Ліпіди. Матеріал для учнів 9 класу.

  

                                Ліпіди: властивості та біологічна роль

Які властивості ліпідів визначають їхнє значення?

Ліпіди - це дуже різноманітна за хімічним складом група органічних речовин живого. Молекули ліпідів можуть містити залишки спиртів, жирних кислот, сульфатної кислоти, вуглеводів, білків та ін. Властивості багатьох ліпідів значною мірою визначаються жирними кислотами.

Жирні кислоти -

це група малих молекул, що за хімічною природою є одноосновними карбоновими кислотами. Загальна формулою жирних кислот -СН₃(СН₂)_геСООН. Їхні молекули мають дві різні частини: довгий карбоновий ланцюг і карбоксильну групу (іл. 11). Гідрофобний ланцюг жирних кислот малоактивний, з водою не взаємодіє, і тому вся їхня хімічна активність зумовлена гідрофільною карбоксильною групою. Завдяки таким особливостям жирні кислоти та їхні похідні у воді утворюють поверхневі плівки, краплини, невеликі кулясті міцели та ін. (іл. 12). Ці комплекси мають величезне значення для організмів, оскільки беруть участь у побудові клітинних мембран, утворюють запасливі включення, забезпечують засвоєння жиророз-

чинних вітамінів, сприяють травленню жирів тощо. На сьогодні відомо понад 800 природних жирних кислот, проте значного поширення у живій природі набули близько 20. Найбільш відомими є пальмітинова -СН₃(СН₂)₁₄СООН (див. іл. 11), стеаринова - СН₃(СН₂)₁₆СООН, олеїнова -СН₃(СН₂)₇СН=СН (СН₂)₇СООН та ін. Вони можуть бути насиченими (не мають подвійних зв’язків) і ненасиченими (з подвійними зв’язками).

Жирні кислоти беруть участь в хімічних реакціях утворення ліпідів як реагенти і не є мономерами, тому ліпіди - це неполімер-ні сполуки. Більшість ліпідів (воски, жири) характеризуються нерозчинністю у воді (гідрофобністю) та розчинністю у неполярних розчинниках: естері, ацетоні, хлороформі, бензені та ін. Такі властивості зумовлені відсутністю полярних груп у їхніх молекулах.

Інші групи ліпідів (фосфоліпіди, гліколіпіди) проявляють подвійні амфіфільні властивості, тому що містять полярні (гідрофільні головки ортофосфатної кислоти чи спирту) і неполярні (ланцюжок жирної кислоти) групи (іл. 13).

Усі ліпіди в організмі піддаються гідролізу під дією специфічних ферментів - ліпаз з утворенням жирних кислот.

Отже, ЛІПІДИ (від грец. ліпос - жир) - це різноманітні за хімічним складом органічні сполуки живого, спільною ознакою яких є їхня непо-лярність, через що вони розчиняються лише в неполярних рідинах.

Як класифікують ліпіди?

Існує декілька класифікацій ліпідів, серед яких можна виокремити класифікації за біологічними функціями (резервні та структурні ліпіди), властивостями (полярні та неполярні ліпіди) і класифікація за структурними особливостями, що є найбільш вживаною. Згідно з нею всі ліпіди поділяються на прості та складні.

Прості ліпіди є похідними жирних кислот і спиртів. Найвідоміши-ми з них є воски й жири. Воски - це гідрофобні сполуки, в утворенні яких беруть участь жирні кислоти й одноатомні спирти. Їх поділяють на тваринні воски (наприклад, спермацет, ланолін, бджолиний віск, китайський віск) та рослинні воски (наприклад, кутин, суберин). Ці речовини утворюють захисну кутикулу на листках й плодах, вкривають хітинову оболонку комах й павуків, використовуються для побудови сотів бджолами, збільшують плавучість китів та ін. (іл. 14). Жири -це гідрофобні сполуки, в утворенні яких беруть участь жирні кислоти й триатомний спирт гліцерол. За походженням жири поділяють на рослинні (соняшникова, трояндова олії, масло какао) й тваринні (китовий жир, свинячий жир, риб’ячий жир). Вони можуть бути рідкими (містять ненасичені жирні кислоти) й твердими (мають насичені жирні кислоти).

Основна функція жирів - енергетична.

Складні ліпіди окрім ліпідної частини містять й інші речовини. У ліпопротеїдів такими сполуками є білки, у фосфоліпідів - залишок ортофосфатної кислоти, у гліколіпідів - вуглеводи. Ці сполуки виконують здебільшого структурну функцію.

До ліпідів відносять й жироподібні сполуки (ліпоїди), що є їхніми попередниками або похідними. Більшість із них здійснюють в організмі регуляторну функцію. Прикладом подібних речовин є стероїди - гідрофобні сполуки, що виявляють високу біологічну активність. До стероїдів належать холестерин, жовчні кислоти. Стероїдну природу мають й статеві гормони та гормони надниркових залоз (кортикостероїди). До жироподібних сполук належать жиророзчинні вітаміни А, D, Е і K.

Отже, класифікувати ліпіди дуже важко через їхню величезну хімічну різноманітність, але найчастіше їх поділяють за хімічним складом на

прості й складні ліпіди.

Яка біологічна роль ліпідів?

Функції ліпідів в організмі тісно пов’язані з їхніми властивостями

й особливостями будови. До основних функцій, що ілюструють значення ліпідів, належать такі:

• будівельна, або структурна (фосфоліпіди й холестерин беруть участь у побудові біліпідного шару клітинних мембран);

• енергетична (під час розщеплення 1 г жирів вивільняється 38,9 кДж енергії, тобто удвічі більше, ніж під час окиснення білків і вуглеводів);

• запаслива (у рослин відкладаються про запас олії, у тварин - жири; крім того, надлишок вуглеводів й білків може перетворюватися на жири і відкладатися про запас);

• теплоізоляційна (завдяки низькій теплопровідності жири, накопичуючись в підшкірній клітковині, запобігають втратам теплоти);

• водоутворювальна (під час окиснення 1 г жирів утворюється 1,1 г метаболічної води, яка дуже важлива для мешканців пустелі, тварин, які западають у сплячку);

• регуляторна (статеві гормони, кортикостероїдні гормони беруть участь в ендокринній регуляції процесів життєдіяльності організмів);

• захисна (воски захищають органи рослин від втрат води, жири навколо внутрішніх органів в організмі тварин - від механічних упливів, вітамін F чинить антиалергічну й протизапальну дію в організмі людини);

• сигнальна (гліколіпіди в складі мембран здійснюють сприйняття подразнень);

• антиоксидантна (вітаміни А і Е - речовини, що захищають клітини від небезпечних для процесів життєдіяльності вільних радикалів);

• травна (жовчні кислоти, фосфоліпіди, холестерол беруть участь в емульгації жирів та їх усмоктуванні. Окрім того, жири є розчинниками для вітамінів А, D, Е, K, і їх наявність у складі їжі суттєво впливає на засвоєння цих вітамінів організмом).

Отже, біологічні функції ліпідів є такими ж різноманітними, як і самі ліпіди.

Виконати завдання