Будова, властивості і функції ліпідів

Ліпіди - жироподібні органічні сполуки, нерозчинні у воді, але добре розчинні в неполярних розчинниках (ефірі, бензині, бензолі, хлороформі і ін.). Ліпіди належать до найпростіших біологічних молекул.

У хімічному відношенні більшість ліпідів являє собою складні ефіри вищих карбонових кислот і ряду спиртів. Найбільш відомі серед них жири. Кожна молекула жиру утворена молекулою триатомним спирту гліцерину і приєднаними до неї ефірними зв'язками трьох молекул вищих карбонових кислот. Згідно з прийнятою номенклатурою жири називають триацилгліцеролів.

Коли жири гідролізуються (тобто розщеплюються через впровадження H + і OH - в ефірні зв'язку), вони розпадаються на гліцерин і вільні вищі карбонові кислоти, кожна з яких містить парне число атомів вуглецю.

Атоми вуглецю в молекулах вищих карбонових кислот можуть бути з'єднані один з одним як простими, так і подвійними зв'язками. Серед граничних (насичених) вищих карбонових кислот найбільш часто до складу жирів входять:

Ступінь ненасиченість і довжина ланцюгів вищих карбонових кислот (тобто число атомів вуглецю) визначає фізичні властивості того чи іншого жиру.

Жири з короткими і неграничними кислотними ланцюгами мають низьку температуру плавлення. При кімнатній температурі це рідини (масла) або мазеподібними речовини. І навпаки, жири з довгими і насиченими ланцюгами вищих карбонових кислот при кімнатній температурі являють собою тверді речовини. Ось чому при гідруванні (насиченні кислотних ланцюгів атомами водню по подвійних зв'язках) рідке арахісове масло, наприклад, перетворюється в однорідна мазеподібна арахісове масло, а соняшникова олія - ​​в маргарин. В організмі тварин, що живуть в холодному кліматі, наприклад у риб арктичних морів, зазвичай міститься більше ненасичених триацилгліцеролів, ніж у мешканців південних широт. З цієї причини тіло їх залишається гнучким і при низьких температурах.

Фосфоліпіди - амфіфільних сполуки, т. Е. Мають полярні головки і неполярні хвости. Групи, що утворюють полярну голівку, гідрофільних (розчинні у воді), а неполярні хвостові групи гідрофобні (нерозчинні у воді).

Подвійна природа цих ліпідів обумовлює їх ключову роль в організації біологічних мембран.

Воску - складні ефіри адноатомних (з одного гідроксильною групою) високомолекулярних (мають довгий вуглецевий скелет) спиртів і вищих карбонових кислот.

Ще одну групу ліпідів складають стероїди. Ці речовини побудовані на основі спирту холестеролу. Стероїди дуже погано розчиняються у воді і не містять вищих карбонових кислот.

До них відносяться жовчні кислоти, холестерол, статеві гормони, вітамін D і ін.

До стероїдів близькі терпени (ростові речовини рослин - гібереліни; фитол, що входить до складу хлорофілу каротиноїди - фотосінтетічскіе пігменти, ефірна олія рослин - ментол, камфора та ін.).

Ліпіди можуть утворювати комплекси з іншими біологічними молекулами.

Ліпопротеїни - складні утворення, що містять триацилгліцеролів, холестерол і білки, причому останні не мають ковалентних зв'язків з ліпідами.

Гліколіпіди - це група ліпідів, побудованих на основі спирту сфингозина і містять крім залишку вищих карбонових кислот одну або кілька молекул цукрів (найчастіше глюкозу або галактозу).

Структурна. Фосфоліпіди разом з білками утворюють біологічні мембрани. До складу мембран входять також стероли.

Захисна і теплоізоляційна. Накопичуючись в підшкірній жировій клітковині і навколо деяких органів (нирки, кишечник), жировий шар захищає організм від механічних пошкоджень. Крім того, завдяки низькій теплопровідності шар підшкірного жиру допомагає зберегти тепло, що дозволяє, наприклад, багатьом тваринам жити в умовах холодного клімату. У китів, крім того, він грає ще й іншу роль - сприяє плавучості.

Змащуюча і водовідштовхувальна. Воску покривають шкіру, шерсть, пір'я, роблять їх більш еластичними і оберігають від вологи. Восковим нальотом покриті листя і плоди рослин; віск використовується бджолами в будівництві сот.

Регуляторна. Багато гормонів є похідними холестерину, наприклад статеві (тестостерон у чоловіків і прогестерон у жінок) і кортикостероїди (альдостерон).

Метаболічна. Похідні холестеролу, вітамін D відіграють ключову роль в обміні кальцію і фосфору. Жовчні кислоти беруть участь в процесах травлення (емульгування жирів) і всмоктування вищих карбонових кислот.

Ліпіди є джерелом метаболічної води. При окисленні жиру утворюється приблизно 105 г води. Ця вода дуже важлива для деяких мешканців пустель, зокрема для верблюдів, здатних обходитися без води протягом 10-12 діб: жир, запасені в горбі, використовується саме на ці цілі. Необхідну для життєдіяльності воду ведмеді, бабаки та інші тварини в сплячці отримують в результаті окислення жиру.

Схожі статті