидной связью. Липиды служат предшественниками стероидных гормонов, желчных кислот, простагландинов и фосфоинозитидов. Выделяют липиды животного происхождения, так называемые жиры, и растительного происхождения – масла. Липиды образуют энергетический резерв организма и служат важным компонентом пищевого рациона человека. Суточная потребность в липидах взрослого человека равна 70-150 г/сут. Классификация липидов Наиболее распространенной классификацией липидов является отношение к кислотному или щелочному гидролизу, в зависимости от этого выделяют: Неомыляемые липиды (стероидные) – липиды, не содержащие в своем составе жирные кислоты. К ним относят липиды, которые при гидролизе не образуют карбоновых кислот или их солей – стероиды, каротиноиды и терпеноиды Омыляемые липиды – липиды, содержащие в своем составе жирные кислоты, при гидролизе в щелочной среде которые образуют спирт и соли жирных кислот. Их делят на: простые липиды – липиды, включающие в свою структуру углерод, водород и кислород. К ним относятся: триацилглицериды и воски. Воски – сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных спиртов. По происхождению воски бывают растительные и животные. Триацилглицериды – сложные эфиры глицерина и карбоновых кислот. В их составе в наибольшем количестве содержатся насыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты – стеариновая, пальмитиновая и пальмитоолеиновая. В плазме крови триацилглицериды транспортируются исключительно в составе липопротеинов, главным образом, хиломикронов и липопротеинов очень низкой плотности. сложные липиды – липиды, включающие в свою структуру помимо углерода, водорода и кислорода другие химические элементы: фосфор, сера, азот. К сложным липидам относят: фосфолипиды и гликолипиды. Фосфолипиды – липиды, содержащие в своем составе жирные кислоты, фосфорную кислоту и дополнительную группу атомов, во многих случаях содержащая азот. Важнейшие фосфолипиды – лецетин, кефалин, серинфосфатиды. Гликолипиды – липиды, образующиеся в результате соединения спиртов, жирных кислот и углеводов. Строение и структурные компоненты липидов По химическому составу липиды очень разнообразны. В их состав могут входить остатки спиртов, карбоновых кислот, фосфорной кислоты, азотистых оснований и углеводов. Несмотря на все разнообразие, липиды построены по единому принципу и состоят из трех фрагментов: гидрофобного, гидрофильного и связующего звена. Гидрофобная часть представлена углеводородными фрагментами карбоновых кислот. Гидрофильная часть может включать в себя остатки фосфорной кислоты, азотистых оснований или углеводов. Роль связующего звена выполняют сложноэфирные или амидные группы. Таким образом, липиды в разной степени обладают бифильностью, то есть сродством к полярной и неполярной фазе. Характер этого сродства определяется соотношением гидрофильной и гидрофобной частей липида. Так, триацилглицериды практически не имеющие гидрофильной части, преимущественно концентрируются в безводной фазе. Фосфолипиды и фосфатиды имеют в своем составе большее число гидрофильных групп, вследствие чего осуществляют свои функции на границе раздела фаз. Так, на поверхности клеток они образуют липидный бислой, который регулирует водный баланс и обмен веществ. К структурным компонентам липидов относятся: карбоновые кислоты, спирты, фосфорная кислота, азотистые основания и углеводы. Карбоновые кислоты являются монокарбоновыми и имеют в своем составе углеводородную цепь с четным числом атомов углерода и могут содержать другие функциональные группы, например, гидроксильные. Исключение составляют изовалериановая кислота и некоторые циклические кислоты, которые содержатся в редко встречающихся липидах. Натуральные и синтетические алифатические кислоты иногда называют «жирными», а длинноцепочечные «высшими». В тканях человека и животных присутствуют около 70 жирных кислот, но биологическое значение имеют не более 20. Выделяют предельные и непредельные карбоновые кислоты. Наиболее распространенными предельными карбоновыми кислотами являются пальмитиновая и стеариновая, которые входят в состав твердых жиров и некоторых твердых растительных масел. Из всех непредельных кислот, содержащихся в природных липидах, наиболее распространена олеиновая кислота. Также широко распространены линоленовая и линолевая кислоты. В заметных колиествах они содержатся в растительных маслах, а для животных организмов являются незаменимыми. Спирты также входят в состав липидов в виде одноатомных, двухатомных или многоатомных. Эти спирты могут быть как насыщенными, так и ненасыщенными. Одноатомные спирты, выделенные из липидов, имеют в своем составе предельный длинноцепочечный радикал и содержат гидроксильную группу, такие спирты получили название «высших». Самыми распространенными одноатомными спиртами являются: цетиловый, стеариловый, мелиссиловый, мирициловый. Наиболее богаты высшими спиртами воски. Большинство природных липидов относится к глицеролипидам, то есть являются производными трехатомного спирта – глицерина. В состав природных липидов могут также входить другие линейные и циклические полиолы, кроме того, могут присутствовать аминоспирты, различающиеся длиной, строением и степенью ненасыщенности цепи. Наиболее известным из таких аминоспиртов является сфингозин – ненасыщенный двухатомный спирт. Его насыщенным аналогом служит сфинганин. Функции липидов Пластическая – липиды входят в состав мембран и участвуют в их построении, а также образуют многие биологически важные соединения: гормоны и жирорастворимые витамины. Фосфолипиды выстраивают двойной слой, обеспечивая естественный барьер. Холестерин придает жесткость мембранам, гликолипиды обеспечивают взаимосвязь клеток. Энергетическая – липиды служат энергетическим материалом для организма, при окислении одного грамма жира выделяется около 9,3 ккал энергии, что в два раза больше, чем при окислении белков и углеводов. В сутки человек в среднем потребляет 60-80 грамм жира, что составляет 35-40% суточного калоригенеза. Защитная – липиды участвуют в терморегуляции и защищают тело и органы от механического повреждения. Регуляторная – липиды входят в состав гормонов и жирорастворимых витаминов, регулирующие деятельность организма. Эмульгирование жиров (пищеварение) Резерв эндогенной воды – 1 грамм жира при окислении дает 1,07 грамм воды. Усвоение жирорастворимых соединений – жир необходим для растворения и всасывания жирорастворимых витаминов (А, D, Е, К) Специфические функции – обеспечивают устойчивость эритроцитов; ганглиозиды связывают токсины и яды. Липиды в питании При оптимальном питании липиды обеспечивают 30% калорийности суточного рациона (в то время как углеводы – 60%, а белки – 10%), из них 10% – насыщенные жирные кислоты, 10% – мононенасыщенные жирные кислоты и 10% –ПНЖК. При калорийности суточного рациона 2000-3000 ккал доля жиров должна составлять 70–100 граммов. С пищей в организм поступают жиры животного и растительного происхождения. Жирные кислоты, входящие в состав липидов, могут быть: Насыщенными, которые преобладают в животных жирах – пальмитиновая и стеариновая Мононенасыщенными - олеиновая Полиненасыщенными (ПНЖК) – линолевая, линоленовая, арахидоновая, эйкозапентаеновая, докозагексаеновая. ПНЖК – это незаменимый компонент пищи, не синтезируемый в организме, содержатся в растительных маслах и жирах морепродуктов. Подсолнечное, кукурузное, хлопковое масла являются источником омега-6 жирных кислот (линолевой кислоты, которая в организме может переходить в арахидоновую кислоту). Соевое, льяное, конопляное масла – источники как омега-6 (линолевой кислоты), так и омега-3 кислот (линоленовой кислоты, из которой в организме образуются эйкозапентаеновая и докозагексаеновая кислоты). Пальмовое масло хуже всех: в нем преобладают насыщенные жирные кислоты, мало олеиновой, очень мало линолевой, а омега-3 – только следы, то есть оно ближе к животным жирам, чем к растительным маслам. Жиры морепродуктов содержат омега-6 арахидоновую и омега-3 эйкозапентаеновую кислоты. ПНЖК делятся на цис- и транс-ПНЖК. Цис-ПНЖК содержатся в растительных маслах и жирах морепродуктов. Значение цис-ПНЖК: Необходимы для синтеза фосфолипидов, обеспечивающих полноценность мембран образование эйкозаноидов образование липидных вторых посредников (ДАГ, ИФ3, ФИФ2, ФИФ3) Способствуют нормальному развитию плода и роста ребенка, нормальности кожи Полезны для профилактики АтС и ИБС. Транс-ПНЖК содержатся в маргаринах, имеют линейную конформацию (в отличие от изогнутой конформации цис-ПНЖК), лишены полезных свойств цис-ПНЖК и даже обостряют их дефицит; нарушают структуру мембран, способствуют АтС (повышают ЛПНП и снижают ЛПВП) и ИБС. Переваривание и всасывание липидов До 90% пищевых липидов представлено жирами, которые расщепляются липазой (класс гидролаз), действующей только на эмульгированные жиры. Поэтому липаза активна в тех отделах пищеварительного тракта, где имеются условия для эмульгирования жиров и оптимум рН для действия липазы (слабощелочная или нейтральная среда). В ротовой полости жиры не перевариваются, хотя есть липаза, вырабатываемая железами дорзальной поверхности языка, относительно устойчивая при кислых значениях рН желудочного сока. В ротовой полости пища долго не задерживается, далее она попадает в желудок, где вырабатывается желудочная липаза. Она расщепляет жиры молока, находящиеся в эмульгированном состоянии, поэтому активна в детском возрасте. У взрослых желудочная липаза сохраняет активность при преимущественно молочном питании. Основное переваривание жиров происходит в тонком кишечнике при участии панкреатической липазы, которая предварительно активируется желчными кислотами, поступающими в составе желчи в двенадцатиперстную кишку. Кроме того, желчные кислоты эмульгируют жиры. Желчь поступает в кишечник в результате стимулирования сокращения желчного пузыря под влиянием холецистокинина – одного из гастроинтестинальных гормонов, синтезируемого слизистой двенадцатиперстной кишки в ответ на поступление пищи, содержащей липиды. В результате переваривания от ТГ последовательно (сначала в α-положении, в последнюю очередь – в β-положении) отщепляются жирные кислоты и образуются продукты гидролиза жиров – глицерин и жирные кислоты, которые далее должны всасываться. Глицерин – водорастворим и поэтому всасывается легко. Жирные кислоты – гидрофобны, всасываются при участии желчных кислот, образуя с ними холеиновые комплексы, которые гидрофобны внутри, но гидрофильны снаружи, поэтому легко всасываются. В клетках слизистой тонкого кишечника происходит распад этих комплексов до жирных и желчных кислот. Желчные кислоты всасываются в кровь и по воротной вене попадают в печень, а затем снова в желчь и в кишечник. Желчные кислоты способствуют также всасыванию жирорастворимых витаминов и гидрофобных лекарств. Из всосавшегося глицерина и освободившихся из комплексов жирных кислот в кишечной стенке происходит ресинтез жира. Ресинтезированный жир гидрофобен и во избежание жировой эмболии он поступает в кровь в составе хиломикронов, образующихся в кишечной стенке. Хиломикроны – это первый класс липопротеинов, транспортная форма водорастворимых экзогенных жиров. Липопротеины – это липид-белковые комплексы, предназначенные для транспорта водонерастворимых липидов по крови. Внутри липопротеинов находятся гидрофобные части фосфолипидов, нерастворимые молекулы холестерина, его эфиров, молекулы жиров, а снаружи – гидрофильная оболочка, состоящая из молекул белка и встроенных между ними гидрофильных групп фосфолипидов. В хиломикронах – 2% белка и 98% липидов, из которых преобладают экзогенные ТГ (85%). Хиломикроны частично из ворсинок кишечника поступают непосредственно в кровь, а главная их масса поступает сначала в лимфу, а из нее через грудной проток в кровь. Сыворотка крови после всасывания пищи, содержащей жиры, из-за наличия хиломикронов становится похожей на молоко. Однако через некоторое время она просветляется под влиянием липопротеидлипазы эндотелия капилляров, активируемой гепарином. Этот фермент, не затрагивая белковую оболочку, гидролизует жиры хиломикронов. Хиломикроны при этом превращаются в остатки, которые попадают в печень, где их липидная «начинка», а также синтезированные в печени эндогенные ТГ и ХС используются для синтеза других классов ЛП (ЛПОНП и ЛПВП). Таким образом, кишечная стенка выполняет в обмене липидов следующую роль: Всасывание Ресинтез жира Образование ХЦК Образование хиломикронов. Нарушение переваривания и всасывания жиров – синдром нарушенного переваривания и всасывания (СНПВ), проявляется стеатореей (жировым стулом), т.е. выведением с калом большого количества непереваренных жиров. Стеаторея может сопровождаться диареей. При этом нарушается всасывание жирорастворимых витаминов и в результате развиваются гиповитаминозы с соответствующими клиническими проявлениями. (Например, при дефиците витамина К снижается свертываемость крови). Стеаторея может быть обусловлена: дефицитом панкреатической липазы; дефицитом желчных кислот в кишечнике (например, при механической желтухе); патологическими процессами в кишечнике, влекущими нарушение всасывания; нарушениями регуляции (секретин, ХЦК). Заключение Подводя итоги, можно сказать, что липиды – это гидрофобные низкомолекулярные органические вещества, растительного или животного происхождения. Структурными компонентами большинства липидов являются жирные кислоты, молекулы которых содержат две части: гидрофобную и гидрофильную. Липиды выполняют самые разнообразные функции. Входят в состав клеточных мембран и влияют на их проницаемость; на 25-30% обеспечивают организм энергией и являются «метаболическим топливом»; являются растворителем для жирорастворимых витаминов; участвуют в регуляции деятельности гормонов и ферментов. Липиды могут вырабатываться и содержаться в растениях, в организмах животных, а также в некоторых микроорганизмах. Липиды, являясь обязательной составной частью каждой клетки вместе с углеводами и белками, образуют основную массу органических веществ всех живых организмов. Список использованной литературы Учебник по биологической химии А.Я. Николаев Учебное пособие по биохимии В.В. Емельянов Нельсон Д. Основы биохимии Ленинджера Учебник по биологической химии Е.С. Северин https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B8%D0%BF%D0%B8%D0%B4%D1%8B https://www.msmsu.ru/obrazovanie/student/studentu/kafedra-obshchey-i-bioorganicheskoy-khimii/lektsii/%D0%9B%D0%B8%D0%BF%D0%B8%D0%B4%D1%8B%2027.pdf https://mir.ismu.baikal.ru/src/downloads/53d6ca71_obmen_lipidov.pdf |