Строение липидов. Особенности строения липидов. Липиды - что это такое? Липиды: функции, характеристика

Которые нужны всему живому. В этой статье мы рассмотрим строение и функции липидов. Они бывают разнообразными как по структуре, так и по функциям.

Строение липидов (биология)

Липид — это сложное органическое химическое соединение. Оно состоит из нескольких компонентов. Давайте рассмотрим строение липидов более подробно.

Простые липиды

Строение липидов этой группы предусматривает наличие двух компонентов: спирта и жирных кислот. Обычно в химический состав таких веществ входят только три элемента: карбон, гидроген и оксиген.

Разновидности простых липидов

Они делятся на три группы:

• Алкилацилаты (воски). Это сложные эфиры высших жирных кислот и одно- или двухатомных спиртов.
• Триацилглицерины (жиры и масла). Строение липидов этого вида предусматривает наличие в составе глицерина (трехатомного спирта) и остатков высших жирных кислот.
• Церамиды. Сложные эфиры сфингозина и жирных кислот.

Сложные липиды

Вещества данной группы состоят не из трех элементов. Помимо них, они включают в свой состав чаще всего сульфур, нитроген и фосфор.

Классификация сложных липидов

Их также можно разделить на три группы:

• Фосфолипиды. Строение липидов этой группы предусматривает, помимо остатков и высших жирных кислот, наличие остатков фосфорной кислоты, к которым присоединены добавочные группы различных элементов.
• Гликолипиды. Это химические вещества, образующиеся в результате соединения липидов с углеводами.
• Сфинголипиды. Это производные алифатических аминоспиртов.

Первые два типа липидов, в свою очередь, разделяются на подгруппы.

Так, разновидностями фосфолипидов можно считать фосфоглицеролипиды (содержат в своем составе глицерин, остатки двух жирных и аминоспирт), кардиолипины, плазмалогены (содержат в своем составе ненасыщенный одноатомный высший спирт, фосфорную кислоту и аминоспирт) и сфингомиелины (вещества, которые состоят из сфингозина, жирной кислоты, фосфорной кислоты и аминоспирта холина).

К видам гликолипидов относятся цереброзиды (кроме сфингозина и жирной кислоты, содержат галактозу либо глюкозу), ганглиозиды (содержат олигосахарид из гексоз и сиаловых кислот) и сульфатиды (к гексозе прикреплена серная кислота).

Роль липидов в организме

Строение и функции липидов взаимосвязаны. Благодаря тому, что в их молекулах одновременно присутствуют полярные и неполярные структурные фрагменты, эти вещества могут функционировать на границе раздела фаз.

Липиды обладают восемью основными функциями:

1. Энергетическая. За счет окисления этих веществ организм получает более 30 процентов всей необходимой ему энергии.
2. Структурная. Особенности строения липидов позволяют им быть важной составляющей оболочек. Они входят в состав мембран, выстилают различные органы, образуют мембраны нервных тканей.
3. Запасающая. Данные вещества являются формой сбережения организмом жирных кислот.
4. Антиокисдантная. Строение липидов позволяет им выполнять и такую роль в организме.
5. Регуляторная. Некоторые липиды являются посредниками гормонов в клетках. Кроме того, из липидов формируются некоторые гормоны, а также вещества, стимулирующие иммуногенез.
6. Защитная. Подкожная прослойка жира обеспечивает термическую и механическую защиту организма животного. Что касается растений, то из восков формируется защитная оболочка на поверхности листьев и плодов.
7. Информационная. Липиды ганглиозиды обеспечивают контакты между клетками.
8. Пищеварительная. Из липида холестерина формируются участвующие в процессе переваривания пищи.

Синтез липидов в организме

Большинство веществ этого класса синтезируются в клетке из одного и того же исходного вещества — уксусной кислоты. Регулируют обмен жиров такие гормоны, как инсулин, адреналин и гормоны гипофиза.

Существуют также липиды, которые организм не способен производить самостоятельно. Они обязательно должны попадать в организм человека с пищей. Содержатся они в основном в овощах, фруктах, зелени, орехах, злаках, подсолнечном и оливковом маслах и других продуктах растительного происхождения.

Липиды-витамины

Некоторые витамины по своей химической природе относятся к классу липидов. Это витамины А, D, Е и К. Они должны поступать в организм человека с пищей.

Вот мы и рассмотрели строение и свойства липидов. Теперь вы знаете, какими бывают эти вещества, в чем заключаются отличия разных из групп, какую роль липиды выполняют в организме человека.

Заключение

Липиды — сложные органические вещества, которые делятся на простые и сложные. Они выполняют в организме восемь функций: энергетическую, запасающую, структурную, антиоксидантную, защитную, регуляторную, пищеварительную и информационную. Кроме того, существуют липиды-витамины. Они выполняют множество биологических функций.

Вспомните!

В чём особенность строения атома углерода?

Органические молекулы состоят из углерода. Благодаря небольшой величине атома и четырем валентным электронам он способен образовывать прочные ковалентные связи углеродных скелетов и других атомов. Эта дает возможность углеродным соединениям образовывать большие и сложные молекулы. Это и отличает их от неорганических веществ. Среди органических веществ различают небольшие по молекулярной массе молекулы и макромолекулы. Малые молекулы представляют собой соединения углерода с молекулярной массой от 100 до 100 и содержат до 30 углеродных атомов. Из таких молекул образуются более крупные макромолекулы, их молекулярные массы могут превышать 1000000.

Какую связь называют ковалентной?

Ковалентная связь (от лат. co - «совместно» и vales - «имеющий силу») - химическая связь, образованная перекрытием (обобществлением) пары валентных электронных облаков. Обеспечивающие связь электронные облака (электроны) называются общей электронной парой.

Какие вещества называют органическими?

Класс химических соединений, в состав которых входит углерод как основной элемент, а также кислород, азот, водород и другие. Органические вещества входят в состав живых организмов.

Какие продукты питания содержат большое количество жира?

Насыщенные жиры остаются твердыми при комнатной температуре. Их в большом количестве содержат:

– маргарин;

– жирное мясо, особенно жареное;

– фаст-фуд;

– молочные продукты;

– шоколад;

– кокосовое и пальмовое масла;

– яйцо (желток).

Наиболее богаты ненасыщенными жирами:

– птица (кроме кожи);

– жирные сорта рыбы;

– орехи: кешью, арахис (мононенасыщенные), грецкие, миндаль (полиненасыщенные);

– растительные масла (подсолнечное, льняное, рапсовое, кукурузное (мононенасыщенные), оливковое, арахисовое (полиненасыщенные)), а также продукты, из которых их получают (арахис, оливки, подсолнечные семечки и прочее).

Вопросы для повторения и задания

1. Какие органические вещества входят в состав клетки?

Органические вещества - это сложные углеродсодержащие соединения. Органические вещества живой природы чрезвычайно разнообразны по своим размерам, строению и функциям. Поэтому создать единую классификацию, которая учитывала бы все характерные особенности каждого соединения, практически невозможно. Наиболее распространено деление всех органических соединений на низкомолекулярные (аминокислоты, липиды, органические кислоты и др.) и высокомолекулярные, или биополимеры. Полимеры - это молекулы, состоящие из повторяющихся структурных единиц - мономеров. В свою очередь, все биополимеры подразделяют на две группы: гомополимеры, построенные из мономеров одного типа (например, гликоген, крахмал и целлюлоза состоят из молекул глюкозы), и гетерополимеры, в состав которых входят отличающиеся друг от друга мономеры (например, белки состоят из 20 типов аминокислот, а нуклеиновые кислоты - из 8 типов нуклеотидов: ДНК - из 4 типов, РНК - из 4 типов.

2. Что такое липиды? Опишите их химический состав.

Среди низкомолекулярных органических соединений, входящих в состав живых организмов, важную роль играют липиды, к которым относят жиры, воски и разнообразные жироподобные вещества. Это гидрофобные соединения, нерастворимые в воде. Обычно общее содержание липидов в клетке колеблется в пределах 5-15% от массы сухого вещества. Широко распространены в природе нейтральные жиры, которые представляют собой соединения высокомолекулярных жирных кислот и трёхатомного спирта глицерина (рис. 14). В цитоплазме клеток нейтральные жиры откладываются в виде жировых капель.

3. Какова роль липидов в обеспечении жизнедеятельности организма?

Жиры являются источником энергии. При окислении 1 г жира до углекислого газа и воды выделяется 38,9 кДж энергии (при окислении 1 г глюкозы - всего 17 кДж). Жиры служат источником метаболической воды, из 1 г жира образуется 1,1 г воды. Используя свои жировые запасы, верблюды или впадающие в зимнюю спячку суслики могут обходиться без воды длительное время. Жиры в основном откладываются в клетках жировой ткани. Эта ткань служит энергетическим депо организма, предохраняет его от потери тепла и выполняет защитную функцию. В полости тела между внутренними органами у позвоночных животных формируются упругие жировые прокладки, которые защищают органы от повреждений, а подкожная жировая клетчатка создаёт теплоизоляционный слой.

4. В чём заключается биологическое значение жироподобных веществ?

Не менее важное значение в организме имеют жироподобные вещества. Представители этой группы - фосфолипиды - формируют основу всех биологических мембран. По своей структуре фосфолипиды сходны с жирами, но в их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты. Важную роль в жизнедеятельности всех живых организмов, особенно животных, играет жироподобное вещество - холестерин. В корковом слое надпочечников, в половых железах и в плаценте из него образуются стероидные гормоны (кортикостероиды и половые гормоны). В клетках печени из холестерина синтезируются желчные кислоты, необходимые для нормального переваривания жиров. К жироподобным веществам относят также жирорастворимые витамины А, D, E, K, обладающие высокой биологической активностью.

Подумайте! Вспомните!

1. Какие вы знаете биологически активные вещества в организме человека, относящиеся к группе липидов? Каковы их функции?

Стероидные гормоны (steroid hormones) [греч. stereos - твердый и eidos - вид; греч. hormao - привожу в движение, побуждаю] - группа физиологически активных веществ (половые гормоны, кортикостероиды, гормональная форма витамина D), регулирующих процессы жизнедеятельности у животных и человека. У позвоночных стероидные гормоны синтезируются из холестерина) в коре надпочечников, клетках Лейдига семенников, в фолликулах и желтом теле яичников, а также в плаценте. Стероидные гормоны содержатся в составе липидных капель в цитоплазме в свободном виде. В связи с высокой липофильностью стероидные гормоны относительно легко диффундируют через плазматические мембраны в кровь, а затем проникают в клетки-мишени. В организме человека присутствуют шесть стероидных гормонов: прогестерон, кортизол, альдостерон, тестостерон, эстрадиол и кальцитриол (устаревшее название кальциферол). За исключением кальцитриола эти соединения имеют очень короткую боковую цепь из двух углеродных атомов или не имеют ее вовсе. Стероидные гормоны, выполняющие сигнальную функцию, встречаются также у растений.

2. Объясните, как восковой слой на поверхности листьев участвует в регуляции водного баланса растений.

Растения, произрастающие в засушливом климате, имеют множество приспособлений для выживания в неблагоприятных условиях. Это восковой налет на листовой пластинке некоторых видов растений. Блестящая поверхность крупных уплощенных листьев фикуса из семейства Тутовых имеет свойство отражать солнечный свет. Способствует сокращению потерь воды листьями в засушливых районах.

3. В организме может существовать запас витаминов. Подумайте, какие витамины - жирорастворимые или водорастворимые - могут депонироваться в тканях. Объясните свою точку зрения.

Ткани состоят из клеток, клетки на 80-90% состоят из воды, водорастворимые витамины легко растворяются в воде и депонироваться (накапливаться) не смогли бы, занчит витамины должны быть жирорастворимые.

Липиды – совокупность органических веществ. Находящиеся в живых организмах и делятся на классы липидов. Липиды не растворимы в воде, но могут растворится в эфире, хлорофоре и бензоле. В строении и функции липидов входят множество химических соединений, они обладают функцией запасов энергии. Стероиды и Фосфо липиды входят в , другие липиды, которых немного меньше, могут быть коферментами, переносчиками электронов, свето поглощающими пигментами, гормонами, гидрофобными «якорями» которые содержат белки у мембран.

Организм человека имеет свойства расщеплению липидов, хотя многие из этих веществ обязаны поступать в организм, это (омега-3, омега-6)

Группы липидов

Липиды разделяются на простые и сложные. В простые входят эфиры жирных кислот, в сложные липиды кроме жирных кислот и спирта содержат в себе углеводороды, фосфатные, липопротеиды и прочие. Каждая группа обозначается двумя английскими буквами:

Глицерофосфолипиды (GP)

Глицеролипиды (GL)

Поликетиды (PK).

Сфинголипиды (SP);

Стероидные липиды (ST)

Пренольни липиды (PR);

Жирные кислоты (FA)

Сахаролипиды (SL);

Химический состав липидов

Гликолипиды

Гликолипиды - это класс липидов, содержащих остатки моно- или олигосахаридов. Они могут быть как производными глицерина, так и сфингозина.

(ТГ) Ацилглицериды-глицериды, это эфиры трехатомного спирта и жирных кислот. Гидроксильные классы в малекуле делятся еще на группы:

1. триглицериды
2. диглицериды
3. моноглицериды

Самые распространенные это триглицериды. Их так же называют жиры. Жиры бывают простыми содержащими в себе жирные кислоты, но чаще встречаются смешанные жиры, они так же содержат жирные кислоты. Свойства триглицеридов зависят от его жирнокислотного состава, например, чем больше ненасыщенных кислот, тем больше у них температура плавления. Взять в пример масла, оно содержит в себе почти 95 % ненасыщенных жирных кислот и при комнатной температуре оно тает. Животные жиры в пример сало, при комнатной температуре сохраняют массу, по этому у них все с точностью до наоборот (содержание насыщенных жирных кислот)

Глицерофосфолипиды

Формула глицерофосфолипидов это R1 и R2 жирных кислот, Х это остаток вещества азтмисноя. Глицерофосфолипиды по другому называют фосфоглицериды, они производятфосфатидные кислоты, которые в свою очередь состоят из глицерина . В нем в первую и вторую группу входят R1, R2, а в третью фосфатные кислоты, к нему уже присоединяется радикал Х (азото содержащий)

Жирные кислоты образуют в молекуле гидрофобную часть глицерофосфолипидов. Фосфатная часть в нейтральной среде несет в себе отрицательный заряд, а азотосодержащие соединения, несут положительный разряд, в азотосодержащей среде может быть отрицательно заряженный, по этому ее иногда называют полярной. В водной среде фосфоглицерины вырабатывают мицеллы, головы их повернуты на ружу, а хвостики внутрь.

Распространненые мембраны фосфоглицеридамы – летицин, в нем радикал Х является остатком холина и фосфатидилэтаноламина. Так же есть еще безазотистые глицерофосфолипиды, в него входят Х, инозитол и спирт. Двойные фосфоглицериды были обнаружены во внутренней мембране митохондрии. У животных эфирные липиды обогащают сердце, так же к этой группе соединений относят активные вещества активации тромбоцитов .

Глицерогликолипиды

Глицерогликолипиды – это класс диацилглицеролив атома углерода к которому присоединен гликозильмин. Самым распространенным классом липидов является галактолипиды, в них содержатся остатки галактозы. Они составляют 80% липидов мембран. Вместе с галактолипидами в растительных мембранах можно встретить остаток глюкозы

Сфингогликолипиды

Цереброзидов - это сфингогликолипиды, гидрофильная часть которых представлена остатком моносахарида, обычно глюкозы или галактозы. Галактоцереброзиды распространены в мембранах нейронов.

Глобозиды - олигосахаридных производные церамидов. Вместе с цереброзидов их называют нейтральными гликолипидами, поскольку при pH 7 они незаряженные.

Ганглиозиды - сложные с гликолипидов, их гидрофильная часть представлена олигосахариды, на конце которого всегда находится один или несколько остатков N-ацетилнейраминовои (сиаловой) кислоты, через что они кислотные свойства. Ганглиозиды наиболее распространенные в мембранах ганглионарных нейронов.

Сфингофосфолипиды

Структурная формула сфингомиелина в часть ее составляющей входят церамида которая содержит в себе длинноцепочковые аминоспирты и 1 остаток жирной кислоты, гидрофильного радикала, он в свою очередь соединен с сфингозином. встречается в мембранных клетках, но самой богатой считается нервная ткань. Так же большое их содержания находится в аксонах, от туда и произошло их названия.

Фосфолипиды

Структурные классы липидов это фосфолипиды, общем признаком фосфолипидов это их амфифильность, а она имеет гидрофильную и гидрофобную часть. По этому Они могут образовывать в водной среде мицеллы и би слои.

Стероиды

Стероид это класс природных липидов, в его состав входит циклопентан пергидрофенантреновое ядро. К ним относят спирты с гидроксильным классом в 3-ем положении стеролы с жировыми кислотами – стеридами. У зверей самым распространенным из стеролов это холестерол, что так же входит в состав мембран.

Стероиды выполняют множество функций у различных организмов. Для Половых гормонов, надпочечников , витаминные функции и прочие.

Биохимический анализ крови (или привычнее для пациента «биохимия крови») используются на первом этапе диагностики любых патологических состояний. Обычно поводом для его назначения являются не совсем хорошие результаты общего анализа, ежегодная диспансеризация населения (при наличии хронических заболеваний) или профилактическое обследование лиц, занятых на вредных производственных процессах.

Биохимический анализ крови (БАК) включает множество различных показателей, определяющих работу того или иного органа, назначается врачом, хотя и сам пациент по собственному желанию может обратиться в платную лабораторию, чтобы сделать биохимию. Значения норм традиционно используемых тестов на содержание холестерина, билирубина, активности аминотрансфераз известны многим людям, не имеющим медицинского образования, но активно интересующихся своим здоровьем.

Таблица норм биохимического анализа крови

Учитывая многогранность проводимых исследований в биохимической лаборатории и высокий интерес пациентов к этой теме, мы постараемся обобщить данные тесты, но ограничимся самыми распространенными показателями, названия, единицы измерения и нормы которых представим в виде таблицы, максимально приближенной к официальному бланку результатов БАК.

Следует иметь в виду, что нормы многих показателей у взрослых и у детей разнятся, а, кроме этого, нередко зависят от половой принадлежности, особенностей и возможностей того или иного организма. Чтобы таблица не утомила читателя, нормы будут приведены преимущественно для взрослых с упоминанием значения показателей у детей (до 14 лет), мужчин и женщин в отдельности, если в этом появится необходимость.

Показатели

Единицы измерения

Примечание

Хотелось бы обратить внимание читателя, что в разных источниках можно встретить другие значения нормы. Особенно это касается ферментов, например, N АлАТ — от 0,10 до 0,68 ммоль/(ч.л), АсАТ – от 0,10 до 0,45ммоль/(ч.л). Это зависит от единиц измерения и температуры инкубации пробы, что обычно отражается в бланке анализа, ровно, как и референтные значения данной КДЛ. И, конечно, совсем не значит, что весь этот перечень для каждого больного является обязательным, ведь нет смысла назначать все в куче, если отдельные показатели при подозрении на определенную патологию никакой информации не несут.

Врач, выслушав жалобы больного и опираясь на клинические проявления, у пациента с артериальной гипертензией, скорее всего, в первую очередь будет исследовать липидный спектр, а при подозрении на гепатит назначит билирубин, АлТ, АсТ и, возможно, щелочную фосфатазу. И уж конечно – первый признак сахарного диабета (неумеренная жажда) является поводом для исследования крови на сахар, а явные признаки анемии заставят заинтересоваться железом, ферритином, транферрином и ОЖСС. При получении не очень хороших результатов биохимические исследования всегда можно продолжить, расширив за счет дополнительных анализов (на усмотрение врача).

Основные показатели биохимического анализа крови

По измененному общему анализу крови судят о наличии патологии, которую придется еще поискать. Биохимический анализ, в отличие от общеклинического, показывает нарушения функции определенного органа в результате патологических изменений, которые самим человеком еще не распознаны, то есть, на этапе скрытого течения болезни. Кроме этого, БАК помогает установить, хватает ли организму витаминов, микроэлементов и других необходимых веществ. Таким образом, к основным показателям биохимического анализа крови относят ряд лабораторных тестов, которые для удобства восприятия следует разделить на группы.

Белки

Данную группу в БАК представляют и белки, без которых жизнь организма невозможна, и специфические белковые структуры, возникающие в силу определенных (экстремальных) ситуаций:

Ферменты

Ферменты в биохимическом анализе крови чаще представлены «печеночными пробами» (АлТ и АсТ) да амилазой, заметно повышающейся при возникновении проблем с поджелудочной железой. Между тем, перечень энзимов, которые могут рассказать о состояния организма значительно шире:

Липидный спектр

Диагностика заболеваний сердечно-сосудистой системы, как правило, не ограничивается лишь назначением общего холестерина, для кардиолога данный показатель в изолированном виде никакой особой информации не несет. Для того чтобы узнать, в каком состоянии находится сосудистые стенки (а они могут быть тронуты атеросклерозом), нет ли признаков развития ИБС или, упаси Бог, явно грозит инфаркт миокарда, чаще всего используют биохимический тест, называемый липидным спектром, который включает:

• Холестерин общий;
• Липопротеины низкой плотности (ХС-ЛПНП);
• Липопротеины высокой плотности (ХС-ЛПВП);
• Триглицериды;
• Коэффициент атерогенности, который рассчитывается по формуле, исходя из цифровых значений показателей, указанных выше.

Думается, что нет особой надобности в очередной раз описывать характеристики, клиническое и биологическое значение всех составляющих липидного спектра, они достаточно подробно изложены в соответствующих темах, размещенных на нашем сайте.

Углеводы

Наверное, самым распространенным анализом в числе показателей биохимии крови является содержание глюкозы («сахара»). Этот тест в дополнительных комментариях не нуждается, все знают, что проводят его строго натощак, а показывает он, не грозит ли человеку сахарный диабет. Хотя, следует заметить, что существуют и другие причины повышения данного показателя, не связанные с наличием грозного заболевания (травмы, ожоги, печеночная патология, болезни поджелудочной железы, чрезмерное поедание сладких продуктов).

Вопросы у молодых, еще несведущих в «сахарном» деле пациентов, может вызвать проведение глюкозонагрузочного теста (сахарная кривая), которую назначают, в основном, для выявления скрытых форм диабета.

К сравнительно новым тестам, призванным определить поведение углеводов в организме, можно отнести гликированные белки (или гликозилированные – что одно и то же):

1. Гликированный альбумин (в БАК он обозначается как фруктозамин);
2. Гликированный гемоглобин;
3. Гликозилированные липопротеины.

Пигменты

Билирубин – продукт распада гемоглобина эритроцитов, его повышенные показатели характерны для широкого круга патологических состояний, поэтому для диагностики используют три варианта гемоглобиногенного пигмента:

• Билирубин общий;
• Прямой или связанный, конъюгированный;
• Непрямой (свободный, несвязанный, неконъюгированный).

Болезни, связанные с повышением данного пигмента, могут быть самого различного происхождения и характера (от наследственной патологии до несовместимых переливаний крови), поэтому диагноз в большей мере основывается в зависимости от соотношения фракций билирубина, а не от его общего значения. Чаще всего этот лабораторный тест помогает диагностировать отклонения, причиной которых стало поражение печени и желчевыводящих путей.

Низкомолекулярные азотистые вещества

Низкомокулярные азотистые вещества в биохимическом исследовании крови представлены такими показателями:

1. Креатинин, позволяющий определить состояние многих органов и систем и поведать о серьезных нарушениях их функции (тяжелые поражения печени и почек, опухоли, сахарный диабет, снижение функции надпочечников).
2. Мочевина, представляющая собой основной анализ, указывающий на развитие почечной недостаточности (уремический синдром, «мочекровие»). Уместным будет назначение мочевины для определения функциональных способностей других органов: печени, сердца, желудочно-кишечного тракта.

Микроэлементы, кислоты, витамины

В биохимическом исследовании крови нередко можно встретить тесты, определяющие уровень неорганических веществ и органических соединений:

• Кальций (Са) — внутриклеточный катион, основное место сосредоточения которого – костная система. Значения показателя изменяются при заболеваниях костей, щитовидной железы, печени и почек. Кальций служит важным диагностическим тестом выявления патологии развития костной системы у детей;
• Натрий (Na) относится к основным внеклеточным катионам, переносит воду, изменение концентрации натрия и выход ее за пределы допустимых значений может повлечь серьезные патологические состояния;
• Калий (K) – изменения его уровня в сторону уменьшения может останавливать работу сердца в систоле, а в сторону увеличения – в диастоле (и то, и другое – плохо);
• Фосфор (P) – химический элемент, прочно связанный в организме с кальцием, вернее, с метаболизмом последнего;
• Магний (Mg) – и недостаток (обызвествление артериальных сосудов, снижение кровотока в микроциркуляторном русле, развитие артериальной гипертензии), и избыток («магнезиальный наркоз», блокада сердца, кома) влечет нарушения в организме;
• Железо (Fe) может обойтись без комментариев, этот элемент является составной частью гемоглобина – отсюда его главная роль;
• Хлор (Cl) – основной внеклеточный осмотически активный анион плазмы;
• Цинк (Zn) – недостаток цинка задерживает рост и половое развитие, увеличивает селезенку и печень, способствует возникновению анемии;
• Цианокобаламин (витамин В12);
• Аскорбиновая кислота (витамин С);
• Фолиевая кислота;
• Кальцитриол (витамин D) – дефицит затормаживает образование костной ткани, вызывает рахит у детей;
• Мочевая кислота (продукт обмена пуриновых оснований, играющий не последнюю роль в формировании такого заболевания, как подагра).

Центральное место в лабораторной диагностике

Некоторые лабораторные тесты, хотя и входят в раздел биохимии, стоят как бы особняком и воспринимаются отдельно. Это касается, например, такого анализа, как коагулограмма, который изучает систему гемостаза и включает исследование факторов свертывания крови.

При описании БАК многие лабораторные тесты (белки, ферменты, витамины) остались без внимания, но, в основном, это анализы, назначаемые в редких случаях, поэтому они вряд ли вызовут интерес широкого круга читателей.

Кроме этого, следует отметить, что исследование гормонов или определение уровня иммуноглобулинов (IgA, IgG, IgM) – это тоже биохимический анализ крови, который, однако, осуществляют преимущественно методом ИФА (иммуноферментный анализ) в лабораториях несколько иного профиля. Как правило, пациенты с привычной биохимией его как-то не связывают, да и нам, затрагивая их в данной теме, пришлось бы чертить громоздкие и непонятные таблицы. Впрочем, в крови человека можно определить практически любое вещество, присутствующее в ней постоянно или случайно туда проникшее, однако, чтобы каждое из них рассмотреть досконально, пришлось бы писать большую научную работу.

Для базовой же оценки состояния здоровья человека обычно используются следующие показатели:

1. Общий белок;
2. Альбумин;
3. Мочевина;
4. Мочевая кислота;
5. АсАТ;
6. АлАТ;
7. Глюкоза;
8. Билирубин (общий и связанный);
9. Холестерин общий и ЛПВП;
10. Натрий;
11. Калий;
12. Железо;
13. ОЖСС.

Вооружившись данным списком, пациент может отправиться в платную биохимическую лаборатории и сдать биологический материал для исследования, а вот с результатами нужно обратиться к специалисту, который займется расшифровкой биохимического анализа крови.

Разный подход к одной проблеме

Расшифровкой биохимического анализа крови, как и других лабораторных тестов, занимается врач лабораторной диагностики или лечащий врач. Тем не менее, можно понять интерес и беспокойство пациента, получившего на руки ответ с результатами исследования его собственной крови. Не каждый в силах дождаться, что скажет доктор: повышенные показатели или, наоборот, они находятся ниже допустимых значений. Врач, конечно, объяснит подчеркнутые красным или выделенные другим способом цифры и расскажет, какие болезни могут скрываться за отклонениями от нормы, однако консультация может быть завтра-послезавтра, а результаты — вот они: в собственных руках.

Ввиду того, что пациенты ныне в большинстве своем люди довольно грамотные и в вопросах медицины немало «подкованные», мы попробовали вместе разобраться в наиболее распространенных вариантах БАК, но опять-таки – исключительно с ознакомительной целью. В связи с этим хочется предостеречь пациентов от самостоятельной расшифровки биохимического анализа крови, ведь одни и те же величины БАК могут у разных людей говорить о разных болезнях. Для того чтобы в этом разобраться, врач привлекает к диагностическому поиску другие лабораторные тесты, инструментальные методы, уточняет анамнез, назначает консультации смежных специалистов. И только собрав все факторы воедино, в том числе, и биохимическое исследование крови, врач выносит свой вердикт (устанавливает диагноз).

Пациент к данному вопросу подходит по-другому: не имея специальных знаний, оценивает результаты однобоко: показатель повышен – значит, больной (название болезни найти несложно). Однако это еще полбеды, хуже, когда, опираясь на результаты анализов и собственные умозаключения, человек назначает себе лечение. Это недопустимо, поскольку можно упустить время, если человек на самом деле болен, или навредить своему организму, используя вычитанные в сомнительных источниках методы лечения. А вот что нужно действительно знать и помнить пациенту – так это, как правильно подготовиться к биохимическому исследованию крови.

Во избежание излишних затрат

Биохимические исследования крови всегда проводятся натощак, поскольку они очень чувствительны к различным веществам, попавшим в организм накануне анализа (пищевые продукты, фармацевтические средства). Особенно неустойчив к различным внешним и внутренним воздействиям гормональный фон человека, поэтому отправляясь в лабораторию, следует учитывать подобные нюансы и постараться подготовиться должным образом (анализ на гормоны не очень-то и дешевый).

Для исследования биохимии крови необходимо добыть ее из локтевой вены в количестве не менее 5 мл (при тестировании сыворотки на автоматическом анализаторе можно обойтись и меньшей дозой). Человек, пришедший на анализ, должен быть заведомо осведомлен и подготовлен к важной процедуре:

• Вечером позволить себе легкий ужин, после которого можно только пить чистую воду (алкоголь, чай, кофе, соки к разрешенным напиткам не относятся);
• Отменить вечернюю пробежку (исключить повышенную физическую активность), коль она запланирована по режиму;
• Отказать в удовольствии принять горячую ванну на ночь;
• Мужественно выдержать 8-12-часовое голодание (для липидного спектра не рекомендуется принимать пищу 16 часов);
• Утром не принимать таблетки, не заниматься зарядкой;
• Преждевременно не нервничать, чтобы в спокойном состоянии прибыть в лабораторию.

В противном случае придется посетить КДЛ повторно, что повлечет дополнительные нервные и материальные затраты. Не нужно особо сравнивать биохимию с общим анализом крови, где изучается клеточный состав. Там хоть и требуется подготовка, но не столь строгая, съеденный кусочек чего-либо вкусного может не и повлиять на результат. Здесь по-другому: биохимические показатели представлены метаболитами и биологически активными веществами, которые не смогут оставаться «равнодушными» даже к малейшим изменениям внутри организма или вокруг его. Например, одна конфета, съеденная на завтрак, вызовет повышение сахара в крови, выброс инсулина, активацию ферментов печени и поджелудочной железы и так далее… Возможно, кто-то не поверит, но любое наше действие найдет отражение в биохимическом анализе крови.

Видео: биохимический анализ крови в программе «О самом главном»

Шаг 2: после оплаты задайте свой вопрос в форму ниже ↓ Шаг 3: Вы можете дополнительно отблагодарить специалиста еще одним платежом на произвольную сумму

Синтез холестерина в организме человека

1. Процесс выработки вещества
2. Синтез общего холестерина
3. Как используется холестерин?
4. Нарушения в синтезе холестерина
5. Подводя итоги

Организм каждого человека представляет собой сложную «машину» которая каждого задумывающегося о ее работе человека поражает своими уникальным возможностями. В теле происходят самые разные и одновременно с этим необычные биохимические процессы, которые сложно не только объяснить, но даже представить.

За многие подобные операции несет ответственность печень, а процесс синтеза холестерина является одной из ее основных функций. От данного процесса прямо зависит выработка полезных стероидных гормонов, важного витамина Д, а также транспорт разных полезных веществ.

В данной статье вниманию будет представлена информация относительно того, как происходит синтез холестерина, откуда он берется сначала в печени, а потом выбрасывается в организм. Также освящен вопрос, какого сбой и проблемы возникают в организме, если нарушается общее количество холестерина в организме.

Процесс выработки вещества

Такие распространенные и популярные продукты в рационе человека, как масло, яйца и мясо, а также фастфуд и разные полуфабрикаты, содержат в своем составе большое количество холестерина. Если употреблять их в большом количестве и ежедневно, количество холестерина в организме становится критически высоким.

Стоит знать, что употребление определенных продуктов, является не единственным источником появления холестерина, он вырабатывается еще и в печени. Возникает вопрос, зачем печень вырабатывает свой собственный низкой плотности липопротеин? Ответ здесь достаточно прост и базируется на понятиях полезного и опасного холестерина.

Вещество, которое содержится в пище, характеризуется низкими показателями плотности и оказывает на организм пагубное воздействие. Он имеет не очень качественную и полезную для организма любого человека структуру, потому не идет на синтез и транспортировку полезных веществ. Именно по этой причине он оседает на стенках артерий, вен и сосудов и органов в виде опасных атеросклеротических бляшек.

Что касается печени, то она «заботится» об общем здоровье организма, вырабатывая полезный холестерин, что характеризуется низкими показателями плотности. Такой полезный холестерин занимается тем, что отфильтровывает плохой вид холестерина из крови, а потом выводит его из тела в качестве желчи. Говоря иными словами, полезный холестерин эффективно препятствует стремительному развитию опасных атеросклеротических образований.

Синтез общего холестерина

Процесс образования молекул полезного элемента в печени достаточно интересен и разобраться в нем не очень сложно. Общий синтез холестерина в теле человека осуществляется в клетках, которые известны, как гепатоциты. Они характеризуются развитым в органах организма эндоплазматическим ретикулом, то есть клеточной органеллой, которая отвечает за выработку основной жировой и высокой углеводной основы. Также ответственность отмечается за их общую модификацию.

Серьезно углубляться в процесс синтеза холестерина стоит только специалистам – биохимикам и врачам, простым пациентам достаточно просто изучить основные моменты данного процесса, чтобы понять, как эффективно корректировать питание и строить общий образ жизни.

Итак, перед тем как печень выпустит в организм полезный холестерин, в нем проходят последовательность биологических процессов, вырабатывающих такие вещества, как:

• Мевалонат;
• Изопентенилпирофосфат;

Только после этого осуществляется выработка самого холестерина. Каждый этап можно описать более подробно.

Выработка мевалоната

Для выработки данного вещества организм в организме должно присутствовать большое количество глюкозы. Чтобы получить ее нужно употреблять злаки и сладкие фрукты. Молекулы и элементы сахара в человека расщепляются под действием ферментов до 2 молекул ацетил-КоА. Потом вступает в общую реакцию такое вещество, как ацетоацетилтрансфераза, превращающая последний в такое вещество, как ацетоил-КоА.

Из данного химического соединения посредством особых биологических реакций в организм поступает тот самый мевалонат.

Получение изопентенилпирофосфата

Как только в составе ретикулума гепатоцитов образуется нужный объем мевалоната, сразу запускается синтез данного вещества. После этого важный для здоровья мевалонат особым особым образом фосфорилируется, то есть отдает некоторое количество своего фосфата многочисленным молекулам АТФ. В результате получается нуклетид, что считается оптимальным хранилищем энергии всего организма.

Синтез сквалена

Посредством последовательно идущих конденсаций, то есть выделения воды, осуществляется образование молекул особого сквалена. В ситуации, если для выше описанной реакции клетки тела тратят важную энергию АТФ, то для элементов сквалена они используют НАДН, который представляет собой еще один источник нужной энергии.

Выработка данного вещества является предпоследней естественной реакцией в общей последовательности работы печени. Происходит данный процесс тогда, когда из молекул, содержащих ланостерин, полностью уходит вода.

Сразу после этого общая формула произведенного соединения превращается из развернутой в циклическую. В данном случае источником энергии становится область НАДФН.

Последним этапом выработки общего холестерина является быстрое превращение ланостерина в это вещество. Осуществляется данный процесс в клеточных мембранах эндоплазматического ретикулума гепатоцита. Элемент основного вещества посредством нескольких этапов превращений приобретает особую двойную связь в процессе образования карбонов.

Для осуществления данного процесса требуется достаточно большой объем энергии, которая берется из молекул НАДФН. Как только над всеми производными вещества ланостерина потрудятся разные ферменты, относящиеся к категории трансформаторов, осуществляется образование холестерина.

На основании всего сказанного выше можно сделать вывод, что синтез холестерина в теле человека проходит в 5 этапов. Они контролируются биологическими ферментами, разными донорами и иными, не менее важными факторами. Например, есть такие элементы, на уровень активности которых оказывают влияние гормоны щитовидки, а также инсулин.

Как используется холестерин?

Выработанный в печени холестерин, нужен организму для выполнения самых разных процессов. Среди них можно отметить синтез важных для организма стероидных гормонов, для выработки необходимого количества витамина Д и транспортировка по всему организму Q10.

К основным стероидным гормонам можно отнести кортикостероиды, глюкокортикоиды, а также минералкортикоиды. Данные элементы необходимы для регулирования разных обменных процессов, разных полезных и активных веществ, важных для репродуктивной системы мужских и женских половых гормонов. Холестерин после выработки в печени, попадает по сосудам в надпочечники и способствует образованию данных веществ.

Выработка витамина Д происходит на основании скопления холестерина под поверхностью кожи и воздействия на нее солнечных лучей. Это важный компонент для человеческого организма, так как без него невозможно регулировать усвоение кальция.

Полезный холестерин после выработки в печени с кровью транспортируется из нее в клетки кожных покровов. Кстати, тот же самый процесс осуществляется и с плохим холестерином, но в коже он не преобразуется в витамин Д, но становится причиной образования холестериновых бляшек, которые явно видны под тонкой кожей век.

Нарушения в синтезе холестерина

Как и во всех процессах человеческого организма в процессе синтеза холестерина могут возникнуть определенные проблемы. Часто они возникают по причине нарушения обмена веществ. В случае с холестерином, он может быть повышенным и пониженным, на основании этого и разнятся его общие показатели и симптомы, происходящие в организме.

Недостаток полезного холестерина

При определенных заболеваниях полезного холестерина может не хватать. Это может происходить по причине нарушений работы и функции щитовидной железы, проблем с сердцем и сахарного диабета. Также появлению сниженного холестерина может способствовать определенная генетическая предрасположенность.

Среди последствий, с которыми может столкнуться человек, имеющий сниженный холестерин, можно отметить:

1. Детский рахит, возникающий по причине не усвоения необходимого кальция;
2. Ранее старение, возникающее по причине разрушения клеточных мембран без транспорта Q10;
3. Снижение веса, которое основано на низком уровне расщеплении жиров;
4. Подавление защитных сил организма;
5. Появление изнурительных болей в сердце, а также в мышцах.

Превышение холестерина

Если у человека, наоборот, большое количество холестерина, его здоровье также будет подвергаться определенной опасности.

В организме будут наблюдаться такие проблемы, как:

• Развитие гепатита и цирроза печени;
• Повышение веса;
• Пагубное для человека нарушение общего липидного обмена;
• Развитие воспалительных процессов хронического характера.

При избыточном накоплении холестерина образуются многочисленные атеросклеротические скопления, которые в виде бляшек закупоривают сосуды. Также вырабатывается большое количество желчи, что просто не успевает выйти из желчного пузыря. Это автоматически вызывает образование в органе камней, а также сильно страдает сердце и многочисленные сосуды в организме.

Подводя итоги

Синтез холестерина в печени – это достаточно сложный процесс, который происходит в организме каждый день. Тело человека производит собственные элементы – липопротеиды полезного вида или высокого уровня плотности, которые эффективно предотвращают образование на сосудах опасных для здоровья холестериновых бляшек.

Если нормальный синтез холестерина будет нарушен, такое опасное заболевание, как атеросклероз, будет только прогрессировать.

Чтобы поддерживать оптимальный уровень синтеза холестерина в крови, стоит выстроить максимально правильное питание и режим дня с должным количество свободного времени на отдых. Для этого нужно употреблять в пищу продукты, богатые полезными кислотами Омега-3. Они в состоянии быстро и эффективно снизить количество опасного холестерина выводя его из организма.

Благодаря этому можно наладить работу нервной системы, восстановить эндотолей, которым покрываются сосуды и снизить вязкость и густоту крови. Все это автоматически снижает процесс возникновения и развития сердечно-сосудистых заболеваний. Среди продуктов, богатых данным веществом можно отметить все виды морепродуктов и разные виды рыбы.

Не менее важно наполнить свой рацион такими продуктами, как семечки, орехи, авокадо и оливковое масло. Здесь сосредоточено большое количество полезных фитостеринов, которые эффективно регулируют объем холестерина в крови. Применение оливкового масла в качестве салатной заправки позволит заменить насыщенные жиры на мононенасыщенные. Данный процесс в свою очередь снижает количество вредного холестерина на 18%, а полезный повышает примерно на 7%.

Очень важно правильно питаться, вести здоровый образ жизни. Только в этом случае синтез холестерина в организме будет происходить в нормальном режиме. В этом случае можно эффективно избежать сбоев в гормональном фоне, изменения в сосудах и формирования камней в желчном пузыре.

— это группа органических веществ, входящих в состав живых организмов и характеризуются нерастворимостью в воде и растворимости в неполярных растворителях, таких как диетилетер, хлороформ и бензол. Это определение объединяет большое количество соединений различных по химической природе, в частности таких как жирные кислоты, воски, фосфолипиды, стероиды и многие другие. Также разнообразны и функции липидов в живых организмах: жиры являются формой запасания энергии, фосфолипиды и стероиды входят в состав биологических мембран, другие липиды, содержащиеся в клетках в меньших количествах могут быть коферментами, светопоглощающего пигментами, переносчиками электронов, гормонами, вторичными посредниками время внутриклеточной передачи сигнала, гидрофобными «якорями», которые содержат белки у мембран, шаперонами, способствующих Фолдинг белков, эмульгаторами в желудочно-кишечном тракте.

Люди и другие животные имеют специальные биохимические пути для биосинтеза и расщепления липидов, однако некоторые из этих веществ являются незаменимыми и должны поступать в организм с пищей, например ω-3 и ω-6 ненасыщенные жирные кислоты.

Классификация липидов

Традиционно липиды делятся на простые (эфиры жирных кислот со спиртами) и сложные (которые кроме остатка жирной кислоты и спирта содержат еще дополнительные группы: углеводороды, фосфатные и другие). К первой группе относятся в частности ацилглицеролы и воски, ко второй — фосфолипиды, гликолипиды, также сюда можно отнести липопротеины. Эта классификация не охватывает все разнообразие липидов, поэтому часть из них выделят в отдельную группу предшественников и производных липидов (например жирные кислоты, стеролы, некоторые альдегиды и т.д.).

Современная номенклатура и классификация липидов, используется в исследованиях в области липидомикы, основывается на разделении их на восемь основных групп, каждая из которых сокращенно обозначается двумя английскими буквами:

• Жирные кислоты (FA)
• Глицеролипидов (GL)
• Глицерофосфолипиды (GP)
• Сфинголипиды (SP);
• Стероидные липиды (ST);
• Пренольни липиды (PR)
• Сахаролипиды (SL)
• Поликетиды (PK).

Каждая из групп делится на отдельные подгруппы, обозначаемые комбинацией из двух цифр.

Возможна также классификация липидов на основе их биологических функций, в таком случае можно выделить такие группы как: запасные, структурные, сигнальные липиды, кофакторы, пигменты и тому подобное.

Характеристика основных классов липидов

Жирные кислоты

Жирные кислоты — это карбоновые кислоты, молекулы которых содержат от четырех до тридцати шести атомов углерода. В составе живых организмов было обнаружено более двухсот соединений этого класса, однако широкое распространение получили около двадцати. Молекулы всех природных жирных кислот содержат четное количество атомов углерода (это связано с особенностями биосинтеза, который происходит путем добавления двокарбонових единиц), преимущественно от 12 до 24. Их углеводородные цепочки обычно неразветвленные, изредка они могут содержать трикарбонови циклы, гидроксильные группы или ответвления.

В зависимости от наличия двойных связей между атомами углерода все жирные кислоты делятся на насыщенные, которые их содержат, и ненасичнени, в состав которых входят двойные связи. Наиболее распространенными из насыщенных жирных кислот в организме человека является пальмитиновая (C 16) и стеариновая (C 18).

Ненасыщенные жирные кислоты встречаются в живых организмах чаще насыщенные (около 3/4 общего содержания). В большинстве из них наблюдается определенная закономерность в размещении двойных связей: если такая связь один, то он преимущественно находится между 9-ым и 10-ым атомами углерода, дополнительные двойные связи в основном появляются в позициях между 12- тем и 13-м и между 15-ым и 16-ым карбоном (исключением из этого правила является арахидоновая кислота). Двойные связи в природных полиненасыщенных жирных кислотах всегда изолированы, то есть между ними содержится хотя бы одна метиленовая группа (-CH = CH-CH 2 -CH = CH-). Почти во всех ненасыщенных жирных кислот, встречающихся в живых организмах, двойные связи находятся в цис конфигурации. К наиболее распространенным ненасыщенных жирных кислот относятся олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая.

Наличие цис -Двойной связей влияет на форму молекулы жирных кислот (делает ее менее компактной), а соответственно и на физические свойства этих веществ: ненасыщенные жирные кислоты в цис -форме имеют низкую температуру плавления чем соответствующие транс изомера и насыщенные жирные кислоты.

Жирные кислоты встречаются в живых организмах преимущественно как остатки в составе других липидов. Однако в небольших количествах они могут быть обнаружены и в свободной форме. Производные жирных кислот эйкозаноиды играют важную роль как сигнальные соединения.

Ацилглицериды

Ацилглицериды (ацилглицеролы, глицериды) — это эфиры трехатомных спирта глицерина и жирных кислот. В зависимости от количества эстерифицированные гидроксильных групп в молекуле глицерина они делятся на триглицериды (триацилглицеролов), диглицериды (диацилглицеролы) и моноглицериды (моноацилглицеролы). Наиболее распространенные триглицериды, которые еще имеют эмпирическую название нейтральные жиры или просто жиры.

Жиры могут быть простыми, то есть содержать три одинаковые остатки жирных кислот, например тристеарин или триолеин, но чаще встречаются смешанные жиры, содержащие остатки различных жирных кислот, например 1-пальмито-2-олеолинолен. Физические свойства триглицеридов зависят от жирнокислотного состава: чем больше они содержат остатков длинных ненасыщенных жирных кислот, тем больше в них температура плавления, и наоборот — чем больше коротких ненасыщенных, тем она меньше. В общем растительные жиры (масла) содержат около 95% ненасыщенных жирных кислот, и поэтому при комнатной температуре находятся в жидком агрегатном состоянии. Животные жиры, наоборот содержат в основном насыщенные жирные кислоты (например коровье масло состоит в основном из тристеарин), поэтому при комнатной температуре твердые.

Основной функцией ацилглицеридив является то, что они служат для запасания энергии, и является наиболее энергоемких топливом клетки.

Воски

Воски — это эфиры жирных кислот и высших одноатомных или двухатомных спиртов, с числом атомов углерода от 16 до 30. Часто в составе восков встречается цетиловый (C 16 H 33 OH) и мирициловий (C 30 H 61 OH) спирты. К природным восков животного происхождения принадлежит пчелиный воск, спермацет, ланолин, все они кроме эфиров содержат еще некоторое количество свободных жирных кислот и спиртов, а также углеводородов с числом атомов углерода 21-35.

Хотя некоторые виды, например определенные планктонные микроорганизмы, используют воски как форму запасания энергии, обычно они выполняют другие функции, в частности обеспечения водонепроницаемости покровов как животных так и растений.

Стероиды

Стероиды — это группа природных липидов, содержащих в своем составе циклопентанпергидрофенантренове ядро. В частности к этому классу соединений относятся спирты с гидроксильной группой в третьем положении — стеролы (стерины) и их эфиры с жирными кислотами — стеридов. Самым распространенным Стеролы у животных есть холестерол, что в неэстерифицированных составе входит в состав клеточных мембран.

Стероиды выполняют множество важных функций у разных организмов: часть из них являются гормонами (например, половые гормоны, и гормоны коры надпочечников у человека), витаминами (витамин D), эмульгаторами (желчные кислоты) и др.

Фосфолипиды

Основной группой структурных липидов фосфолипиды, которые в зависимости от спирта, входящего в их состав делятся на глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды. Общим признаком фосфолипидов является их амфифильность: они гидрофильную и гидрофобную части. Такое строение позволяет им образовывать в водной среде мицеллы и бислои, последние составляют основу биологических мембран.

Глицерофосфолипиды

Глицерофосфолипиды (фосфоглицеридов) — это производные фосфатидной кислоты, состоящий из глицерина, в котором первые две гидроксильные группы эстерифицированные жирными кислотами (R 1 и R 2), а третья — фосфатной кислотой. К фосфатной группы в третьем положении присоединяется радикал (Х), обычно азотсодержащий. В природных фосфоглицеридов, в первом положении чаще всего расположен остаток насыщенной жирной кислоты, а во втором — ненасыщенной.

Остатки жирных кислот неполярные, поэтому они образуют гидрофобную часть молекулы глицерофосфолипидов, так называемые гидрофобные хвостики. Фосфатная группа в нейтральной среде несет отрицательный заряд, в то время, как азотсодержащие соединения — положительный (некоторые фосфоглицеридов могут содержать также и отрицательно заряженный или нейтральный радикал), так эта часть молекулы полярная, она образует гидрофильную голову. В водном растворе фосфоглицеридов образуют мицеллы, в которых головы повернуты наружу (водной фазы), а гирофобни хвостики — внутрь.

Наиболее распространенными фосфоглицеридов, входящих в состав мембран животных и высших растений, является фосфатидилхолин (лецитин), в которых радикал Х — это остаток холина, и фосфатидилэтаноламин, содержащих остаток этаноламина. Реже встречаются фосфатидилсерин, в которых к фосфатной группы присоединена аминокислота серин.

Существуют также безазотистые глицерофосфолипиды: например фосфатидидинозитолы (радикал Х — циклический шестиатомный спирт инозитол), участвующих в клеточном сигналюванни, и кардиолипиновые — двойные фосфоглицеридов (две молекулы фосфатидной кислоты соединены фосфатом), найденные во внутренней мембране митохондрий.

К глицерофосфолипидов относятся также плазмалогены, характерным признаком строения этих веществ является то, что в них ацильный остаток у первого атома углерода присоединен НЕ Эстерн, а эфирного связью. У позвоночных животных плазмалогенамы, которые еще называют эфирного липидами, обогащенная ткань сердечной мышцы. Также к этому классу соединений принадлежит биологически активное вещество фактор активации тромбоцитов.

Сфингофосфолипиды

Сфингофосфолипиды (сфингомиелины) состоят из церамида, содержащий один остаток длинноцепочечных аминоспирта сфингозина и один остаток жирной кислоты, и гирофильного радикала, присоединенного к сфингозина фосфодиестерним связью. В качестве гирофильного радикала чаще всего выступает холин или этаноламин. Сфингомиелины встречаются в мембранах различных клеток, но богатый на них нервная ткань, особенно высокое содержание этих веществ в миелиновой оболочке аксонов, откуда и происходит их название.

Гликолипиды

Гликолипиды — это класс липидов, содержащих остатки моно- или олигосахаридов. Они могут быть как производными глицерина, так и сфингозина.

Глицерогликолипиды

Глицерогликолипиды (гликозилглицеролы) — это производные диацилглицеролив, в которых, к третьему атома углерода глицерина присоединен гликозильним связью моно- или олигосахарид. Наиболее распространенными из этого класса соединений является галактолипидов, содержащих один или два остатка галактозы. Они составляют от 70% до 80% всех липидов мембран тилакоидов, из-за чего наиболее распространенными мембранными липидами биосферы. Предполагается, что растения «заменили» фосфолипиды гликолипидами за того, что содержание фосфатов в почве часто является лимитирующим фактором, а такая замена позволяет сократить потребность в нем.

На ряду с галактолипидов в растительных мембранах встречаются также сульфолипиды, содержащих остаток сульфатированных глюкозы.

Сфингогликолипиды

Сфингогликолипиды — содержат церамид, а также один или несколько остатков сахаров. Этот класс соединений разделяют на несколько подклассов в зависимости от строения углеводного радикала:

• Цереброзиды — это сфингогликолипиды, гидрофильная часть которых представлена ​​остатком моносахарида, обычно глюкозы или галактозы. Галактоцереброзиды распространены в мембранах нейронов.
• Глобозиды — олигосахаридных производные церамидов. Вместе с цереброзидов их называют нейтральными гликолипидами, поскольку при pH 7 они незаряженные.
• Ганглиозиды — сложные с гликолипидов, их гидрофильная часть представлена ​​олигосахариды, на конце которого всегда находится один или несколько остатков N-ацетилнейраминовой (сиаловой) кислоты, поэтому они имеют кислотные свойства. Ганглиозиды наиболее распространенные в мембранах ганглионарной нейронов.

Основные функции

Подавляющее большинство липидов в живых организмах принадлежат к одной из двух групп: запасные, выполняющих функцию запасания энергии (преимущественно триацилглицеролов), и структурные, которые участвуют в построении клеточных мембран (преимущественно фосфолипиды и гилколипиды, а также холестерол). Однако функции липидов не ограничиваются только этими двумя, они также могут быть гормонами или другими сигнальными молекулами, пигментами, эмульгаторами, водоотталкивающими веществами покровов, обеспечивать термоизоляцию, изменение плавучести и тому подобное.

Запасные липиды

Почти все живые организмы запасают энергию в форме жиров. Существуют две главные причины, по которым именно эти вещества лучше всего подходят для выполнения такой функции. Во-первых, жиры содержат остатки жирных кислот, уровень окисления которых очень низкий (почти такой же, как в углеводородов нефти). Поэтому полное окисление жиров до воды и углекислого газа позволяет получить более вдвое больше энергии, чем окисление той же массы углеводов. Во-вторых, жиры гидрофобные соединения, поэтому организм, запасает энергию в такой форме, не должен нести дополнительной массы воды необходимой для гидратации, как в случае с полисахаридами, на 1 г приходится 2 г воды. Однако триглицериды это «медленнее» источник энергии чем углеводы.

Жиры запасаются в форме капель в цитоплазме клетки. У позвоночных имеющиеся специализированные клетки — адипоциты, почти целиком заполнены большим каплей жира. Также богатым ТГ являются семена многих растений. Мобилизация жиров в адипоцитах и ​​клетках семян, прорастает, происходит благодаря ферментам липазы, которые розщепелюють их к глицерина и жирных кислот.

У людей наибольшее количество жировой ткани расположена под кожей (так называемая подкожная клетчатка), особенно в районе живота и молочных желез. Лицу с легким ожирением (15-20 кг триглицеридов) таких запасов может хватить для обеспечения энергией в течение месяца, в то время как всего запасного гликогена хватит менее чем на сутки.

Жировая ткань, на ряду с энергетическим обеспечением, выполняет также и другие функции: защита внутренних органов от механических повреждений; термоизоляция, особенно важна для теплокровных животных, живущих в очень холодных условиях, таких как тюлени, пингвины, моржи; жиры также могут быть источником метаболической воды, именно с такой целью используют свои запасы триглицеридов жители пустынь: верблюды, кенгуру крысы (Dipodomys).

Структурные липиды

Все живые клетки окружены плазматическими мембранами, основным структурным элементом которых является двойной слой липидов (липидный бислой). В 1 мкм 2 биологической мембраны содержится около миллиона молекул липидов. Все липиды, входящие в состав мембран, имеют амфифильные свойства: они составляют с гирофильнои и гирофобнои частей. В водной среде такие молекулы спонтанно образуют мицеллы и бислои результате гидрофобных взаимодействий, в таких структурах полярные головы молекул возвращены наружу водной фазы, а неполярные хвосты — внутрь, такое же размещение липидов характерно для природных мембран. Наличие гидрофобного слоя очень важна для выполнения мембранами их функций, поскольку он непроницаем для ионов и полярных соединений.

Липидный бислой биологических мембран — это двумерная жидкость, то есть отдельные молекулы могут свободно передвигаться относительно друг друга. Текучесть мембран зависит от их химического состава: например, с увеличением содержания липидов, в состав которых входят полиненасыщенные жирные кислоты она увеличивается.

Основными структурными липидами, входящих в состав мембран животных клеток, является глицерофосфолипиды, в основном фосфатидилхолин и фосфатидилэтаноламин, а также холестерол, что увеличивает их непроницаемость. Отдельные ткани могут быть выборочно обогащенные другими классами мембранных липидов, например нервная ткань содержит большое количество сфингофосфолипидив, в частности сфингомиелину, а также сфингогликолипидив. В мембранах растительных клеток холестерол отсутствует, однако встречается другой стероид — эргостерол. Мембраны тилакоидов содержат большое количество галактолипидов, а также сульфолипиды.

Уникальным липидным составом характеризуются мембраны архей: они состоят из так называемых глицерин диалкил гилцерол тетраетерив (ГДГТ). Эти соединения построены из двух длинных (около 32 атомов углерода) разветвленных углеводородов, присоединенных на обоих концах к остаткам глицерина эфирного связью. Использование эфирного связи вместо Эстерн, характерного для фосфо- и гликолипидов, объясняется тем, что он более устойчив к гидролизу в условиях низких значений pH и высокой температуры, что характерно для среды, в которой обычно проживают археи. На каждом из концов ГДГТ до глицерина присоединен по одной гидрофильной группе. ГДГТ в среднем вдвое длиннее мембранные липиды бактерий и эукариот и могут пронизывать мембрану насквозь.

Регуляторные липиды

Некоторые из липидов играют активную роль в регулировании жизнедеятельности отдельных клеток и организма в целом. В частности, в липидов относятся стероидные гормоны, секретируемые половыми железами и корой надпочечников. Эти вещества переносятся кровью по всему организму и влияют на его функционирование.

Среди липидов также и вторичные посредники — вещества, которые принимают участие в передаче сигнала от гормонов или других биологически активных веществ внутри клетки. В частности фосфатидилинозитол-4,5 бифосфат (ФИ (4,5) Ф2) задействован в сигналюванни с участием G-белков, фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфат инициирует образование супрамолекулярных комплексов сигнальных белков в ответ на действие определенных внеклеточных факторов, сфинголипиды, такие как сфингомиелин и цермаид, могут регулировать активность протеинкиназы.

Производные арахидоновой кислоты — эйкозаноиды — является примером паракринных регуляторов липидной природы. В зависимости от особенностей строения эти вещества делятся на три основные группы: простагландины, тромбоксаны и лейкотриены. Они участвуют в регуляции широкого спектра физиологических функций, в частности эйкозаноиды необходимые для работы половой системы, для индукции и прохождения воспалительного процесса (в том числе обеспечение таких его аспектов как боль и повышенная температура), для свертывания крови, регуляции кровяного давления, также они могут быть задействованы в аллергических реакциях.

Другие функции

Часть витаминов, то есть веществ, необходимых для жизнедеятельности организма в небольших количествах, относятся к липидов. Их объединяют под названием жирорастворимые витамины и разделяют на четыре группы: витамин A, D, E и K. По химической природе все эти вещества являются изопреноидов. К изопреноидов также относятся и переносчики электронов убихинон и пластохинона, что является частью электронтранспортных цепей митохондрий и пластид соответственно.

Большинство изопреноидов содержащих конъюгированные двойные связи, из-за чего в их молекулах возможна делокализация электронов. Такие соединения легко возбуждаются светом, в результате чего они имеют цвет видимый человеческому глазу. Многие организмы используют изопреноиды как пигменты для поглощения света (например каротиноиды входящих в светособирающих комплексов хлоропластов), а также и для общения с особями своего или других видов (наприкалд изопреноидов зеаксантин предоставляет перьям некоторых птиц желтого цвета).

Липиды в диете человека

Среди липидов в диете человека преобладают триглицериды (нейтральные жиры), они являются богатым источником энергии, а также необходимые для всасывания жирорастворимых витаминов. Насыщенными жирными кислотами богата пища животного происхождения: мясо, молочные продукты, а также некоторые тропические растения, такие как кокосы. Ненасыщенные жирные кислоты попадают в организм человека вследствие употребления орехов, семечек, оливкового и других растительных масел. Основными источниками холестерина в рационе является мясо и органы животных, яичные желтки, молочные продукты и рыба. Однако около 85% процентов холестерина в крови синтезируется печенью.

Организация American Heart Association рекомендует употреблять липиды в количестве не более 30% от общего рациона, сократить содержание насыщенных жирных кислот в диете до 10% от всех жиров и не употреблять более 300 мг (количество, содержащееся в одном желтке) холестерола в сутки. Целью этих рекомендаций является ограничение уровня холестерина и триглицеридов в крови до 20 мг / л.

Жиры занимают высокую энергетическую ценность и играют важную роль в биосинтезе липидных структур, прежде всего мембран клеток. Жиры пищевых продуктов представлены триглицеридами и липоидного веществами. Жиры животного происхождения состоят из насыщенных жирных кислот с высокой температурой плавления. Растительные жиры содержат значительное количество полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК).

Животные жиры содержат свиное сало (90-92% жира), сливочное масло (72-82%), свинина (до 49%), колбасы (20-40% для разных сортов), сметана (20-30%), сыры (15-30%). Источниками растительных жиров является масла (99,9% жира), орехи (53-65%), овсяная крупа (6,1%), гречневая крупа (3,3%).

Незаменимые жирные кислоты

Печень играет ключевую роль в метаболизме жирных кислот, однако некоторые из них она синтезировать неспособна. Поэтому они называются незаменимыми, к таким в частности относятся ω-3 (линоленовая) и ω-6 (линолевая) полиненасични жирные кислоты, они содержатся в основном в растительных жирах. Линоленовая кислота является предшественником для синтеза двух других ω-3 кислот: ейозапентаеноевои (EPA) и докозагексаеноевои (DHA). Эти вещества необходимы для работы головного мозга, и положительно влияют на конгитивни и поведенческие функции.

Важно также соотношение ω-6 ω-3 жирных кислот в рационе: рекомендуемые пропорции лежат в пределах от 1: 1 до 4: 1. Однако исследования показывают, что большинство жителей Северной Америки употребляют в 10-30 раз больше ω-6 жирных кислот, чем ω-3. Такое питание связано с риском возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Зато «средиземноморская диета» считается значительно здоровее, она богата линоленовой и другие ω-из кислоты, источником которых являются зеленые растения (напирклад листья салата) рыба, чеснок, цели злаки, свежие овощи и фрукты. Как пищевую добавку, содержащую ω-с жирные кислоты рекомендуется употреблять рыбий жир.

Транс -ненасичени жирные кислоты

Большинство природных жиров содержат ненасыщенные жирные кислоты с двойными связями в цис -конфигурации. Если пища, богатая такие жиры, долгое время находится в контакте с воздухом, она горчит. Этот процесс связан с окислительным расщеплением двойных связей, в результате которого образуются альдегиды и карбоновые кислоты с меньшей молекулярной массой, часть из которых является летучими веществами.

Для того чтобы увеличить срок хранения и устойчивость к высоким температурам триглицеридов с ненасыщенными жирными кислотами применяют процедуру частичной гидрогенизации. Следствием этого процесса является превращение двойных связей в одинарные, однако побочным эффектом также может быть переход двойных связей с цис — в транс -конфигурации. Употребление так называемых «транс жиров» влечет повышение содержания липопротеинов низкой плотности («плохой» холестерол) и снижение содержания липопротеинов высокой плотности («хороший» холестерин) в крови, что приводит к увеличению риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, в частности коронарной недостаточности. Более того «транс жиры» способствуют воспалительным процессам.

Негативный эффект «транс жиров» проявляется при употреблении 2-7 г в сутки, такое их количество может миситись в одной порции картофеля фри жареной на частично гидрогенизированные масла. Некоторыми законодательствами запрещено использование такого масла, например в Дании, штате Филадельфия и Нью-Йорк.