Липиды

Липиды

Липиды — это группа жиров и жироподобных веществ, которые содержаться во всех живых клетках. Липиды разнообразны по структуре, большинство из них неполярны, поэтому нерастворимы в воде. Зато липиды хорошо растворяются в органических растворителях (эфире, бензине, бензоле, хлороформе).

Липиды входят в состав тканей человека, животных и растений. В больших количествах липиды содержатся в головном и спинном мозге, печени, сердце, подкожно-жировой клетчатке.

Концентрация их в нервной ткани — 25%, а в других клеточных и субклеточных мембранах до 40%. Содержание липидов в разных клетках варьируется от 2–3% до 50–90 %. В клетках семян некоторых растений (например, подсолнечника) и жировой ткани животных содержится до 90% липидов.

Из разных природных источников удалось выделить более 600 жиров: 420 из них – растительные и чуть более 180 – животные.

Молекулы жира обладают большей энергоемкостью по сравнению с углеводами.

Например, при окислении 1 грамма жира до конечных продуктов — воды и углекислого газа — выделяется в 2 раза больше энергии, чем при окислении того же количества углеводов.

Чтобы жиры освободили энергию, необходимо достаточное количество углеводов и кислорода. При сильном взбалтывании с водой жидкие (или расплавленные) жиры образуют более или менее устойчивые эмульсии. Природной эмульсией жира в воде является молоко.

Человек начал применять жиры с незапамятных времён. Ещё в древности их использовали не только как продукты питания, но и в качестве смазочных средств, топлива, растворителей. Но только в конце XVIII века была выяснена химическая природа жиров.
        В 1779 году шведский химик Карл ШеЕле, нагревая жиры со щелочами, получил «сладкое масло», названное впоследствии глицерином.

Французский химик Мишель Шеврёль одним из первых исследовал строение растительных и животных жиров. В 1823 году он установил, что жиры при гидролизе дают, кроме глицерина, ряд органических кислот. Он изучил строение важнейших кислот, входящих в состав жиров, и дал им названия (стеариновая, пальмитиновая, олеиновая и другие).
       Жиры находятся в организме либо в форме протоплазматического жира (жира, являющегося структурным компонентом протоплазмы клеток), либо в форме так называемого резервного (или запасного) жира, откладывающегося в жировой ткани.

Избыток поступления в организм жиров с пищей приводит к ожирению. Кроме увеличения массы тела, уменьшения подвижности и изменения внешнего вида, ожирение негативно влияет на работу сердечно-сосудистой системы, ухудшает состав крови, приводит к риску инсульта, способствует развитию атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонии.

Проблемы, связанные с ожирением, стоят на первом месте в мире по количеству смертельных случаев. В свою очередь, нехватка жиров в пищевом рационе человека ухудшает состояние кожи, задерживает развитие растущего организма, угнетает работу репродуктивной функции, негативно влияет на работу нервной системы и мозга.

Рациональное употребление липидов в пищу позволит не испытывать проблем, связанных с дефицитом или избытком их в организме.

Выделяют следующие группы липидов:

Триглицериды (или нейтральные жиры) являются наиболее распространёнными и простыми липидами. Молекулы нейтральных жиров состоят из трёхатомного спирта глицерина и трёх остатков высокомолекулярных жирных кислот. Нейтральные жиры — главный источник энергии для клеток. Они поступают в наш организм с пищей, синтезируются в жировой ткани, печени и кишечнике. В этой группе липидов выделяют жиры, остающиеся твёрдыми при температуре 20⁰С, и масла, которые при такой температуре плавятся.

ВоскА — группа жироподобных твёрдых веществ. По химической природе это, как правило, сложные эфиры, образуемые жирными кислотами и многоатомными спиртами.

Третья группа липидов – фосфолипиды. В их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты.

Фосфолипиды – основной компонент клеточных мембран.

Функции липидов.

Энергетическая и запасающая функции.

При окислении 1 грамма жира выделяется 38,9 кДж (читать: килоджоуль) энергии, которая идёт на образование АТФ (аденозинтрифосфа́т). Энергетическая ценность жира приблизительно равна 9,1 ккал (читать: килокалорий) на грамм.

        Таким образом, энергия, выделяемая при расходовании 1 грамма жира, приблизительно соответствует, с учётом ускорения свободного падения, поднятию груза массой 3900 кг на высоту 1 метр. В форме липидов хранится значительная часть энергетических запасов организма, которые расходуются при недостатке питательных веществ. Например, животные в состоянии анабиоза могут на протяжении длительного времени использовать запасы накопленного жира.

       Липиды в семенах растений обеспечивает развитие зародыша и проростка до начала его самостоятельного питания. Семена растений с большим содержанием жиров используют для изготовления растительных масел – подсолнечного, рапсового, пальмового и других.

Липиды являются также источником образования метаболической воды. Окисление 100 граммов жира даёт примерно 105 граммов воды. Накопленный в горбу жир позволяет верблюду обходиться без воды в течение 10–12 суток. Впадающие в спячку медведи и сурки тоже используют метаболическую воду.

Структурная функция липидов заключается в том, что они вместе с белкАми являются строительным материалом клеточных мембран. Фосфолипиды, липопротеины, гликолипиды, холестерин нерастворимы в воде, благодаря чему сохраняется целостность и избирательная пропускная способность клеточной мембраны. Например, воск используется пчёлами в строительстве сот.

Регуляторная функция.

Многие производные липидов (например, гормоны, витамины А, D, Е) участвуют в обменных процессах, происходящих в организме.

Защитная и теплоизоляционная функции.

Слой подкожного жира и жировая прослойка, образующаяся вокруг некоторых внутренних органов, защищают их от механических повреждений. Благодаря низкой теплопроводности слой подкожного жира помогает животным сохранить тепло, что немаловажно для обитателей северного климата. Жир имеет меньшую плотность, чем вода, и у водных млекопитающих, например, у китов, подкожный жировой слой способствует плавучести. Воск покрывает кожу, шерсть, перья, делает их более эластичными и предохраняет от влаги. Восковой налёт защищает листья и плоды многих растений.