Липиды их роль. Что такое липиды и их функции. Какие виды мембранных липидов существуют

Липиды обеспечивают нормальное функционирование всех систем организма. Именно они являются тем гарантированным запасным веществом, посредством которого в непредвиденных ситуациях может выжить человек.

Жиры – это строительные блоки, необходимые для образования многих важных для организма человека структур и соединений. Липиды в большинстве своем являются сложными эфирами жирных кислот и различных по химическому составу спиртов. Если рассматриваются простые жиры, то имеются в виду такие элементы в их структуре, как углерод, водород и кислород. Функции липидов в организме многообразны. Без этих соединений немыслима отлаженная работа каждого органа в рамках сложной системы человеческого метаболизма.

Липиды являются органическими соединениями, не смешивающимися с водным раствором, содержащимися в клетках, которые выполняют многообразные функции.

Жиры – это соединения глицерина с жирными кислотами. Иначе их называют триглицеридами.

Жиры животного и растительного характера содержат разные виды жирных кислот, строение которых различно. Этим определяется такая характеристика, как агрегатное состояние: твердое или жидкое. Также состав жирных кислот обусловливает и иные физические и химические качества.

Все виды обменных процессов в клетках человека, протекающие с участием липидов, можно условно поделить на 3 общие группы:

• процесс, при котором расщепляется и всасывается жир в желудочно-кишечном тракте;
• процесс, когда продукты расщепления превращаются в иные органические вещества;
• процесс выделения конечных продуктов как результата распада жиров.

При попадании жиров в отделы кишечника наблюдается их расщепление до глицерина и жирных кислот. Потом эти вещества просачиваются через стенки органа и снова переходят в жиры, забираемые клетками крови. Они транспортируют липиды к тканям, где они работают как энергетические и строительные материалы.

Сложные жирные кислоты в слизистой оболочке кишечника становятся триглицеридами и фосфолипидами, которые проходят по лимфе и крови как небольшие капли. Таким образом, они имеют в некотором роде сложные строительные функции, при реализации которых поступают к клеткам, где происходит их основной процесс биохимического превращения. Фосфолипиды участвуют в создании мембран клеток, триглицериды движутся к циклу бета-окисления, где после отдачи энергии распадаются, пройдя дополнительно соответствующие стадии, на Н2О и СО2. Одновременно из жиров образуются кетоновые тела (типа ацетона).

Жиры имеют многие уникальные свойства. Одна их важнейшая характеристика в том, что эти соединения поддаются практически полной утилизации. Поступающие с пищей элементы жирных кислот выходят из организма человека только в объеме 5% (так, в испражнениях и моче находятся остатки жирных кислот и кетоновых тел). Жиры, остающиеся в тканях и органах, преобразуются в сложные соединения глицерина и жирных кислот.

Существуют также резервные липиды. Их свойства и строение практически не отличается от структуры простых липидов, но они имеют несколько другие функции.

Животные жиры – это сложные соединения, содержащие большой процент жирных кислот, имеющих насыщенную форму. В состав растительных жиров входят ненасыщенные кислоты.

Свойства жиров определяют их биологическую ценность. Намного полезнее жиры, имеющие большой процент ненасыщенных жирных кислот в своей структуре. А самую большую ценность для организма человека представляет наличие полиненасыщенных жирных кислот. Это так называемые эссенциальные, практически незаменимые жирные кислоты для нормального функционирования всех систем.

Все функции соединений липидной природы в организме человека можно разделить на две группы:

• энергетическая;
• структурно-пластическая.

Жиры обеспечивают организм энергией. При окислении 1 кг этих соединений выделяются 9 ккал энергии. Если сравнивать аналогичные процессы разложения углеводов и белков, то они являются менее емким. Разрушение таких же количеств этих органических соединений дает всего 4 ккал. Такое положение дел сделало липиды основным резервным материалом, используемым организмом после болезни, а также после вынужденного голодания (как строительные кирпичики, составляющие основу здания).

С другой стороны, липиды – это сложные соединения, содержащиеся в клеточных и межклеточных мембранах. Они поддерживают строение клеточных структур, то есть играют очень важную роль в процессе образования новых клеток, и тем самым выполняют структурно-пластическую функцию.

Липиды переносят все виды жирорастворимых витаминов, таких как А, D, Е, К. Так реализуется еще одна их функция – транспортная.

Также они ответственны за направление потоков нервных сигналов. Липиды являются важными компонентами миелиновых оболочек нервных волокон, обеспечивают соответствующее строение каждой нервной клетки и отростков нервных окончаний.

Жиры принимают активное участие в процессе синтеза половых гормонов и витамина D. Необходимы они для образования тромбопластина и миелина нервных тканей, желчной кислоты, простагландина. Жиры являются, по сути дела, теми кладовыми, которые дают такой важный продукт для организма, как стероидные гормоны.

Согласно утверждениям ученых, жировая прослойка также участвует в гуморальной регуляции функций организма. Вследствие этого мужские половые стероидные гормоны могут преобразовываться в женские.

Жиры предотвращают потери тепла, когда человек попадает в некомфортные условия. Так проявляется еще одна функция – регулирование термобаланса организма.

Кожа человека состоит практически из липидов, которые придают ей, так же, как и стенкам сосудов, и всем внутренним органам, определенную эластичность. Кроме того, жиры принимают участие в синтезе необходимых для организма соединений, которые предохраняют от воздействия неблагоприятных условий. В этом состоит их защитная функция.

Эта характеристика не совсем полная, но основные качества здесь указаны. Вдобавок стоит отметить, что при поступлении в организм избыточного количества жира, он откладывается как соответствующий «стратегический» запас в жировой ткани. Вот почему, например, у спортсменов нормальным количеством жира считается его наличие не менее 10-12% от общего веса тела.

Жиры в разных органах и системах

Благодаря существованию нейтральных жиров человек имеет дополнительный источник энергии. Фактически окисление жиров дает организму около пятидесяти процентов энергетического потенциала. Липиды во всех системах человека составляют до 20%, являясь при этом источником эндогенной воды (иначе ее называют “метаболическая”). Такое качество этих соединений является одним из важнейших для поддержания жизненного тонуса.

Так, жиры, откладывающиеся в подкожной клетчатке, имеют такие свойства и являются тем источником энергии, который предоставляет возможность организму сохранять тепло при попадании в экстремальные условия. Те же, что накапливаются возле внутренних органов, создают защиту от механических повреждений. Жир также может депонироваться в клетках печени, а также мышц.

Функции мембранных липидов

Строение мембран предполагает наличие двух составляющих: белков и непосредственно липидов. Даже те десять процентов от всей структуры мембраны, что составляют углеводы, представлены их соединениями: гликолипидами и гликопротеинами.

Важнейшей особенностью мембранных липидов является их огромное разнообразие, достигаемое за счет включения в их состав молекул белков и углеводов. Скорее всего, причиной этому может быть то большое количество функций, которое выполняют эти жировые субстанции.

Какие виды мембранных липидов существуют

Все мембранные липиды в зависимости от выполняемых задач делятся на следующие виды:

• глицерорфосфолипиды – имеют самое большое распространение;
• фосфосфинголипиды;
• гликоглицеролипиды;
• гликосфинголипиды;
• стеролы – присутствуют практически во всех мембранах живых организмов: растений, животных и микробов;
• минорные компоненты.

Особенности и многообразие функций мембранных липидов

То, что разные по назначению мембраны обладают и различными по своим характеристикам липидами, до сих пор до конца не исследовано. Какие здесь срабатывают механизмы, неизвестно. У каждой мембраны бывает около ста разных липидных образований.

При этом существуют определенные факторы, которые и влияют на липидный состав мембраны. Липидная смесь всегда создает слой. Именно благодаря такой пространственной организации могут реализовываться все функции мембранных липидов, нередко требующие дополнительного участия белков.

Существуют липиды, способствующие стабилизации порядком искривленных участков мембраны, созданию связи между мембранами или комбинированию белков, поскольку форма жировых молекул благоприятствует необходимой упаковке бислоя на определенных точках мембраны.

Некоторые липиды являются важнейшими биологическими регуляторами. Максимально исследован вопрос о роли регуляторных процессов производной фосфатидилинозитола в мембранах клеток эукариот.

Часть липидов активизирует процесс, способствующий усилению реакций биосинтеза. К примеру, клетки Е. coli фосфатидилглицерол обеспечивает глицерофосфатным фрагментом при биосинтезе периплазматических олигосахаридов. Существуют также липиды, поддерживающие уровень активности некоторых ферментов.

Подробнее о липидах

Для тех, кто имеет желание более подробно и наглядно познакомиться с функциями мембранных липидов и их важнейшей ролью для организации работы всех систем и органов человека, включая строение клетки и межклеточного пространства, существует такой способ подачи информации, как презентация.

В ее разделах, как правило, помещены сведения о сложных жирах и эфирах, таблица с наиболее распространенной классификацией жиров и их свойств, несколько сложных биохимических схем, где размещены наиболее сложные формулы липидов, их строение, места расположения в клетках, указано, как происходит обмен липидов, каким должно быть соотношение липидов и белков.

Презентация, как правило, является возможностью увидеть более полную картину важности такого рода жиров для человека, и по-настоящему оценить, какую огромную роль играют эти незаменимые жировые субстанции.

Подготовка такого информационного материала, как презентация, может иметь много различных направленностей в зависимости от конечной цели ознакомления с материалом, представленным в ее содержании.

Часто при рассмотрении особенностей взаимодействия липидов с различными химическими элементами звучит вопрос: “Перечислите характерные функции важнейших органов человека, которые не могут осуществляться без расщепления жировых клеток”. На самом деле, таких функций практически нет. Поскольку присутствие липидов можно наблюдать в любом клеточном пространстве организма, именно благодаря этим соединениям и происходит слаженная работа всех систем.

Эти соединения, кроме всего прочего, обеспечивают своего рода синергетические процессы в различных важнейших органах человека, связанные с выработкой гормонов роста. Таким образом, без липидов невозможно правильно настроить функции организма на выполнение задач по обеспечению жизненно важных органов своевременным питанием.

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.

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.

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 липиды - это сложные жироподобные молекулы, которые включают в свой состав гидрофильную и гидрофобную часть.

Проще говоря, все 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 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 - 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 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 - это разнородная группа природных соединений, полностью или почти полностью нерастворимых в воде, но растворимых в органических растворителях и друг в друге, дающих при гидролизе высокомолекулярные жирные кислоты.

В живом организме липиды выполняют разнообразные функции.

Биологические функции липидов:

1) Структурная

Структурные липиды образуют сложные комплексы с белками и углеводами, из которых построены мембраны клетки и кле­точных структур, участвуют в разнообразных процессах, протекаю­щих в клетке.

2) Запасная (энергетическая)

Запасные липиды (в основном жиры) являются энергетическим резервом организма и участвуют в обменных процессах. В растениях они накапливаются главным образом в плодах и семенах, у животных и рыб - в подкожных жировых тканях и тканях, окру­жающих внутренние органы, а также печени, мозговой и нервной тка­нях. Содержание их зависит от многих факторов (вида, возраста, питания и т. д.) и в отдельных случаях составляет 95-97% всех вы­деляемых липидов.

Калорийность углеводов и белков: ~ 4 ккал/грамм.

Калорийность жира: ~ 9 ккал/грамм.

Преимуществом жира как энергетического резерва, в отличие от углеводов, является гидрофобность – он не связан с водой. Это обеспечивает компактность жировых запасов - они хранятся в безводной форме, занимая малый объем. В среднем, у человека запас чистых триацилглицеринов составляет примерно 13 кг. Этих запасов могло бы хватить на 40 дней голодания в условиях умеренной физической нагрузки. Для сравнения: общие запасы гликогена в организме – примерно 400 гр.; при голодании этого количества не хватает даже на одни сутки.

3) Защитная

Подкожные жировые ткани предо­храняют животных от охлаждения, а внутренние органы - от меха­нических повреждений.

Образование запасов жира в организме человека и некоторых животных рассматривается как приспособление к нерегулярному питанию и к обитанию в холодной среде. Особенно большой запас жира у животных, впадающих в длительную спячку (медведи, сурки) и приспособленных к обитанию в условиях холода (моржи, тюлени). У плода жир практически отсутствует, и появляется только перед рождением.

Особую группу по своим функциям в живом организме составляют защитные липиды растений - воски и их производные, покрывающие поверхность листьев, семян и плодов.

4) Важный компонент пищевого сырья

Липиды являются важным компонентом пищи, во многом опреде­ляя ее пищевую ценность и вкусовое достоинство. Исключительно велика роль липидов в разнообразных процессах пищевой техноло­гии. Порча зерна и продуктов его переработки при хранении (прогоркание) в первую очередь связана с изменением его липидного комп­лекса. Липиды, выделенные из ряда растений и животных, - основное сырье для получения важнейших пищевых и технических про­дуктов (растительного масла, животных жиров, в том числе сливоч­ного масла, маргарина, глицерина, жирных кислот и др.).

2 Классификация липидов

Общепринятой классификации липидов не существует.

Наибо­лее целесообразно классифицировать липиды в зависимости от их хи­мической природы, биологических функций, а также по отношению к некоторым реагентам, например, к щелочам.

По химическому составу липиды обычно делят на две группы: простые и сложные.

Простые липиды – сложные эфиры жирных кислот и спиртов. К ним относятся жиры , воски и стероиды .

Жиры – эфиры глицерина и высших жирных кислот.

Воски – эфиры высших спиртов алифатического ряда (с длинной углеводной цепью 16-30 атомов С) и высших жирных кислот.

Стероиды – эфиры полициклических спиртов и высших жирных кислот.

Сложные липиды – помимо жирных кислот и спиртов содержат другие компоненты различной химической природы. К ним относятся фосфолипиды и гликолипиды .

Фосфолипиды – это сложные липиды, в которых одна из спиртовых групп связана не с ЖК, а с фосфорной кислотой (фосфорная кислота может быть соединена с дополнительным соединением). В зависимости от того, какой спирт входит в состав фосфолипидов, они подразделяются на глицерофосфолипиды (содержат спирт глицерин) и сфингофосфолипиды (содержат спирт сфингозин).

Гликолипиды – это сложные липиды, в которых одна из спиртовых групп связана не с ЖК, а с углеводным компонентом. В зависимости от того, какой углеводный компонент входит в состав гликолипидов, они подразделяются на цереброзиды (в качестве углеводного компонента содержат какой-либо моносахарид, дисахарид или небольшой нейтральный гомоолигосахарид) и ганглиозиды (в качестве углеводного компонента содержат кислый гетероолигосахарид).

Иногда в самостоятельную группу липидов (минорные липиды ) выделяют жирораство­римые пигменты, стерины, жирорастворимые витамины. Некоторые из этих соединений могут быть отнесены к группе простых (нейтраль­ных) липидов, другие - сложных.

По другой классификации липиды в зависимости от их отношения к щелочам делят на две большие группы: омыляемые и неомыляемые . К группе омыляемых липидов относятся простые и сложные липиды, которые при взаимодействии со щелочами гидролизуются с образова­нием солей высокомолекулярных кислот, получивших название «мы­ла». К группе неомыляемых липидов относятся соединения, не подвергающиеся щелочному гидролизу (стерины, жирорастворимые витамины, простые эфиры и т. д.).

По своим функциям в живом организме липиды делятся на струк­турные, запасные и защитные.

Структурные липиды - главным образом фосфоли­пиды.

Запасные липиды - в основном жиры.

Защитные липиды растений - воски и их производные, покрывающие поверхность листьев, семян и плодов, животных – жиры.

ЖИРЫ

Химическое название жиров - ацилглицерины. Это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот. "Ацил-" - это означает "остаток жирных кислот".

В зависимости от количества ацильных радикалов жиры разделяются на моно-, ди- и триглицериды. Если в составе молекулы 1 радикал жирных кислот, то жир называется МОНОАЦИЛГЛИЦЕРИНОМ. Если в составе молекулы 2 радикала жирных кислот, то жир называется ДИАЦИЛГЛИЦЕРИНОМ. В организме человека и животных преобладают ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИНЫ (содержат три радикала жирных кислот).

Три гидроксила глицерина могут быть этерифицированы либо только одной кислотой, например пальмитиновой или олеиновой, либо двумя или тремя различными кислотами:

Природные жиры содержат главным образом смешанные триглице-риды, включающие остатки различных кислот.

Так как спирт во всех природных жирах один и тот же - глицерин, наблюдаемые между жирами раз­личия обусловлены исключительно составом жирных кислот.

В жирах обнаружено свыше четырехсот карбоновых кислот раз­личного строения. Однако большинство из них присутствует лишь в незначительном количестве.

Кислоты, содержащиеся в природных жирах, являются монокарбоновыми, постро­ены из неразветвленных углеродных цепей, содержащих чет­ное число углеродных атомов. Кислоты, содержащие нечетное число атомов углерода, имеющие разветвленную углеродную цепочку или содержащие циклические фрагменты, присутствуют в незначительных количествах. Исключение составляют изовалериановая кислота и ряд циклических кислот, содержащихся в не­которых весьма редко встречающихся жирах.

Наиболее распространенные в жирах кислоты содержат от 12 до 18 атомов угле­рода, они часто называются жирными кислотами. В состав многих жиров входят в небольшом количестве низкомолекулярные кислоты (С 2 -С 10). Кислоты с числом атомов углерода выше 24 присут­ствуют в восках.

В состав глицеридов наиболее распространенных жиров в значительном количестве входят ненасыщенные кислоты, содержащие 1-3 двойные связи: олеиновая, линолевая и линоленовая. В жирах животных присутствует арахидоновая кислота, содержащая четыре двойные связи, в жирах рыб и морских животных обнаружены кислоты с пятью, шестью и более двойными связями. Большинство ненасыщенных кислот липидов имеет цис-конфигурацию, двойные связи у них изолированы или разделены метиленовой (-СН 2 -) груп­пой.

Из всех непредельных кислот, содержащихся в природных жирах, наиболее распространена олеиновая кислота. В очень многих жирах олеиновая кислота составляет больше полови­ны от общей массы кислот, и лишь в немногих жирах ее содер­жится меньше 10%. Две другие непредельные кислоты - линолевая и линоленовая - также очень широко распростра­нены, хотя они присутствуют в значительно меньшем количестве, чем олеиновая кислота. В заметных количествах линолевая и линоленовая кислоты содержатся в растительных мас­лах; для животных организмов они являются незаменимыми кислотами.

Из предельных кислот пальмитиновая кислота почти так же широко распространена, как и олеиновая. Она присутству­ет во всех жирах, причем некоторые содержат ее 15-50% от общего содержания кислот. Широко распространены стеари­новая и миристиновая кислоты. Стеариновая кислота содер­жится в большом количестве (25% и более) только в запасных жирах некоторых млекопитающих (например, в овечьем жи­ре) и в жирах некоторых тропических растений, например в масле какао.

Целесообразно разделять кислоты, содержащиеся в жи­рах, на две категории: главные и второстепенные кислоты. Главными кислотами жира считаются кислоты, содержание которых в жире превышает 10%.

Физические свойства жиров

Как правило, жиры не выдерживают перегонки и разлага­ются, даже если их перегоняют при пониженном давлении.

Температура плавления, а соответственно и консистенция жиров зависят от строения кислот, входящих в их состав. Твердые жиры, т. е. жиры, плавящиеся при сравнительно вы­сокой температуре, состоят преимущественно из глицеридов предельных кислот (стеариновая, пальмитиновая), а в маслах, плавящихся при более низкой температуре и представляющих собой густые жидкости, содержатся значительные количества глицеридов непредельных кислот (олеиновая, линолевая, ли-ноленовая).

Так как природные жиры представляют собой сложные смеси смешанных глицеридов, они плавятся не при определен­ной температуре, а в определенном температурном интервале, причем предварительно они размягчаются. Для характеристи­ки жиров применяется, как правило, температура затверде­вания, которая не совпадает с температурой плавления - она несколько ниже. Некоторые природные жиры - твердые ве­щества; другие же - жидкости (масла). Температура затверде­вания изменяется в широких пределах: -27 °С у льняного мас­ла, -18 °С у подсолнечного, 19-24 °С у коровьего и 30-38 °С у говяжьего сала.

Температура затвердевания жира обусловлена характером составляющих его кислот: она тем выше, чем больше содержа­ние предельных кислот.

Жиры растворяются в эфире, полигалогенопроизводных, в сероуглероде, в ароматических углеводородах (бензоле, толу­оле) и в бензине. Твердые жиры трудно растворимы в петролейном эфире; нерастворимы в холодном спирте. Жиры нера­створимы в воде, однако они могут образовывать эмульсии, ко­торые стабилизируются в присутствии таких поверхностно-ак­тивных веществ (эмульгаторов), как белки, мыла и некоторые сульфокислоты, главным образом в слабощелочной среде. При­родной эмульсией жира, стабилизированной белками, являет­ся молоко.

Химические свойства жиров

Жиры вступают во все химические реакции, характерные для сложных эфиров, однако в их химиче­ском поведении имеется ряд особенностей, связанных со строением жирных кислот и глицерина.

Среди химических реакций с участием жиров выделяют несколько типов превращений.