§ 10. Липиды и их роль в жизнедеятельности клетки

1. Какие липиды вам известны?

Ответ. Липиды (от греч.lipos- жир) — обширная группа жиров и жироподобных веществ, которые содержатся во всех живых клетках. По химическому строению липиды весьма разнообразны.

Нейтральные жиры — наиболее простые и широко распространенные липиды. Их молекулы образуются в результате присоединения трех остатков высокомолекулярных жирных кислот к одной молекуле трехатомного спирта глицерина.

Среди соединений этой группы различают жиры, остающиеся твердыми при температуре 20 °С, и масла, которые в этих условиях становятся жидкими. Масла более типичны для растений, но могут встречаться и у животных.

Воска — сложные эфиры, образуемые жирными кислотами и многоатомными спиртами. Они покрывают кожу, шерсть, перья животных, смягчая их и предохраняя от действия воды. Восковой защитный слой покрывает также стебли, листья и плоды многих растений.

Фосфолипиды по своей структуре сходны с жирами, но в их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты. Фосфолипиды являются составным компонентом клеточных мембран.

Липиды могут образовывать сложные соединения с веществами других классов, например с белками — липопротеиды и с углеводами — гликолипиды.

2. Какие продукты питания богаты жирами?

Ответ. Жирные кислоты подразделяются на насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные. Жиры и масла состоят из сочетания жирных кислот всех трех категорий, хотя часто считается, что одно или другое масло или жир являются проявлением исключительно одной из них. Например, кукурузное масло, которое содержит около 62% полиненасыщенных кислот, 25% мононенасыщенных и 13% насыщенных, считается полиненасыщенным маслом.

Молекулы жирных кислот состоят из цепочки атомов углерода с присоединенными к ним атомами водорода и кислорода. Когда молекула жирной кислоты полностью покрыта («насыщена») атомами водорода вдоль всей углеродной цепочки, она называется насыщенным жиром. Продукты, богатые насыщенными жирами, обычно остаются твердыми при комнатной температуре. Вот основные источники насыщенных жиров:

• Животный жир (говядина, свинина, баранина, другие виды мяса и птицы);

• Молочный жир (молоко, сливочное масло, сыр, сливки и прочие молочные продукты);

• Тропические «масла» (твердые масла, такие как кокосовое и пальмовое);

• Гидрогенизированные жиры (такие как маргарин).

В этих продуктах, богатых насыщенными жирами, содержится также некоторое количество мононенасыщенных и полиненасыщенных жиров.

Насыщенные жиры обычно считаются «вредными», поскольку они являются основной причиной повышения уровня холестерина в крови. Влияние насыщенных жиров на здоровье, в некотором роде, зависит от длины их углеродной цепочки; некоторые из них повышают уровень холестерина значительно сильнее других.

3. Какова роль липидов в организме?

Ответ. В организме человека и животных липиды играют роль источника энергии. Они участвуют в жизненно важных процессах формирования новых клеток, в обмене веществ, регуляции теплопередачи, жировой прослойки и защиты внутренних органов от смещения и повреждений.

Вопросы после § 10

1. Какие вещества относят к липидам?

Ответ. Липиды (от греч. lipos – жир) – обширная группа жиров и жироподобных веществ, которые содержатся во всех живых клетках. Большинство их неполярны и, следовательно, гидрофобны. Они практически нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (бензин, хлороформ, эфир и др.). Большинство липидов состоит из высокомолекулярных кислот и трехатомного спирта глицерина.

2. Какое строение имеют жиры?

Ответ. По химическому строению липиды весьма разнообразны.

Нейтральные жиры – наиболее простые и широко распространённые липиды. Их молекулы образуются в результате присоединения трёх остатков высокомолекулярных жирных кислот к одной молекуле трёхатомного спирта глицерина. Среди соединений этой группы различают жиры, остающиеся твёрдыми при температуре 20 °С, и масла, которые в этих условиях становятся жидкими.

Воска – сложные эфиры, образуемые жирными кислотами и многоатомными спиртами.

Фосфолипиды по своей структуре сходны с жирами, но в их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты.

Липиды могут образовывать сложные соединения с веществами других классов, например с белками – липопротеиды и с углеводами – гликолипиды.

3. Какие функции выполняют липиды?

Ответ. Одна из основных функций – энергетическая. При полном окислении 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии. То есть жиры дают более чем в 2 раза больше энергии по сравнению с углеводами. У позвоночных животных примерно половина энергии, потребляемой клетками в состоянии покоя, образуется за счёт окисления жиров.

Жиры являются основным запасающим веществом у животных, а также у некоторых растений. Они могут использоваться также в качестве источника воды (при окислении 1 г жира образуется более 1 г воды). Это особенно ценно для пустынных животных, обитающих в условиях дефицита воды.

Благодаря низкой теплопроводности липиды выполняют защитную функцию, т. е. служат для теплоизоляции организмов. Например, у многих позвоночных животных хорошо выражен подкожный жировой слой, что позволяет им жить в условиях холодного климата, а у китообразных он играет ещё и другую роль – способствует плавучести.

Восковой налёт на различных частях растений препятствует излишнему испарению воды, у животных он играет роль водоотталкивающего покрытия.

Липиды выполняют и строительную функцию, так как нерастворимость в воде делает их важнейшими компонентами клеточных мембран (фосфолипиды, липопротеины, гликолипиды, холестерин).

Многие производные липидов (например, гормоны коры надпочечников, половых желёз, витамины A, D, Е) участвуют в обменных процессах, происходящих в организме. Следовательно, этим веществам присуща и регуляторная функция.

4. Какие клетки и ткани наиболее богаты липидами?

Ответ. Липидами богаты жировые клетки жировой ткани, также липиды содержатся в составе клеточной стенки всех видов клеток всех видов ткани, фосфолипидов больше в клетках нервной ткани (нейроцитах). Велика концентрация липидов в семенах некоторых растений, таких как подсолнечник, лен, арахис. А у отдельных видов растений липиды в больших количествах содержатся в плодах. Особенно богаты жирами плоды тропического растения авокадо.