Познание мира

Липиды представляют собой группу разнообразных макромолекул, состоящих из жирных кислот и их производных, которые нерастворимы в воде, но растворимы в органических растворителях.

1. Липиды состоят из жиров, масел, гормонов и определенных компонентов мембран, которые сгруппированы вместе из-за их гидрофобного взаимодействия.
2. Липиды являются важными составляющими рациона из-за их высокой энергетической ценности.  
3. Они также необходимы для жирорастворимых витаминов и незаменимых жирных кислот, содержащихся в жирах натуральных пищевых продуктов.
4. Жиры в сочетании с белками (липопротеинами) являются важными составляющими клеточных мембран и митохондрий клетки.
5. Липиды естественным образом встречаются у живых существ, таких как растения, животные и микроорганизмы, которые образуют различные компоненты, такие как клеточные мембраны, гормоны и молекулы.
6. Липиды существуют либо в жидких, либо в некристаллических твердых веществах при комнатной температуре и не имеют цвета, запаха и вкуса.
7. Они состоят из жирных кислот и глицерина.

Спирты и сложные эфиры

1. Наиболее важным и часто встречающимся спиртом, содержащимся в липидах, является глицерин. Глицерин — это небольшая органическая молекула, состоящая из трех гидроксильных (ОН-) групп.
2. Глицерин состоит из простых липидов, которые представляют собой сложные эфиры жирных кислот, глицерина и подобных спиртов.
3. Спирт может быть глицерином или другим длинноцепочечным спиртом. Спирты с длинной цепью в основном представляют собой моногидрокси с одной группой ОН.
4. В зависимости от используемого спирта простые липиды состоят из жиров, масла или воска. Жиры и масла представляют собой сложные эфиры жирных кислот и глицерина, а воски — сложные эфиры жирных кислот и длинноцепочечных спиртов.
5. Сложные эфиры жирных кислот образуются после реакции дегидратации между жирными кислотами и молекулами спирта.

Триглицериды

Триглицериды представляют собой липид, представляющий собой сложный эфир трех жирных кислот с глицерином. Триглицериды являются основными составляющими жировых отложений у людей, других позвоночных и растительных жиров.

Структура триглицеридов

Триглицериды представляют собой сложные эфиры, в которых три молекулы жирных кислот связаны с одной молекулой глицерина ковалентными сложноэфирными связями.

1. Три жирные кислоты, участвующие в реакции конденсации, обычно различны, и длина их цепей также отличается друг от друга.
2. В природных триглицеридах цепи жирных кислот в основном содержат 16, 18 или 20 атомов углерода.
3. Четные атомы углерода, присутствующие в организме животных и растений, указывают на путь их биосинтеза из двухуглеродного ацетил-КоА.
4. Простые триглицериды также могут иметь идентичные жирные кислоты, образующие гомотриглицериды.
5. Заряды в триглицеридах равномерно распределены вокруг молекул, что предотвращает образование водородных связей с молекулами воды, делая их нерастворимыми в воде.

Функции триглицеридов

1. Триглицериды являются важными макромолекулами, поскольку они хранят большую часть энергии в организме. 
2. Они хранятся в жировых клетках, которые затем при необходимости попадают в кровоток под действием различных гормонов.
3. Жир, хранящийся в организме, образует слой изоляции под кожей, который помогает поддерживать температуру тела.
4. Триглицериды также способствуют усвоению и транспортировке жирорастворимых витаминов в организме.

Что такое жирные кислоты?

1. Жирные кислоты — это органические молекулы, представляющие собой длинноцепочечные карбоновые кислоты с 4-36 атомами углерода.
2. Углеводородные цепи могут быть насыщенными или ненасыщенными, в зависимости от связей между атомами углерода. Если все углерод-углеродные связи одинарные, кислота насыщена, если присутствует одна или несколько двойных связей углерод-углерод, кислота является ненасыщенной.
3. Встречающиеся в природе жирные кислоты в основном неразветвленные, и они встречаются в трех основных классах липидов, триглицериды, фосфолипиды и сложные эфиры холестерина.
4. Жирные кислоты не находятся в свободном состоянии, но остаются связанными со спиртом с образованием триглицеридов.
5. Жирные кислоты хранятся в виде запаса энергии (жира) через сложноэфирную связь с глицерином с образованием триглицеридов.

Насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты

Насыщенные жирные кислоты

1. Насыщенные жирные кислоты представляют собой простейшую форму жиров, которые представляют собой неразветвленные линейные цепи групп СН 2, связанных вместе одинарными углерод-углеродными связями с концевой карбоновой кислотой.
2. Термин «насыщенный» используется для обозначения того, что максимальное количество атомов водорода связано с каждым атомом углерода в молекуле жира.
3. Общая формула этих кислот C n H2 n + 1COOH.
4. Жирные кислоты, полученные из животного происхождения, в основном представляют собой линейные цепи насыщенных жирных кислот с четным номером.
5. Насыщенные жирные кислоты обычно имеют более высокую температуру плавления, чем их аналоги, поэтому насыщенные жирные кислоты остаются в твердом состоянии при комнатной температуре.
6. В основном они твердые и содержатся в животных жирах, таких как масло, мясо и цельное молоко. Но некоторые насыщенные жирные кислоты также содержатся в растительных источниках, таких как растительное масло, кокосовое масло и арахисовое масло.

Ненасыщенные жирные кислоты

1. Ненасыщенные жирные кислоты представляют собой более сложные жирные кислоты с изогнутыми углеводородными цепями, соединенными вместе одной или несколькими двойными связями углерод-углерод с концевой группой карбоновых кислот.
2. Термин «ненасыщенный» указывает на то, что атомы углерода не имеют максимально возможных атомов водорода, связанных с атомами углерода.
3. Из-за наличия двойных связей важны цис- и транс-конформации этих молекул. Ненасыщенные жирные кислоты, обнаруженные в организме человека, существуют в цис-конформации.
4. Ненасыщенные жирные кислоты имеют более низкую температуру плавления по сравнению с насыщенными жирными кислотами, поэтому они существуют в жидком состоянии при комнатной температуре.
5. Большинство растительных масел и рыбьего жира являются одними из важных источников ненасыщенных жирных кислот.

Глицерин и образование сложноэфирных связей

1. Глицерин — это простое органическое соединение с тремя гидроксильными группами, которое представляет собой вязкую жидкость без цвета и запаха.
2. Он составляет основу многих липидов, называемых глицеридами. Позже жир гидролизуется в жирные кислоты и глицерин, где жирная кислота обеспечивает организм энергией, а глицерин превращается в глюкозу.
3. Реакция, участвующая в образовании сложноэфирных связей, называется реакцией конденсации, когда свободный гидроксильный конец молекулы глицерина присоединяется к ОН группы СООН жирной кислоты.
4. Процесс конденсации называется этерификацией из-за образования сложноэфирных связей между двумя молекулами.
5. Молекулы липидов, образованные из трех жирных кислот и одной молекулы глицерина, называются триацилглицеринами или триглицеридами.

Фосфолипиды

1. Фосфолипид — это органическая молекула, состоящая из жирных кислот, фосфатной группы и глицериновой группы, которая образует основной компонент различных клеточных мембран.
2. Фосфолипидный бислой является важной частью клеточной мембраны для избирательного транспорта молекул внутрь и из клетки.
3. Фосфатная группа образует гидрофильную головку, тогда как жирные кислоты образуют гидрофобные хвосты. Головная и хвостовая части фосфолипидов соединены молекулой глицерина.
4. Гидрофобное и гидрофильное взаимодействие между различными молекулами и липидным бислоем обеспечивает прохождение биомолекул. Эти взаимодействия делают клеточную мембрану амфипатической.

Гидрофильные (полярные) фосфатные головки

1. Гидрофильная головка или водолюбивая часть фосфолипидов содержит отрицательно заряженную фосфатную группу с неидентифицированной алкильной группой.
2. Гидрофильная область может быть полярной или заряженной, а может и неполярной.
3. Головки фосфолипидной мембраны обращены наружу, которые остаются во взаимодействии с водным раствором внутри и снаружи клетки.
4. Поскольку вода является полярной молекулой, гидрофильная головка немедленно образует электростатическое взаимодействие с молекулой воды.

Гидрофобные (неполярные) хвосты жирных кислот

1. Гидрофобная часть фосфолипидного бислоя также называется водобоязненной частью, состоит из длинных хвостов неполярных жирных кислот.
2. Эти хвосты легко взаимодействуют с другими гидрофобными молекулами, но не взаимодействуют с молекулами воды.
3. Хвостовая часть — это неполярный конец, на котором присутствуют беззарядные молекулы.
4. Таким образом, гидрофобные хвосты заправлены внутрь мембраны, чтобы защитить хвосты от окружающей воды. Это расположение также выгодно с энергетической точки зрения.
5.  Гидрофобные взаимодействия образуют хороший барьер между внутренней и внешней стороной клетки, так как вода, и другие молекулы заряда не могут легко пересечь гидрофобное ядро ​​мембраны.

Стерины (холестерин)

1. Стерины — это липиды, состоящие из стероидных спиртов, встречающиеся в природе в растениях, животных, грибах и некоторых бактериях.
2. Наиболее важным и знакомым типом стеролов является холестерин, который играет важную роль в структуре и функциях клеточных мембран.
3. Холестерин действует как предшественник жирорастворимых витаминов, таких как витамин D, и гормонов.
4. Холестерин состоит из четырех связанных углеводородных колец, образующих основную часть стероидной структуры. Один конец холестерина состоит из углеводородного хвоста, а другой конец связан с группой спирта.
5. Гидроксильная группа соединяется с другими гидроксильными группами или карбонильным кислородом фосфолипидов.
6. Холестерин может быть биосинтезирован в организме различных животных. У человека печень составляет 100% всего холестерина, необходимого организму.
7. Холестерин считается важным для регуляции текучести мембран у животных. Он также увеличивает проницаемость клеточной мембраны для ионов натрия и калия.
8. Однако, если концентрация холестерина превышает норму, он может объединяться с другими компонентами крови и образовывать зубной налет. Бляшка может прикрепляться к стенкам артерий и вен, что приводит к ишемической болезни сердца

Функции липидов

1. Биологические липиды представляют собой химически разнообразную группу соединений, и биологические функции липидов столь же разнообразны, как и их химический состав.
2. В организме жиры служат эффективным источником энергии, а также хранятся в жировых тканях. Они также служат изоляционным материалом в подкожных тканях и вокруг определенных органов.
3. Фосфолипиды и стерины — основные структурные элементы биологических мембран. 
4. Точно так же жиры в сочетании с белками (липопротеинами) являются важными составляющими клеточных мембран и митохондрий клетки.
5. Липиды также действуют как структурный компонент клетки и обеспечивают гидрофобный барьер, который позволяет разделить водное содержимое клетки и субклеточные структуры.
6. Другие липиды, хотя и присутствуют в относительно небольших количествах, играют решающую роль в качестве кофакторов ферментов, переносчиков электронов, светопоглощающих пигментов и гидрофобных якорей для белков.
7. Холестерин действует как предшественник жирорастворимых витаминов, таких как витамин D, и гормонов.
8. Липиды также являются активаторами таких ферментов, как глюкозо-6-фосфатаза, β-гидроксимасляная дегидрогеназа и стеарил-КоА-десатураза.