Класификация на липидите при хора и животни. Обща характеристика на липидите

срок "липиди„(на гръцки lipos - мазнина) е голяма група химически разнообразни съединения, които са разтворими в неполярни разтворители (етер, хлороформ, бензен) и относително неразтворими във вода. Те са действителни или потенциални естери на мастни киселини.

Те са широко разпространени в природата и имат важно значение интегрална частхрана. Съдържанието на липиди в човешкото тяло е средно 10-20% от телесното тегло. Задържайки ги вътре различни телаи тъканите не са еднакви, така че в мастната тъкан те са 90%, в мозъка 50%. Липидите могат условно да се разделят на 2 вида: протоплазмени и резервни. Протоплазмените (структурни) са част от всички органи и тъкани, съставляват приблизително 25% от всички липиди в тялото и практически остават на същото ниво през целия живот. Резервните липиди се съхраняват в тялото, като количеството им варира в зависимост от различни фактори.

4. 2. Функции на липидите в организма.

Липидите изпълняват различни функции в човешкото тяло:

    структурна функция.В комбинация с протеини те формират основата на клетъчните мембрани, осигуряват тяхното течнокристално състояние и конформацията на хормоналните рецепторни протеини.

    Енергийна функция.Липидите осигуряват на тялото енергия с 25-30% и са "метаболитно гориво": окисляването на 1 g мазнини дава 38,9 kJ или 9,3 kcal енергия, което е 2 пъти повече от протеините или въглехидратите. Липидите могат да се съхраняват в клетките на мастната тъкан ( подкожна тъкан, мезентериум, периренална капсула) върху дълго време(за разлика от гликогена – 24-часов запас от въглехидрати) и служат като резервна форма на енергия и хранителни вещества.

    регулаторна функция.Като част от клетъчните мембрани те могат да участват в регулирането на активността на хормоните, ензимите и биологичното окисление. Някои липиди сами по себе си са хормони (напр. калцитриол, кортикостероиди) и витамини (D3, F). Липидните производни - простагландините, участват в регулацията на метаболитните процеси в клетката.

    защитна функция.Липидите осигуряват топлоизолация, поради което играят важна роля в терморегулацията, предпазват органите от треперене и предпазват кожата от изсушаване.

    Те засягат активността на мембранно свързаните ензими, образувайки тяхната конформация, образуването на активен център.

    Участвайте в шоуто нервен импулс.

    Те са разтворители на мастноразтворимите витамини A, D, E, K, което допринася за тяхното усвояване.

    Под формата на липопротеини комплексите от мастни киселини с албумини са транспортната форма на "метаболитно гориво".

    Служи като източник на ненаситени мастни киселини - основни хранителни фактори.

4. 3. Класификация на липидите.

Класификацията на липидите се основава на способността им да се осапуняват. Сапонификациянаречен процес на образуване на соли на мастни киселини чрез алкална хидролиза. Сапуните са натриеви (твърди) или калиеви (течни) соли на мастни киселини. По време на хидролизата на липидите се образуват продукти от различно естество, поради което в класификацията осапуняемите мазнини се разделят според тяхната структура на прости и сложни.

В тялото те извършват следното Характеристика:

1. структурен- влизат в състава на клетъчните мембрани

2. регулаторен- някои липиди са витамини и хормони, участващи в предаването на нервните импулси,

3. транспорт- липопротеини, комплекс от мастни киселини с албумин,

4. терморегулаторни- участват в топлоизолацията на тялото

5. енергия- директни източници на енергия и вещества, които се съхраняват за по-късна употреба, когато енергията е оскъдна.

Липидите са група естествени хидрофобни вещества, различни по структура и функции. Те включват мазнини - най-полезната форма за съхранение на енергийни източници; фосфолипиди - структурната основа на всички видове мембрани, необходим елемент на липопротеините - транспортни форми на липиди в кръвта; Холестеролът е компонент на мембраните и прекурсор в синтеза на жлъчни киселини и стероидни хормони. Много липиди и техните производни: фосфатидилинозитол трифосфати, диацилглицероли, полиенови мастни киселини и голяма група ейкозаноиди, образувани от тях - имат свойства на хормони локално действие, изпълняват регулаторни функции. Естествените липиди включват редица хранителни фактори, незаменими за хората: мастноразтворими витамини и полиенови мастни киселини.

Общото свойство на всички липиди е хидрофобността. Но някои липиди (гликолипиди, фосфолипиди, жлъчни киселини) са амфифилни, тъй като съдържат хидрофилни и хидрофобни части.

Биологичните функции на липидите се определят преди всичко от факта, че те са източници на енергия. Тази функция се изпълнява от мастни киселини, освободени след разграждането на мазнините.

За разлика от въглехидратите, мазнините представляват енергийния резерв на тялото. Предимството на мазнините като енергиен резерв е, че мазнините са по-редуцирани вещества в сравнение с въглехидратите (въглехидратните молекули имат кислород при всеки въглероден атом - "–CHOH-" групи; мазнините имат дълги въглеводородни радикали, в които групите " -CH 2 -" - те нямат кислород). Повече водород може да бъде отстранен от мазнините, които след това преминават през митохондриалната окислителна верига, за да образуват АТФ.

Калорично съдържание на въглехидрати и протеини: ~ 4 kcal / грам. Калорично съдържание на мазнини: ~ 9 kcal / грам.

Предимството на мазнините като енергиен резерв, за разлика от въглехидратите, е хидрофобността - не е свързана с вода. Това осигурява компактността на мастните запаси - те се съхраняват в безводна форма, заемайки малък обем.

Мазнините в тялото съдържат 30 пъти повече от гликоген (0,3 kg гликоген и 10 kg мазнини). Обикновено съдържанието на мазнини в човешкото тяло е 6-10 кг. Това количество мазнини е достатъчно, за да осигури на тялото енергия за 40 дни при пълен глад. Гликогенът е достатъчен за около 1 ден гладуване.



Запасите от гликоген в клетките се изразходват през целия ден, с изключение на приблизително двучасови периоди след хранене. Мазнините, отложени в мастната тъкан, може да не се консумират: при нормален ритъм на хранене в кръвта винаги има липопротеини, които доставят на органите мастни киселини. По отношение на тяхната роля в енергийния метаболизъм, мазнините, съхранявани в липопротеините, са по-близки до гликогена, отколкото мазнините, съхранявани в мастната тъкан.

Важна характеристикамазнини е също, че при тяхната хидролиза се образуват два функционално различни продукта - мастни киселини и глицерол. Глицеролът се използва за глюконеогенеза и по този начин участва в осигуряването на глюкоза на мозъчните клетки и други зависими от глюкозата клетки по време на гладуване. По този начин складирането на мазнини може да се разглежда като форма на съхранение на глюкоза.

Образуването на мастни запаси в човешкото тяло и някои животни се счита за адаптация към нередовно хранене и живот в студена среда. Особено голям запас от мазнини има при животни, които изпадат в дълъг зимен сън (мечки, мармоти) и адаптирани към живот в студени условия (моржове, тюлени). Плодът практически няма мазнини и се появява само преди раждането.

Структурата и функциите на основните липиди са показани в таблица 1.

Маса 1.

химическо наименованиемазнини - ацилглицероли, тоест мазнини. Това естериглицерол и висши мастни киселини. "Ацил-" - това означава "остатък от мастна киселина" (да не се бърка с "ацетил-" - остатъкът оцетна киселина). В зависимост от броя на ацилните радикали мазнините се делят на моно-, ди- и триглицериди. Ако в молекулата има 2 радикала на мастна киселина, тогава мазнината се нарича ДИАЦИЛГЛИЦЕРИН. Ако молекулата съдържа 1 радикал на мастна киселина, тогава мазнината се нарича МОНОАЦИЛГЛИЦЕРОЛ.

Триацилглицеролите преобладават при хора и животни (те съдържат три радикала на мастни киселини).

Свойствата на мазнините се определят от състава на мастните киселини.

Мембраните съдържат само ЛИПОИДИ (комплексни липиди): фосфолипиди (PL), гликолипиди (GL) и стероид - холестерол (CS).

Фосфолипидите са липиди, съдържащи фосфатен остатък. Състои се от четири компонента:

2) мастни киселини;

3) фосфат;

4) полярна група (Ако е серин, тогава глицерофосфолипидът се нарича фосфатидилсерин, ако холин, тогава глицерофосфолипидът се нарича фосфатидилхолин, ако етаноламин, тогава глицерофосфолипидът се нарича фосфатидилетаноламин, ако инозитол, тогава глицерофосфолипидът се нарича фосфатидилинозитол).

ОБЩА ФОРМУЛА НА ГЛИЦЕРОФОСФОЛИПИДИ:

Съставът на фосфолипидите може да включва 2 алкохола: глицерол (глицерофосфолипиди) и сфингозин (сфингофосфолипиди, сфингомиелини). Всички компоненти са свързани с етерни връзки. Освен по съдържанието на една или друга полярна група, те се разделят и по съдържанието на алкохол:

1. ГЛИЦЕРОФОСФОЛИПИДИ(GFL) - съдържат алкохол глицерин.

Всички те принадлежат към L-серията. Има асиметричен въглероден атом (маркиран със звездичка на фигурата). Полярната група може да бъде представена от аминокиселината серин (фосфатидилсерин), холин (фосфатидилхолин, друго име е лецитин), етаноламин (фосфатидилетаноламин), инозитол (фосфатидилинозитол), глицерол (полиглицерофосфатиди).

В естествените фосфолипиди R1 и R2 са различни. R 1 - наситена мастна киселина, R 2 .- ненаситена мастна киселина. Има обаче изключения: основният липиден компонент на белодробния сърфактант е HFL, в който и R1, и R2 са радикали на палмитинова киселина, а полярната група е холин.

2. СФИНГОФОСФОЛИПИДИ(SFL) - съдържат алкохол сфингозин: СФИНГОМИЕЛИНИ.

Сфингофосфолипидите са различни по структура, но имат общи черти. Молекулата на сфингофосфолипида съдържа сфингозин, мастна киселина, фосфорна киселина и полярна част.

ОБЩАТА ФОРМУЛА на SFL е показана на фигурата.

Сфингозинът е 2-атомен ненаситен амино алкохол.

Прикрепена мастна киселина пептидна връзкакъм аминогрупата на сфингозин.

Фосфолипидите са амфифилни вещества. Местоположението на хидрофилните и хидрофобните области е особено. Хидрофилните участъци (остатъкът на фосфорната киселина и полярната група) образуват "главата", а хидрофобните радикали на мастната киселина (R 1 и R 2) образуват "опашките".

ГЛИКОЛИПИДИ.

Състои се от сфингозин, мастна киселина и молекула от всеки въглехидрат. Ако сложим малко въглехидрати във формулата на SFL вместо фосфорна киселина, тогава получаваме формулата на GL. Гликолипидите също имат хидрофилна глава и две хидрофобни опашки. Обща схематяхната структура е показана на фигурата:

Гликолипидите се класифицират в зависимост от структурата на въглехидратния компонент.

Има 2 групи гликолипиди:

1. ЦЕРЕБРОЗИДИ. Като въглехидратен компонент те съдържат всеки монозахарид (глюкоза, галактоза), или дизахарид, или неутрален малък олигозахарид.

2. ГАНГЛИОЗИДИ. Въглехидратният компонент е олигозахарид, състоящ се от различни мономери, както самите монозахариди, така и техните производни. Този олигозахарид е задължително киселинен, той задължително съдържа сиалова киселина. Благодарение на определена последователност от мономери, олигозахаридите в състава на ганглиозида придават на молекулата изразени антигенни свойства.

СТЕРОИДИ.

Те са разделени на 2 групи.

1. Стери н s (те съдържат полициклична стеранова структура).

2. Стери д s (естери на холестерола и висшите мастни киселини).

Свойства на стероидите.

Стери нТе съдържат хидроксилна група (-OH), така че са леко хидрофилни, но въпреки това техните молекули са предимно хидрофобни. Те включват холестерол.

Холестеролът е полициклично вещество. Преобладават хидрофобните свойства, но има една ОН група.

Стери дТе са напълно хидрофобни вещества.

МАСТНА КИСЕЛИНА

Мастните киселини са част от повечето липиди в човешкото тяло. Те могат да бъдат свързани както с глицерол (TAG и глицерофосфолипиди), така и с аминоалкохола сфингозин, образувайки група сфинголипиди. Мазнините заедно с глюкозата са най-важната част от енергията ("горивни молекули").

Една киселина се нарича мастна киселина, ако броят на въглеродните атоми в нейната молекула е по-голям от четири. Преобладават дълговерижните мастни киселини (брой въглеродни атоми 16 и повече). Броят на въглеродните атоми и двойните връзки се обозначава с двоен индекс. Например: C18:1 (9-10). В този случай 18 е броят на въглеродните атоми, а 1 е броят на двойните връзки. Позициите на двойните връзки са посочени в скоби (според броя на въглеродните атоми).

С16:0 - палмитинова,

С18:0 - стеаринова,

C18:1 - олеинова (9:10),

С18:2 - линолова (9-10,12-13),

С18:3 - линоленов (9-10, 12-13, 15-16),

C20:4 - арахидон (5-6, 8-9, 12-13, 15-16).

Мастните киселини, които са част от човешкото тяло, имат общи структурни характеристики: 1. Четен брой въглеродни атоми; 2. Линейна (неразклонена) въглеродна верига; 3. Полиненаситените мастни киселини имат само изолирани двойни връзки (поне две единични връзки между съседни двойни връзки); Двойните връзки имат само цис конфигурация.

По броя на двойните връзки мастните киселини могат да бъдат разделени на НАСИТЕНИ (без двойни връзки), МОНОНЕНАСИТЕНИ (има една двойна връзка) и ПОЛИНЕНАСИТЕНИ (две или повече двойни връзки).

Свободните мастни киселини се намират в много малки количества. Те се намират главно в други липиди. В същото време те са свързани с други компоненти на липидите чрез естерна връзка (естерифицирани).

Мастните киселини с 2 или повече двойни връзки (полиени) не се синтезират в човешкото тяло и следователно принадлежат към незаменимхранителни фактори (есенциални мастни киселини).Някои от тези киселини са субстрати за синтеза на локални хормони - ейкозаноиди.

ФОРМИ НА СЪЩЕСТВУВАНЕ НА ЛИПИДИ В ЧОВЕШКОТО ТЯЛО

1. Мастни включвания, които са най-много в адипоцитите. Това е формата на съществуване на триглицеридите.

2. Биомембрани. Те не съдържат триглицериди, но съдържат фосфолипиди, гликолипиди и холестерол.

3. Липопротеини. Може да включва липиди от всички класове.

основни характеристикилипиди.

срок "липиди„(на гръцки lipos - мазнина) е голяма група химически разнообразни съединения, които са разтворими в неполярни разтворители (етер, хлороформ, бензен) и относително неразтворими във вода. Те са действителни или потенциални естери на мастни киселини.

Те са широко разпространени в природата и са важна част от храната. Съдържанието на липиди в човешкото тяло е средно 10-20% от телесното тегло. Съдържанието им в различните органи и тъкани не е еднакво, така че в мастната тъкан те съставляват 90%, в мозъка 50%. Липидите могат условно да се разделят на 2 вида: протоплазмени и резервни. Протоплазмените (структурни) са част от всички органи и тъкани, съставляват приблизително 25% от всички липиди в тялото и практически остават на същото ниво през целия живот. Резервните липиди се съхраняват в тялото, като количеството им варира в зависимост от различни фактори.

Функции на липидите в организма.

Липидите изпълняват различни функции в човешкото тяло:

  1. структурна функция.В комбинация с протеини те формират основата на клетъчните мембрани, осигуряват тяхното течнокристално състояние и конформацията на хормоналните рецепторни протеини.
  2. Енергийна функция.Липидите осигуряват на тялото енергия с 25-30% и са "метаболитно гориво": окисляването на 1 g мазнини дава 38,9 kJ или 9,3 kcal енергия, което е 2 пъти повече от протеините или въглехидратите. Липидите могат да се отлагат в клетките на мастната тъкан (подкожна тъкан, мезентериум, периренална капсула) за дълго време (за разлика от гликогена - въглехидратен резерв за 24 часа) и да служат като резервна форма на енергия и хранителни вещества.
  3. регулаторна функция.Като част от клетъчните мембрани те могат да участват в регулирането на активността на хормони, ензими и биологично окисление. Някои липиди сами по себе си са хормони (напр. калцитриол, кортикостероиди) и витамини (D3,F). Липидните производни - простагландините, участват в регулацията на метаболитните процеси в клетката.
  4. защитна функция.Липидите осигуряват топлоизолация, поради което играят важна роля в терморегулацията, предпазват органите от треперене и предпазват кожата от изсушаване.
  5. Те засягат активността на мембранно свързаните ензими, образувайки тяхната конформация, образуването на активен център.
  6. Участват в предаването на нервните импулси.
  7. Те са разтворители за мастноразтворими витамини A, D, E, К, което допринася за тяхното усвояване.
  8. Под формата на липопротеини комплексите от мастни киселини с албумини са транспортната форма на "метаболитно гориво".
  9. Служи като източник на ненаситени мастни киселини - основни хранителни фактори.

Храносмилане и усвояване на мазнини в храносмилателния тракт.

дневна нуждав мазнините е 50-100 г. Те осигуряват до 50% от енергийните нужди на организма. Основното усвояване на мазнините става в тънко черво. В дванадесетопръстника има неутрализация, която е влязла в червата с храна на солна киселинастомашен сок с бикарбонати, съдържащи се в панкреаса и чревни сокове. Мехурчетата въглероден диоксид, освободен по време на това, допринасят за смесването на хранителната каша. Мазнините се емулгират главно от жлъчните соли, които влизат в дванадесетопръстникас жлъчка. Жлъчката съдържа холна, дезоксихолева и хенодезоксихолева киселина и малки количества други жлъчни киселини. Те образуват жлъчни соли чрез конюгиране с глицин или таурин. Панкреасът отделя неактивна пролипаза. Превръщането му в активна липаза става с участието на жлъчни киселини и протеин на панкреатичен сок - колипаза. Колипазата се свързва с липазата и я прави устойчива на действието на трипсин, а също така насърчава свързването на липазата с мицелите. Оптималното рН на липазата е 8-9, в присъствието на жлъчка се измества до 6. Липазата се адсорбира върху повърхността на мицелите и хидролизира естерната връзка в триацилглицеролите. Основните продукти на разцепване са 2-моноацилглицериди и мастни киселини. панкреатичен соксъдържа ензима изомераза, който катализира превръщането на 2-моноацилглицерол в 1-моноацилглицерол, който след това се хидролизира от липаза до мастна киселина и глицерол. Мастните киселини с къса въглеродна верига и глицеролът са силно разтворими във вода. Те се абсорбират в червата и навлизат в кръвта портална венаи след това към черния дроб. Абсорбцията на дълговерижни мастни киселини и моноацилглицероли става с участието на жлъчка от мицели. Мастните киселини и моноацилглицеролите се абсорбират, докато жлъчните соли остават в чревния лумен. Основната част от жлъчните соли се абсорбира в кръвта в илеума, навлиза в черния дроб и след това се екскретира в жлъчката. Този процес се нарича хепатоентерална циркулация.Случва се 6-8 пъти на ден.



Окисляване на мастни киселини.

Мастните киселини идват от храната или се синтезират в тялото (с изключение на полиеновите киселини). Субстратите, необходими за синтеза на мастни киселини, се образуват по време на катаболизма на глюкозата и по този начин част от глюкозата се превръща първо в мастни киселини и след това в мазнини. Въпреки че специфичният път на катаболизъм на мастни киселини завършва с образуването на ацетил-КоА, който служи като начален субстрат за синтеза на мастни киселини, процесите на синтез и окисление на мастни киселини са необратими. Те се срещат в различни клетъчни компартменти (биосинтезата се извършва в цитозола, а окислението се случва в митохондриите) и се катализират от различни ензими. Окисляването на мастните киселини като енергийни източници се увеличава в постабсорбционния период, по време на гладуване и физическа работа. В тези състояния концентрацията им в кръвта се увеличава в резултат на мобилизиране от мастните депа и те се окисляват активно от черния дроб, мускулите и други тъкани. По време на гладуването част от мастните киселини в черния дроб се превръщат в други "горивни" молекули - кетонови тела. Те, за разлика от мастните киселини, могат да се използват нервна тъканкато източник на енергия. По време на гладуване и продължителна физическа работа кетонните тела служат като източник на енергия за мускулите и някои други тъкани.

β-окисление на мастни киселини

β-окислението е специфичен път на катаболизъм на мастна киселина, при който 2 въглеродни атома се отделят последователно от карбоксилния край на мастна киселина под формата на ацетил-КоА. Метаболитният път, β-окисление, е наречен така, защото реакциите на окисляване на мастни киселини протичат при β-въглеродния атом. Реакциите на β-окисление и последващото окисление на ацетил-КоА в ТСА са един от основните източници на енергия за синтеза на АТФ по механизма на окислителното фосфорилиране. β-окислението на мастните киселини се извършва само при аеробни условия.

37. Кетоновите тела са начин за транспортиране на ацетилова група

При състояния, придружени от намаляване на кръвната захар, клетките на органите и тъканите изпитват енергиен глад. Тъй като окисляването на мастни киселини е „трудоемък“ процес, нервната тъкан обикновено не е в състояние да окислява мастни киселини, черният дроб улеснява използването на тези киселини от тъканите, окислявайки ги предварително до оцетна киселина и превръщайки последната в транспортна форма- кетонови тела.

Кетоновите тела включват три съединения с подобна структура - ацетоацетат, 3-хидроксибутират и ацетон.

Стимулът за образуването на кетонни тела е навлизането на голямо количество мастни киселини в черния дроб. Както вече споменахме, при условия активиране на липолизата в мастната тъкан, поне 30% от образуваните мастни киселини се задържат от черния дроб. Тези условия включват глад, диабетПиша, дълго физически упражнения. Тъй като синтезът на TAG при тези условия е невъзможен, мастните киселини от цитозола навлизат в митохондриите и се окисляват, за да образуват кетони. В допълнение към отбелязаните ситуации, броят на кетонните тела в кръвта се увеличава при алкохолно отравяне и консумация на мазни храни. При диета, богата на мазнини, особено при деца, мастните киселини нямат време да бъдат включени в състава на TAG и VLDL и частично преминават в митохондриите, което увеличава синтеза на кетонни тела. При алкохолно отравяне субстратът за синтеза на кетони е ацетил-SCoA, който се синтезира при неутрализацията на етанола.

При нормални условия се получава и синтез на кетонови тела, макар и в много по-малки количества. За това се използват както мастни киселини, така и безазотни остатъци от кетогенни и смесени аминокиселини.

Синтез на кетонни тела (кетогенеза)

Синтез ацетоацетатсе среща само в митохондриите на черния дроб, след което или се възстановява до 3-хидроксибутират, или спонтанно декарбоксилиран до ацетон. Освен това и трите съединения влизат в кръвта и се пренасят през тъканите. Ацетонът, като летливо вещество, лесно се отстранява с издишания въздух и потта. Всички кетонови тела могат да се отделят с урината.

Кетоновите тела се използват от клетките всички тъканис изключение на черния дроб и еритроцитите. Особено активно, дори в норма, те се консумират от миокарда и кортикалния слой на надбъбречните жлези.

Реакциите на използване на кетонни тела приблизително съвпадат с обратна посокареакции на синтез. В цитозола 3-хидроксибутиратът се окислява, полученият ацетоацетат прониква в митохондриите, активира се от сукцинил-SCoA и се превръща в ацетил-SCoA, който изгаря в TCA цикъла.

38. Синтез на мастни киселини и мазнини

Синтезът на мастни киселини се осъществява в цитоплазмата на клетката. В митохондриите се случва главно удължаването на съществуващите вериги на мастни киселини. Установено е, че палмитинова киселина (16 въглеродни атома) се синтезира в цитоплазмата на чернодробните клетки, а в митохондриите на тези клетки от вече синтезирана в цитоплазмата на клетката палмитинова киселина или от мастни киселини с екзогенен произход, т.е. идващи от червата, се образуват мастни киселини, съдържащи 18, 20 и 22 въглеродни атома. Първата реакция на биосинтеза на мастни киселини е карбоксилирането на ацетил-КоА, което изисква бикарбонатни, АТФ и манганови йони. Тази реакция се катализира от ензима ацетил-КоА карбоксилаза. Ензимът съдържа биотин като простетична група. Реакцията протича в два етапа: I - карбоксилиране на биотин с участието на АТФ и II - прехвърляне на карбоксилната група към ацетил-КоА, което води до образуването на малонил-КоА. Malonyl-CoA е първият специфичен продукт от биосинтезата на мастни киселини. В присъствието на подходяща ензимна система, малонил-КоА се превръща бързо в мастни киселини. Последователността на реакциите, протичащи по време на синтеза на мастни киселини

След това цикълът на реакциите се повтаря. В сравнение с β-окислението, биосинтезата на мастни киселини има редица характерни особености: синтезът на мастни киселини се осъществява основно в цитозола на клетката, а окислението - в митохондриите; участие в процеса на биосинтеза на мастни киселини малонил-КоА, който се образува чрез свързване на CO2 (в присъствието на биотин-ензим и АТФ) с ацетил-КоА; във всички етапи на синтеза на мастни киселини участва протеин, носещ ацил (HS-ACP); по време на биосинтезата се образува D (–) изомерът на 3-хидрокси киселината, а не L (+) изомерът, какъвто е случаят с β-окислението на мастни киселини; необходим за синтеза на мастни киселини коензим NADPH.

Холестерол-холестеринът е органично съединение, естествен мастен (липофилен) алкохол, съдържащ се в клетъчни мембранивсички животински организми с изключение на безядрените (прокариоти). Неразтворим във вода, разтворим в мазнини и органични разтворители. Биологична роля. Холестерол в клетката плазмената мембранаиграе ролята на модификатор на двуслоен слой, като му придава определена твърдост чрез увеличаване на плътността на "опаковането" на фосфолипидните молекули. По този начин холестеролът е стабилизатор на течливостта на плазмената мембрана. Холестеролът отваря веригата на биосинтеза на стероидни полови хормони и кортикостероиди, служи като основа за образуването на жлъчни киселини и витамини от група D, участва в регулирането на клетъчната пропускливост и защитава червените кръвни клетки от действието на хемолитични отрови. Обмен на холестерол. Свободният холестерол претърпява окисление в черния дроб и органите, които синтезират стероидни хормони (надбъбречни жлези, тестиси, яйчници, плацента). Това е единственият процес на необратимо отстраняване на холестерола от мембраните и липопротеиновите комплекси. Всеки ден 2-4% от холестерола се изразходват за синтеза на стероидни хормони. В хепатоцитите 60-80% от холестерола се окислява до жлъчни киселини, които се освобождават в лумена като част от жлъчката. тънко червои участват в храносмилането (емулгиране на мазнини). Заедно с жлъчните киселини, малко количество свободен холестерол се освобождава в тънките черва, което се отстранява частично от изпражнения, а останалото се разтваря и заедно с жлъчните киселини и фосфолипидите се абсорбира от стените на тънките черва. Жлъчните киселини осигуряват разграждането на мазнините до техните съставни части (емулгиране на мазнини). След изпълнение на тази функция 70-80% от останалите жлъчни киселини се абсорбират в крайния отдел на тънките черва (илеума) и навлизат през системата на порталната вена в черния дроб. Тук си струва да се отбележи, че жлъчните киселини имат и друга функция: те са най-важният стимулант за поддържане на нормалното функциониране (мотилитета) на червата. В черния дроб започват да се синтезират ненапълно образувани (зараждащи се) липопротеини висока плътност. И накрая, HDL се образува в кръвта от специални протеини (апопротеини) на хиломикрони, VLDL и холестерол, идващи от тъканите, включително от артериалната стена. По-просто цикълът на холестерола може да се обясни по следния начин: холестеролът в състава на липопротеините пренася мазнините от черния дроб до различни частитялото ви използва кръвоносни съдовекато транспортна система. След доставянето на мазнини, холестеролът се връща в черния дроб и отново повтаря работата си. първични жлъчни киселини. (холен и хенодезоксихолен) се синтезират в чернодробните хепатоцити от холестерола. Вторични: дезоксихолева киселина (първоначално синтезирана в дебелото черво). Жлъчните киселини се образуват в митохондриите на хепатоцитите и извън тях от холестерола с участието на АТФ. Хидроксилирането по време на образуването на киселини се извършва в ендоплазмения ретикулум на хепатоцита. Първичният синтез на жлъчни киселини се инхибира (забавя) от присъстващите в кръвта жлъчни киселини. Въпреки това, ако абсорбцията на жлъчни киселини в кръвта е недостатъчна, например поради тежко чревно увреждане, тогава черният дроб, способен да произвежда не повече от 5 g жлъчни киселини на ден, няма да може да попълни количеството на жлъчни киселини, необходими за тялото. Жлъчните киселини са основните участници в ентерохепаталната циркулация при човека. Вторичните жлъчни киселини (дезоксихолева, литохолева, урсодезоксихолева, алохолна и други) се образуват от първичните жлъчни киселини в дебелото черво под влияние на чревната микрофлора. Броят им е малък. Дезоксихолевата киселина се абсорбира в кръвта и се секретира от черния дроб в жлъчката. Литохолевата киселина се абсорбира много по-зле от дезоксихолевата киселина.

39.Структурата на мононуклеотидите.

В структурно отношение нуклеиновите киселини са полинуклеотиди, състояща се от мононуклеотидиили нуклеотиди.

Нуклеотидът е сложно органично съединение, състоящо се от три части: остатъци от азотна основа, въглехидрати и фосфорна киселина.

Азотните основи са хетероциклени органични съединенияпринадлежащи към два класа - пурини и пиримидини.От пурини до състав нуклеинова киселинаса включени аденин и гуанин

И от пиримидините цитозин, тимин(ДНК) и урацил(РНК)

Въглехидратът, който е част от нуклеотидите, може да бъде рибоза(РНК) и дезоксирибоза(ДНК)

Азотна основа, свързана с въглехидрат, се нарича нуклеозид.Фосфорната киселина е етерна връзка към петия въглероден атом на рибоза или дезоксирибоза. Нуклеотидите, които изграждат нуклеиновите киселини, имат един остатък от фосфорна киселина и се наричат мононуклеотиди.В клетката обаче се откриват ди- и тринуклеотиди.

Биологичната роля на нуклеиновите киселини и функциите на мононуклеотидите.

1. ДНК: съхранение на генетична информация.

Съхранение на генетична информация (информозоми, някои РНК вируси);

Внедряване на генетична информация: i-RNA (mRNA) - информация (матрична), t-RNA (транспортна), r-RNA (рибозомна). Участват в процеса на синтез на протеини;

Каталитична функция: Някои РНК молекули катализират реакциите на хидролиза на 3',5'-фосфодиестерната връзка в самата РНК молекула - "самосплайсинг".

Функции на мононуклеотидите:

1) структурни - изграждането на нуклеинови киселини, някои коензими и простетични групи ензими;

2) енергия - акумулатори на енергия поради съществуващите макроергични връзки. ATP е универсален енергиен акумулатор, енергията на UT P се използва за синтез на гликоген, CT P се използва за синтез на липиди, GTP се използва за движение на рибозоми по време на транслация (биосинтеза на протеин) и предаване на хормонален сигнал (G-протеин);

3) регулаторни: мононуклеотиди - алостерични ефектори на много ключови ензими, cAMP и cGMP - медиатори в предаването на хормонални сигнали под действието на много хормони върху клетката (аденилатциклазна система), активират протеин кинази.

Липиди (от гръцки "lipos" - мазнина) - нискомолекулни органични съединения, напълно или почти напълно неразтворими във вода и лесно разтворими в неполярни органични разтворители (хлороформ, метанол, етер, бензол и др.).

хидрофобност(или липофилност) е обща чертатози клас на свързване. Те включват алкохоли, мастни киселини, азотни съединения, фосфорна киселина, въглехидрати и др.

Основните функции на липидите са:

  • структурен.В комбинация с протеини, липидите са структурни компонентивсички биологични клетъчни мембрани. Те влияят на тяхната пропускливост, участват в предаването на нервен импулс, в създаването на междуклетъчно взаимодействие;
  • енергия. Липидите, които са по-намалени по отношение на въглехидратите, служат като най-енергоемкото "клетъчно гориво". При окисляване на 1 g мазнини се отделя 39 kJ енергия, което е два пъти повече, отколкото при окисляване на 1 g въглехидрати;
  • архивиране.Липидите са най-компактната форма за съхранение на енергия в клетката. Запазени са в адипоцитите – клетки от мастната тъкан;
  • защитен. Притежавайки изразени топлоизолационни свойства, липидите предпазват тялото от топлинни въздействия; мастна подложка предпазва тялото и органите на животните от механични и физически повреди; защитни мембрани в растенията (восъчно покритие върху листата и плодовете) предпазват от инфекция и прекомерна загуба или натрупване на влага;
  • регулаторен. Някои липиди са предшественици на витамини, хормони, включително хормони с локално действие. В допълнение, активността на мембранно свързаните ензими до голяма степен зависи от състава, свойствата и състоянието на мембранните липиди.

Липидите са химически разнородни вещества. В тази връзка съществуват различни подходи към тяхната класификация. Определящата характеристика за първичната класификация на липидите са поливалентните алифатни алкохоли, които са част от липидите, съдържащи две или три хидроксилни групи.

Мастна киселина . Разнообразие и физикохимични свойствалипидите се дължат главно на наличието на мастни киселини в състава им.

В природата са открити повече от 200 мастни киселини. Широко разпространени обаче са не повече от 20, които се характеризират с редица общи имотии функции:

  • мастните киселини, които изграждат липидите на висшите растения и животни, са монокарбоксилни киселини, съдържащи линейни въглеводородни вериги (обикновено C12-C20) с обща формула CH3(CH2)nCOOH;
  • мастните киселини обикновено съдържат четен брой въглеродни атоми (n е кратно на 2). В природата обаче се срещат и киселини с нечетен брой въглеродни атоми;
  • мастни киселини могат да бъдат богат, т.е. съдържат само ковалентни връзки във въглеводородната верига и ненаситени, т.е. съдържат една или повече ненаситени (етиленови) връзки. Те винаги са разделени от една метиленова група: CH=CH-CH2-CH=CH-

Трябва да се отбележи, че делът на ненаситените киселини в естествените липиди представлява приблизително 3/4 от всички мастни киселини.

Естествените ненаситени мастни киселини са по-склонни да имат цис-конфигурация, изключително рядка при полиенови киселини транс-конфигурация:

Таблицата показва имената и структурни формулинякои от най-често срещаните висши мастни киселини.

Брой атоми

въглерод във веригата

Тривиално име

Систематично наименование

Наситени мастни киселини

C16

палмитинова

хексадеканова

СН3-(СН2)14-СООН

C18

стеаринова

октадеканови

СН3-(СН2)16-СООН

Моноенови мастни киселини

C18

олеинова

СН3-(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-СООН

Полиенови мастни киселини

C18

линолова

СН3-(СН2)4-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-СООН

C18

линоленова

CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH

C20

арахидон

5,8,11,14-ейкозатетраенова

CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)3-COOH

Голям брой неполярни C-C връзкии C-H във въглеводородната верига на мастните киселини придава неполярен характер на липидната молекула като цяло, въпреки че има полярна, заредена група - COO-. Неполярността на висшите мастни киселини е причината за неразтворимостта на липидите във вода.

cis конфигурациядвойната връзка придава на въглеводородната верига скъсен вид поради нейното огъване. Въведение цис-етиленова връзказначително влияе върху свойствата на мастните киселини. Например, с увеличаване на броя на двойните връзки, точката на топене на мастните киселини значително намалява и тяхната разтворимост в неполярни разтворители се увеличава.

Линоловата, линоленовата и други полиенови киселини не се синтезират в организма на висшите животни и човека и трябва да се приемат с храната. Поради факта, че тези киселини са необходими за нормалното функциониране на организма, те се класифицират като есенциални (есенциални) мастни киселини или по-често комплексът от тези киселини се обединява в групата на витамините F.

Специална роля в организма играят 20-въглеродните (ейкозаноеви) ненаситени киселини (арахидонова и дихомо-g-линоленова), които са предшественици на тъканни хормони (ейкозаноиди, простагландини, тромбоксани и левкотриени).

Дял: