Липиды

Общая характеристика и клеточный обмен

Несмотря на то что липиды выполняют абсолютно разные задачи и имеют различное химическое строение, они обладают схожими физическими свойствами. Важнейшая характеристика любых жиров — это их гидрофобность (полная нерастворимость в воде). При этом они отлично растворяются в разнообразных органических растворителях, среди которых спирт, эфир и бензин.

Обмен этих органических веществ имеет выраженные отличия в зависимости от типа организма:

• В растительных клетках синтез новых молекул осуществляется специализированными структурами — каналами гладкой эндоплазматической сети (ЭПС).
• В животных организмах липиды изначально поступают вместе с пищей. В пищеварительном тракте они подвергаются расщеплению до базовых составных частей — глицерина и свободных жирных кислот. В дальнейшем из этих «строительных блоков» организм заново синтезирует собственные жиры, специфичные для конкретного вида.

Простые липиды

С точки зрения химии простые липиды представляют собой сложные эфиры, образованные молекулами спирта и различных жирных кислот. Классическим примером выступают триглицериды — соединения высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина.

Сами жирные кислоты принято делить на две крупные категории, определяющие их агрегатное состояние:

1. Насыщенные (твердые). В эту группу входят стеариновая, масляная и пальмитиновая кислоты. Основными природными источниками являются животные жиры, например свиной или говяжий.
2. Ненасыщенные (жидкие). К ним относятся олеиновая и линолевая кислоты. Встречаются преимущественно в рыбьем жире и маслах растительного происхождения.

Помимо триглицеридов, к классу простых липидов относят еще несколько важных групп:

• Стероиды — биохимические производные спирта холестерола. К ним относятся холестерин и половые гормоны.
• Терпены — молекулы, построенные на основе пятиугольного углеводорода изопрена. Примерами служат хлорофилл и каротиноиды.
• Воски — сложные эфиры высокомолекулярных спиртов и высших жирных кислот.
• Жирорастворимые витамины — группы A, D, E и K.

Сложные липиды

Сложные липиды отличаются тем, что в их молекулярной структуре, помимо эфиров спирта и жирных кислот, присутствуют другие вещества нелипидной природы. Выделяют несколько основных классов таких соединений:

• Фосфолипиды — комплексные соединения, состоящие из жирных кислот, глицерина и дополнительного остатка фосфорной кислоты.
• Сфинголипиды — вещества, в которых роль базового спирта выполняет сфингозин.
• Гликолипиды — гибридные молекулы, образованные соединением липидов и углеводов.
• Липопротеиды — высокомолекулярные комплексы жиров и специфических белков.
• Пигменты — соединения со сложной структурой, такие как гемоглобин, хлорофилл и различные каротиноиды.

Биологические функции липидов

Благодаря своему многообразию липиды выполняют в живых организмах огромный спектр задач:

• Энергетическая. Окисление всего одного грамма жиров высвобождает колоссальные 38,9 кДж тепла. Таким образом молекулы покрывают от 25 до 30% всей необходимой организму энергии.
• Структурная (строительная). Являются ключевым компонентом, формирующим каркас любой биомембраны.
• Регуляторная и гормональная. Стероидные гормоны критически важны для процессов размножения и общего обмена веществ, а витамины регулируют биохимические реакции.
• Запасающая. Животные клетки запасают энергию в специализированной жировой ткани, а растительные — в плодах и семенах.
• Источник эндогенной воды. Метаболическое расщепление одного грамма молекул сопровождается образованием 1,1 мл воды.
• Термоизоляционная. Липидные прослойки активно участвуют в процессах теплообмена.
• Защитная. Жировая клетчатка служит эффективным амортизатором, предохраняющим органы от механических повреждений.
• Специальные функции. У насекомых липиды играют роль химических сигналов (феромонов), у растений формируют водоотталкивающие покрытия (воска), а пигменты отвечают за окраску плодов и участие в фотосинтезе.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Строение и функции триглицеридов
• Стероидные гормоны и их влияние на обмен веществ
• Жирорастворимые витамины: механизмы действия
• Фосфолипидный бислой клеточной биомембраны
• Пигменты и терпены в процессах фотосинтеза

Другие темы раздела «Химический состав клетки»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.