Classificazione dei lipidi nell'uomo e negli animali. Caratteristiche generali dei lipidi

termine "lipidi"(dal greco lipos - grasso) è un grande gruppo di composti chimicamente diversi che sono solubili in solventi non polari (etere, cloroformio, benzene) e relativamente insolubili in acqua. Sono esteri di acidi grassi effettivi o potenziali.

Sono ampiamente distribuiti in natura e sono importanti parte integrale cibo. Il contenuto di lipidi nel corpo umano è in media del 10-20% del peso corporeo. Tenendoli dentro corpi diversi e i tessuti non sono gli stessi, quindi nel tessuto adiposo costituiscono il 90%, nel cervello il 50%. I lipidi possono essere suddivisi condizionatamente in 2 tipi: protoplasmatico e di riserva. I protoplasmatici (strutturali) fanno parte di tutti gli organi e tessuti, costituiscono circa il 25% di tutti i lipidi nel corpo e rimangono praticamente allo stesso livello per tutta la vita. I lipidi di riserva sono immagazzinati nel corpo e la loro quantità varia a seconda di vari fattori.

4. 2. Funzioni dei lipidi nell'organismo.

I lipidi svolgono una varietà di funzioni nel corpo umano:

    funzione strutturale. In combinazione con le proteine, costituiscono la base delle membrane cellulari, forniscono il loro stato liquido-cristallino e la conformazione delle proteine ​​del recettore ormonale.

    Funzione energetica. I lipidi forniscono energia all'organismo del 25-30% e sono "carburante metabolico": l'ossidazione di 1 g di grasso fornisce 38,9 kJ o 9,3 kcal di energia, che è 2 volte superiore a proteine ​​o carboidrati. I lipidi possono essere immagazzinati nelle cellule del tessuto adiposo ( tessuto sottocutaneo, mesentere, capsula perirenale) su a lungo(a differenza del glicogeno - una fornitura di carboidrati per 24 ore) e servono come forma di riserva di energia e sostanze nutritive.

    funzione regolatoria. Essendo parte delle membrane cellulari, possono partecipare alla regolazione dell'attività degli ormoni, degli enzimi e dell'ossidazione biologica. Alcuni lipidi sono essi stessi ormoni (p. es., calcitriolo, corticosteroidi) e vitamine (D3, F). Derivati ​​lipidici - prostaglandine, sono coinvolti nella regolazione dei processi metabolici nella cellula.

    funzione protettiva. I lipidi forniscono isolamento termico, quindi svolgono un ruolo importante nella termoregolazione, proteggono gli organi dall'agitazione e proteggono la pelle dalla disidratazione.

    Influiscono sull'attività degli enzimi legati alla membrana, formando la loro conformazione, la formazione di un centro attivo.

    Partecipa allo spettacolo impulso nervoso.

    Sono solventi per le vitamine liposolubili A, D, E, K, che contribuiscono al loro assorbimento.

    Sotto forma di lipoproteine, i complessi di acidi grassi con le albumine sono la forma di trasporto del "carburante metabolico".

    Servire come fonte di acidi grassi insaturi - fattori nutrizionali essenziali.

4. 3. Classificazione dei lipidi.

La classificazione dei lipidi si basa sulla loro capacità di saponificare. Saponificazione chiamato il processo di formazione di sali di acidi grassi mediante idrolisi alcalina. I saponi sono sali di sodio (solidi) o di potassio (liquidi) degli acidi grassi. Durante l'idrolisi dei lipidi si formano prodotti di varia natura, pertanto, nella classificazione, i grassi saponificabili sono divisi in base alla loro struttura in semplici e complessi.

Nel corpo, eseguono quanto segue caratteristiche:

1. strutturale- fanno parte delle membrane cellulari

2. regolamentare- alcuni lipidi sono vitamine e ormoni coinvolti nella trasmissione degli impulsi nervosi,

3. trasporto- lipoproteine, un complesso di acidi grassi con albumina,

4. termoregolatore- partecipare all'isolamento termico del corpo

5. energia- fonti dirette di energia e sostanze che vengono immagazzinate per un uso successivo quando l'energia scarseggia.

I lipidi sono un gruppo di sostanze idrofobe naturali diverse per struttura e funzioni. Questi includono i grassi, la forma più vantaggiosa di immagazzinare fonti di energia; fosfolipidi - la base strutturale di tutti i tipi di membrane, un elemento necessario delle lipoproteine ​​- forme di trasporto dei lipidi nel sangue; il colesterolo è un componente delle membrane e un precursore nella sintesi degli acidi biliari e degli ormoni steroidei. Molti lipidi e i loro derivati: fosfatidilinositolo trifosfati, diacilgliceroli, acidi grassi polienici e un ampio gruppo di eicosanoidi formati da essi - hanno le proprietà degli ormoni azione locale, svolgere funzioni di regolamentazione. I lipidi naturali comprendono una serie di fattori nutrizionali indispensabili per l'uomo: le vitamine liposolubili e gli acidi grassi polienici.

La proprietà comune di tutti i lipidi è l'idrofobicità. Ma alcuni lipidi (glicolipidi, fosfolipidi, acidi biliari) sono anfifilici, poiché contengono parti idrofile e idrofobe.

Le funzioni biologiche dei lipidi sono determinate principalmente dal fatto che sono fonti di energia. Questa funzione è svolta dagli acidi grassi rilasciati dopo la scomposizione dei grassi.

A differenza dei carboidrati, i grassi costituiscono la riserva energetica dell'organismo. Il vantaggio del grasso come riserva energetica è che i grassi sono sostanze più ridotte rispetto ai carboidrati (le molecole di carboidrati hanno ossigeno in ogni atomo di carbonio - gruppi “–CHOH-“; il grasso ha lunghi radicali idrocarburici in cui gruppi “ -CH 2 -“ - non hanno ossigeno). Più idrogeno può essere rimosso dal grasso, che poi passa attraverso la catena di ossidazione mitocondriale per formare ATP.

Contenuto calorico di carboidrati e proteine: ~ 4 kcal / grammo. Contenuto calorico di grassi: ~ 9 kcal / grammo.

Il vantaggio del grasso come riserva energetica, a differenza dei carboidrati, è l'idrofobicità: non è associato all'acqua. Ciò garantisce la compattezza delle riserve di grasso: vengono immagazzinate in forma anidra, occupando un piccolo volume.

Il grasso nel corpo contiene 30 volte più del glicogeno (0,3 kg di glicogeno e 10 kg di grasso). Normalmente, il contenuto di grassi nel corpo umano è di 6-10 kg. Questa quantità di grasso è sufficiente per fornire energia al corpo per 40 giorni con una fame completa. Il glicogeno è sufficiente per circa 1 giorno di digiuno.



Le riserve di glicogeno nelle cellule vengono consumate durante il giorno, ad eccezione di periodi di circa due ore dopo i pasti. I grassi depositati nel tessuto adiposo non possono essere consumati: con un normale ritmo di alimentazione, nel sangue sono sempre presenti lipoproteine ​​che riforniscono gli organi di acidi grassi. In termini di ruolo nel metabolismo energetico, i grassi immagazzinati nelle lipoproteine ​​sono più simili al glicogeno rispetto ai grassi immagazzinati nel tessuto adiposo.

Una caratteristica importante grassi è anche che durante la loro idrolisi si formano due prodotti funzionalmente diversi: acidi grassi e glicerolo. Il glicerolo viene utilizzato per la gluconeogenesi e quindi è coinvolto nel fornire glucosio alle cellule cerebrali e ad altre cellule glucosio-dipendenti durante la fame. Pertanto, l'accumulo di grasso può essere considerato come una forma di accumulo di glucosio.

La formazione di riserve di grasso nel corpo umano e in alcuni animali è considerata un adattamento a un'alimentazione irregolare ea vivere in un ambiente freddo. Un apporto di grasso particolarmente elevato si trova negli animali che cadono in un lungo letargo (orsi, marmotte) e si adattano a vivere in condizioni di freddo (trichechi, foche). Il feto non ha praticamente grasso e appare solo prima della nascita.

La struttura e le funzioni dei principali lipidi sono mostrate nella Tabella 1.

Tabella 1.

nome chimico grassi - acilgliceroli, cioè grassi. Questo esteri glicerolo e acidi grassi superiori. "Acyl-" - questo significa "residuo di acido grasso" (da non confondere con "acetyl-" - il residuo acido acetico). A seconda del numero di radicali acilici, i grassi sono divisi in mono-, di- e trigliceridi. Se ci sono 2 radicali di acidi grassi nella molecola, allora il grasso si chiama DIACYLGLYCERIN. Se la molecola contiene 1 radicale di acido grasso, allora il grasso si chiama MONOACYLGLYCEROL.

I triacilgliceroli predominano nell'uomo e negli animali (contengono tre radicali di acidi grassi).

Le proprietà dei grassi sono determinate dalla composizione degli acidi grassi.

Le membrane contengono solo LIPOIDI (lipidi complessi): fosfolipidi (PL), glicolipidi (GL) e uno steroide - colesterolo (CS).

I fosfolipidi sono lipidi contenenti un residuo di fosfato. Consiste di quattro componenti:

2) acidi grassi;

3) fosfato;

4) gruppo polare (Se è serina, allora il glicerofosfolipide è chiamato fosfatidilserina, se colina, allora il glicerofosfolipide è chiamato fosfatidilcolina, se etanolamina, allora il glicerofosfolipide è chiamato fosfatidiletanolammina, se inositolo, quindi il glicerofosfolipide è chiamato fosfatidilinositolo).

FORMULA GENERALE DEI GLICEROFOSFOLIPIDI:

La composizione dei fosfolipidi può includere 2 alcoli: glicerolo (glicerofosfolipidi) e sfingosina (sfingofosfolipidi, sfingomieline). Tutti i componenti sono collegati da legami eterei. Oltre alla divisione in base al contenuto dell'uno o dell'altro gruppo polare, sono divisi in base all'alcool che contengono:

1. GLICEROFOSFOLIPIDI(GFL) - contengono alcol glicerina.

Tutti loro appartengono alla serie L. C'è un atomo di carbonio asimmetrico (contrassegnato da un asterisco nella figura). Il gruppo polare può essere rappresentato dall'amminoacido serina (fosfatidilserina), colina (fosfatidilcolina, un altro nome è lecitina), etanolamina (fosfatidiletanolammina), inositolo (fosfatidilinositolo), glicerolo (poliglicerofosfatidi).

Nei fosfolipidi naturali, R 1 e R 2 sono diversi. R 1 - acido grasso saturo, R 2 .- acido grasso insaturo. Tuttavia, ci sono delle eccezioni: il principale componente lipidico del surfattante polmonare è l'HFL, in cui sia R 1 che R 2 sono radicali dell'acido palmitico e il gruppo polare è la colina.

2. SFINGOFOSFOLIPIDI(SFL) - contengono sfingosina alcolica: SFINGOMIELINE.

Gli sfingofosfolipidi sono diversi nella struttura, ma hanno caratteristiche comuni. La molecola sfingofosfolipidica contiene sfingosina, un acido grasso, acido fosforico e una porzione polare.

La FORMULA GENERALE di SFL è mostrata in figura.

La sfingosina è un amminoalcol insaturo a 2 atomi.

Acidi grassi attaccati legame peptidico al gruppo amminico della sfingosina.

I fosfolipidi sono sostanze anfifiliche. La posizione delle aree idrofile e idrofobe è speciale. Le regioni idrofile (il residuo dell'acido fosforico e il gruppo polare) formano la "testa" e i radicali idrofobici degli acidi grassi (R 1 e R 2) formano le "code".

GLICOLIPIDI.

Sono costituiti da sfingosina, un acido grasso e una molecola di qualsiasi carboidrato. Se mettiamo dei carboidrati nella formula SFL invece dell'acido fosforico, otteniamo la formula GL. I glicolipidi hanno anche una testa idrofila e due code idrofobiche. Schema generale la loro struttura è mostrata in figura:

I glicolipidi sono classificati in base alla struttura del componente glucidico.

Esistono 2 gruppi di glicolipidi:

1. CEREBROSIDEI. Come componente di carboidrati, contengono qualsiasi monosaccaride (glucosio, galattosio) o un disaccaride o un piccolo oligosaccaride neutro.

2. GANGLIOSIDI. La componente glucidica è un oligosaccaride, costituito da diversi monomeri, sia i monosaccaridi stessi che i loro derivati. Questo oligosaccaride è necessariamente acido, contiene necessariamente acido sialico. A causa di una certa sequenza di monomeri, gli oligosaccaridi nella composizione del ganglioside conferiscono alla molecola spiccate proprietà antigeniche.

STEROIDI.

Sono divisi in 2 gruppi.

1. Steri N s (contengono una struttura steranica policiclica).

2. Steri D s (esteri del colesterolo e degli acidi grassi superiori).

Proprietà degli steroidi.

Steri N Contengono un gruppo idrossile (-OH), quindi sono leggermente idrofili, ma le loro molecole sono per lo più idrofobiche. Questi includono il colesterolo.

Il colesterolo è una sostanza policiclica. Le proprietà idrofobiche predominano, ma c'è un gruppo OH.

Steri D Sono sostanze completamente idrofobiche.

ACIDO GRASSO

Gli acidi grassi fanno parte della maggior parte dei lipidi nel corpo umano. Possono essere associati sia al glicerolo (TAG e glicerofosfolipidi) sia all'amminoalcol sfingosina, formando un gruppo di sfingolipidi. I grassi insieme al glucosio sono la più importante fonte di energia ("molecole di carburante").

Un acido è chiamato acido grasso se il numero di atomi di carbonio nella sua molecola è maggiore di quattro. Predominano gli acidi grassi a catena lunga (numero di atomi di carbonio 16 e oltre). Il numero di atomi di carbonio e doppi legami è indicato da un doppio indice. Ad esempio: C18:1 (9-10). In questo caso, 18 è il numero di atomi di carbonio e 1 è il numero di doppi legami. Le posizioni dei doppi legami sono indicate tra parentesi (secondo il numero di atomi di carbonio).

С16:0 - palmitico,

С18:0 - stearico,

C18:1 - oleico (9:10),

С18:2 - linoleico (9-10,12-13),

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

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

Gli acidi grassi, che fanno parte del corpo umano, hanno caratteristiche strutturali comuni: 1. Un numero pari di atomi di carbonio; 2. Catena carboniosa lineare (non ramificata); 3. Gli acidi grassi polinsaturi hanno solo doppi legami isolati (almeno due legami singoli tra doppi legami adiacenti); I doppi legami hanno solo la configurazione cis.

Per il numero di doppi legami, gli acidi grassi possono essere suddivisi in SATURI (senza doppi legami), MONOINSATURI (c'è un doppio legame) e POLINSATURI (due o più doppi legami).

Gli acidi grassi liberi si trovano in quantità molto piccole. Si trovano principalmente in altri lipidi. Allo stesso tempo, sono associati ad altri componenti dei lipidi da un legame estere (esterificato).

Gli acidi grassi con 2 doppi legami o più (poliene) non sono sintetizzati nel corpo umano e quindi appartengono a indispensabile fattori nutrizionali (acidi grassi essenziali). Alcuni di questi acidi sono substrati per la sintesi di ormoni locali - eicosanoidi.

FORME DELL'ESISTENZA DEI LIPIDI NEL CORPO UMANO

1. Inclusioni di grasso, che si trovano maggiormente negli adipociti. Questa è la forma dell'esistenza dei trigliceridi.

2. Biomembrane. Non contengono trigliceridi, ma contengono fosfolipidi, glicolipidi e colesterolo.

3. Lipoproteine. Può includere lipidi di tutte le classi.

caratteristiche generali lipidi.

termine "lipidi"(dal greco lipos - grasso) è un grande gruppo di composti chimicamente diversi che sono solubili in solventi non polari (etere, cloroformio, benzene) e relativamente insolubili in acqua. Sono esteri di acidi grassi effettivi o potenziali.

Sono ampiamente distribuiti in natura e costituiscono una parte importante del cibo. Il contenuto di lipidi nel corpo umano è in media del 10-20% del peso corporeo. Il loro contenuto in diversi organi e tessuti non è lo stesso, quindi nel tessuto adiposo costituiscono il 90%, nel cervello il 50%. I lipidi possono essere suddivisi condizionatamente in 2 tipi: protoplasmatico e di riserva. I protoplasmatici (strutturali) fanno parte di tutti gli organi e tessuti, costituiscono circa il 25% di tutti i lipidi nel corpo e rimangono praticamente allo stesso livello per tutta la vita. I lipidi di riserva sono immagazzinati nel corpo e la loro quantità varia a seconda di vari fattori.

Funzioni dei lipidi nel corpo.

I lipidi svolgono una varietà di funzioni nel corpo umano:

  1. funzione strutturale. In combinazione con le proteine, costituiscono la base delle membrane cellulari, forniscono il loro stato liquido-cristallino e la conformazione delle proteine ​​del recettore ormonale.
  2. Funzione energetica. I lipidi forniscono energia all'organismo del 25-30% e sono "carburante metabolico": l'ossidazione di 1 g di grasso fornisce 38,9 kJ o 9,3 kcal di energia, che è 2 volte superiore a proteine ​​o carboidrati. I lipidi possono essere depositati a lungo nelle cellule del tessuto adiposo (tessuto sottocutaneo, mesentere, capsula perirenale) (a differenza del glicogeno - una riserva di carboidrati per 24 ore) e fungono da forma di riserva di energia e sostanze nutritive.
  3. funzione regolatoria. Come parte delle membrane cellulari, possono partecipare alla regolazione dell'attività di ormoni, enzimi e ossidazione biologica. Alcuni lipidi sono essi stessi ormoni (p. es., calcitriolo, corticosteroidi) e vitamine (D3,F). Derivati ​​lipidici - prostaglandine, sono coinvolti nella regolazione dei processi metabolici nella cellula.
  4. funzione protettiva. I lipidi forniscono isolamento termico, quindi svolgono un ruolo importante nella termoregolazione, proteggono gli organi dall'agitazione e proteggono la pelle dalla disidratazione.
  5. Influiscono sull'attività degli enzimi legati alla membrana, formando la loro conformazione, la formazione di un centro attivo.
  6. Partecipa alla trasmissione degli impulsi nervosi.
  7. Sono solventi per liposolubili vitamine A, D, E, K, che contribuisce al loro assorbimento.
  8. Sotto forma di lipoproteine, i complessi di acidi grassi con le albumine sono la forma di trasporto del "carburante metabolico".
  9. Servire come fonte di acidi grassi insaturi - fattori nutrizionali essenziali.

Digestione e assorbimento dei grassi nel tratto digestivo.

fabbisogno giornaliero nei grassi è di 50-100 g e forniscono fino al 50% del fabbisogno energetico del corpo. La principale digestione dei grassi avviene in intestino tenue. Nel duodeno c'è una neutralizzazione che è entrata nell'intestino con il cibo di acido cloridrico succo gastrico con bicarbonati contenuti nel pancreatico e succhi intestinali. Le bolle di anidride carbonica rilasciate durante questa operazione contribuiscono alla miscelazione del liquame alimentare. Il grasso viene emulsionato principalmente dai sali biliari, che entrano nel duodeno con la bile. La bile contiene acido colico, desossicolico e chenodesossicolico e piccole quantità di altri acidi biliari. Formano sali biliari mediante coniugazione con glicina o taurina. Il pancreas secerne prolipasi inattiva. La sua trasformazione in lipasi attiva avviene con la partecipazione degli acidi biliari e della proteina del succo pancreatico - colipasi. La colipasi si lega alla lipasi e la rende resistente all'azione della tripsina e promuove anche l'associazione della lipasi con le micelle. Il pH ottimale della lipasi è 8-9, in presenza di bile passa a 6. La lipasi viene adsorbita sulla superficie delle micelle e idrolizza il legame estere nei triacilgliceroli. I principali prodotti di scissione sono i 2-monoacilgliceridi e gli acidi grassi. Succo pancreatico contiene l'enzima isomerasi, che catalizza la conversione del 2-monoacilglicerolo in 1-monoacilglicerolo, che viene poi idrolizzato dalla lipasi in acido grasso e glicerolo. Gli acidi grassi con una catena di carbonio corta e il glicerolo sono altamente solubili in acqua. Vengono assorbiti nell'intestino ed entrano nel sangue vena porta e poi al fegato. L'assorbimento di acidi grassi a catena lunga e monoacilgliceroli avviene con la partecipazione della bile dalle micelle. Gli acidi grassi e i monoacilgliceroli vengono assorbiti, mentre i sali biliari rimangono nel lume intestinale. La maggior parte dei sali biliari viene assorbita nel sangue nell'ileo, entra nel fegato e quindi viene escreta nella bile. Questo processo è chiamato circolazione epatoenterica. Succede 6-8 volte al giorno.



Ossidazione degli acidi grassi.

Gli acidi grassi provengono dal cibo o sono sintetizzati nel corpo (ad eccezione degli acidi polienoici). I substrati necessari alla sintesi degli acidi grassi si formano durante il catabolismo del glucosio e quindi parte del glucosio viene convertito prima in acidi grassi e poi in grassi. Sebbene il percorso specifico del catabolismo degli acidi grassi termini con la formazione di acetil-CoA, che funge da substrato iniziale per la sintesi degli acidi grassi, i processi di sintesi e ossidazione degli acidi grassi sono irreversibili. Si verificano in diversi compartimenti cellulari (la biosintesi avviene nel citosol e l'ossidazione avviene nei mitocondri) e sono catalizzate da diversi enzimi. L'ossidazione degli acidi grassi come fonti di energia aumenta nel periodo post-assorbimento, durante il digiuno e lavoro fisico. In questi stati, la loro concentrazione nel sangue aumenta a causa della mobilitazione dai depositi di grasso e vengono attivamente ossidati dal fegato, dai muscoli e da altri tessuti. Durante la fame, parte degli acidi grassi nel fegato si trasforma in altre molecole di "carburante": i corpi chetonici. Loro, a differenza degli acidi grassi, possono essere usati tessuto nervoso come fonte di energia. Durante il digiuno e il lavoro fisico prolungato, i corpi chetonici fungono da fonte di energia per i muscoli e alcuni altri tessuti.

β-ossidazione degli acidi grassi

La β-ossidazione è una via specifica del catabolismo degli acidi grassi, in cui 2 atomi di carbonio vengono separati in sequenza dall'estremità carbossilica di un acido grasso sotto forma di acetil-CoA. La via metabolica, β-ossidazione, è così chiamata perché le reazioni di ossidazione degli acidi grassi avvengono nell'atomo di β-carbonio. Le reazioni di β-ossidazione e successiva ossidazione dell'acetil-CoA nel TCA sono una delle principali fonti di energia per la sintesi di ATP mediante il meccanismo della fosforilazione ossidativa. La β-ossidazione degli acidi grassi avviene solo in condizioni aerobiche.

37. I corpi chetonici sono un modo per trasportare un gruppo acetile

In condizioni accompagnate da una diminuzione della glicemia, le cellule di organi e tessuti sperimentano la fame di energia. Poiché l'ossidazione degli acidi grassi è un processo “labour-intensive”, il tessuto nervoso non è generalmente in grado di ossidare gli acidi grassi, il fegato facilita l'utilizzo di questi acidi da parte dei tessuti, ossidandoli preventivamente ad acido acetico e convertendo quest'ultimo in modulo di trasporto- corpi chetonici.

I corpi chetonici includono tre composti di struttura simile: acetoacetato, 3-idrossibutirrato e acetone.

Lo stimolo per la formazione di corpi chetonici è l'ingresso di una grande quantità di acidi grassi nel fegato. Come già accennato, a condizioni attivare la lipolisi nel tessuto adiposo, almeno il 30% degli acidi grassi formati viene trattenuto dal fegato. Queste condizioni includono la fame, diabete Digito, lungo esercizio fisico. Poiché la sintesi di TAG in queste condizioni è impossibile, gli acidi grassi del citosol entrano nei mitocondri e vengono ossidati per formare chetoni. Oltre alle situazioni segnalate, il numero di corpi chetonici nel sangue aumenta con l'avvelenamento da alcol e il consumo di cibi grassi. Con una dieta ricca di grassi, soprattutto nei bambini, gli acidi grassi non hanno il tempo di essere inclusi nella composizione di TAG e VLDL e passano parzialmente nei mitocondri, il che aumenta la sintesi dei corpi chetonici. Nell'avvelenamento da alcol, il substrato per la sintesi dei chetoni è l'acetil-SCoA, che viene sintetizzato durante la neutralizzazione dell'etanolo.

In condizioni normali avviene anche la sintesi dei corpi chetonici, anche se in quantità molto minori. Per questo vengono utilizzati sia acidi grassi che residui privi di azoto di aminoacidi chetogenici e misti.

Sintesi di corpi chetonici (chetogenesi)

Sintesi acetoacetato si verifica solo nei mitocondri del fegato, quindi viene ripristinato 3-idrossibutirrato, o spontaneamente decarbossilato a acetone. Inoltre, tutti e tre i composti entrano nel sangue e vengono trasportati attraverso i tessuti. L'acetone, in quanto sostanza volatile, viene facilmente rimosso con l'aria espirata e il sudore. Tutti i corpi chetonici possono essere escreti nelle urine.

I corpi chetonici sono usati dalle cellule tutti i tessuti ad eccezione del fegato e degli eritrociti. Particolarmente attivamente, anche nella norma, vengono consumati dal miocardio e dallo strato corticale delle ghiandole surrenali.

Le reazioni di utilizzo dei corpi chetonici coincidono approssimativamente con direzione inversa reazioni di sintesi. Nel citosol, il 3-idrossibutirrato viene ossidato, l'acetoacetato risultante penetra nei mitocondri, viene attivato dal succinil-SCoA e si trasforma in acetil-SCoA, che si esaurisce nel ciclo TCA.

38. Sintesi di acidi grassi e grassi

La sintesi degli acidi grassi avviene nel citoplasma della cellula. Nei mitocondri si verifica principalmente l'allungamento delle catene di acidi grassi esistenti. È stato accertato che l'acido palmitico (16 atomi di carbonio) è sintetizzato nel citoplasma delle cellule epatiche, e nei mitocondri di queste cellule dall'acido palmitico già sintetizzato nel citoplasma della cellula o da acidi grassi di origine esogena, ad es. provenienti dall'intestino si formano acidi grassi contenenti 18, 20 e 22 atomi di carbonio. La prima reazione della biosintesi degli acidi grassi è la carbossilazione dell'acetil-CoA, che richiede ioni bicarbonato, ATP e manganese. Questa reazione è catalizzata dall'enzima acetil-CoA carbossilasi. L'enzima contiene biotina come gruppo protesico. La reazione procede in due fasi: I - carbossilazione della biotina con la partecipazione di ATP e II - trasferimento del gruppo carbossilico all'acetil-CoA, con conseguente formazione di malonil-CoA. Il malonil-CoA è il primo prodotto specifico della biosintesi degli acidi grassi. In presenza di un sistema enzimatico appropriato, il malonil-CoA viene rapidamente convertito in acidi grassi. La sequenza di reazioni che si verificano durante la sintesi degli acidi grassi

Quindi il ciclo di reazioni si ripete. Rispetto alla β-ossidazione, la biosintesi degli acidi grassi ha un numero di caratteristiche peculiari: la sintesi degli acidi grassi viene effettuata principalmente nel citosol della cellula e l'ossidazione - nei mitocondri; partecipazione al processo di biosintesi degli acidi grassi malonil-CoA, che si forma legando CO2 (in presenza di biotina-enzima e ATP) con acetil-CoA; in tutte le fasi della sintesi degli acidi grassi partecipa una proteina che trasporta l'acile (HS-ACP); durante la biosintesi si forma l'isomero D (–) del 3-idrossiacido e non l'isomero L (+), come nel caso della β-ossidazione degli acidi grassi; necessario per la sintesi del coenzima NADPH degli acidi grassi.

Il colesterolo-colesterolo è un composto organico, un alcol grasso naturale (lipofilo) contenuto in membrane cellulari tutti gli organismi animali ad eccezione di quelli privi di nucleo (procarioti). Insolubile in acqua, solubile in grassi e solventi organici. Ruolo biologico. Colesterolo nella cellula membrana plasmatica svolge il ruolo di modificatore del doppio strato, conferendogli una certa rigidità aumentando la densità di "impaccamento" delle molecole di fosfolipidi. Pertanto, il colesterolo è uno stabilizzatore di fluidità della membrana plasmatica. Il colesterolo apre la catena della biosintesi degli ormoni sessuali steroidei e dei corticosteroidi, funge da base per la formazione di acidi biliari e vitamine del gruppo D, partecipa alla regolazione della permeabilità cellulare e protegge i globuli rossi dall'azione dei veleni emolitici. Scambio di colesterolo. Il colesterolo libero subisce ossidazione nel fegato e negli organi che sintetizzano gli ormoni steroidei (surrene, testicoli, ovaie, placenta). Questo è l'unico processo di rimozione irreversibile del colesterolo dalle membrane e dai complessi lipoproteici. Ogni giorno viene consumato il 2-4% del colesterolo per la sintesi degli ormoni steroidei. Negli epatociti, il 60-80% del colesterolo viene ossidato in acidi biliari, che vengono rilasciati nel lume come parte della bile. intestino tenue e partecipare alla digestione (emulsione dei grassi). Insieme agli acidi biliari, una piccola quantità di colesterolo libero viene rilasciata nell'intestino tenue, che viene parzialmente rimossa sgabello, e il resto si dissolve e, insieme agli acidi biliari e ai fosfolipidi, viene assorbito dalle pareti dell'intestino tenue. Gli acidi biliari forniscono la decomposizione dei grassi nelle loro parti costituenti (emulsione dei grassi). Dopo aver svolto questa funzione, il 70-80% dei restanti acidi biliari viene assorbito nella sezione finale dell'intestino tenue (ileo) ed entra attraverso il sistema della vena porta nel fegato. Vale la pena notare qui che gli acidi biliari hanno un'altra funzione: sono lo stimolante più importante per mantenere il normale funzionamento (motilità) dell'intestino. Nel fegato iniziano a essere sintetizzate le lipoproteine ​​(nascenti) formate in modo incompleto alta densità. Infine, l'HDL si forma nel sangue da speciali proteine ​​(apoproteine) di chilomicroni, VLDL e colesterolo provenienti dai tessuti, compresa la parete arteriosa. Più semplicemente, il ciclo del colesterolo può essere spiegato come segue: il colesterolo nella composizione delle lipoproteine ​​trasporta il grasso dal fegato a varie parti il tuo corpo usando vasi sanguigni come sistema di trasporto. Dopo la consegna del grasso, il colesterolo ritorna al fegato e ripete nuovamente il suo lavoro. acidi biliari primari. (colico e chenodesossicolico) sono sintetizzati negli epatociti epatici dal colesterolo. Secondario: acido desossicolico (originariamente sintetizzato nell'intestino crasso). Gli acidi biliari si formano nei mitocondri degli epatociti e al di fuori di essi dal colesterolo con la partecipazione dell'ATP. L'idrossilazione durante la formazione di acidi viene effettuata nel reticolo endoplasmatico dell'epatocita. La sintesi primaria degli acidi biliari è inibita (rallentata) dagli acidi biliari presenti nel sangue. Tuttavia, se l'assorbimento degli acidi biliari nel sangue è insufficiente, ad esempio a causa di gravi danni intestinali, il fegato, in grado di produrre non più di 5 g di acidi biliari al giorno, non sarà in grado di reintegrare la quantità di acidi biliari necessari per il corpo. Gli acidi biliari sono i principali partecipanti alla circolazione enteroepatica nell'uomo. Gli acidi biliari secondari (desossicolico, litocolico, ursodesossicolico, allocolico e altri) sono formati da acidi biliari primari nell'intestino crasso sotto l'influenza della microflora intestinale. Il loro numero è piccolo. L'acido desossicolico viene assorbito nel sangue e secreto dal fegato nella bile. L'acido litocolico viene assorbito molto peggio dell'acido desossicolico.

39.La struttura dei mononucleotidi.

Strutturalmente, gli acidi nucleici lo sono polinucleotidi, consiste in mononucleotidi O nucleotidi.

Un nucleotide è un composto organico complesso costituito da tre parti: basi azotate, carboidrati e residui di acido fosforico.

Le basi azotate sono eterocicliche composti organici appartenenti a due classi - purine e pirimidine. Dalle purine alla composizione acidi nucleici sono inclusi adenina e guanina

E dalle pirimidine citosina, timina(DNA) e uracile(RNA)

Il carboidrato che fa parte dei nucleotidi può essere ribosio(RNA) e desossiribosio(DNA)

Viene chiamata una base azotata attaccata a un carboidrato nucleoside. L'acido fosforico è etere legato al quinto atomo di carbonio di ribosio o desossiribosio. I nucleotidi che compongono gli acidi nucleici hanno un residuo di acido fosforico e sono chiamati mononucleotidi. Tuttavia, nella cellula si trovano di- e trinucleotidi.

Il ruolo biologico degli acidi nucleici e le funzioni dei mononucleotidi.

1. DNA: immagazzinamento di informazioni genetiche.

Conservazione delle informazioni genetiche (informosomi, alcuni virus a RNA);

Implementazione dell'informazione genetica: i-RNA (mRNA) - informazione (matrice), t-RNA (trasporto), r-RNA (ribosomiale). Partecipare al processo di sintesi proteica;

Funzione catalitica: alcune molecole di RNA catalizzano le reazioni di idrolisi del legame 3',5'-fosfodiestere nella stessa molecola di RNA - "auto-giunzione".

Funzioni dei mononucleotidi:

1) strutturale: la costruzione di acidi nucleici, alcuni coenzimi e gruppi protesici di enzimi;

2) energia - accumulatori di energia dovuti ai legami macroergici esistenti. L'ATP è un accumulatore di energia universale, l'energia di UT P viene utilizzata per la sintesi del glicogeno, CT P viene utilizzata per la sintesi dei lipidi, GTP viene utilizzata per il movimento dei ribosomi durante la traduzione (biosintesi proteica) e la trasmissione del segnale ormonale (proteina G);

3) regolatori: i mononucleotidi - effettori allosterici di molti enzimi chiave, cAMP e cGMP - mediatori nella trasmissione di segnali ormonali sotto l'azione di molti ormoni sulla cellula (sistema adenilato ciclasi), attivano le protein chinasi.

Lipidi (dal greco "lipos" - grasso) - composti organici a basso peso molecolare, completamente o quasi completamente insolubili in acqua e facilmente solubili in solventi organici apolari (cloroformio, metanolo, etere, benzene, ecc.).

idrofobicità(o lipofilia) lo è caratteristica comune questa classe di connessione. Includono alcoli, acidi grassi, composti azotati, acido fosforico, carboidrati, ecc.

Le principali funzioni dei lipidi sono:

  • strutturale. In combinazione con le proteine, i lipidi sono componenti strutturali tutte le membrane cellulari biologiche. Influiscono sulla loro permeabilità, partecipano alla trasmissione di un impulso nervoso, alla creazione dell'interazione intercellulare;
  • energia. I lipidi, essendo più ridotti rispetto ai carboidrati, fungono da "carburante cellulare" più energivoro. Quando si ossida 1 g di grasso, vengono rilasciati 39 kJ di energia, che è il doppio rispetto a quando si ossida 1 g di carboidrati;
  • backup. I lipidi sono la forma più compatta di accumulo di energia nella cellula. Sono riservati negli adipociti - cellule del tessuto adiposo;
  • protettivo. Possedendo spiccate proprietà di isolamento termico, i lipidi proteggono il corpo dagli effetti termici; il cuscinetto adiposo protegge il corpo e gli organi degli animali da danni meccanici e fisici; le membrane protettive nelle piante (rivestimento di cera su foglie e frutti) proteggono dalle infezioni e dall'eccessiva perdita o accumulo di umidità;
  • regolamentare. Alcuni lipidi sono precursori di vitamine, ormoni, compresi gli ormoni dell'azione locale. Inoltre, l'attività degli enzimi legati alla membrana dipende in gran parte dalla composizione, dalle proprietà e dallo stato dei lipidi di membrana.

I lipidi sono sostanze chimicamente eterogenee. A questo proposito, ci sono diversi approcci alla loro classificazione. La caratteristica distintiva per la classificazione primaria dei lipidi sono gli alcoli alifatici poliidrici che fanno parte dei lipidi, contenenti due o tre gruppi idrossilici.

Acido grasso . Diversità e caratteristiche fisico-chimiche i lipidi sono principalmente dovuti alla presenza di acidi grassi nella loro composizione.

In natura sono stati trovati più di 200 acidi grassi. Tuttavia, non sono diffusi più di 20, che sono caratterizzati da un numero di proprietà comuni e caratteristiche:

  • gli acidi grassi che costituiscono i lipidi delle piante e degli animali superiori sono acidi monocarbossilici contenenti catene idrocarburiche lineari (solitamente C12-C20) con formula generale CH3(CH2)nCOOH;
  • gli acidi grassi di solito contengono un numero pari di atomi di carbonio (n è un multiplo di 2). Tuttavia, in natura si trovano anche acidi con un numero dispari di atomi di carbonio;
  • gli acidi grassi possono essere ricco, cioè. contengono solo legami covalenti nella catena idrocarburica, e insaturo, cioè. contengono uno o più legami insaturi (etilene). Sono sempre separati da un gruppo metilenico: CH=CH-CH2-CH=CH-

Va notato che la quota di acidi insaturi nei lipidi naturali rappresenta circa i 3/4 di tutti gli acidi grassi.

Gli acidi grassi insaturi naturali hanno maggiori probabilità di avere cis-configurazione, estremamente rara negli acidi polienoici trance-configurazione:

La tabella mostra i nomi e formule strutturali alcuni degli acidi grassi superiori più comuni.

Numero di atomi

carbonio nella catena

Nome banale

Nome sistematico

Acidi grassi saturi

C16

palmitico

esadecanoico

CH3-(CH2)14-COOH

C18

stearico

ottadecanoico

CH3-(CH2)16-COOH

Acidi grassi monoenoici

C18

oleico

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

Acidi grassi polienici

C18

Linoleico

CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH

C18

linolenico

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

C20

arachidonico

5,8,11,14-eicosatetraenoico

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

Un gran numero di non polari Connessioni C-C e C-H nella catena idrocarburica degli acidi grassi conferisce un carattere non polare alla molecola lipidica nel suo insieme, sebbene abbia un gruppo polare carico - COO-. La non polarità degli acidi grassi superiori è la ragione dell'insolubilità dei lipidi in acqua.

configurazione cis il doppio legame conferisce alla catena idrocarburica un aspetto accorciato a causa della sua flessione. introduzione legame cis-etilene influisce in modo significativo sulle proprietà degli acidi grassi. Ad esempio, con un aumento del numero di doppi legami, il punto di fusione degli acidi grassi diminuisce in modo significativo e aumenta la loro solubilità nei solventi non polari.

Gli acidi linoleico, linolenico e altri polienoici non sono sintetizzati nel corpo degli animali superiori e dell'uomo e devono essere ingeriti con il cibo. A causa del fatto che questi acidi sono necessari per il normale funzionamento del corpo, sono classificati come acidi grassi essenziali (essenziali), o più spesso il complesso di questi acidi è combinato nel gruppo delle vitamine F.

Un ruolo speciale nel corpo appartiene agli acidi insaturi a 20 atomi di carbonio (eicosanoici) (arachidonico e diomo-g-linolenico), che sono precursori degli ormoni tissutali (eicosanoidi, prostaglandine, trombossani e leucotrieni).

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