Какое строение имеют липиды. Особенности разных видов липидных соединений и их функции. Какие липиды вам известны
– небольшие молекулы, их молекулярная масса составляет несколько сотен дальтон. Обычно в молекулах липидов имеются и гидрофильные, и гидрофобные группы, но в целом липиды имеют гидрофобные свойства. Липиды плохо растворимы в воде, зато хорошо растворяются в органических растворителях (спирте, ацетоне, хлороформе). Исторически липиды были выделены в отдельный класс веществ именно по этому признаку – как соединения, растворимые не в воде, а в менее полярных органических растворителях. К липидам относятся такие соединения, как фосфолипиды, нейтральные жиры, стероиды и воска. В живых организмах липиды выполняют несколько важных функций.
Они широко известны как жиры, и их физические свойства связаны с гидрофобным характером их структур, все из которых синтезированы из ацетил-СоА. Фактически, все релевантности липида исходят из этой гидрофобной характеристики молекул, которая не является биологическим недостатком. Именно потому, что они нерастворимы, они имеют фундаментальное значение для установления взаимодействия между внутриклеточной и внеклеточной средой, откровенно гидрофильной.
Изменение текучести мембран
Все живые существа обладают способностью синтезировать липиды, но есть некоторые липиды, которые синтезируются исключительно растениями, такими как жирорастворимые витамины и незаменимые жирные кислоты. Простые липиды Простые липиды состоят из углерода, водорода и кислорода.
Структурная функция
Все клетки отграничены от окружающей среды наружной мембраной, которая примерно наполовину (по массе) состоит из липидов и наполовину – из белков. Способность липидов выполнять структурную функцию не ограничивается клеточным уровнем: медоносная пчела лепит свои соты из воска, из воскоподобных веществ состоит и кутикула наземных растений – тонкий слой на поверхности листьев и стеблей, уменьшающий испарение.
Они делятся на две группы. Триглицериды или глицериды образуются, когда спирт представляет собой глицерин. Комплексные липиды В дополнение к углероду, водороду и кислороду в сложных липидах также присутствует азот, фосфор и другие. Существует два типа сложных липидов.
Фосфолипиды - заполняют клеточные мембраны. Он поступает из глицеринового фосфора. Сфингомиелин - встречается у животных и ответственен за производство миелиновой оболочки, которая окружает аксон нейронов. Стероиды - это липиды, образованные холестерином. Они действуют в организме как гормоны, а также имеют структурную функцию, поэтому это важный компонент для организмов. Поэтому половые железы, такие как тестостерон, эстрадиол, являются стероидами.
Энергетическая функция
Клетка может окислять липиды и использовать выделяющуюся энергию для своих нужд. При окислении нейтральных до углекислого газа и воды жиров выделяется много энергии – около 9,3 килокалорий на грамм. Жиры часто служат запасными питательными веществами. У высших позвоночных животных для этой цели используется особая ткань – жировая клетчатка. У растений запасы жиров нередко встречаются в семенах.
Защитная и смазочная функция
Хранение - позволяет хранить энергию. Энергия - при необходимости выделяйте энергию. Эта работа направлена на изучение и изучение структур липидов, в которых вместе с белками, нуклеиновыми кислотами и углеводами являются важнейшими компонентами биологических структур и являются частью группы, известной как биомолекулы. Они определяются набором химических веществ, которые, в отличие от других классов органических соединений, не характеризуются некоторой общей функциональной группой, а их высокой растворимостью в органических растворителях и низкой растворимостью в воде.
Регуляторная функция
Важнейшими регуляторами физиологических процессов в организме являются гормоны. Среди них встречаются соединения различной структуры. Особую группу составляют т. н. стероидные гормоны, которые относятся к классу липидов. Производными жирных кислот являются важные регуляторы клеточных функций простагландины (их иногда называют тканевыми гормонами).
Липиды распределены во всех тканях, особенно в клеточных мембранах и жировых клетках. Поскольку они представляют собой класс соединений с очень разнообразной структурой, характеризующихся высокой растворимостью в органических растворителях и поскольку они практически нерастворимы в воде, существует несколько различных типов молекул, принадлежащих к классу липидов. Хотя у них нет каких-либо общих структурных особенностей, у них у всех гораздо больше углерод-водородных связей, чем у других биомолекул, а у большинства их мало гетероатомов.
Липиды могут выполнять и ряд других функций. Так, накопление липидов организмами планктона и нектона уменьшает их удельный вес и облегчает плавание в толще воды (такой механизм используют также акулы). Подкожная жировая клетчатка может служить механической защитой для внутренних органов, а у теплокровных животных она является теплоизолятором.
Это заставляет эти молекулы быть бедными в локализованных диполях. Один из классических законов химии говорит, что «подобное растворяет подобное»: отсюда причина, что эти молекулы плохо растворимы в воде или этаноле и хорошо растворимы в органических растворителях.
В отличие от других биомолекул, липиды не являются полимерами, то есть они не являются повторениями основной единицы. Хотя они могут иметь относительно простую химическую структуру, липидные функции сложны и разнообразны, действуют на многих ключевых стадиях метаболизма и в определении клеточных структур.
В молекулах фосфолипидов присутствуют различные по химическим свойствам составные части: «головка» и два «хвоста». В состав головки входят остатки глицерина, фосфорной кислоты и спирта. «Головка» гидрофильна и электрически заряжена, вода охотно с ней взаимодействует. «Хвосты» представляют собой остатки жирных кислот, содержащие множество СН 2 -групп. Поляризация связи С–Н очень слабая, так что «хвосты» вполне гидрофобны, и они «стремятся» избежать взаимодействия с водой.
Какие функции выполняют липиды?
Липиды можно подразделить на: жирные кислоты, триацилглицериды, глицерофосфолипиды, фосфолипиды, сфинголипиды, простагландины, терпеноиды, стероиды. Ниже приводится описание этих категорий. Жирные кислоты представляют собой монокарбоновые кислоты, обычно с длинной углеродной цепью, с четным числом атомов углерода и без разветвления, которые могут быть насыщенными или содержать ненасыщенность или две или более ненасыщенности. Ненасыщенные легко превращаются в насыщенные путем каталитического гидрирования.
В состав фосфолипидов входят как насыщенные жирные кислоты, не содержащие двойных связей, так и ненасыщенные. Очень распространенными жирными кислотами являются пальмитиновая CH 3 (CH 2) 14 COOH , стеариновая CH 3 (CH 2) 16 COOH , олеиновая CH 3 (CH 2) 7 –СH=CH–(CH 2) 7 COOH , пальмитоолеиновая CH 3 (CH 2) 5 –СH=CH–(CH 2) 7 COOH . В состав одной молекулы фосфолипида обычно входят остатки разных жирных кислот, причем ненасыщенная жирная кислота обычно располагается ближе к фосфату. Природные липиды содержат в основном цис-изомеры ненасыщенных жирных кислот. Транс-изомеры образуются при искусственной переработке растительных жиров – например, при получении маргарина. В последнее время выяснилось, что потребление транс-изомеров жирных кислот вредно для здоровья: оно увеличивает риск возникновения атеросклероза и онкологических заболеваний.
Наличие ненасыщенности в цепях карбоновой кислоты затрудняет межмолекулярное взаимодействие, что делает их вообще присутствующими при комнатной температуре в жидком состоянии; насыщенные, с большей легкостью межмолекулярной упаковки, являются твердыми. Кислотный гидролиз триацилглицерина приводит к соответствующим карбоновым кислотам. Карбоксильная группа представляет собой полярную область, а углеродную цепь - неполярную.
Наиболее распространенными липидами в природе являются триацилглицериды, состоящие из трех молекул жирных кислот, этерифицированных до одной молекулы глицерина, то есть они имеют три ацильные группы, присоединенные к глицерину. Соединения, содержащие ацилированную группу двух из этих групп и глицерина, встречаются в небольших количествах в клетках, существующих в качестве промежуточных звеньев путей синтеза и деградации липидов, содержащих жирные кислоты и глицерин.
Если молекулы фосфолипидов поместить на поверхность водного слоя, то, очевидно, что гидрофильные «головки» будут обращены в воду, а гидрофобные «хвосты» будут выталкиваться из воды. Образуется монослой – поверхностная пленка толщиной в одну молекулу. Если же «затолкать» молекулы фосфолипидов в воду целиком, то тогда «головки» будут обращены к воде (наружу), а «хвосты» – от воды (внутрь). Такие небольшие скопления молекул называются мицеллами.
Триацилглицерины являются по существу неполярными соединениями, поскольку полярные области их предшественников исчезают при образовании сложноэфирных связей. Таким образом, они представляют собой очень гидрофобные молекулы, которые могут храниться в клетках в почти безводной форме.
Жиры животных и растительные масла представляют собой смеси триацилглицеринов, которые отличаются своим составом в жирных кислотах и, следовательно, в их температуре плавления. Триацилглицерины животных жиров богаты насыщенными жирными кислотами, что дает этим липидам твердую консистенцию при комнатной температуре; жидкости растительного происхождения, богатые ненасыщенными жирными кислотами, являются жидкими. В организме обе масла и жиры могут быть гидролизованы с помощью специфических ферментов, липаз, которые позволяют переваривать эти вещества.
К образованию мицелл более склонны не фосфолипиды, а жирные кислоты, имеющие только один гидрофобный «хвост» – мицеллы получаются, например, при растворении мыла в воде
Фосфолипиды чаще образуют другую структуру – липидный бислой. В составе бислоя молекулы фосфолипидов располагаются в два ряда: «головки» будут обращены к воде, а «хвосты» упрятаны внутрь. Липидный бислой составляет основу всех клеточных мембран – мембрана представляет собой «липидное озеро», в котором плавают белки.
Растительные масла используются для изготовления маргаринов в процессе гидрирования, что уменьшает часть их двойных связей и делает их твердыми при комнатной температуре. Триацилглицерины можно гидролизовать, высвобождая жирные кислоты и глицерин. Если этот гидролиз производится в щелочной среде, образуются соли жирных кислот, мыла, и этот процесс называется омылением.
Воски биологического происхождения представляют собой сложные эфиры длинноцепочечных насыщенных или ненасыщенных жирных кислот с длинноцепочечными спиртами. Воски являются основными источниками хранения метаболической энергии в планктоне, множеством микроорганизмов, свободно плавающих в морях и формирующих пищевую базу морских животных.
Липидный бислой непроницаем для заряженных ионов – они не могут проникнуть через его гидрофобную центральную зону. Для того чтобы транспортировать ионы через мембрану, в клетке имеются специальные белки-переносчики. Через бислой не могут пройти крупные молекулы – белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты. Липидный бислой проницаем для небольших гидрофобных молекул, а также для совсем мелких полярных, но не заряженных – таких как Н 2 О, СО 2 , а также О 2 .
Воски также выполняют различные другие функции, связанные с их водоотталкивающими свойствами и их твердой консистенцией. Из-за водонепроницаемости и прочной консистенции воски также выполняют различные другие функции в природе. Определенные кожные железы позвоночных выделяют воски для защиты волос и кожи, сохраняя их гибкость, смазку и водонепроницаемость. Птицы, особенно морские, выделяют воски из своих клювых, чтобы их перья были водоотталкивающими. Глянцевые листья многих растений покрыты толстым слоем воска, что предотвращает чрезмерное испарение воды и защищает растение от паразитов.
Нейтральные жиры представляют собой эфиры глицерина и остатков трех жирных кислот. Они более гидрофобны, чем фосфолипиды, и располагаются внутри клетки в виде нерастворимых жировых включений.
В состав жиров также могут входить остатки насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Первые преобладают в животных жирах, а вторые – в растительных. Насыщенные жирные кислоты имеют более высокую температуру плавления, поэтому подсолнечное масло при комнатной температуре является жидкостью, а сливочное масло и говяжий жир – твердыми телами. В состав жиров сливочного масла входят насыщенные кислоты с меньшим числом углеродных атомов, чем у жиров говяжьего жира, поэтому сливочное масло плавится при меньшей температуре. Как и молекулы фосфолипидов, молекулы нейтральных жиров обычно содержат остатки разных жирных кислот.
Биологические воски находят множество применений в фармацевтической, косметической и других отраслях. Ланолин, пчелиный воск, карнаубский воск и воск, полученные из масла спермацети, широко используются при производстве лосьонов, мазей и полиров. Мыла образуются на основе жирных кислот, экстрагированных из кислотного гидролиза триацилглицеридов и сапофинакодов гидроксидом натрия и гидроксидом калия, образуя соответствующую соль. Наиболее распространенные детергенты образуются молекулами сульфокислоты, которые, взаимодействуя с каустической содой, образуют сульфонат натрия.
Жирные кислоты могут синтезироваться из углеводов и аминокислот, из-за этого ожирение наступает при избыточном питании не только жирами, но и другими продуктами.
Еще один класс липидов – стероиды. Это небольшие гидрофобные молекулы, производные холестерина. Они содержат в своем составе систему связанных углеводородных колец – три шестиатомных и одно пятиатомное. Стероидами являются такие гормоны надпочечников, как глюкокортикоиды (например, кортизол), играющие важнейшую роль в развитии стресса, и минералокортикоиды (альдостерон), уменьшающие выведение почками воды и ионов натрия из организма. К стероидным относятся мужские и женские половые гормоны (тестостерон и эстрадиол), а также прогестины (прогестерон).
Характер катиона определяет свойства образовавшейся карбоновой соли. Как правило, соли с двухвалентными катионами плохо растворяются в воде, в отличие от щелочных металлов, которые достаточно растворимы в воде и масле - известны как мыло. Вот почему в регионах, где вода богата щелочноземельными металлами, при стирке одежды необходимо использовать специальные мыльные составы. В воде при высоких концентрациях этих солей происходит образование мицелл - микроскопических глобул, образованных агрегацией этих молекул.
В мицеллах полярные области молекул мыла находятся в контакте с молекулами воды, тогда как гидрофобные области находятся внутри глобулы в органической псевдофазе без контакта с водой. Глицерофосфолипиды представляют собой производные глицерина, которые содержат фосфат в их структуре. Простейшим глицерофосфолипидом является фосфатидная кислота, состоящая из молекулы глицерина, этерифицированной до двух жирных кислот на атомах углерода 1 и 2, и фосфорной кислоты на углероде. Фосфатидат, помимо того, что он обнаружен как незначительный компонент клеточных мембран, действует как промежуточные соединения синтеза триацилглицеринов и других глицерофосфолипидов.
В печени из холестерина синтезируются желчные кислоты, которые затем поступают в желчь. Эти соединения содержат как гидрофильные, так и гидрофобные группы. В водной среде они легко образуют мицеллы. В просвете кишечника в эти мицеллы включаются молекулы жиров из съеденной пищи – сами по себе нейтральные жиры почти нерастворимы, а в составе мицелл образуют эмульсию и становятся доступными для действия пищеварительных ферментов.
Наиболее распространенные глицерофосфолипиды происходят от этерификации до фосфорной кислоты фосфатидата с переменными полярными молекулами. Таким образом, полученные липиды отличаются заместителями фосфатидата, из которых получены их названия. Например, холин и этаноламин соответственно дают фосфатидилхолин и фосфатидилэтаноламин. В некоторых глицерофосфолипидах фосфатидная кислота связана с другой фосфатидной кислотой через молекулу глицерина; называются дифосфатидилглицеридами или кардиолипинами, потому что они были обнаружены в сердечной мышце.
Сам холестерин – не гормон, а необходимый компонент клеточных мембран у высших организмов; у бактерий он встречается редко.
Интересен механизм действия стероидных гормонов на клетки-мишени. Стероиды – это небольшие гидрофобные молекулы, они легко проникают через наружную мембрану клетки. Белки-рецепторы, связывающие эти гормоны, расположены в цитоплазме. После связывания со стероидом белок-рецептор активируется и идет из цитоплазмы в ядро. В ядре гормон-рецепторный комплекс связывается с ДНК и регулирует активность некоторых генов (ДНК и гены рассматриваются на уроке 8). Каждый класс стероидных гормонов имеет свои собственные рецепторы и регулирует только определенные гены.
Члены каждой из этих категорий глицерофосфолипидов отличаются друг от друга по типу жирных кислот, занимающих позиции 1 и 1. Как правило, положение 1 занято насыщенной жирной кислотой, а положение 2 - ненасыщенной жирной кислотой. Молекула глицерофосфолипида содержит полярную область, состоящую из фосфатной группы и ее заместителей, и неполярную часть, из-за жирных кислот и глицерина. Поскольку они содержат фосфат, глицерофосфолипиды и сфингомиелины называются фосфолипидами.
Фосфолипиды представляют собой сложные эфиры глицерофосфата - фосфорного производного глицерина. Фосфат представляет собой фосфорный диэфир и полярную группу фосфолипида. Нейтральные или заряженные группы, такие как холин, этаноамин, инозит, глицерин или тому подобное, могут быть присоединены к одному из оксигенов фосфата. Фосфатидилхолины, например, называются лецитинами.
|
|
|
|
Рис. 6. Механизм действия стероидных гормонов |
Так, глюкокортикоиды – гормоны стресса – активируют различные гены, отвечающие за обеспечения организма энергией, и угнетают гены, отвечающие за накопление запасных питательных веществ. Ведь стрессовая реакция служит для мобилизации организма на борьбу или бегство, а тут уж не до запасания. Минералокортикоиды активируют гены фермента Na + /K + –АТФазы, который возвращает в кровь из первичной мочи натрий, а вместе с ним и воду.
Еще одна группа важнейших регуляторов жизнедеятельности организма – это простагландины. Они образуются из арахидоновой кислоты – одной из полиненасыщенных жирных кислот. Сперва простагландины были обнаружены в предстательной железе – простате – с чем и связано их название, однако вскоре они были найдены в самых разных клетках, тканях и органах.
Простагландины иногда называют тканевыми гормонами. Дело в том, что в организме у них довольно короткое время жизни, поэтому они действуют локально, в том же органе, в котором и вырабатываются.
Существует много разных классов простагландинов, они обладают различным, иногда прямо противоположным физиологическим действием. Так, простагландин Е2 расширяет стенки кровеносных сосудов, увеличивает их проницаемость, это вещество вырабатывается при воспалении и вызывает многие его симптомы. Простагландин F2 действует на сосуды противоположным образом – сужает и уменьшает проницаемость – он обладает противовоспалительным действием. Однако при беременности эти соединения действуют одинаково, усиливая сокращения гладкой мускулатуры матки.
Простагландин I2 (простациклин) препятствует агрегации тромбоцитов и тормозит свертывание крови, тогда как тромбоксан А2 (очень похожее на простагландины вещество, тоже синтезируемое из арахидоновой кислоты) активирует эти два процесса.
Еще один класс производных арахидоновой кислоты – лейкотриены – играют ключевую роль в развитии такой тяжелой болезни как бронхиальная астма. Они вызывают сокращение гладких мышц дыхательных путей, что приводит к спазму бронхов и неукротимому кашлю, без специальной медицинской помощи больной может задохнуться и умереть.
Широко распространенное лекарство аспирин угнетает синтез простагландинов. Оно обладает противовоспалительным и жаропонижающим действием.
В организме человека всасывание липидов происходит в тонком кишечнике. Жирные кислоты и глицерин поступают из просвета кишки в клетки эпителия кишечника. Там из них синтезируются нейтральные жиры, которые в комплексе со специальными белками и холестерином образуют особые частицы диаметром 0,1–1 мкм – хиломикроны. Хиломикроны поступают из клеток кишечника в лимфатическую систему, затем в кровоток и разносятся по всему организму.
Кроме хиломикронов, перенос жиров от одной ткани к другой осуществляют т. н. липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП). Они образуются в печени – там синтезируется и белковая, и жировая часть этих комплексов, а к другим тканям переносятся с кровотоком. ЛПОНП также содержат холестерин. После усвоения жиров различными тканями организма липопротеиновые частицы, содержащие холестерин, становятся т. н. липопротеинами низкой плотности (ЛПНП). На поверхности почти всех клеток человеческого организма есть специальные белки–рецепторы ЛПНП. Когда ЛПНП связываются с этими рецепторами, клетка поглощает их, внутри клетки холестерин освобождается и используется для клеточных нужд.
При развитии опасного заболевания, атеросклероза, холестерин начинает откладываться на стенках кровеносных сосудов, образуя т. н. склеротические бляшки. Это может привести к закупорке и повреждению сосудов. Больным атеросклерозом часто назначают диету с пониженным содержанием холестерина, однако этот липид в значительных количествах вырабатывается в самом организме, так что такая диета не может предотвратить развитие заболевания.
Механизм развития атеросклероза изучен далеко не полностью. По-видимому, на первом этапе происходит самопроизвольное окисление жирных кислот, содержащихся в ЛПНП. Такие «испорченные» липопротеины откладываются на стенках кровеносных сосудов, что вызывает прикрепление к измененной сосудистой стенке защитных клеток – макрофагов. Макрофаги, прикрепленные к стенке сосуда, начинают активно поглощать из плазмы крови холестерин, причем не через рецепторы ЛПНП, а через совсем другие, т. н. рецепторы-мусорщики. Макрофаг оказывается напичканным холестерином, он и дает начало склеротической бляшке. Известно, что у людей с наследственными дефектами рецепторов ЛПНП атеросклероз развивается уже в детском возрасте.
Запасание триглицеридов происходит в специальной ткани – жировой клетчатке. При голодании в клетках этой ткани происходит распад триглицеридов, и свободные жирные кислоты переносятся к другим органам белком плазмы крови – сывороточным альбумином.
Известно, что практически все живые организмы состоят из трех типов химических веществ: углеводов, белков и жиров. Именно последним стоит уделить отдельное внимание, ведь они являются наиболее разнообразным классов. Что такое соединения липидов, какое имеют строение и зачем они нужны?
Липиды – большой класс химических веществ, к которым относятся такие соединения, как жир, воски, некоторые гормоны. Липиды нерастворимы в полярных растворителях (например, в воде), но хорошо растворяются в органических (ацетон, хлороформ).
Какое строение имеет большинство липидов? Существует два основных типа: омыляемые и неомыляемые жиры, имеющие разную конструкцию.
Омыляемые липиды
К омыляемым липидам относятся сложные соединения, структурные части которых объединены эфирной связью. Этот класс жиров легко гидролизуется в растворе под действием щелочей.
Омыляемые липиды – это большой класс веществ, состоящий из отдельных групп:
- сложные эфиры;
- гликолипиды;
- фосфолипиды.
Сложные эфиры
К этой группе относятся:
- жиры (состоят из глицерина и жирных кислот);
- воски (производные жирного спирта и кислоты);
- эфиры стеринов.
Сложные эфиры возникают при взаимодействии органической кислоты, содержащей карбоксильную функциональную группу, и спирта, свойства которого связаны с гидроксильной группой. Реакция между ними приводит к образованию соединения, которое обладает сложноэфирной связью.
Гликолипиды
Среди омыляемых липидов особого внимания заслуживают гликолипиды – сложные вещества, молекула которых представляет собой комбинацию липида и углевода. К ним относят:
- цереброзиды;
- ганглиозиды.
Фосфолипиды
Группа объединяет следующие вещества:
- фосфатидовые кислоты;
- фосфатиды;
- сфинголипиды.
Фосфолипиды, как видно из названия, имеют отношение к фосфору. Действительно, в их строении присутствует фосфатная функциональная группа (остаток ортофосфорной кислоты). Помимо нее, липиды этой группы содержат также органический спирт и одну либо две органических кислоты.
Вместе эти компоненты создают нечто похожее на головастика: полярная фосфатная группа хорошо взаимодействует с водой, образуя «голову», в то время как неполярные органические кислоты с водой взаимодействуют плохо, и образуют своеобразный «хвост». Эти особенности фосфолипидов как раз и позволяют выполнять им свои важные функции в организме, о которых речь пойдёт немного позже.
Неомыляемые липиды
Неспособные к взаимодействию со щелочами липиды составляют собой отдельную группу веществ – неомыляемых липидов. Эти соединения представляют собой спирты с длинной цепью, циклические спирты, а также каротиноиды.
Единой нет, среди всего их обилия можно очертить несколько ярко выраженных групп.
- Длинноцепочечные органические кислоты (последовательность атомов карбона больше 16 атомов, оканчивается карбоксильной группой).
- Длинноцепочечные органические спирты (длинная последовательность атомов карбона, которая оканчивается гидроксильной функциональной группой).
- Эйкозаноиды (производные жирных кислот, образованные частичной циклизацией и появлением внутримолекулярных связей).
- Циклические спирты (полициклические соединения, которым характерно большое количество гидроксильных групп).
- Стероиды (производные циклических спиртов, образованные появлением дополнительных функциональных групп).
- Каротиноиды (длинные карбоновые цепи, на окончаниях которых часто находятся циклические алканы).
Все перечисленные выше вещества имеют свои особенности, но их объединяют некоторые химические свойства. Среди них: большой молекулярный вес, плохая способность к взаимодействию с водой, растворимость в органических веществах, возможность проникать сквозь биологические мембраны.
Функции
Липиды в живом организме выполняют широкий спектр задач. Так как эти сложные вещества кардинально отличаются между собой по строению, то и функциональность каждой группы жиров лежит в разных областях. Ниже представлена таблица с функциями, которые чаще всего встречаются в природе.
Энергетическая функция
Липиды – один из наиболее важных источников энергии в организме. Молекула жира, который в основном и используется в качестве резерва, содержит намного больше запасённой энергии, нежели близкая по размеру молекула гликогена или крахмала. Окисляясь в митохондриях до углекислого газа и воды, жиры позволяют образовывать большие количества АТФ (универсального носителя энергии в организме).
Структурная функция
Некоторые липиды (фосфолипиды, сфинголипиды) выступают в роли строительного материала для клеточных мембран. Эти сложные соединения укладываются двойным слоем, обращая полярные «головы» наружу от «стены», а неполярные «хвосты» прячутся внутрь. Подобным образом создаётся липидный бислой – основа всех мембранных структур клетки.
Изоляция
Подкожные отложения жировых веществ, а также их отложения вокруг внутренних органов надёжно защищают организм от переохлаждения. Кроме того, такая оболочка вокруг «жителей» брюшной полости не допускает их столкновения.
Защитная и смазочная функция
Это особенно в природе встречается у птиц. Воск, покрывая клюв птицы, предотвращает его пересыхание и растрескивание, а пропитанные жировым веществом перья отталкивают воду. Эти свойства липидов помогают птицам легко держать на воде, не вымачивая в ней оперение, и улучшают обтекание клюва водой при подводной охоте.
Изменение текучести мембран
Биологические мембраны – сложные структуры, состоящие в основном из фосфолипидов. Включаясь между их молекулами, холестерин проявляет свои свойства: увеличивает возможность мембраны к колебаниям, тем самым улучшая мобильность разных ее участков.
Регуляция метаболизма
Метаболические пути организма сложные и потому нуждаются в точной регуляции. Эту функцию выполняют стероидные гормоны, которым не составляет труда проникнуть через мембрану клетки. Внутри стероид реагирует с соответственным рецептором, вызывая определённые изменения в клетке.
Липиды – большой и разнообразный класс органических соединений, без которых жизнь любого организма была бы невозможной, ведь каждая группа веществ имеет свои неповторимые свойства, позволяющие выполнять им различные функции в организме.
