ЛІПІДИ: БУДОВА, БІОЛОГІЧНА РОЛЬ. кЛАСиФІКАЦІЯ

Ліпіди (від грец. lіpos – жир) є похідними вищих жирних кислот, спиртів і альдегідів, що відрізняються різним ступенем розчинності в органічних розчинниках. Вегетативні частини рослин накопичують не більш 5 % ліпідів, насіння – 50 % і більше.

У тканинах людини кількість ліпідів різко варіює. Так, в організмі людини в нормі міститься 10…20 % жиру, але при деяких порушеннях жирового обміну його кількість може зрости до 50 %. Ліпіди входять до складу всіх органів і тканин. Найбільша їхня кількість (до 90 %) знаходиться в жировій тканині. Ліпіди складають біля половини маси мозку.

Ліпіди у організмі людини виконують різноманітні функції.

Енергетична. Ці речовини є джерелами енергії: при окиснюванні в організмі 1 г жиру виділяється 9 ккал. Так, за рахунок жирів забезпечується 25…35 % добової потреби в енергії у жителів середніх широт, а у жителів півночі їхня частка в енергетичній забезпеченості раціону ще більша.

Регуляторна. Ліпіди – важливі фактори регулювання обміну води в організмі. Кількість води, що утворюється в організмі при повній деградації жирів, досить велика: при окиснюванні 100 г жиру виділяється 107 г ендогенної води, що має особливе значення в екстремальних умовах (наприклад, при недостатньому надходженні води ззовні).

Пластична. Ліпіди виконують структурно-пластичну роль, тому що входять до складу клітинних і позаклітинних мембран усіх тканин у виді ліпопротеїдів (комплексів з білками) і гліколіпідів (ліпідів, що містять вуглеводи).

Ліпопротеїди містяться в органелах клітин (мітохондрії та ін.) і, отже, беруть участь в окиснювально-відновних процесах, біосинтезі білків, транспорті речовин у клітині.

З ліпідів утворюються деякі гормони (статеві, гормони кори надниркових залоз), а також вітаміни групи D.

Захисна. Ліпіди шкіри і внутрішніх органів виконують захисну роль. Вони охороняють організм людини і тварин від переохолодження (перешкоджають віддачу теплоти) і від механічного ушкодження органів (наприклад, нирки). Ліпіди, які виділяються сальними залозами, додають шкірі еластичність і охороняють її від висихання.

Жири є розчинниками вітамінів A, D, Е, К, F і сприяють їх засвоєнню. З харчовими жирами в організм надходить ряд біологічно активних речовин: фосфатиди, поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК), стерини й ін.

Жири, що входять до складу їжі, поліпшують її смакові якості, а також підвищують поживну та енергетичну цінність.

В організмі людини жир знаходиться у виді структурного (протоплазматичного, конституційного) і резервного (жир "жирових депо").

Структурний жир у клітинах представлений у вигляді складних ліпідів або утворює відносно міцні сполуки з білками – ліпопротеїнові комплекси. Вони містяться в крові, беруть участь у побудові клітинних органел (ядра, рибосом, мітохондрій). Протоплазматичний жир знаходиться в органах і тканинах у постійній кількості (близько 25 % усіх ліпідів), що не змінюється навіть при повному голодуванні.

Резервні жири відкладаються в так званих "жирових депо" (підшкірній клітковині, брижах, жировій капсулі нирок і ін.). Вони також утворюють ліпопротеїнові комплекси, але не стійкі, тому їхня кількість швидко зменшується при голодуванні, деяких нервових і гуморальних розладах. У резервному жирі постійно відбувається синтез і розпад, разом з тим він є джерелом відновлення внутрішньоклітинного структурного жиру.

Резервні жири виконують механічну роль, захищаючи організм від ударів, поштовхів, травм. Усі внутрішні органи мають жирову "підкладку", але найбільшу – нирки і серце. Резервний жир бере участь у тепловій регуляції. Деякі захворювання і недостатнє харчування сприяють зменшенню запасів жиру. Навпроти, надлишкове харчування, гіподинамія, зниження функції статевих і щитовидних залоз сприяють збільшенню його кількості.

Жири являють собою ефіри гліцеролу і вищих жирних кислот. У природних жирах міститься також до 2 % супутніх речовин, від яких залежать їхнє забарвлення, аромат і смакові особливості.

За хімічним складом ліпіди поділяються на прості і складні.

Прості ліпіди – речовини, молекули яких складаються з залишків жирних кислот (або альдегідів) і спиртів. До них відносяться нейтральні жири (триацилгліцероли, інші гліцероли) і воски. У цю групу входять також ефіри вітамінів А і D з вищими жирними кислотами. До їхнього складу входять насичені і ненасичені жирні кислоти (найбільш часто зустрічаються пальмітинова, стеаринова і олеїнова кислоти). Якщо триацилгліцерол містить одну жирну кислоту, то він називається простим (наприклад, тристеарин, трипальмітин), якщо ж кислотні радикали належать різним жирним кислотам, то утворюються змішані тригліцероли. Їхні назви залежать від вхідних жирних кислот (наприклад, 1-пальміто-2-стеарино-3-олеїн).

Жирні кислоти містять, як правило, парне число карбогенових атомів і нерозгалужений ланцюг. Вони поділяються на дві великі групи: насичені (граничні) і ненасичені (неграничні), що містять подвійні зв'язки. Саме від подвійних зв'язків у молекулі залежать всі основні властивості ненасичених жирних кислот.

У тканинах тварин синтезуються різні кислоти. Насичені жирні кислоти входять до складу тваринних жирів. У тканинах людини присутні ненасичені жирні кислоти, що відносяться до чотирьох сімейств: пальмітоолеїнової, олеїнової, лінолевої і ліноленової кислот.

Разом з тим, тканини людини не здатні синтезувати лінолеву і ліноленову кислоти, а повинні одержувати їх з їжею, у зв'язку з чим їх відносять до ессенціальних факторів харчування. Всі інші поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК) утворюються шляхом подовження ланцюга або введення нових подвійних зв'язків.

Біологічна роль ПНЖК досить важлива: вони беруть участь як структурні елементи у фосфатидах, ліпопротеїдах клітинних мембран. А крім того, входять до складу оболонок нервових волокон, сполучної тканини, впливають на обмін холестерину, підвищуючи його окиснювання і сприяючи перетворенню в лабільну сполуку. ПНЖК також нормалізують стан стінок кровоносних судин. Ці кислоти зв'язані з обміном вітамінів групи В (піридоксину і тіаміну), стимулюють захисні механізми організму, підвищують його стійкість до інфекційних захворювань і дії радіації, впливають на стан шкірного і волосяного покриву. Арахідонова кислота є попередником простагландинів – модуляторів гормональної активності. Добова потреба людини в ПНЖК складає 5…10 г. Джерелами ПНЖК у їжі є рослинні олії, особливо нерафіновані.

Складні ліпіди, крім вищих жирних кислот і спиртів, містять похідні ортофосфорної кислоти (фосфоліпіди), залишки цукрів (гліколіпіди), азотисті сполуки (холін, коламін, серин).

Гліцерофосфоліпіди (складні ліпіди) являють собою ефіри гліцеролу, жирних кислот, фосфорної кислоти і азотвмісних сполук. Характерною рисою їхньої будови є наявність у молекулі гідрофобних (радикали жирних кислот) і гідрофільних (фосфорна кислота, азотиста основа) груп. Завдяки цьому гліцерофосфоліпіди взаємодіють з жирами і водорозчинними сполуками.

Гліцерофосфоліпіди поділяються на наступні групи (підкласи): 1) фосфатидилхоліни (лецитини); 2) фосфатидилетаноламіни (кефаліни); 3) фосфатидилсерини; 4) ацетальфосфатиди (плазмалогени); 5) фосфатидилінозити.

У комплексі з білками ці речовини входять до складу нервової тканини, печінки, серцевого м'яза, статевих залоз. Вони беруть участь у побудові мембран кліток, визначають ступінь їхньої проникності для жиророзчинних речовин, беруть участь в активному транспорті складних речовин і окремих іонів у клітині і з них, підвищують активність протромбіну в процесах згортання крові. Гліцерофосфоліпіди сприяють кращому використанню білка і жиру в тканинах, беруть участь у біосинтезі білка, попереджають жирову інфільтрацію печінки. Будучи антиоксидантами, вони запобігають окиснюванню інших сполук, у тому числі вітамінів А и Е.

Добова потреба людини у фосфоліпідах 5…6 г. Вони містяться в таких харчових продуктах, як нерафіновані рослинні олії, вершкове масло, яєчний жовток.

Сфінголіпіди (сфінгомієліни) складаються з двох молекул жирних кислот, однієї молекули аміноспирту сфінгозину, азотистої основи і фосфорної кислоти. Ці ліпіди містяться в мембранах тваринних і рослинних клітин, ними багаті нервова тканина, нирки, печінка.

До складних ліпідів відносяться також гліколіпіди. Вони побудовані зі сфінгозину, вищої жирної кислоти і вуглеводної частини (галактози, глюкози, галактозаміну або нейрамінової кислоти). До гліколіпідів відносяться цереброзиди, сульфатиди, гангліозиди, що відіграють визначену роль у здійсненні функцій біологічних мембран. Складні ліпіди містяться в білій речовині головного мозку, клітинах крові та ін.

До складу цереброзидів входять D-галактоза, жирні кислоти, аміноспирт сфінгозин. Вони знаходяться в сірій речовині мозку.

Стероїди. Це група ефірів, утворених при взаємодії високомолекулярних циклічних спиртів і вищих жирних кислот. Найбільш важливим представником стероїдів є холестерол (холестерин). В організмі він виконує наступні функції: виступає попередником багатьох біологічно важливих сполук (стероїдних гормонів, жовчних кислот, вітаміну D), входить до складу клітинних мембран, підвищує стійкість еритроцитів до гемолізу, бере участь у проведенні нервових імпульсів, являє собою своєрідний ізолятор для нервових клітин.

Важливе значення для організму мають похідні ліпідів. Вони близькі за будовою і фізико-хімічними властивостями, тісно зв'язані в структурі клітин і процесах обміну. До них відносяться пігменти (каротини), жиророзчинні вітаміни та ін.