неділя, 13 листопада 2016 р.

Ліпіди. Властивості, функції.Матеріал для учнів 10 класу.

  


Ліпіди, їх класифікація та властивості

Ліпіди (від греч. lipos - жир) - велика група жирів і жироподібних речовин, які містяться в усіх живих клітинах. Більшість їх неполярна і, отже, гідрофобна. Вони практично нерозчинні у воді, але добре розчиняються в органічних розчинниках (бензин, хлороформ, ефір та ін.).

Ліпіди — це низькомолекулярні речовини з гідрофобними властивостями. Разом з білками і вуглеводами це основні компоненти всіх видів клітин. У різних органах і тканинах вміст ліпідів неоднаковий. Особливо багато їх у нервовій тканині, серці, печінці, нирках, крові, насінні і плодах деяких рослин.

Нині помітно зріс інтерес до ліпідів. Це пов'язано з тими функціями, які ліпіди виконують в організмі рослин, тварин і людини. Дослідження двох останніх десятиліть показали, що ліпіди не лише джерело і форма зберігання інформації. Складні ліпіди і їх природні комплекси є основою будови біологічних мембран і у складі її здійснюють найважливіші життєві процеси. Встановлено також, що серйозні ураження нервової системи, розлади серцево-судинної системи тісно пов'язані з порушенням обміну ліпідів.


Ліпіди та їх знаходження в природі


Мал.1 Ліпіди та їх знаходження в природі


Залежно від хімічної природи, ліпіди поділяють на жири і ліпоїди (жироподібні речовини).

Жири (тригліцериди, нейтральні жири) є основною групою ліпідів. Бувають рослинного та тваринного характеру. Це складні ефіри триатомного спирту гліцерину і жирних кислот або суміш вільних жирних кислот і тригліцеридів (жирові включення або краплини жиру в клітинах діатомових водоростей, жирової тканини свиней, тюленів, китів; рідкі жири (олії) в насінні льону, соняшника, арахісу тощо). Діти, подивіться на малюнок 1. Які джерела ліпідів ви можете назвати?

Є в живих клітинах і вільні жирні кислоти: пальмітинова, стеаринова, лінолева, рицинолева.

Ліпоїди - жироподібні речовини, до яких належать фосфатиди, стериди, різні воски і воскоподібні сполуки, а також жиророзчинні сполуки: пігменти (хлорофіли, каротини), вітаміни (А, Д, Е, К). Учні, подивіться на малюнок 2. Осб такий вигляд має молекула ліпідів.


Структура молекули ліпідів (кисень, вуглець, водень)


Мал. 2 Структура молекули ліпідів (кисень, вуглець, водень)


У деяких клітинах ліпідів дуже мало, всього декілька відсотків, а ось в клітинах підшкірної жирової клітковини ссавців і насінні, наприклад соняшнику, їх зміст досягає 90%. По хімічній будові ліпіди дуже різноманітні.
Класифікація ліпідів.

По будові і по функціям ліпіди дуже відрізняються один від одного. В залежності від здатності піддаватися гідролізу в основних середовищах солей вищих карбонових кислот ліпіди ділять на:

обмилювані - нейтральні жири, віск, ефіри стеринов, фосфоліпіди, гліколіпіди і так далі;

необмилювані - граничні вуглеводні, каротиноїди, сквалени, жиророзчинні вітаміни D, E, K, спирти з довгим аліфатичним ланцюгом, циклічні стерини (наприклад, холестерин), стероїди (естрадіол, тестостерон) і терпени. Діти, подивіться на малюнок 3. Які види ліпідів там зображені?

Залежно від кількості компонентів, що входять в структуру ліпіду, вони, також, підрозділяються на:

прості (двокомпонентні) - жири, віск (характерні для рослин) і стериды;

складні (багатокомпонентні) - фосфоліпіди, гліколіпіди, діольні і орнитиноліпіды (характерні для мікроорганізмів).


Класифікація ліпідів


Мал.3 Класифікація ліпідів


Прості ліпіди

Молекула простих ліпідів не містить атомів азоту, фосфору, сірки. До них відносять похідні одноатомних (вищих з 14-22 атомами вуглецю) карбонових кислот і одно- і багатоатомних спиртів (в першу чергу трьох атомного спирту - гліцерину). Найбільш важливими і поширеними представниками простих ліпідів є ацилгліцерин.

Широко поширений віск.

Нейтральні жири - найбільш прості і широко поширені ліпіди. Їх молекули утворюються в результаті приєднання трьох залишків високомолекулярних жирних кислот до однієї молекули трьохатомного спирту гліцерину.

Ацилгліцерини (гліцериди) - складні ефіри гліцерину і високомолекулярних карбонових кислот. Вони складають основну масу ліпідів (іноді до 95-96 %) і саме їх називали маслами і жирами.

Воском називають складні ефіри високомолекулярних одноосновних карбонових кислот і одноосновних високомолекулярних (з 18-30 атомами вуглецю) спиртів, що входять до складу ліпідів.

Вони широко поширені в природі, покриваючи тонким шаром листя, стебла, плоди рослин, оберігаючи їх від змочування водою, висихання, дії мікроорганізмів. Утримування їх в зерні і плодах невелике. У оболонках насіння соняшнику міститься 0,2 % воску від маси оболонки, в сімей сої - 0,01, рису - 0,05 %.


Складні ліпіди

Найбільш важлива і распространенна група складних ліпідів - фосфоліпіди. Молекула їх побудована із залишків спиртів, високомолекулярних жирних кисло фосфорної кислоти, азотистих підстав (найчастіше холін і етаноламіну, амінокислот і деяких інших з'єднань.

Фосфоліпіди - обов'язковий компонент клітин. Разом з білками і вуглеводами фосфоліпіди беруть участь в побудові мембран (перегородок) клітин і субклітинних структур (органел), виконуючи роль несучих конструкцій мембран.

Фосфоліпіди, виділені в якості побічних продуктів при отриманні масел, - хороші емульгатори. Вони застосовуються в хлібопекарській і кондитерською промышленностях, при виробництві маргаринової продукції.

До складу простих і складних ліпідів можуть входити гліколіпіди, що містять в якості структурних компонентів вуглеводні фрагменти (зазвичай залишки галактози, глюкози, манози).
Учні, пропоную вам подивитися наступне відео, щоб зрозуміти, звідки ми можемо брати фосфоліпіди для свого організму.





Відео 1 «Джерела фосфоліпідів»
Структура фосфоліпіда


Мал. 4 Структура фосфоліпіда


Фосфоліпіди по своїй структурі схожі з жирами, але в їх молекулі один або два залишки жирних кислот заміщено залишком фосфорної кислоти.

Фосфоліпіди є складеним компонентом клітинних мембран. Друзі, подивіться на малюнок 4, щоб зрозуміти, який вигляд мають фосфоліпіди.

У фосфоліпідах один з крайніх ланцюгів вищих карбонових кислот триацилгліцеролу заміщений на групу, що містить фосфат. Фосфоліпіди мають полярні голівки і неполярні хвости. Групи, що утворюють полярну голівку, гідрофільні, а неполярні хвостові групи гідрофобні. Подвійна природа цих ліпідів обумовлює їх ключову роль в організації біологічних мембран.

Стероїди - це ліпіди, що не містять жирних кислот і мають особливу структуру. Ці речовини побудовані на основі спирту холестеролу. До стероїдів відносяться гормони, зокрема кортизон, що виробляється корою надниркових залоз, різні статеві гормони, вітаміни A, D, Е. Стероїд холестерин - важливий компонент клітинних мембран.

До ліпідів також відносяться терпени (ростові речовини рослин - гібберелліни; каротиноїди - фотосинтетичні пігменти; ефірні олії рослин, а також воску). Ліпіди можуть утворювати комплекси з іншими біологічними молекулами - білками і цукрами.

                  Ліпіди - що це таке? Ліпіди: функції, характеристика

Ліпіди - що це таке? У перекладі з грецької, слово "ліпіди" означає "дрібні частинки жиру". Представляють вони собою групи сполук природного органіки обширного характеру, що включають в себе безпосередньо жири, а також жироподібні речовини. Є частиною всіх без винятку живих клітин і поділяються на прості і складні категорії. До складу простих ліпідів входить спирт і жирні кислоти, а складні містять високомолекулярні компоненти. І ті й інші пов'язані з біологічними мембранами, надають дію на активні ферменти, а також беруть участь у формуванні нервових імпульсів, що стимулюють м'язові скорочення.
ліпіди що це таке

                 Жири та гідрофобія

Однією з функцій ліпідів є створення енергетичного резерву організму і забезпечення водооталкивающая властивостей шкірного покриву укупі з термоізоляційної захистом. Деякі жиросодержащие речовини, що не мають жирних кислот, також віднесені до ліпідів, приміром, це стерини і терпени. Ліпіди не піддаються дії водного середовища, але легко розчиняються в органічних рідинах типу хлороформу, бензолу, ацетону.
Ліпіди, презентація яких періодично проводиться на міжнародних семінарах у зв'язку з новими відкриттями, є невичерпною темою для досліджень і наукових пошуків. Питання "Ліпіди - що це таке?" ніколи не втрачає своєї актуальності. Тим не менш, науковий прогрес не стоїть на місці. Останнім часом виявлено кілька нових жирних кислот, які знаходяться в біосинтетичних спорідненні з ліпідами. Класифікація органічних сполук може бути утруднена через схожість за певними характеристиками, але при істотному відмінності інших параметрів. Найчастіше створюється окрема група, після чого відновлюється загальна картина гармонійної взаємодії споріднених речовин.
ліпіди і вуглеводи

Клітинні мембрани

Ліпіди - що це таке з точки зору функціонального призначення? Перш за все, вони є найважливішим компонентом живих клітин і тканин хребетних тварин. Більшість процесів в організмі відбувається за участю ліпідів, формування клітинних мембран, взаємозв'язок і обмін сигналами в міжклітинному середовищі не обходяться без жирних кислот.
Ліпіди - що це таке, якщо їх розглядати з позиції спонтанно виникають стероїдних гормонів, фосфоінозитидів і простагландинів? Це, насамперед, присутність в плазмі крові насичених жирних кислот, які, за визначенням, є окремими компонентами ліпідних структур. Через гідрофобних властивостей останніх організм змушений виробляти складні системи їх транспортування. Жирні кислоти ліпідів в основному переносяться в комплексі з альбумінами, а ліпопротеїди, розчинні у воді, транспортуються звичайним порядком.
класи ліпідів

Класифікація ліпідів

Розподіл сполук, що мають біологічну природу, за категоріями - це процес, пов'язаний з деякими проблемами спірного характеру. Ліпіди у зв'язку з біохімічними і структурними властивостями можуть бути віднесені в рівній мірі до різних категорій. Основні класи ліпідів включають в себе прості і складні з'єднання.
До простих належать:
  • Гліцериди - ефіри гліцеринового спирту і жирних кислот вищої категорії.
  • Воски - ефір вищої жирної кислоти і 2-атомного спирту.
Складні ліпіди:
  • Фосфоліпідні сполуки - з включенням азотистих компонентів, гліцерофосфоліпіди, офінголіпіди.
  • Гліколіпіди - розташовані в зовнішніх біологічних шарах організму.
  • Стероїди - високоактивні речовини тваринного спектра.
  • Складні жири - стероли, ліпопротеїни, сульфоліпіди, аміноліпіди, гліцерин, вуглеводні.

Функціонування

Ліпідні жири виконують роль матеріалу для клітинних мембран. Беруть участь у транспортуванні різних речовин по периферії організму. Жирові прошарки на основі ліпідних структур допомагають захистити тіло від переохолодження. Мають функцію енергетичного накопичення "про запас".
Запаси жирів концентруються в цитоплазмі клітин у формі крапель. Хребетні тварини, і людина в тому числі, володіють спеціальними клітинами - адипоцитами, які здатні утримувати в собі досить багато жиру. Розміщення жирових накопичень в адипоцитах відбувається завдяки ліпоїдним ферментам.
біологія ліпіди

Біологічні функції

Жир не тільки надійне джерело енергії, він також володіє теплоізоляційними властивостями, чому сприяє біологія. Ліпіди при цьому дозволяють досягти декількох корисних функцій, таких як природне охолодження організму або, навпаки, його теплоізоляція. У північних регіонах, що відрізняються низькими температурами, всі тварини накопичують жир, який відкладається по всьому тілу рівномірно, і таким чином створюється природна захисна прошарок, що виконує функцію теплозахисту. Особливо важливо це для великих морських тварин: китів, моржів, тюленів.
Тварини, що живуть в жарких країнах, теж накопичують жирові відкладення, але у них вони не розподіляються по всьому тілу, а зосереджуються у певних місцях. Наприклад, у верблюдів жир збирається в горбах, у пустельних звірків - в товстих, коротких хвостиках. Природа ретельно стежить за правильним розміщенням і жиру, і води в живих організмах.
ліпіди в клітці

Структурна функція ліпідів

Всі процеси, пов'язані з життєдіяльністю організму, підкоряються певним законам. Фосфоліпіди є основою біологічного шару мембран клітин, а холестерин регулює плинність цих мембран. Таким чином, більшість живих клітин знаходиться в оточенні плазматичних мембран з подвійним шаром ліпідів. Така концентрація необхідна для нормальної клітинної діяльності. В одній мікрочастинок біомембрани міститься більше мільйона ліпідних молекул, які володіють подвійними характеристиками: вони одночасно гідрофобні і гідрофільні. Як правило, ці взаємовиключні властивості носять нерівноважний характер, і тому їх функціональне призначення виглядає цілком логічно. Ліпіди в клітці - це ефективний природний регулятор. Гідрофобний шар зазвичай домінує і захищає клітинну мембрану від проникнення шкідливих іонів.
Гліцерофосфоліпіди, фосфатидилетаноламін, фосфатидилхолін, холестерол також сприяють непроникності клітин. У тканинних структурах розташовуються інші мембранні ліпіди, це сфінгомієлін і сфінгогліколіпід. Кожна речовина виконує певну функцію.

Ліпіди в дієті людини

Тригліцериди - жири нейтрального характеру, є ефективним джерелом енергії. Насиченими жирними кислотами володіють м'ясо і молочні продукти. А кислоти жирні, але ненасичені, містяться в горіхах, соняшниковій і оливковій олії, насінні і зернах кукурудзи. Щоб в організмі не підвищувався рівень холестерину, рекомендується щоденну норму тваринних жирів обмежити 10 відсотками.
окислення ліпідів

Ліпіди і вуглеводи

Багато організмів тваринного походження "укладають" жири в певних точках, підшкірній клітковині, в складках шкірного покриву, інших місцях. Окислення ліпідів таких жирових відкладень відбувається повільно, і тому процес їх переходу у вуглекислий газ і воду дозволяє отримати значну кількість енергії, майже в два рази більше, ніж можуть дати вуглеводи. Крім того, гідрофобні властивості жирів позбавляють від необхідності використання великої кількості води для стимулювання гідратації. Перехід жирів в енергетичну фазу відбувається "всуху". Разом з тим жири діють набагато повільніше в плані вивільнення енергії, і більше підходять для тварин у стані сплячки. Ліпіди і вуглеводи як би доповнюють один одного в процесі життєдіяльності організму.

Немає коментарів:

Дописати коментар