Lipidele sunt. Compoziția lipidică

LIPIDE

Lipidele (din cuvântul grecesc „lipos” - grăsime) includ un grup mare și divers de compuși organici, dintre care majoritatea sunt formați ca esteri cu participarea acizilor carboxilici și alcoolilor care conțin radicali hidrocarburi cu lanț lung. Lipidele se caracterizează prin solubilitate scăzută în apă și solubilitate ridicată în solvenți organici nepolari (eter, benzen etc.). În cele mai multe cazuri, lipidele sunt de origine vegetală sau animală, dar uneori sunt obținute pe cale sintetică.

În organismele vii, lipidele îndeplinesc o serie de funcții importante. Astfel, descompunerea oxidativă a triacilglicerolilor (grăsimilor) oferă organismului uman și animal energia necesară desfășurării altor procese vitale. În plus, acumulările de grăsime joacă un rol protector important: protejează organele și țesuturile de deteriorarea mecanică și servesc ca material de economisire a căldurii și de izolare electrică. Fosfolipidele și sfingolipidele fac parte din membranele celulare și determină permeabilitatea acestora la ioni, neelectroliți și apă. Cerebrozidele și gangliozidele sunt implicate în procesele de recunoaștere a semnalelor chimice și de aducere a acestora către efectorii intracelulari, adică. îndeplinesc un rol de receptor-mediator. Lipidele au și o funcție de reglare-semnalizare, îndeplinită în principal de alcoolii lipidici (steroizi). Numeroase studii au arătat că există o relație strânsă între tulburările metabolismului lipidic și multe boli (de exemplu, bolile cardiovasculare).

Evaluând rolul lipidelor în organismul uman, trebuie remarcat că pentru creșterea și funcționarea normală este nevoie de vitamine liposolubile și acizi nesaturați. Numai acest factor face din lipide o componentă esențială a alimentelor.

In plus, alaturi de lipide, fractiunea lipidica contine o serie de substante cu activitate biologica ridicata. Acestea includ hormoni steroizi, prostaglandine, coenzime și vitamine liposolubile. Ele sunt unite sub denumirea generală de bioreglatori ai lipidelor cu molecularitate scăzută.

Astfel, studiul structurii și proprietăților lipidelor este o etapă importantă în studiul proceselor biochimice.

1. Structura generală a lipidelor.

De compoziție chimică lipidele sunt foarte diverse. Ele pot conține reziduuri de alcooli, acizi carboxilici (saturați și nesaturați), acid fosforic, baze azotate și carbohidrați.

În ciuda întregii diversități, în general, lipidele sunt construite după un singur principiu și constau din trei fragmente: unități hidrofobe, hidrofile și de legătură. Partea hidrofobă este reprezentată de fragmente de hidrocarburi ale acizilor carboxilici. Partea hidrofilă poate include reziduuri de acid fosforic (fosfolipide), baze azotate (fosfatide) sau carbohidrați (cerebrozide, gangliozide). Rolul legăturii de legătură este îndeplinit de obicei de grupări ester sau amidă. Astfel, lipidele au grade diferite de bifilicitate, adică afinitate pentru fazele polare și nepolare. Natura acestei afinități este determinată de raportul dintre părțile hidrofile și hidrofobe ale lipidei. Astfel, triacilgliceridele, care practic nu au parte hidrofilă, sunt concentrate predominant în faza anhidră. Fosfolipidele și fosfatidele conțin un număr mai mare de grupări hidrofile, drept urmare își îndeplinesc funcțiile la limita de fază. Astfel, pe suprafața celulelor formează un dublu strat lipidic de aproximativ 5 nm grosime, în care părțile hidrofobe sunt orientate spre interior, iar părțile hidrofile sunt îndreptate către faza apoasă. Acest strat reglează echilibrul apei și metabolismul în celule.

Schematic, structura lipidelor poate fi reprezentată după cum urmează:

Orez. 1. Structura generală a lipidelor.

2. Componentele structurale ale lipidelor.

2.1. Acizi carboxilici.

Analiza chimică a arătat că lipidele conțin numeroși acizi carboxilici din seria saturată și nesaturată. Acești acizi sunt acizi monocarboxilici, conțin un lanț hidrocarburic de structură predominant normală (neramificată) cu un număr par de atomi de carbon și pot conține alte grupări funcționale, de exemplu,  OH. Excepție fac acidul izovaleric și unii acizi ciclici, care se găsesc în lipide destul de rare. Uneori sunt numiți acizi alifatici naturali și sintetici "gras"și lanț lung (de la C 15 și mai sus) - "superior". Aproximativ 70 de acizi grași sunt prezenți în țesuturile umane și animale, dar nu mai mult de 20 au semnificație biologică.

2.1.1. Acizi carboxilici saturati.

Acizii saturați importanți fiziologic sunt: ​​caproic (C 6), caprilic (C 8), capric (C 10), lauric (C 12), miristic (C 14), palmitic (C 16), stearic (C 18), arahidic ( C 20), acid behenic (C 22) și acid lignoceric (C 24). Structura și denumirile celor mai comuni acizi grași sunt prezentate în tabel. 1.

În ciuda varietății mari de acizi grași, lipidele conțin în principal acizi care conțin 16, 18, 20 și 22 de atomi de carbon, de exemplu. superior. Cele mai frecvente sunt acizii palmitic și stearic, care se găsesc în grăsimile solide și unele solide. uleiuri vegetale(ulei de palmier, unt de cacao). În uleiurile vegetale lichide sunt conținute în cantități semnificativ mai mici, acidul palmitic fiind cel dominant. Untul conține acizi carboxilici care au un inel ciclohexan în radicalul de hidrocarbură.

Acizii grași cu greutate moleculară mică sunt mai puțin obișnuiți, dar importanța lor biologică nu trebuie subestimată. Astfel, acizii C4-C10 fac parte din lipidele din lapte.

Tabelul 1. Cei mai importanți acizi grași izolați din lipidele naturale.

Denumiri de acizi

Formulă

Banal

Sistematic

Nailon

hexan

CH 3  (CH 2) 4  COOH

caprilic

Octan

CH 3  (CH2) 6  COOH

Pelargon

Nonanova

CH 3  (CH2) 7  COOH

Kaprinovaia

Deanului

CH 3  (CH2) 8  COOH

Lauric

Dodecan

CH 3  (CH2) 10  COOH

miristic

tetradecan

CH 3  (CH2) 12  COOH

Palmitic

hexadecan

CH 3  (CH2)14  COOH

Margarină

Heptadecanic

CH 3  (CH2) 15  COOH

Stearic

Octadecan

CH 3  (CH2) 16  COOH

Arachinova

Eicosan

CH 3  (CH2) 18  COOH

Begenovaya

Docosanova

CH 3  (CH2) 20  COOH

2.1.2. Acizi carboxilici nesaturați.

Acizii nesaturați se găsesc în lipide mai des decât cei saturati. Numărul de atomi de carbon din acizii nesaturați ai lipidelor variază, dar predomină acizii cu 18 și 20 de atomi de carbon. Legătura dublă cea mai apropiată de gruparea carboxil este de obicei între atomii 9 și 10. În acizii polienoici, legăturile duble sunt separate între ele printr-o grupare metilen. Prezența unei duble legături împiedică rotația liberă a substituenților, ceea ce duce la existența izomerilor geometrici (cis- și trans-) în acizii nesaturați. În lipidele naturale, acizii nesaturați (mono- și polienoici) sunt aproape întotdeauna conținuti în configurația cis. Acest lucru se explică prin faptul că configurația cis promovează o împachetare mai densă a lanțurilor de hidrocarburi în timpul formării stratului lipidic al membranelor celulare. Acizii care conțin legături triple în radical sunt destul de rari.

Acizii nesaturați care alcătuiesc lipidele sunt dați în tabel. 2.

Tabelul 2. Principalii acizi nesaturați ai lipidelor.

Denumiri de acizi

Simbol *

Formulă

Banal

Sistematic

Monoen

palmito-leic

cis-hexadecen-9-ova

16: 1

oleic

cis-octadecen-9-oic

18: 1

cis-voccenic

cis-octadecen-11-oic

18: 1

Ricinoleic

12-hidroxi-cis-octadecen-11-oic

18: 1

Polienă

linoleic

cis, cis-octadecadienă-

9,12-ova

18: 2

α-linolenic

cis, cis, cis-octa-decatriene-9,12,15-ova

18: 3

-linolenic

cis, cis, cis-octa-decatriene-6,9,12-ova

18: 3

arahidonic

cis, cis, cis, cis-eiko-zatetraen-5,8,11,14-ova

20: 4

timiodonic

cis, cis, cis, cis, cis-eicosapentaene-5,8,11,14,17-ova

20: 5

* Primul număr indică numărul total de atomi de carbon din lanț, al doilea număr indică numărul de legături duble.

Dintre toți acizii nesaturați conținuti în lipidele naturale, acidul oleic este cel mai frecvent. În multe lipide conținutul său depășește 50%. Acizii linoleic și linolenic sunt, de asemenea, răspândiți: se găsesc în cantități vizibile în uleiurile vegetale și sunt esențiali pentru organismele animale. Cânepă și uleiurile vegetale sunt deosebit de bogate în ele. În primul predomină acidul linoleic, în al doilea predomină acidul linolenic. Uleiurile de floarea soarelui, porumb și bumbac sunt surse abundente de acid linoleic, dar nu conțin acid linolenic. ÎN ulei de cocos, dimpotrivă, nu există acid linoleic.

2.2. Alcoolii.

Lipidele includ, de asemenea, mono-, di- și polialcooli. Acești alcooli pot fi fie saturați, fie nesaturați, dar, în general, conțin un fragment de hidrocarbură cu catenă liniară și un număr par de atomi de carbon.

2.2.1. Alcooli monohidroxilici.

Alcoolii monohidroxilici izolați din lipide conțin un radical limitator cu lanț lung și conțin o grupare hidroxil în poziția 1. Astfel de alcooli sunt numiți „superiori”. Unele dintre ele sunt date în tabel. 3.

Tabelul 3. Alcoolii incluși în lipide.

Nume

Numărul de atomi de carbon

Formulă

Banal

Sistematic

decanol-1

C10H21OH

undecanol-1

C11H23OH

lauridină

dodecanol-1

C12H25OH

miristic

tetradecanol-1

C14H29OH

cetil

hexadecanol-1

C16H33OH

stearil

octadecanol-1

C18H37OH

eicosanol-1

C20H41OH

ceril

hexacosanol-1

C26H53OH

melissil

triacontanol-1

C30H61OH

miricil

gentriacontanol-1

C31H63OH

Lipidele naturale includ cel mai adesea alcoolii cetilici, stearilici, melisil și miricil. Cerurile sunt cele mai bogate în alcooli superiori.

2.2.2. Alcooli polihidroxilici.

Cele mai multe lipide naturale sunt clasificate ca glicerolipide, adică sunt derivați ai alcoolului trihidroxilic - glicerol:

Lipidele naturale pot include și alți polioli lineari (etilenglicol, propandioli, butandioli) și ciclici (inozitol).

În plus față de poliolii remarcați, lipidele pot conține aminoalcooli care diferă în lungimea, structura și gradul de nesaturare a lanțului de hidrocarburi. Cel mai faimos dintre acești aminoalcooli este sfingozina - un alcool dihidric nesaturat cu o lungime a lanțului de C 18 și analogul său saturat - sfinganina. În sfingozină, substituenții de la legătura dublă ocupă configurația trans, iar atomii asimetrici C-2 și C-3 (*) ocupă configurația D:

2.3. Acizi fosforici și alchilfosfonici.

Reziduurile acestor acizi fac parte din fosfolipide și fosfonolipide:

2.4. Baze azotate.

Exemple de baze azotate găsite în unele lipide sunt aminoalcoolii și α-aminoacizii:

2-aminoetanol (colamină)

trimetil-2-hidroxietilamoniu (colină)

Acid 2-amino-3-hidroxipropanoic (serină)

2.5. Carbohidrați.

Componente Unele lipide (glicolipide) sunt monozaharide:

sau oligozaharide.

3. Clasificarea lipidelor

Materialul prezentat arată că lipidele reprezintă o gamă foarte diversă de compuși, inclusiv fragmente aparținând diferitelor clase de substanțe organice și anorganice. Acest lucru complică în mod semnificativ crearea unei clasificări unificate a lipidelor. În prezent, lipidele sunt clasificate după diverse criterii, dar niciuna dintre clasificările propuse nu este exhaustivă.

Cea mai comună clasificare a lipidelor se bazează pe relația lor cu hidroliza acidă (sau alcalină). Hidroliza alcalină la o legătură ester este de asemenea numită saponificare, prin urmare lipidele care suferă hidroliză se numesc saponificat, și care nu sunt expuse - insaponificabil. Majoritatea lipidelor sunt saponificabile grupul insaponificabil include un grup mic, dar divers de lipide (terpene, steroizi).

Lipidele sunt, de asemenea, împărțite în simpluȘi complex. Lipidele simple sunt cele care conțin doar atomi de carbon, hidrogen și oxigen.

3.1. Lipide simple saponificabile.

Hidroliza lipidelor simple saponificabile duce la formarea numai a acizilor carboxilici (sau a sărurilor acestora) și a alcoolilor. Lipidele simple saponificabile includ ceară, și grăsimiȘi uleiuri.

3.1.1. Ceară.

Ceară - sunt esteri ai acizilor grași superiori și ai alcoolilor monohidroxilici superiori. Cel mai adesea aceștia sunt esteri ai acidului palmitic, în care reziduuri de cetil, ceril, melisilic și miricil și, mai rar, alți alcooli monohidroxilici saturați pot fi prezente ca componentă alcoolică.

Cerurile sunt de origine vegetală sau animală. Cele mai cunoscute ceară de origine animală sunt ceara de albine, spermaceti și lanolină, ale căror componente principale sunt enumerate mai jos:

Ceară de albine

ester miricil al acidului palmitic

Spermaceti

ester cetilic al acidului palmitic

Lanolină

Spermaceti este izolat din grăsimea de spermaceti conținută în cavitățile craniului cașalotului. Lanolina (grăsimea de lână) se obține prin spălarea lânii de oaie în fabricile de spălat lână.

Dintre ceara de plante, cele mai cunoscute sunt ceara de carnauba (palmier brazilian) si ceara de palmier (palmier de ceara).

3.1.2. Triacilgliceroli.

Triacilglicerolii sunt esteri ai glicerolului și ai acizilor carboxilici. Formula generală a triacilglicerolilor:

Unde R1, R2, R3 sunt fragmente de hidrocarburi ale acizilor carboxilici.

Practic, triacilglicerolii conțin reziduuri de acizi superi saturați și nesaturați. Se numesc triacilgliceroli ale căror reziduuri acide sunt identice simplu. Cei mai mulți triacilgliceroli care se găsesc în mod natural sunt amestecat, adică includ reziduuri de diverși acizi. Punctul de topire al triacilglicerolilor crește pe măsură ce numărul și lungimea reziduurilor de acizi grași saturati crește și scade pe măsură ce acestea se scurtează și crește conținutul de reziduuri de acizi nesaturați.

Triacilglicerele bogate în reziduuri acide saturate se numesc grăsimi. Sunt de obicei de origine animală și sunt solide la temperatura camerei. Astfel, grăsimea de porc (untură) conține în principal reziduuri de acizi palmitic, stearic și oleic.

Triacilglicerolii care conțin predominant reziduuri acide nesaturate se numesc uleiuri. Uleiurile sunt de obicei lichide și de origine vegetală. Există și uleiuri solide: de exemplu, ulei de vacă (unt), unt de cacao sau ulei de palmier.

Nomenclatura triacilglicerolilor

Conform nomenclaturii de substituție IUPAC, triacilglicerolii sunt numiți derivați de glicerol în care atomii de hidrogen ai grupărilor OH sunt înlocuiți cu resturi acil ale acizilor grași superiori (R  CO). Denumirile acestor reziduuri sunt compuse astfel: numele acidului este rădăcina cuvântului cu adăugarea sufixului –ulei. Reziduurile acide sunt enumerate în ordine alfabetică, indicând poziția lor la un anumit atom de carbon de glicerol. Mai jos sunt exemple de nume ale diverșilor triacilgliceroli:

Trei- O-stearoilglicerol

3-O-oleoil-2-palmitoil-1-stearoilglicerol

3.2. Lipide complexe saponificabile.

Lipidele complexe saponificabile sunt reprezentate în principal de fosfolipideȘi fosfonolipide. Acești compuși includ resturi de acid fosforic și respectiv alchilfosfonic.

Fosfonolipidele au următoarea compoziție:

Unde X  NH 3 + , CH 3 NH 2 + , NH (CH 3) 2 + , N (CH 3) 3 + și se găsesc la nevertebratele marine, precum și la unele microorganisme și animale inferioare.

Fosfolipidele sunt mai frecvente, care, la rândul lor, sunt împărțite în glicerolfosfolipide, sfingolipideȘi glicolipidele.

3.2.1. Glicerofosfolipide.

Fragmentul structural de bază al tuturor glicerofosfolipidelor este glicero-3-fosfatul, care conține un atom de carbon asimetric și poate exista sub formă de doi stereoizomeri -
D și L. Produșii esterificării glicerofosfatului la ambele grupări hidroxil cu acizi carboxilici se numesc acizi fosfatidici:

L-glicero-3-fosfat

acizi L-fosfatidici

3.2.1.1. Fosfatide.

Fosfatidele sunt derivați esteri ai acizilor L-fosfatidici. De regulă, în fosfatidele naturale, în poziția „1” a fragmentului de glicerol există un reziduu de acid saturat, în poziția „2” există un acid nesaturat, iar una dintre grupările hidroxil ale acidului fosforic este esterificată cu un alcool polihidric sau aminoalcool:

unde CH 3  (CH 2 ) n  CO reziduu de acid carboxilic saturat;

R CH = CH (CH 2 ) n  CO reziduu acid nesaturat;

X este reziduul unui aminoalcool sau al unui alcool polihidroxilic.

În funcție de structura aminoalcoolului, fosfatidele sunt împărțite în fosfatidilcoline, fosfatidiletanolamineȘi fosfatidilserine.

Fosfatide

Alcool amino

Formulă

Fosfatidil-coline

(Lecitine)

Kholin

Fosfatidil etanolamine

(Colamină-cefaline)

Etanolamină

Fosfatidil serine

(Serine-cephalinae)

Serin

3.2.1.2. FosfatidilgliceroliȘi fosfatidilinozitolilor.

Una dintre grupările hidroxil ale acidului fosforic poate fi de asemenea esterificată cu un alcool polihidroxilic. În funcție de natura alcoolului polihidroxilic, fosfatidele sunt împărțite în fosfatidilgliceroliȘi fosfatidilinozitolilor.

Fosfatide

Alcool

Formulă

Fosfatidil gliceroli

glicerol

Fosfatidil-inozitoli

inozitol

Fosfatidilinozitolii se găsesc la aproape toate animalele, într-un număr de țesuturi vegetale și în microorganisme.

Fosfatidilglicerolii sunt cele mai comune fosfolipide în bacterii.

3.2.1.3. Alcoxilipide și plasmogeni.

Pe lângă lipidele care conțin acil, compoziția membranelor celulare include glicerofosfolipide, în care atomul de carbon C-1 al fragmentului de glicerol este legat printr-o legătură eterică fie la un radical alchil, fie la un radical alchenic - reziduul unui vinil cu lanț lung. alcool. Astfel de glicerofosfolipide sunt împărțite în alcoxilipideȘi plasmogeni.

Alcoxilipide

1-O-alchil-2-O-acilglicerofosfoetanolamină

Plasmogeni

1-O-(alchen-1-il)-O-acilglicerofosfoetanolamină

Plasmogenii sunt lipide aldehidogene, deoarece, ca urmare a hidrolizei lor într-un mediu acid, se formează aldehide grase superioare (plasmale).

Plasmogenii au fost izolați din țesuturile și organele tuturor organismelor animale. Sunt prezente în cantități destul de mari în țesuturile și organele umane. Conținutul lor este vizibil în special în țesutul nervos, creier, mușchiul inimii și glandele suprarenale.

Plantele și microorganismele conțin plasmogeni într-o măsură mai mică.

3.2.2. Sfingolipide.

Sfingolipidele sunt analogi structurali ai glicerofosfolipidelor, care în loc de glicerol conțin un aminoalcool dihidric nesaturat - sfingozină (vezi 2.2.2.).

3.2.2.1. Ceramide.

Ceramide  aceștia sunt derivați N-acilati ai sfingozinei. Structura generală a ceramidelor este următoarea:

Ceramidele se găsesc în natură atât sub formă liberă (în lipidele ficatului, splinei, eritrocite), cât și ca parte a sfingolipidelor.

3.2.2.2. Sfingomieline.

Alte sfingolipide pot fi, de asemenea, considerate ca derivați ai ceramidelor. Grupul principal de sfingolipide este format din sfingomieline derivaţi ai ceramidelor, în care gruparea hidroxil primară a ceramidei este esterificată cu acid fosforic conţinând un rest de colină.

Structura generală a sfingomielinelor poate fi reprezentată după cum urmează:

Unde R  CO  reziduuri de acid palmitic, stearic, lignoceric sau nervonic.

Sfingolipidele se găsesc în membranele celulelor microorganismelor, plantelor, virusurilor, insectelor, peștilor și animalelor superioare.

3.2.3. Glicolipidele.

Glicolipidele constau din fragmente de lipide și carbohidrați. Cel mai comun glicozil digliceride(derivați de glicerol) și glicosfingolipide(derivați de sfingozină).

Digliceridele glicozil au următoarea structură:

Unde X este un rest mono-, di- sau oligozaharidă.

Partea de carbohidrați a glicozil digliceridelor include de obicei dizaharide care conțin reziduuri de glucoză, galactoză și manoză. Aceste lipide fac parte din cloroplastele vegetale și sunt implicate în procesul de fotosinteză.

Cele mai comune glicosfingolipide sunt cerebrozideȘi gangliozide.

Structura generală a cerebrozidelor poate fi reprezentată după cum urmează:

Pe lângă sfingozină, conțin acizi superiori (cerebronic, nervonic, lignoceric), precum și reziduuri de hexoză - glucoză sau galactoză. Cerebrozidele se găsesc în principal în tecile de miele și membranele celulelor nervoase din creier.

Gangliozidele sunt similare ca structură cu cele cerebrozide, dar au o compoziție mai complexă și mai diversă. În plus față de componentele enumerate, acestea conțin acid neuraminic și heteropolizaharide:

Substanța cenușie a creierului este cea mai bogată în gangliozide.

Clasificarea lipidelor saponificate este prezentată în Anexa 1, iar câteva exemple sunt prezentate în Anexa 2.

3.3. Lipide nesaponificabile.

Lipidele nesaponificabile includ lipide care, la hidroliză, nu formează acizi carboxilici sau sărurile acestora. Fracția lipidică nesaponificabilă conține substanțe de două tipuri principale: steroiziȘi terpenele. Primele predomină în lipidele de origine animală, cele din urmă în lipidele vegetale. De exemplu, uleiurile esențiale de plante sunt bogate în terpene: mușcate, trandafiri, lavandă etc., precum și rășina arborilor de conifere.

3.3.1. Terpenele.

Acest nume include hidrocarburile al căror schelet de carbon este construit din două sau mai multe unități izopren
(2-metilbutadien-1,3):

și derivații acestora - alcooli, aldehide și cetone.

Formula generală a hidrocarburilor terpenice este (C 5 H 8) n. Ele pot avea o structură ciclică sau aciclică și pot fi atât limitative, cât și nelimitative.

Baza multor terpene este scualenă C30H50:

Exemple de terpene aciclice substituite sunt alcoolul geraniol:

și produsul oxidării sale ușoare muşcate:

Majoritatea terpenelor ciclice sunt mono- și biciclice. Cele mai frecvente sunt:

Derivatul funcțional al mentanului este mentol, care este conținut în uleiul esențial de mentă:

Are efect antiseptic și calmant și face parte, de asemenea, din validol și unguente folosite pentru răceala comună.

Un exemplu de terpenă monociclică nesaturată este limonen:

Se găsește în ulei de lămâie și terebentină.

Când limonenul este redus, se obține mentan, iar în urma hidrolizei acide se obține alcool dihidroxilic. terpin, care este folosit ca expectorant:

Un grup special de terpene sunt carotenoide. Unele dintre ele sunt vitamine sau precursorii lor. Cel mai faimos reprezentant al acestui grup este caroten, se găsește în cantități mari în morcovi. Cei trei izomeri ai săi sunt cunoscuți:
-, - și -caroten. Sunt precursori ai vitaminei A.

3.3.2. Steroizi.

Steroizii sunt distribuiți pe scară largă în natură și îndeplinesc o varietate de funcții în sistemele biologice. Baza structurii lor este steranul, ale cărui părți sunt trei inele ciclohexan (denumite A, B și C) și un ciclopentan (D):

Structura generală a steroizilor poate fi reprezentată după cum urmează:

Fragmentele caracteristice ale steroizilor sunt grupările metil (C-18 și C-19), radicalul hidrocarburic R la C-17 și gruparea funcțională X la C-3 ( OH,  OR etc.).

Se numesc steroizi în care radicalul de hidrocarbură de la C-17 conține 8 atomi de carbon steroli. Cel mai faimos reprezentant al sterolilor este colesterolul:

3.3.3. Bioregulatori cu greutate moleculară mică de natură lipidică.

3.3.3.1. Vitamine.

Vitaminele sunt compuși organici cu molecul scăzut de diferite naturi, necesari pentru implementarea unor procese biochimice și fiziologice importante. Organismul uman și animal nu este capabil să sintetizeze majoritatea vitaminelor, așa că trebuie să le primească din exterior.

Sunt cunoscute aproximativ 20 de vitamine. Ele sunt împărțite în solubil în apăȘi solubil în grăsime.

Vitaminele solubile în apă includ vitamine din grupa B (tiamină (B 1), riboflavină (B 2), cobalamină (B 12), etc.), C (acid ascorbic), PP (nicotinamidă, acid nicotinic) și altele.

Vitaminele liposolubile sunt A (retinol), D (calciferol), E (tocoferol) și K (filochinonă).

Formulele de vitamine sunt prezentate în Anexa 3.

3.3.3.2. Prostaglandine.

Prostaglandinele pot fi considerate ca derivați ai acidului prostanic, care nu există în natură:

Scheletul acidului prostanic din prostaglandine poate include una sau mai multe legături duble și poate conține, de asemenea, grupări funcționale: hidroxil sau carbonil (vezi Anexa 4).

Pe baza materialului prezentat, putem concluziona că lipidele nu sunt o clasă de compuși organici, ci diferite grupe de substanțe unite prin una sau mai multe funcții biologice. De exemplu, fosfolipidele îndeplinesc o funcție de membrană în cooperare cu colesterolul, iar glicolipidele joacă un rol mediator al receptorilor împreună cu prostaglandinele.

4. Biosinteza lipidelor și a componentelor acestora.

Lipidele în sine și unele dintre componentele lor structurale intră în corpul uman în principal cu alimente. Dacă există o aprovizionare insuficientă cu lipide din exterior, organismul este capabil să elimine parțial deficiența componentelor lipidice prin biosinteza acestora. Astfel, unii acizi saturați pot fi sintetizați în organism pe cale enzimatică. Diagrama de mai jos reflectă rezumatul procesului de formare a acidului palmitic din acid acetic:

CH3COOH + 7HOOC  CH 2  COOH + 28[H]

C15H31COOH + 7C02 + 14H2O

Acest proces se realizează folosind coenzima A, care transformă acizii în tioesteri și activează participarea acestora la reacțiile de substituție nucleofilă:

Mecanismul acestui proces este descris mai detaliat în Anexa 5.

Unii acizi nesaturați (de exemplu, oleic și palmitoleic) pot fi sintetizați în corpul uman prin dehidrogenarea acizilor saturați. Acizi linoleic și linolenic nesintetizatîn corpul uman și vin numai din exterior. Sursa principală a acestor acizi sunt alimentele vegetale. Acidul linoleic servește ca sursă pentru biosinteza acidului arahidonic.

Este unul dintre cei mai importanți acizi care formează fosfolipidele.

De asemenea, organismul are nevoie de alcooli pentru a construi fosfolipide. Unele dintre ele, de exemplu, colină și inozitol, corpul uman este capabil să sintetizeze în cantități semnificative.

Triacilglicerolii și acizii fosfatidici sunt sintetizați pe bază de glicero-3-fosfat, care se formează din glicerol prin transesterificare cu ATP. Apoi, glicero-3-fosfatul reacționează cu două molecule de acil-CoA pentru a forma acizi fosfatidici, care apoi, sub acțiunea enzimei fosfatazei, scindează reziduul de fosfat. Diglicerida eliberată reacţionează cu o a treia moleculă de acil-CoA pentru a forma o trigliceridă. Biosinteza triacil-glicerolilor este prezentată în Schema 1.

Din cantitatea totală de colesterol* conținută în organism, doar 20% provine din alimente. Cantitatea principală de colesterol este sintetizată în organism cu participarea coenzimei acetil-CoA.

Schema 1. Biosinteza triacilglicerolilor.

* Contrar credinței populare, colesterolul nu este „inamicul rasei umane”, ci servește drept bază pentru sinteza hormonilor steroizi. În general, colesterolul este un metabolit destul de important și moderat inofensiv care joacă un rol important în asigurarea funcției de barieră a membranelor celulare. În plus, protejează membranele celulare de defectarea electrică și previne autooxidarea lipidelor membranare. Lipsa de colesterol (hipocolesterolemie) poate duce la un risc crescut de tumori si boli virale. Excesul de colesterol (hipercolesterolemia) impiedica insa transportul ionilor de calciu si creste concentratia acestuia in citoplasma. Acest lucru duce la creșterea diviziunii celulare și la dezvoltarea aterosclerozei.

5. Proprietăți chimice lipidele și componentele acestora.

Proprietățile chimice ale lipidelor și ale componentelor lor structurale sunt destul de diverse. Cele mai importante reacții sunt hidroliza, adiția și oxidarea.

5.1. Reacții de hidroliză.

Majoritatea lipidelor sunt supuse hidrolizei. În funcție de structura lipidelor, produșii de hidroliză pot fi acizi carboxilici sau sărurile acestora, acid fosforic sau sărurile acestuia, alcooli, aminoalcooli și carbohidrați. Lipidele saponificabile sunt hidrolizate prin ruperea uneia sau mai multor legături esterice și Mereu formează acizi carboxilici sau sărurile acestora.

În corpul uman, hidroliza lipidelor este prima etapă a metabolismului lor. Acest proces are loc sub acțiunea enzimelor lipaze conform mecanismului de substituție nucleofilă bimoleculară S N 2. Hidroliza lipidelor este influențată semnificativ de mediu: în mediile acide și alcaline, hidroliza se desfășoară mai repede, iar în mediile apropiate de neutru, este mai lentă.

Ca urmare a hidrolizei cerurilor, se formează acizi carboxilici (hidroliza acidă) sau sărurile acestora (hidroliza alcalină) și alcooli superiori:

Triacilglicerolii sunt hidrolizați pentru a forma glicerol:

Într-un mediu alcalin se formează săruri de sodiu și potasiu ale acizilor carboxilici superiori, numite săpunuri.Într-adevăr, săpunul de rufe este stearat de sodiu. Dacă este necesar, poate fi obținut de la conditii de viata prin fierbere ulei vegetal cu alcali, urmată de răcire și separare a produsului țintă.

O caracteristică cantitativă a hidrolizei alcaline a grăsimilor și uleiurilor este numărul de saponificare.

Numărul de saponificare este masa de hidroxid de potasiu (în mg) necesară pentru a neutraliza acizii grași liberi și legați sub formă de triacilgliceroli conținuti în 1 g din proba analizată.

Un număr semnificativ de saponificare indică prezența acizilor cu mai puțini atomi de carbon. Un număr scăzut de saponificare indică prezența acizilor cu un număr mare de atomi de carbon sau prezența unor substanțe nesaponificabile. De exemplu, numărul de saponificare al trioleoilglicerolului este 192.

Degradarea hidrolitică de către enzime sau microorganisme este unul dintre motive râncezirea uleiuri Dacă în urma hidrolizei se formează acizi cu lanț scurt (de exemplu, acidul butiric), uleiul capătă un gust amar. Acest tip de râncezire este tipic, de exemplu, pentru unt.

De asemenea, lipidele complexe sunt supuse hidrolizei atât în ​​medii acide, cât și în medii alcaline:

Legăturile eterice sunt rezistente la hidroliză alcalină, dar sunt scindate într-un mediu acid:

Produșii de hidroliză ai lipidelor saponificate sunt rezumați în tabel. 4.

Tabelul 4. Produși de hidroliză ai lipidelor saponificate.

Produse de hidroliză

Lipide saponificabile

Ceară

Grăsimi, uleiuri

Fosfolipide

Sfingolipide

Glicolipidele

Serine-cephalinae

Colamine-cefaline

Lecitine

Sfingo-mieline

Ceramide

Cerebrozide

Gangliozide

Acizi carboxilici sau sărurile acestora

Alcool

Monoatomic suprem

Glicerol

Alcool amino

serină

2-amino-etanol

colina

Sfingozina

Acid mineral

H3PO4

H3PO4

Carbohidrați

D-galactoză sau
D-glucoza

oligozaharidă

5.2. Reacții de adaos.

Lipidele, care conțin reziduuri de acizi nesaturați în structura lor, pot adăuga hidrogen, halogeni, halogenuri de hidrogen și, de asemenea, apă (în mediu acid) prin legătura dublă C = C.

5.2.1. Hidrogenarea.

În condiții industriale, hidrogenarea (hidrogenarea) lipidelor nesaturate se realizează cu hidrogen gazos în prezența catalizatorilor de nichel sau cupru-nichel la temperaturi ridicate (~ 200 0 C) și presiune (2-15 atm):

Hidrogenarea este folosită pentru a produce grăsimi solide, unde deșeurile sau fracțiunile substandard de uleiuri vegetale sunt folosite ca materii prime.

5.2.2. Halogenare.

Iodarea triacilglicerolilor nesaturați și-a găsit aplicație pentru evaluarea gradului de nesaturare a acestora:

Se numește masa de iod (în grame) care se poate adăuga la 100 g din proba analizată numărul de iod.

Cu cât este mai mare numărul de iod, cu atât mai mulți acizi nesaturați sunt incluși în grăsime (ulei). Pentru grăsimile solide, numărul de iod este 35-85, pentru uleiuri - 150-200. Astfel, valoarea iodului a untului este 36, untura este 59, grăsimea umană este 64, uleiul de porumb este 121, uleiul de floarea soarelui este 145, ulei de in  179.

5.3.2. Transesterificarea.

Transesterificarea este înlocuirea unui reziduu de alcool sau acid dintr-un ester cu altul. Transesterificarea triacilglicerolilor poate fi realizată folosind diferiți alcooli (alcooliză), precum și alți triacilgliceroli. Această reacție se numește transesterificare intermoleculară.

Mai jos sunt reacțiile de alcooliză (metanoliză) și gliceroliză:

În absența unui catalizator, reacția decurge extrem de lent. Ca catalizatori se folosesc alcalii sau acizi.

5.4. Oxidare.

Procesele oxidative care implică lipide sunt destul de diverse. Natura oxidării depinde de natura agentului de oxidare și de condițiile procesului.

5.4.1. Oxidarea peroxidului.

Procesul de oxidare a lipidelor este în multe feluri similar cu oxidarea hidrocarburilor și are loc prin mecanismul radicalilor liberi.

Produșii primari de oxidare sunt hidroperoxizii:

Unde R este un radical hidrocarburic al unei lipide.

Descompunerea ulterioară a hidroperoxizilor, care sunt compuși extrem de instabili, este însoțită de formarea de aldehide și acizi carboxilici cu lanț scurtat.

În corpul uman, peroxidarea lipidelor este inițiată de radicali
Și
sau peroxid de hidrogenH 2 O 2 . Numărul lor crește brusc atunci când este absorbită o doză de radiații ionizante. Gruparea metilen situată în apropierea dublei legături a fragmentului de hidrocarbură al reziduului acid este supusă atacului radicalilor liberi. Regioselectivitatea acestui proces se explică prin formarea unui radical alilic, care este stabilizat prin conjugarea unui electron nepereche cu
 -electronii legăturii duble.Produșii finali ai oxidării sunt acizii organicicu lanț scurtat(CU diagrama 2). Au un miros neplăcut de transpirație sau ulei rânced.

Peroxidarea lipidelor este unul dintre cele mai importante procese oxidative din corpul uman și este principala cauză a deteriorării membranelor celulare.

5.4.2. Oxidare cu peroxiacizi.

Oxidarea lipidelor de către peroxiacizi este însoțită de formarea de epoxizi - cicluri de trei unități care conțin oxigen.

Astfel, ca urmare a oxidării acidului oleic cu acid peroxi-benzoic, se formează acid 9,10-epoxistearic:

Schema 2. Oxidarea cu peroxid a acizilor grași.

5.4.3. Oxidare cu permanganat de potasiu.

În soluțiile apoase, natura oxidării lipidelor cu permanganat de potasiu depinde de reacția activă a mediului (pH). În condiții blânde (pH  7), oxidarea lipidelor duce la formarea de glicoli (alcooli dihidroxilici), iar în condiții mai severe (pH).< 7) сопровождается разрывом С = С-связи и образованием новых карбоксильных групп с участием терминальных (крайних) атомов углерода:

5.4.4. Oxidare enzimatică ( -oxidare).

Aceasta este una dintre principalele căi de metabolizare a reziduurilor de acizi grași mai mari care alcătuiesc lipidele. În plus, oxidarea enzimatică a lipidelor este însoțită de eliberarea unei cantități semnificative de energie, care poate fi folosită ulterior de organism.

Oxidarea enzimatică se mai numește și -oxidare, deoarece atomii de carbon aflați în poziția  față de grupa funcțională suferă oxidare.

-oxidarea acizilor graşi superiori este prezentată în diagrama 3. După cum se poate observa, -oxidarea are loc în mai multe etape. Etapa inițială constă în activarea compusului părinte prin interacțiunea acestuia cu coenzima A (HS-CoA). În a doua etapă, compusul rezultat este dehidrogenat, rezultând formarea unui acid gras -nesaturat cu configurația trans a substituenților la legătura dublă. În a treia etapă a reacției, se adaugă apă la dubla legătură, ceea ce duce la formarea unui derivat -hidroxi al unui tioester superior al acizilor grași.

Compusul rezultat este oxidat în continuare la un derivat -oxo (etapa a patra), care, la rândul său, este fie scindat de coenzima A la legătura C  C pentru a forma un acid scurtat cu doi atomi de carbon, fie este hidrolizat urmat de decarboxilare. .

Decarboxilarea produșilor de  -oxidarea acizilor grași este una dintre modalitățile posibile de formare. corpi cetonici, care se gasesc in cantitati mari in organismul pacientilor diabetici.

Procesele oxidative care implică lipide sunt observate și la nivelul gospodăriei. Cunoscutul fenomen de râncezire a uleiului și grăsimilor în timpul depozitării pe termen lung este direct legat de oxidarea lor în condiții normale (la lumină). Îmbătrânirea uleiului (sau grăsimii) este însoțită de acumularea de acizi grași liberi în ele și, în consecință, de o creștere a acidității, a cărei măsură este numărul de acid.

Cifra acidă este masa de hidroxid de potasiu (în mg) necesară pentru neutralizarea acizilor grași liberi conținuti în 1 g din proba analizată (ulei sau grăsime).

5.5. Polimerizare.

Polimerizarea grăsimilor și uleiurilor, dimpotrivă, duce la o alungire a fragmentelor de hidrocarburi ale acizilor grași și, în consecință, la o creștere a greutății moleculare a triacilglicerolilor. Polimerizarea acizilor saturați are loc prin formarea de hidroperoxizi cu „reticulare” ulterioară a părților de hidrocarburi folosind „punți” de peroxid și formarea unei structuri spațiale:

Polimerizarea acizilor nesaturați cu legături duble conjugate se desfășoară conform mecanismului de sinteză a dienelor:

Schema 3.  -oxidarea acizilor graşi.

6. Rolul biologic al lipidelor.

Nu trebuie să presupunem că metabolismul lipidelor se limitează în întregime la completarea resurselor energetice ale organismului. Gama de funcții biologice îndeplinite de lipide este foarte largă și diversă: pe lângă îndeplinirea unei funcții de rezervă de energie, lipidele și componentele lor joacă un rol protector, membranar și de economisire a energiei în organism. Astfel, funcționarea normală a corpului uman este posibilă numai cu echilibrul corect al lipidelor.

Astfel, ceara conferă pielii oamenilor și animalelor proprietăți hidrofobe și, prin urmare, le protejează de uscare.

Triacilglicerolii îndeplinesc în principal o funcție de combustibil și energie: atunci când sunt defalcate, se eliberează o cantitate mare de energie. Când există un aport insuficient de grăsimi, organismul satisface nevoile energetice prin metabolizarea carbohidraților.

Grăsimile și uleiurile care intră în organism cu alimente servesc ca sursă de acizi linoleic și linolenic, pe care corpul uman nu este capabil să-i sintetizeze. Datorită faptului că acești acizi sunt necesari pentru metabolismul normal al grăsimilor, se numesc de neînlocuit. De asemenea, ajută la reducerea nivelului de colesterol din sânge, unul dintre factorii de dezvoltare a aterosclerozei. Acizii linoleic și linolenic se găsesc în principal în alimentele vegetale. Cu un conținut ridicat de grăsimi animale bogate în acizi saturati din alimente, cantitatea de colesterol, dimpotrivă, crește. Astfel, conținutul de acizi nesaturați din compoziția lipidelor care intră în corpul uman cu alimente determină în mare măsură valoarea sa nutritivă. Pe de altă parte, aportul în exces de grăsimi, care nu este compensat de cheltuiala energetică a organismului, duce la acumularea acestora în depozit.

Fosfolipidele sunt parte integrantă a membranelor celulare. Fiecare celulă este înconjurată de o membrană, care îi oferă un anumit „microclimat”, controlând fluxul de substanțe și ioni în și în afara celulei. Membranele sunt, de asemenea, parte integrantă a componentelor celulare: nucleu, mitocondrii, cloroplaste, lizozomi.

Membrana celulară este un sistem complex, foarte organizat, format în principal din lipide și proteine. Baza membranelor celulare este matricea lipidica, format din ansambluri lipidice. Proteinele sunt încorporate în partea lipidică a membranelor, care poate fi localizată și pe suprafața celulei. Compoziția membranelor celulare poate include și carbohidrați și compuși de altă natură - porfirine, carotenoide etc.

Dintre asociații formați din lipide, cele mai cunoscute sunt filmele lipidice monomoleculare ( monostraturi), miceliiși straturile lipidice bimoleculare ( bistraturi).

Monostraturi de molecule de lipide se formează la interfața apă-aer sau apă-solvent nepolar, care este adesea numit pe scurt „ulei”. Grupările polare (hidrofile) se confruntă cu apă, iar lanțurile de hidrocarburi hidrofobe se confruntă cu aer sau „petrol” (Fig. 2).

Orez. 2. Molecule de lipide la interfața apă-aer.

Micelele sunt cele mai simple agregate formate din molecule de lipide în faza de solvenți în vrac. În funcție de natura solventului, lipidele pot forma fie micele regulate, fie „inversate” (Fig. 3).

Tendința lipidelor de a forma structuri de tip micelar depinde de structura lor și, mai ales, de raportul dintre dimensiunile părților polare și nepolare ale moleculei. Astfel, lipidele care au un „cap” hidrofil voluminos și o „coadă” de hidrocarbură relativ mică sunt predispuse la micelizare în apă. Acestea includ săruri ale acizilor carboxilici superiori, gangliozide și unele fosfolipide. Dimpotrivă, formarea micelilor inverse în solvenții nepolari este facilitată de volumul mic al „capului” polar și de dimensiunea semnificativă a lanțului de hidrocarburi. Astfel, fosfatidilcolina de ou formează cu ușurință micelii inverse în benzen și nu este capabilă de micelizare în apă. În astfel de cazuri, formarea de micelii este posibilă dacă lipidele sunt amestecate cu alți agenți tensioactivi.

Orez. 3. Molecule de lipide în apă și solvenți nepolari.

O proprietate importantă a micelilor lipidici este capacitatea de a dizolva substanțe care sunt slab solubile în mediu în absența micelilor. Astfel, miceliile inverse pot include o cantitate semnificativă de apă în volumul intern limitat de „capete” polari. Împreună cu apa, sărurile, carbohidrații și chiar moleculele de biopolimer dizolvate în ea sunt captate. De exemplu, proteine ​​precum citocromul Cu, fosfolipaza A2 şi rodopsina. Astfel de sisteme pot fi considerate microemulsii apă-în-ulei.

Într-un mod similar, folosind miceliile obișnuite în soluții apoase, substanțele care sunt slab solubile în apă, cum ar fi grăsimile și uleiurile, pot fi emulsionate.

Un exemplu clasic de emulsii lipidice de origine naturală sunt lipoproteinele din plasmă sanguină, a căror funcție principală este transportul fosfolipidelor, triacilglicerolilor și colesterolului. Formarea micelelor joacă, de asemenea, un rol important în procesul de digestie. Datorită prezenței acizilor biliari, grăsimile alimentare care sunt slab solubile în apă sunt transformate într-o emulsie foarte dispersă, ceea ce le face disponibile pentru digestie de către enzime.

Un strat lipidic bimolecular (sau bistrat) este format din lipide ale căror molecule nu sunt capabile să formeze asociați de tip micelar în apă. Ca și în cazul micelilor, posibilitatea formării unui strat dublu este determinată de raportul dintre dimensiunile părților hidrofile și hidrofobe ale moleculei. De regulă, stratul dublu este format din lipide în care dimensiunile „capului” polar sunt apropiate de secțiunea transversală a lanțurilor de hidrocarburi. Acesta este raportul care este caracteristic pentru majoritatea fosfolipidelor, care sunt componentele principale ale membranelor biologice.

În stratul dublu, moleculele de lipide sunt situate sub forma a două monostraturi paralele, cu laturile lor hidrofobe îndreptate una cu cealaltă (Fig. 4). Grupările polare ale moleculelor lipidice formează, respectiv, două suprafețe hidrofile care separă faza internă de hidrocarbură a stratului dublu de mediul apos.

Orez. 4. Bistratul lipidic.

Pe baza ideilor despre formarea unui strat dublu lipidic, S. J. Singer și G. L. Nicholson au propus în 1972 un model de organizare supramoleculară a membranelor lipidice, numit mozaic lichid (Fig. 5).

Orez. 5. Modelul mozaic lichid al structurii membranei celulare.

Conform acestui model, baza structurală a membranelor biologice este un strat dublu lipidic, în care sunt încorporate molecule de proteine ​​care se pot deplasa peste membrană.

În ciuda mai multor deficiențe, acest model este în prezent general acceptat. Cu toate acestea, în În ultima vreme Se dezvoltă în mod activ o altă abordare a studiului structurii membranelor celulare, care constă în îndepărtarea de scheme generale și construirea de modele specifice care să țină cont de gradul de mobilitate a componentelor din membrană, precum și de specificul interacțiunii acestora cu reciproc.

După cum sa menționat deja, funcția principală a membranelor celulare este transportul selectiv. Membranele biologice reprezintă o barieră de difuzie, iar transferul majorității substanțelor și ionilor necesită anumite aporturi de energie.

Există două moduri de transport a substanțelor prin membrană: prin canale de transport și cu ajutorul purtătorilor.

Rolul canalelor de transport este îndeplinit de complexe proteice complexe numite „pompe de proteine”. Datorită formării legăturilor de hidrogen intra și intermoleculare, acești compuși formează cilindri goale, al căror diametru este comparabil cu dimensiunile moleculelor și ionilor care difuzează (Fig. 6).

Orez. 6. Transport prin canalul membranei lipidice.

Pe lângă dimensiunea moleculelor și ionilor, transportul selectiv este influențat de afinitatea lor pentru faza polară și nepolară. Astfel, componentele lipidice incluse în biomembrane sunt impermeabile la ioni și moleculele polare și permeabile la substanțele nepolare. Acest lucru permite medicamentelor anestezice, care au solubilitate bună în lipide, să pătrundă în membranele celulelor nervoase.

Un alt mecanism de transport este realizat folosind purtători - molecule specifice sau ansamblurile acestora care leagă agentul transportat pe o parte a membranei și, sub formă de complex, îl transportă prin zona hidrofobă. După disocierea complexului în partea opusă membrana, agentul transferat ajunge în faza apoasă, iar purtătorul revine la poziția inițială. Astfel, în acest caz, transportul include două etape: formarea și disocierea complexului (Fig. 7).

Unul dintre acești purtători este valinomicină, care conține reziduurile D-valină, L-valină, acid L-lactic și acid D-hidroxiizovaleric. Datorită structurii sale spațiale, formează o „capcană de ioni” ajustată cu precizie la dimensiunea ionilor K +. În același timp, ionii de Na + nu sunt practic tolerați de aceștia și selectivitatea K + /Na + atinge o valoare record: 10 4 -10 5 .

Orez. 7. Transport folosind vectori.

Compoziția lipidică a diferitelor membrane celulare nu este aceeași. Astfel, membranele țesutului nervos conțin o cantitate mare de sfingozide, iar membranele mitocondriale sunt bogate în gliceride difosfatidil. În toate structurile membranei, fosfolipidele sunt însoțite de colesterol, care este un agent de stabilizare a membranei celulare. O componentă importantă a fosfolipidelor care formează membrana este colina. Cu deficiența de colină, sinteza fosfatidilcolinei este îngreunată și sinteza acetiltriglicerolilor este îmbunătățită, ceea ce poate duce la degenerarea grasă a ficatului.

Pe lângă transport, funcțiile membranelor sunt foarte diverse: generarea de energie, interacțiunea și diviziunea celulară, transmiterea excitației nervoase, recepția semnalelor de mediu etc.

Funcția de rezervă-energie este inerentă în principal triacil-glicerolilor. Rezervele de grăsime ale unui adult sănătos reprezintă 16-23% din greutatea corporală totală. Acumularea excesivă de grăsime duce la obezitate.

Rolul de mediator al receptorilor este jucat de cerebrozide și gangliozide în combinație cu mediatori lipidici - derivați de fosfatidilinozitol și prostaglandine.

Standarde de rezolvare a problemelor

1. Scrieți formula unei lipide, ca urmare a hidrolizei acide, se formează acid palmitic și alcool cerilic (C 26 H 53 OH). Ce tip de lipide este?

Soluţie.

Această lipidă este un ester al acidului palmitic și al alcoolului ceril:

și se referă la ceară.

2. Scrieți o schemă de formare a acidului L-fosfatidic, care conține reziduuri de acid stearic și oleic, din glicerol. Ce reactivi pot fi utilizați pentru a implementa această schemă?

Soluţie.

Schema de formare a acidului L-fosfatidic poate fi reprezentată după cum urmează:

Formarea glicero-3-fosfatului are loc prin esterificarea glicerolului cu ATP, iar esterificarea grupărilor hidroxil ale glicerolului se realizează folosind coenzima A (HS-KoA). Atomul de carbon central din fragmentul de glicerol este asimetric (conține 4 substituenți diferiți), astfel încât este posibilă formarea a doi izomeri spațiali L - și D - (racemizare).

3. Pentru triacilglicerol care conține reziduuri succesive de acizi palmitic, linoleic și linolenic:

3) scrieți ecuația reacției de hidrogenare și denumiți produsul după numele său;

Soluţie.

1) Formula lipidelor:

Această lipidă poartă denumirea: 2-O-linoleoil-3-linolenoil-1-palmitoilglicerol.

2) Ecuația reacției pentru hidroliza alcalină este:

Numărul de saponificare este masa de hidroxid de potasiu (în mg) necesară pentru a neutraliza acizii grași formați ca urmare a hidrolizei a 1 g de grăsime. Găsim masa KOH conform legii relațiilor stoichiometrice:

.

De aici:

Astfel, numărul de saponificare este 197.

3) Ecuația reacției de hidrogenare:

Nume produs: 1-O-palmitoil-2,3-distearoilglicerol.

4) Ecuația reacției de iodare:

Găsim numărul de iod (masa de iod (în g) care se poate adăuga la 100 g de grăsime conform legii rapoartelor stoechiometrice:

;

.

De aici:

Astfel, numărul de iod este 149.

4. Scrieți o ecuație pentru hidroliza acidă a sfingolipidelor dacă rezultatul este formarea acizilor stearic și fosforic, precum și a colinei. Determinați ce tip de sfingolipide este acesta.

Soluţie.

Această lipidă aparține sfingomielinelor.

5. Scrieți o ecuație pentru oxidarea acidului oleic cu permanganat de potasiu într-un mediu acid și neutru și numiți produsele ambelor reacții.

Soluţie.

Ca urmare a oxidării, se formează următoarele:

în mediu neutru: acid 9,10-dihidroxistearic (1);

Acești radicali prezintă activitate chimică ridicată și sunt capabili să extragă atomii de hidrogen din fragmentele de hidrocarburi ale lipidelor. Reziduurile de acizi nesaturați sunt cele mai sensibile la aceste procese. Acest lucru se explică prin formarea de radicali alilici.

În această fosfolipidă, acidul oleic este nesaturat. Este supus unui atac radical mai întâi:

Radicalii rezultați sunt oxidați în peroxizi, care apoi, atunci când interacționează cu apa, formează hidroperoxizi:

Acest lucru creează din nou radicali liberi
iar procesul capătă un caracter în lanț. Hidroperoxizii instabili se descompun mai întâi pentru a forma aldehide, care sunt apoi ușor oxidate în acizi mono- și dicarboxilici:

Scindarea radicalului de hidrocarbură al unui acid nesaturat duce la o scădere a hidrofobicității lipidei în ansamblu, care este însoțită de o schimbare a orientării spațiale a lipidei în biomembrană și de distrugerea structurii sale cu două straturi. Ca urmare, caracteristicile de transport ale biomembranei se modifică, ceea ce duce la scurgerea conținutului celular.

8. Efectuați transformări care implică L-fosfatidilserina care conține acizi palmitic și linoleic în etape:

Numiți produșii de reacție.

Soluţie.

1) Ca rezultat al decarboxilării, se formează L-fosfatidil-colamină:

4. Ce alcool polihidroxilic este inclus în compoziția lipidelor saponificate simple și complexe?

5. Ce reziduuri acide se găsesc predominant în uleiuri?

6. Ce reziduuri acide se găsesc predominant în grăsimi?

7. Ce configurație au acizii nesaturați care formează lipidele corpului uman și de ce?

8. Care dintre caracteristici reflectă gradul de nesaturare a grăsimilor și uleiurilor?

9. Cum pot fi obținute grăsimile din uleiuri?

10. În ce mediu sunt hidrolizați triacilglicerolii?

11. De ce se numește hidroliza alcalină a lipidelor saponificare?

12. Ce compuși se formează în timpul oxidării primare a grăsimilor de către oxigenul atmosferic?

13. De ce sunt fosfolipidele de natură bifile?

14. Ce aminoalcooli sunt incluși în fosfatide?

15. Ce rol joacă lipidele în corpul uman?

16. Ce rol joacă ceara în corpul uman?

17. Ce acizi grași sunt numiți esențiali și de ce?

18. Ce rol joacă componenta lipidică a membranelor celulare?

19. Care ar putea fi cauzele deteriorării membranelor celulare?

20. Excesul de grăsime este benefic pentru oameni?

Probleme de rezolvat independent

Notă. Pentru formulele alcoolilor și acizilor carboxilici care alcătuiesc lipidele, vezi tabelul. 1-3.

Opțiunea 1

1. Pentru triacilglicerol care conține reziduuri succesive de acizi oleic, stearic și linoleic:

1) întocmește o formulă și da un nume după denumirea acesteia;

4) scrieți ecuația pentru reacția de iodare și calculați numărul de iod al lipidei.

2. Scrieți o ecuație pentru hidroliza acidă a unei lipide dacă rezultatul este formarea acizilor glicerol, palmitic, linoleic și fosforic. Determinați ce tip de lipide este.

3. Scrieți o ecuație pentru oxidarea acidului palmitoleic cu permanganat de potasiu într-un mediu acid și neutru și numiți produsele ambelor reacții.

4. Scrieți o schemă de reacție pentru esterificarea glicerolului cu formarea de 1,3-O-dioleoil-2-stearoilglicerol. Ce reactivi pot fi utilizați pentru a implementa această schemă?

Opțiunea nr. 2

1. Pentru triacilglicerol care conține succesiv un rest de acid oleic și două resturi de acid stearic:

1) întocmește o formulă și da un nume după denumirea acesteia;

2) scrieți ecuația reacției pentru hidroliza lipidelor alcaline și calculați numărul de saponificare;

3) scrieți ecuația reacției de hidrogenare și denumiți produsul;

4) scrieți ecuația pentru reacția de iodare și calculați numărul de iod al lipidei.

2. Scrieți o ecuație pentru hidroliza alcalină a unei lipide dacă rezultatul este formarea sfingozinei și a sării de sodiu a acidului arahidonic. Determinați ce tip de lipide este acesta.

3. Scrieţi ecuaţia pentru  -oxidarea acidului caprilic pe etape.

4. Scrieți o schemă pentru formarea L-fosfatidilcolinei din L-fosfatidilserina care conține reziduuri de acizi stearic și oleic. Ce reactivi pot fi utilizați pentru a implementa această schemă?

Opțiunea nr. 3

1. Pentru triacilglicerol care conține reziduuri succesive de acizi palmitic, stearic și oleic:

1) întocmește o formulă și da un nume după denumirea acesteia;

2) scrieți ecuația reacției pentru hidroliza lipidelor alcaline și calculați numărul de saponificare;

3) scrieți ecuația reacției de hidrogenare și denumiți produsul;

4) scrieți ecuația pentru reacția de iodare și calculați numărul de iod al lipidei.

2. Scrieți o ecuație pentru hidroliza acidă a unei lipide dacă rezultatul este formarea acizilor glicerol, colină, stearic, linolenic și fosforic. Determinați ce tip de lipide este.

3. Scrieți o ecuație pentru oxidarea cu peroxid a acidului cis-vocenic.

4. Efectuați transformări:

Numiți produșii de reacție.

Opțiunea nr. 4

1. Pentru triacilglicerol care conține succesiv un rest de acid stearic și două resturi de acid linoleic:

1) întocmește o formulă și da un nume după denumirea acesteia;

2) scrieți ecuația reacției pentru hidroliza lipidelor alcaline și calculați numărul de saponificare;

3) scrieți ecuația reacției de hidrogenare și denumiți produsul;

4) scrieți ecuația pentru reacția de iodare și calculați numărul de iod al lipidei.

2. Scrieți o ecuație pentru hidroliza alcalină a unei lipide dacă rezultatul este formarea de glicerol, colamină, palmitat de sodiu, oleat de sodiu, fosfat de sodiu. Determinați ce tip de lipide este.

3. Scrieți o ecuație pentru oxidarea acidului ricinoleic cu permanganat de potasiu într-un mediu acid și neutru și numiți produsele ambelor reacții.

4. Scrieți o schemă pentru esterificarea glicerolului cu formarea de glicerofosfat care conține reziduuri de acid linolenic și palmitic.

Opțiunea nr. 5

1. Pentru triacilglicerol care conține reziduuri succesive de acizi oleic, linoleic și linolenic:

1) întocmește o formulă și da un nume după denumirea acesteia;

2) scrieți ecuația reacției de hidroliză alcalină și calculați numărul de saponificare al lipidei;

3) scrieți ecuația reacției de hidrogenare și denumiți produsul;

4) scrieți ecuația pentru reacția de iodare și calculați numărul de iod al lipidei.

2. Scrieți o ecuație pentru hidroliza acidă a unei lipide dacă rezultatul este formarea de sfingozină, colină, acizi oleic și fosforic. Determinați ce tip de lipide este acesta.

3. Scrieţi ecuaţia pentru  -oxidarea acidului lauric în etape.

4. La hidroliza a 222,5 g de lipide, s-a obţinut un acid carboxilic cântărind 213 g şi glicerol. Determinați formula lipidelor.

Opțiunea nr. 6

1. Pentru triacilglicerol care conține succesiv un rest de acid palmitic și două resturi de acid linolenic:

1) întocmește o formulă și da un nume după denumirea acesteia;

2) scrieți ecuația reacției de hidroliză alcalină și calculați numărul de saponificare al lipidei;

3) scrieți ecuația reacției de hidrogenare și denumiți produsul;

4) scrieți ecuația pentru reacția de iodare și calculați numărul de iod al lipidei.

2. Scrieți o ecuație pentru hidroliza alcalină a unei lipide dacă rezultatul este glicerol, palmitat de sodiu, linoleat de sodiu, fosfat de sodiu și sare de sodiu serină. Determinați ce tip de lipide este acesta.

3. Scrieți o ecuație pentru oxidarea cu peroxid a acidului palmitoleic.

4. Sugerați o metodă care să permită următorul lanț de transformări (tranziția poate avea loc în mai multe etape):

acid stearic acid acetoacetic acetonă

Opțiunea nr. 7

1. Pentru triacilglicerol care conține reziduuri succesive de acizi palmitic, linolenic și stearic:

1) întocmește o formulă și da un nume după denumirea acesteia;

2) scrieți ecuația reacției de hidroliză alcalină și calculați numărul de saponificare al lipidei;

3) scrieți ecuația reacției de hidrogenare și denumiți produsul;

4) scrieți ecuația pentru reacția de iodare și calculați numărul de iod al lipidei.

2. Scrieți o ecuație pentru hidroliza acidă a unei lipide dacă rezultatul este formarea acizilor glicerol, colamină, butiric, linoleic și fosforic. Determinați ce tip de lipide este acesta.

3. Scrieți o ecuație pentru oxidarea acidului cis-vocenic cu permanganat de potasiu într-un mediu acid și neutru și numiți produsele ambelor reacții.

4. Se știe că triacetilglicerolul, care conține doar reziduuri acide C-17, poate adăuga brom într-un raport molar de 1:3. Sugera opțiuni posibile structura lipidica.

Opțiunea nr. 8

1. Pentru triacilglicerol care conține secvenţial un rest de acid linoleic și două resturi de acid oleic:

1) întocmește o formulă și da un nume după denumirea acesteia;

2) scrieți ecuația reacției de hidroliză alcalină și calculați numărul de saponificare al lipidei;

3) scrieți ecuația reacției de hidrogenare și denumiți produsul;

4) scrieți ecuația pentru reacția de iodare și calculați numărul de iod al lipidei.

2. Scrieți o ecuație pentru hidroliza alcalină a unei lipide dacă ca rezultat se formează palmitat de sodiu și alcool miricilic. Determinați ce tip de lipide este acesta.

3. Scrieţi ecuaţia pentru  -oxidarea acidului stearic pe etape.

Cu(OH)2/OH -

Sugerați o modalitate de a efectua următorul lanț de transformări:

Ri- acid O-hidroxibutiric

Opțiunea nr. 10

1. Pentru triacilglicerol care conține secvenţial un rest de acid linolenic și două resturi de acid palmitic:

1) întocmește o formulă și da un nume după denumirea acesteia;

2) scrieți ecuația reacției de hidroliză alcalină și calculați numărul de saponificare al lipidei;

3) scrieți ecuația reacției de hidrogenare și denumiți produsul;

4) scrieți ecuația pentru reacția de iodare și calculați numărul de iod al lipidei.

2. Scrieți o ecuație pentru hidroliza alcalină a unei lipide dacă are ca rezultat formarea de glicerol, laurat de sodiu, linolenat de sodiu, fosfat de sodiu și colamină. Determinați ce tip de lipide este acesta.

3. Scrieți o ecuație pentru oxidarea acidului linoleic cu permanganat de potasiu într-un mediu acid și neutru și numiți produsele ambelor reacții. PGE 2 și PGF 2  .

Anexa 5. Biosinteza acizilor grași.

Lipidele– substanțe organice care: 1) sunt slab solubile sau insolubile în apă, dar se dizolvă în solvenți organici 2) sunt esteri reali sau potențiali ai acizilor grași; 3) sunt asimilate și utilizate de organismele vii.

1. Lipide de rezervă (grăsimi de depozit de grăsimi) – cantitatea și compoziția nu sunt constante, în funcție de alimentația și starea fizică a organismului.

2. Lipidele structurale - numarul si compozitia lor in organism sunt strict constante, determinate genetic si in mod normal nu depind de alimentatia sau starea functionala a organismului.

Clasificarea lipidelor după structura chimică:

Funcțiile lipidelor simple:

1. Funcții energetice(de bază Combustibil energetic al celulei). Avantajele grăsimilor ca surse de energie față de carbohidrați: 1) putere calorică ridicată (1 g TAG - 9,3 kcal, și 1 g carbohidrați - 4 kcal). 2) datorită hidrofobicității, grăsimea este stocată ca rezervă într-un mediu anhidru, ceea ce înseamnă că ocupă mai puțin volum. Drept urmare, rezervele de lipide sunt suficiente pentru o lună de viață fără alimente, iar carbohidrații sunt suficienți doar pentru o zi.

2. Funcția de termoreglare datorită: a) grăsimea este un slab conductor de căldură, deci țesutul gras este un bun izolator termic; b) atunci când organismul se răcește, aceiași acilgliceroli sunt consumați pentru a genera căldură datorită eliberării de energie.

3. Funcția de protecție ( Protecția mecanică a țesutului adipos subcutanat).

4. Surse de apă endogene din organism. Oxidarea a 100 g de acilgliceroli produce 107 g de apă.

5. Funcția solvenților naturali. Acilglicerolii asigură absorbția acizilor grași esențiali și a vitaminelor liposolubile în intestin.

6. Precursori eicosanoizi.

7. Ceara îndeplinește funcții de protecție

Funcțiile fosfolipidelor:

1) principalele componente ale biomembranelor (în special lecitină, cefalina)

2) fosfatidilinozitol-4,5-bisfosfat (derivat de fosfatidilinozitol) – un precursor al unor mesageri secundi importanți – DAG și IP3

3) regulatorii activității enzimatice (fosfatidilcolina, fosfatidilserina, sfingomielina activează sau inhibă activitatea enzimelor care catalizează procesele de coagulare a sângelui).

4) un număr de hormoni (hormoni sexuali, hormoni ai cortexului suprarenal) sunt derivați ai lipidelor

5) detergenți intestinali și vezicii biliare (o componentă importantă a bilei și a micelilor formate în timpul digestiei alimentelor).

6) o sursă de acid arahidonic - un precursor al eicosanoidelor

7) asigura atasarea proteinelor la membrana (unele proteine ​​extracelulare sunt atasate la exteriorul membranei plasmatice datorita formarii de legaturi covalente cu fosfatidilinozitol: fosfataza alcalina, lipoprotein lipaza, colinesteraza).

8) participă la formarea formelor de transport ale altor lipide;

9) poate îndeplini o funcție energetică

10) sunt o componentă a surfactantului pulmonar

Funcțiile glicolipidelor în organism:

Funcțiile lipidelor nesaponificabile:

1) colesterolul este unul dintre componentele principale ale biomembranelor și medicamentelor, compusul de pornire pentru sinteza unui număr de hormoni steroizi.

2) lipidele nesaponificabile includ vitamine liposolubile (A, D, E, K)

Lipidele sunt derivați ai acizilor grași, alcoolilor, formați folosind o legătură esterică. Lipidele conțin, de asemenea, legături eterice, legături fosfoesterice și legături glicozidice. Lipidele sunt un amestec complex de compuși organici cu proprietăți fizico-chimice similare.

Lipidele sunt insolubile în apă (hidrofobe), dar foarte solubile în solvenți organici (benzină, cloroform). Există lipide de origine vegetală și de origine animală. În plante se acumulează în semințe și fructe, mai ales în nuci (până la 60%). La animale, lipidele sunt concentrate în țesuturile subcutanate, cerebrale și nervoase. Peștele conține 10-20%, carnea de porc până la 33%, carnea de vită 10% lipide.

În funcție de structura lor, lipidele sunt împărțite în două grupe:

- lipide simple

- lipide complexe.

La lipide simple includ esteri complecși (grăsimi și ulei) sau simpli (ceară) de acizi grași și alcooli superiori.

Structura grăsimilor și uleiurilor poate fi reprezentată prin formula generală:

CH 2 - O - CO - R 1

CH – O – CO – R 2

CH2-O-CO-R3

Unde: radicali de acizi grași - R1, R2, R3.

Lipide complexe conțin compuși care conțin atomi de azot, sulf și fosfor. Acest grup include fosfolipide. Sunt prezentate acid fosfatidic, care conțin doar acid fosforic, care ține locul unuia dintre resturile de acizi grași, și fosfolipide, care conțin trei baze azotate. Bazele azotate se adaugă la restul de acid fosforic al acidului fosfatidic. Fosfotidiletanolamină contine baza azotata etanolamina HO - CH 2 – CH 2 - NH 2. Fosfotidilcolina contine baza azotata colina [HO- CH 2 – (CH 3) 3 N] + (OH), aceasta substanta se numeste lecitina. Fosfotidilserina conţine aminoacid serină HO-CH (NH 2) – COOH.

Lipidele complexe conțin reziduuri de carbohidrați - glicolipidele, reziduuri proteice - lipoproteinele, alcoolul sfingozina (in loc de glicerol) contine sfingolipide.

Glicolipidele îndeplinesc funcții structurale, fac parte din membranele celulare și fac parte din glutenul cerealelor. Cele mai frecvente monozaharide găsite în glicolipide sunt D-galactoza și D-glucoza.

Lipoproteinele fac parte din membranele celulare, în protoplasma celulelor, și afectează metabolismul.

Sfingolipidele sunt implicate în activitatea centrală sistem nervos. Când metabolismul și funcționarea sfingolipidelor sunt perturbate, se dezvoltă tulburări în activitatea sistemului nervos central.

Cele mai comune lipide simple sunt acilglicidele. Compoziția acilgliceridelor include alcool glicerol și acizi grași cu greutate moleculară mare. Cei mai des întâlniți dintre acizii grași sunt acizii saturați (care nu conțin legături multiple), acizii palmitic (C 15 H 31 COOH) și stearic (C 17 H 35 COOH) și acizii nesaturați (cu legături multiple): acidul oleic cu o dublă legătură (C). 17 H 33 COOH), linoleic cu două legături multiple (C 17 H 31 COOH), linolenic cu trei legături multiple (C 17 H 29 COOH). Dintre lipidele simple se găsesc în principal triacilgliceridele (conțin trei resturi de acizi grași identice sau diferite). Cu toate acestea, lipidele simple pot fi prezente sub formă de diacilgliceride și monoacilgliceride.

Grăsimile conțin în principal acizi grași saturați. Grăsimile au o consistență solidă și temperatură ridicată topire. Conținut în principal în lipidele de origine animală. Uleiurile conțin în principal acizi grași nesaturați, au o consistență lichidă și un punct de topire scăzut. Conținut în lipidele de origine vegetală.

Cerurile sunt esteri care conțin un alcool monohidroxilic cu greutate moleculară mare cu 18 până la 30 atomi de carbon și un acid gras cu greutate moleculară mare cu 18 până la 30 atomi de carbon. Cerurile se găsesc în lumea plantelor. Ceara acoperă frunzele și fructele cu un strat foarte subțire, protejându-le de aglomerarea, uscare și expunerea la microorganisme. Conținutul de ceară este mic și se ridică la 0,01 - 0,2%.

Fosfolipidele sunt comune printre lipidele complexe. Fosfolipidele conțin două tipuri de substituenți: hidrofili și hidrofobi. Radicalii acizilor grași sunt hidrofobi, iar resturile de acid fosforic și bazele azotate sunt hidrofile. Fosfolipidele sunt implicate în construcția membranelor celulare și reglează fluxul de nutrienți în celulă.

Atunci când lipidele sunt extrase din materiile prime oleaginoase, diverși compuși liposolubili trec în ulei: fosfolipide, pigmenți, vitamine liposolubile, steroli și steroli. Amestecul extras se numește „grăsime brută”. La purificarea (rafinarea) uleiurilor vegetale, aproape toate componentele care însoțesc uleiurile sunt îndepărtate, ceea ce reduce semnificativ valoarea nutritivă a uleiului.

Dintre pigmenții solubili în grăsimi, este de remarcat grupul de carotenoizi - precursori ai vitaminei A. Prin natura chimică, acestea sunt hidrocarburi. Acestea sunt substanțe roșii-portocalii. Clorofila este un colorant verde în plante.

Steroizii sunt compuși ciclici cu structurai. Dintre steroizi, colesterolul are un efect major asupra oamenilor. Este implicat în schimbul de hormoni și acizi biliari.

Substanțele asemănătoare grăsimilor lipidele sunt componente care participă la procesele vitale ale corpului uman. Există mai multe grupuri care îndeplinesc funcții de conducere ale organismului, cum ar fi formarea nivelurilor hormonale sau metabolismul. În acest articol vom explica în detaliu ce este și care este rolul său în procesele vieții.

Lipidele sunt compus organic, care include grăsimi și alte substanțe asemănătoare grăsimilor. Ei participă activ la procesul de structură celulară și fac parte din membrane. Ele afectează permeabilitatea membranelor celulare, precum și activitatea enzimatică. Ele influențează crearea de conexiuni intercelulare și diferite procese chimice din organism. Insolubile în apă, dar se dizolvă în solvenți organici (cum ar fi benzină sau cloroform). În plus, există tipuri care sunt solubile în grăsimi.

Această substanță poate fi de origine vegetală sau animală. Dacă vorbim despre plante, atunci majoritatea sunt în nuci și semințe. De origine animală sunt localizate în principal în țesutul subcutanat, nervos și creier.

Clasificarea lipidelor

Lipidele sunt prezente în aproape toate țesuturile corpului și în sânge. Există mai multe clasificări, mai jos le prezentăm pe cele mai comune, bazate pe caracteristicile structurii și compoziției. După structura lor, acestea sunt împărțite în 3 grupuri mari, care sunt subîmpărțite în altele mai mici.

Primul grup este simplu. Acestea includ oxigen, hidrogen și carbon. Ele sunt împărțite în următoarele tipuri:

1. Alcoolii grasi. Substanțe care conțin de la 1 la 3 grupări hidroxil.
2. Acid gras. Se găsește în diferite uleiuri și grăsimi.
3. Aldehide grase. Molecula conține 12 atomi de carbon.
4. Trigliceridele. Acestea sunt tocmai grăsimile care se depun în țesuturile subcutanate.
5. Baze de sfingozină. Acestea sunt localizate în plasmă, plămâni, ficat și rinichi și se găsesc în țesuturile nervoase.
6. Ceară. Aceștia sunt esteri ai acizilor grași și alcooli cu greutate moleculară mare.
7. Hidrocarburi saturate. Au legături exclusiv simple, cu atomi de carbon în stare de hibridizare.

§ 4. CLASIFICAREA ŞI FUNCŢIILE LIPIIDELOR

Lipidele sunt un grup eterogen de compuși chimici care sunt insolubili în apă, dar foarte solubili în solvenți organici nepolari: cloroform, eter, acetonă, benzen etc., i.e. Proprietatea lor comună este hidrofobia (hidro - apă, fobie - frică). Datorită varietatii mari de lipide, este imposibil să le oferim o definiție mai precisă. Lipidele în cele mai multe cazuri sunt esteri ai acizilor grași și unele alcool. Se disting următoarele clase de lipide: triacilgliceroli, sau grăsimi, fosfolipide, glicolipide, steroizi, ceară, terpene. Există două categorii de lipide - saponificabile și nesaponificabile. Saponificatorii includ substanțe care conțin o legătură esterica (ceară, triacilgliceroli, fosfolipide etc.). Nesaponificabilele includ steroizi și terpene.

Triacilgliceroli sau grăsimi

Triacilglicerolii sunt esteri ai alcoolului trihidroxilic glicerol

și acizi grași (carboxilici mai mari). Formula generală a acizilor grași este: R-COOH, unde R este un radical de hidrocarbură. Acizii grași naturali conțin de la 4 la 24 de atomi de carbon. Ca exemplu, oferim formula unuia dintre cei mai comuni acizi stearic din grăsimi:

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2 -COOH

În general, molecula de triacilgicerină poate fi scrisă după cum urmează:

Dacă triacioglicerolul conține reziduuri de diferiți acizi (R1R2R3), atunci atomul de carbon central din restul de glicerol devine chiral.

Triacilglicerolii sunt nepolari și, prin urmare, practic insolubili în apă. Funcția principală a triacilglicerolilor este stocarea energiei. Când 1 g de grăsime este oxidată, se eliberează 39 kJ de energie. Triacilglicerele se acumulează în țesutul adipos, care, pe lângă stocarea grăsimilor, îndeplinește o funcție de izolare termică și protejează organele de deteriorarea mecanică. Veți găsi mai multe informații despre grăsimi și acizi grași în paragraful următor.

Interesant de știut! Grăsimea care umple cocoașa cămilei servește, în primul rând, nu ca sursă de energie, ci ca sursă de apă formată în timpul oxidării acesteia.

Fosfolipide

Fosfolipidele conțin regiuni hidrofobe și hidrofile și, prin urmare, au amfifil proprietăți, adică sunt capabili să se dizolve în solvenți nepolari și să formeze emulsii stabile cu apă.

Fosfolipidele, în funcție de prezența alcoolilor de glicerol și sfingozină în compoziția lor, sunt împărțite în glicerofosfolipideȘi sfingofosfolipide.

Glicerofosfolipide

Structura moleculei de glicerofosfolipide se bazează pe acid fosfatidic, format din glicerol, doi acizi grași și acizi fosforici:

În moleculele de glicerofosfolipide, o moleculă polară care conține HO este atașată de acidul fosfatidic printr-o legătură esterică. Formula glicerofosfolipidelor poate fi reprezentată după cum urmează:

unde X este restul unei molecule polare care conține HO (grup polar). Denumirile fosfolipidelor se formează în funcție de prezența unuia sau altui grup polar în compoziția lor. Glicerofosfolipide care conțin un reziduu de etanolamină ca grup polar,

HO-CH2-CH2-NH2

se numesc fosfatidiletanolamine, un reziduu de colină

– fosfatidilcoline, serină

– fosfatidilserine.

Formula pentru fosfatidiletanolamină arată astfel:

Glicerofosfolipidele diferă unele de altele nu numai prin grupările lor polare, ci și prin reziduurile lor de acizi grași. Acestea conțin atât acizi grași saturati (conținând de obicei 16-18 atomi de carbon) cât și nesaturați (conținând de obicei 16-18 atomi de carbon și 1-4 legături duble).

Sfingofosfolipide

Sfingofosfolipidele sunt similare ca compoziție cu glicerofosfolipidele, dar în loc de glicerol conțin sfingozină amino-alcool:

sau dihidrosfingazină:

Cele mai comune sfingofosfolipide sunt sfingomielinele. Sunt formate din sfingozină, colină, acid gras și acid fosforic:

Moleculele atât ale glicerofosfolipidelor, cât și ale sfingofosfolipidelor constau dintr-un cap polar (format din acid fosforic și o grupare polară) și două cozi nepolare de hidrocarburi (Fig. 1). În glicerofosfolipide, ambele cozi nepolare sunt radicali de acizi grași în sfingofosfolipide, o coadă este un radical de acid gras, cealaltă este un lanț de hidrocarburi a alcoolului de sfingă.

Orez. 1. Reprezentarea schematică a unei molecule de fosfolipide.

Când sunt agitate în apă, fosfolipidele se formează spontan micelii, în care cozile nepolare sunt colectate în interiorul particulei, iar capetele polare sunt situate pe suprafața acesteia, interacționând cu moleculele de apă (Fig. 2a). Fosfolipidele sunt, de asemenea, capabile să se formeze bistraturi(Fig. 2b) și lipozomii– bule închise înconjurate de un strat dublu continuu (Fig. 2c).

Orez. 2. Structuri formate din fosfolipide.

Capacitatea fosfolipidelor de a forma un strat dublu stă la baza formării membranelor celulare.

Glicolipidele

Glicolipidele conțin o componentă carbohidrată. Acestea includ glicosfingolipidele, care conțin, pe lângă carbohidrați, alcool, sfingozină și un reziduu de acid gras:

Ele, ca și fosfolipidele, constau dintr-un cap polar și două cozi nepolare. Glicolipidele sunt situate pe stratul exterior al membranei, sunt parte integrantă a receptorilor și asigură interacțiunea celulară. Există mai ales multe dintre ele în țesutul nervos.

Steroizi

Steroizii sunt derivați ciclopentanperhidrofenantren(Fig. 3). Unul dintre cei mai importanți reprezentanți ai steroizilor este colesterolul. În organism se găsește atât în ​​stare liberă, cât și în stare legată, formând esteri cu acizii grași (Fig. 3). În forma sa liberă, colesterolul face parte din membranele sanguine și lipoproteinele. Esterii de colesterol sunt forma sa de stocare. Colesterolul este precursorul tuturor celorlalți steroizi: hormoni sexuali (testosteron, estradiol etc.), hormoni suprarenali (corticosteron etc.), acizi biliari (acid deoxicolic etc.), vitamina D (fig. 3).

Interesant de știut! Corpul adultului conține aproximativ 140 g de colesterol, cea mai mare parte se găsește în țesutul nervos și glandele suprarenale. În fiecare zi, 0,3–0,5 g de colesterol intră în corpul uman și se sintetizează până la 1 g.

Ceară

Cerurile sunt esteri formați din acizi grași cu lanț lung (număr de atomi de carbon 14–36) și alcooli monohidrați cu lanț lung (număr de atomi de carbon 16–22). Ca exemplu, luați în considerare formula unei ceară formată din alcool oleic și acid oleic:

Epilarea cu ceară se efectuează în principal functie de protectie, aflându-se la suprafața frunzelor, tulpinilor, fructelor, semințelor, ele protejează țesuturile de uscarea și pătrunderea microbilor. Acopera blana si penele animalelor si pasarilor, protejandu-le de udare. Ceară de albine servește material de construcții pentru albine la crearea fagurilor. În plancton, ceara servește ca principală formă de stocare a energiei.

Terpenele

Compușii terpenici se bazează pe reziduuri de izopren:

Terpenele includ uleiuri esențiale, acizi rășini, cauciuc, caroteni, vitamina A și scualenă. De exemplu, iată formula pentru squalenă:

Scualena este componenta principală a secreției glandelor sebacee.