Молекулярна робота

Ліпі́ди — це група органічних речовин, що входять до складу живих організмів і характеризуються нерозчинністю у воді та розчинністю в неполярних розчинниках, таких як ефір, хлороформ та бензол.[1] Це визначення об'єднує велику кількість сполук різних за хімічною природою, зокрема таких як жирні кислоти, воски, фосфоліпіди, стероїди та багато інших. Також різноманітними є і функції ліпідів у живих організмах: жири є формою запасання енергії, фосфоліпіди та стероїди входять до складу біологічних мембран, інші ліпіди, що містяться в клітинах в менших кількостях можуть бути коферментами, світлопоглинаючими пігментами, переносниками електронів, гормонами, вторинними посередниками під час внутрішньоклітинної передачі сигналу, гідрофобними «якорями», що утримують білки біля мембран, шаперонами, що сприяють фолдингу білків, емульгаторами у шлунково-кишковому тракті.

Люди та інші тварини мають  спеціальні біохімічні шляхи для  біосинтезу та розщеплення ліпідів, проте деякі з цих речовин є незамінними і мусять надходити в організм із їжею, наприклад ω-3 та ω-6 ненасичені жирні кислоти.

Ліпіди (lipos - жир, грецьк.) - це велика група різноманітних за хімічною будовою органічних речовин нерозчинних у воді і розчинних у неполярних органічних розчинниках - ефірі, хлороформі, ацетоні, бензолі і т. ін.

Біологічні функції ліпідів  визначаються їхньою будовою і фізико-хімічними  властивостями. Специфічною властивістю ліпідів є їхня здатність утворювати у водному середовищі емульсії різного ступеня дисперсності та стійкості. Ця властивість має суттєве біологічне значення. Так, від емульгування ліпідів у шлунково-кишковому тракті залежить їх розщеплення та всмоктування. У вигляді емульсії жир знаходиться в крові, лімфі і транспортується до різних органів і тканин, включаючись в обмінні процеси.

Ліпіди відіграють подвійну біологічну роль - енергетичну та структурну. При їхньому розщепленні звільнюється велика кількість енергії. Так, окислення 1 г жиру в організмі людини супроводжується утворенням 35-39 кДж енергії.

Ліпіди як пластичний матеріал, утворюючи комплекси з білками (ліпопротеїни) вуглеводами (глїколіпіди), складають основу структури клітин і тканин.

Особливо важливою є роль ліпідів у структурі мембран клітин та клітинних органел - мітохондрій, рибосом, ядра тощо.

Мембрани, як відомо, відіграють надзвичайно важливу роль у структурі, обміні та функціях клітини.

У кожному типі мембран  внутрішня частина являє собою  бімолекулярний шар ліпідів, на якому  з внутрішньої і зовнішньої сторін розташовані білки, немовби вбудовані  з двох боків у ліпідний прошарок. Тому мембрани і вважають багатошаровими або ламелярними структурами. Окрім того, відкладаючись у значних кількостях у підшкірній жировій клітковині, жир відіграє роль термоізолятора, запобігаючи втраті організмом тепла, а також виконує механічну функцію, уберігаючи організм від травмування.

Високий вміст ліпідів у клітинах нервової тканини й особливо головного мозку свідчить про їхню важливу роль у формуванні структури і функцій нервової системи.

Як складні ефіри спиртів  та вищих жирних кислот, ліпіди є найважливішим джерелом ендогенної води, яка утворюється під час їхнього окислення, тому що з усіх органічних сполук ліпіди містять найбільшу кількість атомів водню.

Ліпіди і продукти їхнього  обміну утворюють велику групу біологічно активних сполук, які впливають на метаболізм і структуру клітин і  організму в цілому. Це чоловічі й жіночі статеві гормони, гормони кори надниркових залоз (кортикостероїди), простагландини, жовчні кислоти й жиророзчинні вітаміни -А, D, K, I E.

 

Функція Характеристика функції Ліпіди, котрі здійснюють, функцію

Емульгую-ча Амфіфільні  ліпіди  є мульгаторами. Розміщуючись   на поверхні фаз масло-вода, стабілізують    емульсії    і перешкоджають  їх розшаруванню Фосфогліцериди, жовчні кислоти   є емульгаторами для ацилгліцеринів  у кишечнику. У крові фосфогліцериди  ста¬білізують розчинність холестерину

Енергетик-на При    розщепленні    1    г ліпідів   виділяється   39,1 кДж   енергії.   Це   більше ніж під час окислення 1 г вуглеводів і білків разом узятих Ацилгліцерини, вільні жирні кислити

Структурна Ліпіди входять до складу білково-лІпідного  бішару клітинних мембран і суб-целюлярних утворень Фосфоліпіди (фосфогліцерин-дисфінгомієліни), холестерин та його ефіри

Механічна Ліпіди  сполучної тканини, яка утворює капсули  внутрішніх органів, і підшкірної жирової  тканини, захищають органи  від зовнішніх пошкоджень Триацилгліцерини

Теплоізолююча Ліпіди  підшкірної жирової   клітковини зберігають тепло завдяки їх низькій теп-лопровідності Триацилгліцерини

Транспор-тна Беруть участь у транспорті речовин (на-приклад,  катіонів) через  ліпідний  шар біомембран,  переносять ліпіди з кишеч-ника в кров, утворюючи холеїнові комплекси Фосфоліпіди. жовчні

кислоти

Електроі-золююча Є своєрідним електроізолюючим матеріа-лом  у мієлінових оболонках клітин Сфінгомієліни,

глікосфінголіпіди

Розчинююча Деякі ліпіди є розчинниками для інших ліпідних речовин Жовчні кислоти розчинники вітамінів у кишечнику

Гормональ-на Усі  стероїдні  гормони, які виконують різноманітні специфічні функції Стероїди,  ізопреноїди,

похідні есенціальних жирних кислот (олеїнова, лінолева,  ліноленова арахідонова)

Вітамінна Усі жиророзчинні вітаміни  (А,  Д,  Е,  К)  і вітаміноподібні речовини (Р,убіхінон  або кофермент 0) Стероїди, ізопреноїди, похідні есенціальних жирних кислот (олеїнова, лінолева, ліноленова арахідонова)

 

2. Класифікація ліпідів

 

Існують три основні класифікації ліпідів; біологічна, або фізіологічна, фізико хімічна і структурна.

Біологічна класифікація. Відповідно до цієї класифікації ліпіди поділяють на резервні і структурні. Резервні ліпіди у великих кількостях депонуються в підшкірній жировій  тканині, сальниках внутрішніх органів  і в інших жирових депо. Загальна кількість резервних ліпідів у більшості людей становить 10-15% маси тіл Однак кількість резервних ліпідів може значно змінюватися залежно під режиму харчування, інтенсивності фізичного навантаження, стану організму та інших причин. При ожирінні кількість жиру може досягати 25-35%, а іноді навіть 50% маси тіла.

Резервні ліпіди за своєю  хімічною структурою належать, головним чином, до ацилгліцеринів і в значних кількостях використовуються для енергетичних потреб організму.

Структурні ліпіди не мають такої енергетичної цінності, як резервні ліпіди. Це переважно складні ліпіди, і у вигляді ліпопротеїнів вони складають основу клітинних структур і субклітинних утворень.

Фізико-хімічна класифікація враховує ступінь полярності ліпідів. За цією ознакою ліпіди поділяються на нейтральні, або неполярні, і полярні До першого типу належать ліпіди, які не мають заряду, а до другого - ліпіди, які несуть заряд і мають виразні полярні властивості, наприклад фосфоліпіди, жирні кислоти.

Деякі ліпіди мають певні структурні особливості, які зумовлюють їх важливі біологічні властивості. У більшості випадків вони представлені іонними або полярними похідними вуглеводнів і належать до класу речовин, які називаються амфіфтами.

Амфіфіли (спорідненість) містять  полярні або іонні гідрофільні  групи, а також гідрофобні неполярні  вуглеводневі групи. Властивості амфіфілів значною мірою визначаються природою цих груп. Так, наприклад нейтральні жири відзначаються низькою полярністю і я мають дуже малу спорідненість з водою. Інші ліпіди," такі як фосфогліцериди і сфінголіпіди, більш полярні; внаслідок виразних амфіфільних властивостей вони входять до складу основних структурних компонентів різних біологічних мембран. Ці фізико-хімічні особливості різних ліпідів зумовлюють їх різноманітні біологічні функції.

Структурна класифікація - це найскладніша класифікація, яка  ґрунтується на хімічній будові ліпідів. Відповідно до цієї класифікації ліпіди поділяються на три великі групи: прості, складні та похідні ліпідів.

 

 

Класифікація ліпідів

ЛІПІДИ

Попередники і похідні  ліпідів (жирні кислоти, гліцерол, стероїди, альдегіди жирних кислот і кетонові тіла,

вуглеводи і, жиророзчиннівітаміни і гормони)

 

Прості ліпіди - у хімічному відношенні є складними ефірами різних спиртів та жирних кислот. Залежно від спиртового компонента вони діляться на такі

підгрупи:

1. Нейтральні жири або гліцериди (ацилгліцерини) - складні ефіри

трьохатомного спирту гліцерину  та вищих жирних кислот.

2. Стерини і стериди. Стерини - одноатомні циклічні спирти. Стериди -

складні ефіри одноатомних  циклічних спиртів і вищих  жирних кислот.

3. Воски - складні ефіри  вищих одноатомних спиртні і  вищих жирних кислот.

Складні ліпіди - це також  ефіри вищих жирних кислот і спиртів, але на відміну від простих  ліпідів, вони мають у своїй структурі  ряд інших компонентів (азотисті сполуки, залишки фосфорної або  сірчаної кислот, вуглеводи тощо). До складних ліпідів відносяться:

1. Фосфоліпіди (фосфатиди) - складні ефіри спиртів (гліцерину або сфінгозину) і жирних кислот. Окрім того, до їх складу входять залишки фосфорної кислоти і азотисті сполуки (холін, серин).

2. Гліколіпіди - складні ефіри аміноспирту сфінгозину та жирних кислот, зв'язані з вуглеводами (глюкоза, галактоза). Деякі з гліколіпідів містять нейрамінову кислоту і галактозамін.

Сульфоліпіди - подібні, до гліколіпідів, але мають у своєму складі залишок сірчаної кислоти.

Похідні ліпідів. Ця група речовин включає різноманітні сполуки, котрі близькі до ліпідів за будовою і фізико-хімічними властивостями.

До них належать такі речовини, як насичені і ненасичені жирні кислоти, моно- і диацилгліцерини, вищі спирти, а також каротини, жиророзчинні вітаміни (А, Д, Е, К) та ін.