Физико-химические свойства липидов

1. Физико-химические свойства липидов

2. ЛИПИДЫ

(от греч. lipos - жир) объединяют
неоднородную группу органических
соединений биологической природы,
которым присуще одно общее свойство
– гидрофобность.
Липиды ЭКСТРАГИРУЮТСЯ ИЗ ТКАНЕЙ
ОРГАНИЧЕСКИМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ!!!
Они чрезвычайно разнообразны по
химической структуре, входят в
состав всех прокариотических и
эукариотических организмов и
некоторых вирусов.

3.

Классификации
липидов

4. 1. Липиды по физиологическому значению делят на

Структурные: в комплексе с белками
формируют биологические
мембраны, определяют их свойства и
функции, участвуют в построении
защитных покровов растений и
животных.
Регуляторные, обладающие
гормональной активностью и
жирорастворимые витамины.

5. 2. На основании общности химического строения липиды делят на

1) Липидные мономеры:
- высшие углеводороды;
- высшие алифатические спирты,
альдегиды и кетоны;
- жирные кислоты;
- высшие полиолы;
- изопреноиды и их производные.

6. 2) Многокомпонентные липиды

а) Простые липиды:
воски;
ацилдиолы;
ацилглицеролы.
б) Сложные или смешанные липиды:
диольные фосфолипиды;
глицерофосфолипиды;
сфингофосфолипиды;
гликолипиды.
в) Стероиды:
половые гормоны;
жирорастворимые витамины.

7. 3. Классификация по омыляемости:

а) неомыляемые липиды построены из
изопреновых остатков и не содержат
ЖК:
‫٭‬стероиды;
‫٭‬каротиноиды;
‫٭‬терпеноиды.
б) омыляемые липиды содержат ЖК:
‫٭‬простые;
‫٭‬сложные.

8. 4. На основании физико-химических свойств:

4. На основании физикохимических свойств:
1)
2)
3)
Нейтральные (ди- и
триацилглицеролы, воски,
каротиноиды и стероиды);
Амфифильные (фосфолипиды,
гликолипиды, ЖК и их соли,
моноацилглицеролы);
Жирорастворимые витамины (A, D,
E, F, K).

9. 5. По биологической роли и значению липиды классифицируют

Ацилглицеролы;
Диольные липиды;
Орнито- и лизинолипиды;
Воски;
Фосфолипиды;
Гликолипиды;
ЖК;
Эйкозаноиды;
Стероиды;
Терпены.

10. Биологическая роль липидов

Энергетическая: 1 г жира = 39кДж.
Самые энергоемкие.
Энергия окисления жиров используется во
время работы и
обеспечивает восстановительные процессы
во время отдыха
Теплоизоляционная (особенно у
полярных животных, растений)
Защитная (амортизационная) предохраняют внутренние органы от
механических повреждений и фиксируют их
Строительная - структурный компонент
мембран; особенно богата ими нервная
ткань

11.

Гормональная - выполняют регуляторную
функцию: основа стероидных гормонов.
Регуляторная – производные липидов
являются эффективными регуляторами
метаболических процессов в норме и при
патологии (простагландины, лейкотриены,
тромбоксаны, регуляторные липиды мембран).
линолевая и линоленовая жирные кислоты
входят в состав витамина F, витамин Д –
производное холестерина.
Жиры – растворители многих
неполярных соединений, увеличивают их
доступность в метаболизме.

12. 1. Резервный жир: Адипоциты жировой ткани выполняют функцию депо, большую их часть заполняет липидная капля. локализация: подкожно-жировая

Весь жир делят на 2 группы:
1. Резервный жир:
Адипоциты жировой ткани выполняют функцию депо,
большую их часть заполняет липидная капля.
локализация:
подкожно-жировая клетчатка, брыжейка,
сальник, капсула почек и других внутренних органов.
состав: меняется в зависимости от характера питания,
функционального состояния, физической активности.
В норме 10-15% от веса тела, при ожирении - 30% и более.
2. Протоплазматический жир:
локализация: плазматические мембраны, основа гормонов
стероидной природы.
состав: % содержание и соотношение между разными
фракциями липидов очень устойчиво, постоянно, жестко
регулируется и не изменяется даже при голодании.

13. Жирные кислоты -

Жирные кислоты длинноцепочечные органические
кислоты, содержат одну полярную
карбоксильную группу и
углеводородный радикал,
в состав которого входит
от 3 до 24 атомов углерода.
За счет длинного углеводородного
радикала большинство жирных
кислот нерастворимы в воде.

14. Жирные кислоты: - насыщенные (не содержат двойных связей) - ненасыщенные (содержат двойные связи)

и те и другие жирные кислоты
ПРЯМОЦЕПОЧЕЧНЫЕ.
и те и другие жирные кислоты чаще всего
состоят из четного числа атомов углерода,
но не всегда.
Все ненасыщенные связи в природных
кислотах имеют конфигурацию “цис”.

15.

Жирные кислоты представляет собой
карбоксильную группу и углеводородный хвост,
отличающийся у разных жирных кислот
количеством группировок –СН2. «Хвост»
неполярен, поэтому гидрофобен.

16. Функции ЖК

1. Жирные кислоты являются
строительными блоками для
фосфолипидов и гликолипидов. Эти
амфипатические молекулы являются
важнейшими компонентами мембран.
2. Многие белки модифицируются
при ковалентном связывании с
жирными кислотами, определяя тем
самым свое положение в мембранах.

17.

3. Жирные кислоты являются
топливными молекулами. Они
запасаются в виде
триацилглицеролов. При их
освобождении и окислении
освобождается много энергии.
4. Жирные кислоты и их производные
выполняют регуляторную функцию
(например, эйкозаноиды).

18.

Насыщенные жирные кислоты (твердые)
Масляная С3Н7СООН
Пальмитиновая С15Н31СООН
Стеариновая С17Н35СООН
Ненасыщенные (жидкие) ЖК
Олеиновая С17Н33СООН
СН3-(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-СООН
Линолевая С17Н31СООН
СН3-(СН2)4-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-СООН
Линоленовая С17Н29СООН
СН3-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-СООН
Природные жиры: оливковое, кукурузное, хлопковое,
подсолнечное, сливочное масло
содержат ЖК разной длины и степени насыщенности.
Чем больше двойных связей –
тем более жидкий жир (оливковое масло - триолеин),
чем меньше двойных связей –
тем более твердый (говяжье сало - тристеарин)

19.

Особое значение для организма имеют
незаменимые полиненасыщенные ЖК:
линолевая и линоленовая (витамин F).
В организме они не синтезируются.
При их отсутствии в пище возникает
нарушение обмена холестерола,
дерматит и другие патологии.

20. Функции незаменимых ЖК:

1) из них образуются биорегуляторы
- эйкозаноиды;
2) необходимы для построения
мембран (обеспечивают текучесть
мембраны);
3) участвуют в транспорте
холестерола и образовании
липопротеинов.

21. Эйкозаноиды

Эйкозаноиды - это производные
эйкозаполиеновых жирных кислот,
т.е. С20-жирных кислот
(арахидоновой кислоты).
Их делят на простаноиды и
лейкотриены. Термин
простагландины часто используют
для обозначения всех простаноидов.

22. Классификация эйкозаноидов

Эйкозаноиды
Простаноиды
Лейкотриены
простагландины
тромбоксаны
простациклины

23. Синтез эйкозаноидов

Источником арахидоновой кислоты
являются фосфолипиды мембран. В
клетках содержится малое количество
свободной арахидоновой кислоты. Из
фосфолипидов она освобождается под
действием фосфолипазы А2.

24. Схема синтеза

Фосфолипиды мембран
Фосфолипаза А2
Арахидоновая кислота 20:4 ( 5,8,11,14)
Липоксигеназа
Циклооксигеназа
Глюкокортикоиды
(ингибируют)
Аспирин, индометацин
(ингибируют)
Лейкотриены - LT Простаноиды (тромбоксаны - ТХ
простациклины - PGI
простагландины - PG)

25.

В активации фосфолипазы принимает
участие Са2+, тромбин, ангиотензин II,
брадикинин, липопероксиды, адреналин.
Глюкокортикоиды тормозят активность
фосфолипазы А2, тем самым ингибируют
синтез всех эйкозаноидов. Поэтому их
применяют как противовоспалительные
лекарства.
Арахидоновая кислота может вступать в
циклооксигеназный и липоксигеназный
пути превращения.

26. Простагландины

Действуют как локальные сигнальные
молекулы. В мембранах клеток
различных тканей есть рецепторы
для простагландинов.
PGE вызывают расслабление
гладких мышц матки, способствуют
оплодотворению, индуцируют
аллергические реакции, а PGF
вызывают сокращение мышц, аборт и
подавляют аллергические реакции.

27. Простациклины

Образуются в эндотелиальных
клетках эндокарда и сосудов. Они
препятствуют агрегации
тромбоцитов, расширяют коронарные
сосуды и снижают давление крови,
действуя на гладкие мышцы сосудов.

28. Тромбоксаны

Образуются в тромбоцитах.
Вызывают сужение сосудов и
способствуют агрегации
тромбоцитов. Эффекты
противоположны простациклинам.

29. Лейкотриены

Лейкотриены образуются в
лейуоцитах, мастоцитах,
тромбоцитах, легких, сердце,
селезенке. Лейкотриены очаствуют в
воспалительных и аллергических
реакциях, суживают мускулатуру
бронхов.

30. Переваривание липидов

31. Переваривание триацилглицеролов

Из поступающих ТАГ более 85%
подвергаются расщеплению в ЖКТ. В
ротовой полости нет ферментов и условий
для переваривания ТАГ. С желудочным
соком выделяется желудочная липаза,
однако ее роль в гидролизе ТАГ невелика
(низкая концентрация, не соответствует
оптимум рН и нет условий для
эмульгирования жиров).

32.

У взрослых людей неэмульгированные
ТАГ проходят через желудок без
изменений. Основная масса пищевых
липидов подвергается расщеплению в
тонком кишечнике при действии
панкреатической липазы. Она расщепляет
ТАГ, находящиеся в эмульгированном
состоянии. Эмульгирование является
процессом расщепления липидов на
маленькие капли при снижении
поверхностного натяжения под действием
желчных кислот, пузырьков углекислого
газа, ПАВ (пептоны, лизофосфолипиды).

33. Переваривание липидов

34. Переваривание глицерофосфолипидов

Распад глицерофосфолипидов
происходит в кишечнике при участии
фосфолипаз, секретируемых
поджелудочной железой. Известно
несколько типов фосфолипаз.
Фосфолипаза А1 гидролизует
эфирную связь в первом положении
глицерофосфолипида.

35.

Фосфолипаза А2 катализирует
лизофосфолипиды и ЖК.
Фосфолипаза С вызывает гидролиз связи
гидролитическое отщепление жирной
кислоты во втором положении
глицерофосфолипида. В результате
действия фосфолипазы А2 образуются
между фосфорной кислотой и глицерином,
что ведет к образованию
диацилглицеролов.
Фосфолипаза D расщепляет эфирную связь
между азотистым основаием и фосфорной
кислотой с образованием свободного
основания и фосфорной кислоты.

36.

Таким образом, в результате
действия фосфолипаз
глицерофосфолипиды
расщепляются до глицерола, высших
жирных кислот, азотистого основания
и фосфорной кислоты.
Эфиры холестерола гидролизуются
панкреатической
холестеролэстеразой на холестерол и
жирную кислоту.

37. Всасывание родуктов переваривания

Гидрофильные продукты
переваривания (глицерол, ЖК с
длиной углеводородной цепи менее 12)
легко всасываются в тонком кишечнике
и поступают через воротную вену в
печень. Фосфорная кислота всасывается
кишечной стенкой главным образом в
виде натриевых или калиевых солей.
Азотистые основания (холин и
этаноламин) всасываются в виде своих
активных форм.

38.

Гидрофобные продукты переваривания
липидов (ЖК, моноацилглицеролы)
всасываются с участием мицелл, в
состав которых входят желчные
кислоты, фосфолипиды и свободный
холестерол. Мицеллы путем
пиноцитоза проникают внутрь
эпителиальных клеток кишечника и
распадаются. Желчные кислоты
поступают в кровь и с током крови
через воротную вену доставляются в
печень, где снова переходят в состав
желчи.

39.

Фосфолипиды и лизофосфолипиды,
которые участвуют в образовании
мицелл, всасываются в составе
мицелл, не подвергаясь
расщеплению. Остальная их часть
подвергается ферментативному
гидролизу. При этом всасывание ЖК,
образовавшихся при гидролизе
фосфолипидов, лизофосфолипидов и
эфиров холестерола, происходит
также как и всасывание жирных
кислот, образовавшихся при
расщеплении триацилглицеролов.

40.

После всасывания в клетках слизистой
кишечника возможен частичный
ресинтез триацилглицеролов,
фосфолипидов и эстерификация
холестерола. Это обеспечивается тем,
что в синтезе триацилглицеролов,
фосфолипидов и эстерификации
холестерола в кишечной стенке
принимают участие, наряду с
экзогенными (пищевыми), и эндогенные
жирные кислоты.