Жири і жироподібні речовини, наприклад, такі як стероїди, воски та фосфоліпіди, в біології об’єднані одним терміном: ліпіди. Вони розрізняються між собою зовнішнім виглядом, будовою і хімічними характеристиками. Однак є властивість, яка всіх їх об’єднує в один клас. На питання “що таке ліпіди” ми відповімо так: це нерозчинні у воді сполуки, здатні розчинятися в органічних розчинниках. Вони виконують в клітині і в організмі в цілому багато важливих функцій. Ми і розглянемо їх в нашій статті.
Жири в клітці
Сполуки, які є складними ефірами трехатомного спирту гліцерину і вищих карбонових кислот – це жири. Зміст і функції ліпідів у клітині залежать від особливостей тканини, в яку вони входять. Наприклад, ендосперм насіння і плодів таких рослин, як волоський горіх, соняшник, кукурудза, може вміщати до 90% жиру. Підшкірна жирова клітковина ссавців являє собою резервуар багатого енергією органічної речовини, що виконує також захисні і теплоізолюючі функції. У клітинах епітелію або м’язів вміст жиру не перевищує 5-15%. Синтез клітинної жиру відбувається на каналах ендоплазматичної мережі в процесі реакцій пластичного обміну. Даючи відповідь на питання про те, що таке ліпіди, велику увагу ми приділимо їх хімічною будовою.
Хімічна будова
Реакція, що приводить до утворення молекул жиру, називається этерификацией. Складні ефіри, утворені в результаті, крім залишку гліцерину містять жирні кислоти. Найчастіше це стеаринова, олеїнова і пальмітинова вищі карбонові кислоти. Властивості жирів залежать від їх якісного складу і кількісного співвідношення. Рослинні жири практично завжди легкоплавки, тому в звичайних умовах являють собою рідини. Вони містять ненасичені кислоти, наприклад олеїнову. Це оливкова, соняшникова, гірчична, кунжутна олія. Виняток становить кокосова олія, що має тверду консистенцію. Тверді тваринні жири – в основному містять у своєму складі насичені (граничні) кислоти і накопичуються в сальнику або підшкірній жировій клітковині. Так само як вуглеводи і білки, ліпіди відносяться до складних органічних сполук і синтезуються в реакціях циклу Кальвіна клітинами зелених рослин у процесі фотосинтезу.
Що таке фосфоліпіди
Всі живі організми на Землі, за винятком вірусів, мають клітинну будову. До складу біологічних мембран клітин обов’язково входять фосфоліпіди. Вони також є складними ефірами трехатомного спирту гліцерину і жирних кислот. Від справжніх, або справжніх жирів, розглянутих нами раніше, фосфоліпіди відрізняються присутністю в їх молекулах залишків ортофосфорної кислоти. Молекули речовин невеликі і складаються з частин, іменованих головкою (має гідрофільні властивості) і двома гідрофобними хвостами. Такі сполуки називають амфіфільних. Перебуваючи у воді, вони формують міцели і здатні утворювати билипидный шар. Такий склад ліпідів разом з білками є основою всіх клітинних мембран.
Гликолипиды
Сполуки, до складу яких, крім ліпідів, входять ще й вуглеводи, найбільш поширені в нервовій тканині, яка є структурним матеріалом головного і спинного мозку, а також відходять від них нервів.
Відцентрові нервові закінчення передають процес збудження від центральної нервової системи до органів і тканин, а доцентрові нервові волокна посилають імпульси від рецепторів до відділів головного і спинного мозку. Для здійснення передачі збудження нерви зібрані в пучки і покриті шаром нейроглии, що містить гликолипиды. Вона виконує трофічну (живлять нейрони), так і ізоляційну функції, не допускаючи розсіювання електричних імпульсів, що проходять по нервових волокнах. Важливі функції ліпідів, що містять залишки цукрів, характерні для гликокаликса – надмембранного комплексу тваринної клітини. Завдяки йому здійснюється процес адгезії – злипання клітин, що призводить до утворення тканини як стійкої структури організму.
Лецитин
Речовина входить у групу ліпідів і у чистому вигляді являє собою білу масу, схожу на віск і добре вбирає воду. Температура плавлення його становить +149 °C. З’єднання розчиняється в органічних розчинниках, у воді здатна набухати і утворювати міцели. У промисловості виділяють лецитин з соєвих бобів, високий вміст речовини також спостерігається в яєчному жовтку, м’ясі, рибі. Саме з їжі організм і отримує лецитин, так як того, що самостійно продукується клітинами, недостатньо. Яка функція ліпідів найбільш яскраво виражена у лецитину? Це речовини участь в метаболічних реакціях. З’єднання відіграє важливу роль в жировому обміні, перешкоджає переродження гепатоцитів і оберігає печінку від цирозу. Лецитин є протектором, захищає стінки кровоносних судин від появи атеросклеротичних бляшок. Доведена функція речовини як антиоксиданту. Як бачимо, роль ліпідів у клітині не обмежується тільки енергетичної і будівельної функціями. Велике їх значення у підтриманні гомеостазу – нормального рівня обміну речовин на рівні клітини і організму в цілому.
Стероїди
Статеві гормони, вітамін D, холестерин доповнюють перелік речовин під загальною назвою ліпіди. Естроген, прогестерон, тестостерон є регуляторами статевого розвитку організму і його репродуктивних функцій. Жиророзчинний вітамін D бере участь в обміні кальцію і фосфору в кістковій тканині, попереджуючи розвиток рахіту у дітей. Винятково важлива роль належить холестерину, який у великій кількості синтезується статевими залозами, наднирковими, кишечником і нирками. Разом з цитохромами (білками-переносниками) холестерин знаходиться в крові. Він бере участь в синтезі багатьох гормонів: статевих і альдостерону, вітаміну D. Висока концентрація холестерину в крові може викликати появу холестеринових бляшок на стінках судин і спровокувати розвиток деяких серцево-судинних захворювань: гіпертонії, ішемічної хвороби серця. Надмірна вага, малорухливий спосіб життя, куріння підвищують ризик утворення поганого холестерину. Провокує розвиток атеросклерозу незбалансоване харчування, в якому переважають рафіновані жири, надлишок вуглеводів, багато копченостей і консервантів. Підводячи підсумок, ми відповімо на запитання “що таке ліпіди” наступним чином: це органічні речовини, що регулюють роботу важливих систем в організмі людини – ендокринної, статевої і серцево-судинної.
Вітаміни, гормони і воски
Низькомолекулярні сполуки, які виконують важливі біохімічні і фізіологічні функції – це вітаміни. Серед них є група речовин, що розчиняються в жирах і мають ліпідну природу. Наприклад, вітамін D, який є похідною сполукою холестерину. Потрапляючи в організм спочатку у вигляді провітаміну, він під дією ультрафіолетових променів у клітинах шкіри перетворюється в активну форму. Гормони надниркових залоз і статевих залоз – альдостерон, тестостерон, естроген, прогестерон – також є жироподібними сполуками. Воски, як і ліпіди, в клітині виконують функції захисту. Вони зустрічаються в рослинних і тваринних організмах як водовідштовхувального покриття. Наприклад, на листках фікуса, насінні і плодах рослин, на пір’євому покриві птахів. Бджолами віск використовується для будівництва стільників.
Енергетична функція
Обмін речовин і енергії в клітинах складається з двох взаємопов’язаних і протилежних процесів – асиміляції і дисиміляції. В реакціях розщеплення органічних речовин, що відбуваються за участю кисню, виділяється певна кількість енергії, яка акумулюється в клітинних органелах (мітохондріях) у вигляді молекул аденозинтрифосфорної кислоти, АТФ. Найбільшу кількість енергії утворюється при розщепленні жирів. Крім жирів, зміст яких у їжі невелика, клітина в основному використовують для одержання необхідної кількості АТФ запаси вуглеводної їжі (картоплі, хліба, цукру), що надійшла в організм. Таким чином, ще однією відповіддю на питання про те, що таке ліпіди, буде наступне твердження: це найбільш енергоємний пластичний матеріал клітини.
Обмін жирів в організмі
Основними постачальниками ліпідів в наш організм служать висококалорійні продукти: вершкове масло, жирні сорти м’яса і риби, вершки, волоські горіхи, арахіс, соняшникова олія.
Вони надходять разом з їжею спочатку в шлунок, де частково розщеплюються під дією ферменту шлункового соку – ліпази. Потім у дванадцятипалій кишці під дією панкреатичного соку і жовчі розщеплюється до гліцерину і жирних кислот. Ці сполуки, потрапивши в тонкий кишечник, всмоктуються його ворсинками, містять дрібні лімфатичні капіляри. Потрапивши в лімфу, гліцерин і вищі карбонові кислоти проникають з неї в міжклітинну рідину, а потім і в клітини. Тут, на каналах гладкої ендоплазматичної мережі, розташовується система ферментів, що каталізують реакції асиміляції, що призводять до утворення молекул жиру, специфічних для організму людини.
У нашій статті ми вивчили, що таке ліпіди, та розглянули приклади їх поширення в живій природі.
