23. липиды
.doc|
Лекция 23 |
ЛИПИДЫ
Липиды – это большая группа природных веществ разнообразных по химическому строению и объединенных общим физико-химическим свойством: они хорошо растворимы в неполярных органических растворителях и нерастворимы в воде.
Классификация липидов
Многие липиды гидролитически расщепляются в кислой и щелочной средах. Такие липиды называются омыляемыми (щелочной гидролиз – омыление).
Жирные кислоты
Жирными кислотами называются монокарбоновые кислоты с длинной углеродной цепью и четным числом углеродных атомов.
Эти вещества впервые были выделены из жиров, откуда и получили свое название. Длина углеродной цепи жирных кислот (ЖрК) различна, но наиболее распространены кислоты с 16-ю и 18-ю атомами углерода.
Среди ЖрК есть не содержащие двойных связей – насыщенные, а также содержащие одну или несколько двойных связей – соответственно ненасыщенные и полиненасыщенные.
Наиболее распространены следующие жирные кислоты:
Насыщенные жирные кислоты
Ненасыщенные жирные кислоты
Насыщенные ЖрК образуются в организме из Ас-КоА (метаболически активная форма уксусной кислоты). Из ненасыщенных ЖрК в организме образуется только олеиновая. Полиненасыщенные ЖрК – линолевая, линоленовая и арахидоновая – в организме не образуются и необходимо их поступление с пищей (витамин F).
ПРОСТЫЕ ЛИПИДЫ
Воски
Воски – это сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомный спиртов.
Восковые вещества образуют защитную смазку на коже человека и животных, предохраняют растения от высыхания. В фармации используются как компоненты мазей.
Жиры и масла (триглицериды)
Триглицериды – это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот.
Консистенция триглицерида зависит от его ненасыщенности. Насыщенные триглицериды – твердые (при 20о), это жиры, главным образом, животные. С увеличением количества двойных связей в жирнокислотных остатках т. пл. вещества снижается: ненасыщенные триглицерилы жидкие (масла, главным образом, растительные). Общее количество двойных связей в маслах оценивается при помощи их реакции с йодом (йод присоединяется по двойным связям).
Йодное число – это количество г йода, которое присоединяется к 100 г вещества.
В организме животных и человека жиры играют роль энергетического депо (калорийность жиров примерно в 2 раза выше, чем углеводов), а также структурного материала жировой ткани.
Химические свойства жиров
1) Гидролиз:
Жиры, как и все сложные эфиры, могут гидролитически расщепляться в кислой или щелочной среде, образуя глицерин и жирные кислоты или их соли. Щелочной гидролиз жиров – омыление, его продукты – глицерин и Na-соли жирных кислот – мыла:
2) Гидрирование (гидрогенизация):
При действии на триглицериды водорода в присутствии катализатора происходит присоединение Н2 по двойным связям жирнокислотных остатков, и жидкие масла превращаются в твердые жиры:
СЛОЖНЫЕ ЛИПИДЫ
Фосфолипиды
Фосфолипиды являются главным компонентом клеточных мембран, а также источником фосфата для организма. По химической структуре фосфолипиды – это производные фосфатидных кислот:
Отдельные виды фосфолипидов образуются при этерификации фосфатидной группы спиртами – серином (аминокислота), этаноламином (коламином), холином и инозитом:
Фосфолипиды – бифильные соединения, в них сочетаются липофильность и гидрофильность, они обладают свойствами ПАВ и являются природными эмульгаторами:
Химические свойства фосфолипидов
Молекулы фосфолипидов содержат 4 сложноэфирные связи, которые разрываются при кислотном или щелочном гидролизе. При этом образуются глицерин, две жирных кислоты, аминоспирт и фосфорная кислота:
Сфинголипиды
Сфинголипиды – аналоги фосфолипидов, содержащие вместо глицерина фрагмент непредельного аминоспирта – сфингозина:
Гликолипиды
Гликолипиды содержат в качестве гидрофильной части углеводный остаток:
Сфинголипиды и гликолипиды – специфические вещества нервной ткани.
СТРОЕНИЕ КЛЕТОЧНОЙ МЕМБРАНЫ
Основой клеточной мембраны является двойной фосфолипидный слой с включением белков. Белки погружены в липидный слой своей гидрофобной частью. Липидная основа мембраны обусловливает её высокое электрическое сопротивление и непроницаемость для ионов и полярных веществ. Неполярные вещества проходят через мембрану, в частности, большинство анестезирующих веществ хорошо растворяются в липидах и проходят через мембраны нервных клеток.
ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ (ПОЛ)
В организме входящее в состав гемоглобина железо (Fe2+) восстанавливает кислород с образование перекисных радикалов:
Образующиеся радикалы инициируют самопроизвольный процесс окисления липидов, в результате которого молекулы липидов расщепляются с образованием альдегидов и карбоновых кислот (см. схему ниже). Этот процесс разрушает клеточные мембраны. Умеренное ПОЛ играет положительную роль, способствуя обновлению мембран, если же уровень ПОЛ слишком высок, то происходит разрушение клеток.
ЛИТЕРАТУРА:
Основная
1. Тюкавкина Н.А., Зурабян С.Э., Белобородов В.Л. и др. – Органическая химия (специальный курс), кн.2 – Дрофа, М., 2008 г., с. 251-289.
2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И.– Биоорганическая химия – ДРОФА, М., 2007 г., с. 444-464.
Дополнительная
2. Овчинников Ю.А. – Биоорганическая химия – М., Просвещение, 1987,
с.513-547.
20.09.09