ЛИПИДЫ - ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ. КАТАБОЛИЗМ И АНАБОЛИЗМ

Термин «липиды» объединяет группу природных биологически активных веществ. Характерной особенностью этих соединений является высокое содержание в их молекулах гидрофобных (водоотталкивающих) радикалов и групп высших карбоновых кислот (RCOOH) и спиртов (ROH) алифатического ряда, в связи с чем они не растворяются в воде, но растворяются в органических растворителях (петро- лейном эфире, гексане, хлороформе, бензоле, диэтиловом эфире и др.).

С водой жиры образуют устойчивые эмульсии, которые стабилизируются поверхностно-активными веществами (ПАВ) и белками. Примером довольно устойчивой эмульсии является молоко.

Жиры и жироподобные вещества находятся в организме в двух формах. Одна из них представляет собой резервный (запасной) жир, депонируемый в жировой ткани животных, в семенах, плодах и в микроорганизмах. Гидролигическое расщепление этого жира и биологическое окисление высвобождаемых при этом жирных кислот является источником биоэнергии для жизнеобеспечения организма.

Иную физиологическую функцию выполняет так называемый протоплазма™ческий жир, который включен в состав клетки и содержится в органах и тканях в постоянных количествах как в условиях длительного голодания, так и при патологическом ожирении организма. Фосфолипиды, гликолипиды, стероиды являются структурными элементами биологических мембран, окружающих протоплазму клетки, ядро, митохондрии, пластиды и лизосомы.

Жиры являются хорошими растворителями ряда биологически активных веществ (витаминов, каротиноидов и др.).

В клетках жиры и жиронодобные вещества находятся в ряде случаев не столько в виде самостоятельных включений, столько в форме нестойких ассоциативных соединений с белками (липопротеидов и протеолипидов).

Липиды подразделяются на группы, различающиеся по химическому составу, строению и функциям в организме.

Нейтральные жиры

Большую часть соединений группы липидов составляют нейтральные жиры - глицериды жирных насыщенных и ненасыщенных кислот (сложные эфиры на основе глицерина) общей формулы

Жиры, содержащие много двойных (олефиновых) связей при комнатной температуре имеют жидкую консистенцию и называются маслами. Фрагменты жирных кислот, входящих в состав жиров и масел, имеют, как правило, неразветвленные цепи с четным числом углеродных атомов (С2-С24). Однако наиболее распространенными являются кислоты С 14-С 18.

Жиры содержатся в семенах более 88% семейств растений. Среднее содержание жиров в семенах и плодах некоторых культурных растений показано в таблице 8.1.

Таблица 8.1

Содержание жирок в семенах и плодах некоторых растений

н/н

Культура

Содержание жира, %

1|/||

Культура

Содержание жира, %

I

Клещевина

60

6

Горчица

29-36

2

Кунжут

53

7

Конопля

30

3

Маслина

50

8

Соя

20

4

Арахис

49

9

Кукуруза

5

5

Подсолнечник

24-38

10

Пшеница

Рожь

Ячмень

2

Наиболее часто встречающиеся кислоты в растительных маслах представлены в таблице 8.2.

Пищевой жир - маргарин - представляет собой смесь гидрогени- зированных жидких масел (подсолнечного, хлопкового).

В жирах животного происхождения повышено содержание насыщенных кислот (табл. 8.3), что обусловливает их твердую консистенцию при комнатной температуре. Если трисгеарин плавится при 80°С, то триолеин находится в жидком состоянии уже при 0°С.

Таблица 8.2

Содержание основных жирных кислот в растительных маслах

И/II

Кислота

Подсолнечное масло

Оливковое масло

Кукурузное масло

Соевое

масло

Льняное

масло

Насыщенные кислоты

1

Пальмитиновая (С]6)

-

9

15

6

12

2

Стеариновая (С!8)

9

2

15

4

12

Ненасыщенные кислоты

3

Олеиновая (Ci«)

39

82

24

22

19

4

Линолевая (С|8)

46

4

61

49

16

5

Линоленовая (Ci8)

-

-

-

10

52

Таблица 8.3

Содержание жирных кислот в некоторых животных жирах

п/п

Кислоты

Жир

коровье

свиной

масло

овечий

Насыщенные

1

Масляная (С»)

4

-

-

2

Лауриновая (Си)

3,0

-

-

3

Миристиновая (См)

7

1

2

4

Пальмитиновая (См)

26

28

25

5

Стеариновая (С|«)

16

10

26

Ненасыщенные

6

Олеиновая (С|8)

35

58

42

7

Линолевая (С|8)

2.0

3

5

8

Арахидоновая (Сго)

3

Следует при этом учитывать, что жировая ткань животных (например, свиное сало) не состоит целиком из глицеридов. В ней всегда имеются вода и соединительные прослойки.

Как видно, наиболее распространенными в структуре жиров являются ненасыщенные кислоты. Причем, для них характерна цис- конфигурация олефиновых связей:

Реже встречаются кислоты с четырьмя (арахидоновая кислота - С20) и пятью (клупанодоновая кислота - С22) двойными связями. Олеиновая и линолевая кислоты входят в состав 60% всех мировых запасов растительных жиров. В частности, оливковое масло представляет собой в основном триолсат.

В природе, однако, образуются преимущественно смешанные глицериды, то есть молекула глицерина в соответствии с принципом максимальной разнородности оказывается ацилированной тремя различными кислотами.

С термодинамической точки зрения это обусловлено естественной целесообразностью понижения стереорегулярности строения и, соответственно, температуры затвердевания вещества, что расширяет температурный диапазон функционирования липоидных структур.

Среди растительных жиров твердыми при обычной температуре являются кокосовое масло (т.пл. 30-34°С) и масло бобов какао (т.пл. 30-34°С).

В жирах встречаются и сравнительно редкие кислоты. Так, масло плодов тунгового дерева - ценное сырье для лекарственной промышленности - на 80% состоит из олестеариновой кислоты

При температуре выше 282°С эта кислота полимеризуется и затвердевает. Обнаруживаются в жирах и кислоты, содержащие гидроксильные группы (дигидроксистеариновая, или цереброновая кислота), тройную углерод-углеродную связь, карбоциклические фрагменты. Например, семена клещевины (Ricinus communis) содержат в высоких концентрациях 12-оксиолеиновую кислоту, а хаульмугровое масло, получаемое из семян Hydnocarpus, содержит алициклические хаульмуг- ровую и гиднокарповую кислоты.

В ряду нейтральных глицеридов встречаются объекты, в которых кислотная компонента замещена на остаток углевода (сахара). В этом случае образуются так называемые гликолипиды. Заметные количества гликолипидов обнаруживаются в мембранах хлоропластов растений и фотосинтезирующих бактерий. Примеры соединений такого типа:

В глицеридах кислотные фрагменты могут быть также замещены алкоксильными группами, образованными молекулами спиртов, еноль- ной формой альдегидов (R~CH=CH—ОН) или стсринами. В частности, в природе встречаются простые эфиры глицерина и одноатомных спиртов (химилового - Ci6; батилового - Cis), называемые а- глицерилэфирами.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >