Характеристика липидов Липиды сборная группа органических соединений, не имеющих единой химической характеристики. Их объединяет то, что все они являются производными высших жирных кислот, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (эфире, хлороформе, бензине). Липиды содержатся во всех клетках животных и растений. Содержание липидов в клетках составляет 1 - 5% сухой массы, но в жировой ткани может иногда достигать 90%.
Характеристика липидов В зависимости от особенности строения молекул различают: Простые липиды, представляющие собой двухкомпонентные вещества, являющиеся сложными эфирами высших жирных кислот и какого-либо спирта. Сложные липиды, имеющие многокомпонентные молекулы: фосфолипиды, липопротеины, гликолипиды. Липоиды, к которым относится стероиды – полициклический спирт холестерин и его производные.
Характеристика липидов Простые липиды. 1. Жиры. Жиры широко распространены в природе. Они входят в состав организма человека, животных, растений, микробов, некоторых вирусов. Содержание жиров в биологических объектах, тканях и органах может достигать 90%. Жиры это сложные эфиры высших жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. В химии эту группу органических соединений принято называть триглицеридами. Триглицериды самые распространенные в природе липиды.
Характеристика липидов Обычно в реакцию вступают все три гидроксильные группы глицерина, поэтому продукт реакции называется триглицеридом. Физические свойства зависят от состава их молекул. Если в триглицеридах преобладают насыщенные жирные кислоты, то они твердые (жиры), если ненасыщенные жидкие (масла). Плотность жиров ниже, чем у воды, поэтому в воде они всплывают и находятся на поверхности.
Характеристика липидов Сложные липиды: Фосфолипиды, гликолипиды, липопротеины, липоиды 1. Фосфолипиды. Как правило, в молекуле фосфолипидов имеется два остатка высших жирных и один остаток фосфорной кислоты. Фосфолипиды найдены и в животных, и в растительных организмах. Фосфолипиды присутствуют во всех клетках живых существ, участвуя главным образом в формировании клеточных мембран.
Характеристика липидов 2. Липопротеины производные липидов с различными белками. Одни белки пронизывают мембрану – интегральные белки, другие погружены в мембрану на различную глубину – полуинтегральные белки, третьи находятся на внешней или внутренней поверхности мембраны – периферические белки. 3. Гликолипиды это углеводные производные липидов. В состав их молекул наряду с фосфолипидами входят также углеводы. 4. Липоиды жироподобные вещества. К ним относятся половые гормоны, некоторые пигменты (хлорофилл), часть витаминов (А, D, E, K).
Функции липидов 1.Основная функция липидов энергетическая. Калорийность липидов выше, чем у углеводов. В ходе расщепления 1 г жиров до СО 2 и Н 2 О освобождается 38,9 кДж. 2.Структурная. Липиды принимают участие в образовании клеточных мембран. В составе мембран находятся фосфолипиды, гликолипиды, липопротеины. 3.Запасающая. Это особенно важно для животных, впадающих в холодное время года в спячку или совершающих длительные переходы через местность, где нет источников питания. Семена многих растений содержат жир, необходимый для обеспечения энергией развивающееся растение.
4.Терморегуляторная. Жиры являются хорошими термоизоляторами вследствие плохой теплопроводимости. Они откладываются под кожей, образуя у некоторых животных толстые прослойки. Например, у китов слой подкожного жира достигает толщины 1 м. 5.Защитно-механическая. Скапливаясь в подкожном слое, жиры защищают организм от механических воздействий. Функции липидов
6.Каталитическая. Эта функция связана с жирорастворимыми витаминами (А, D, E, K). Сами по себе витамины не обладают каталитической активностью. Но они являются коферментами, без них ферменты не могут выполнять свои функции. 7.Источник метаболический воды. Одним из продуктов окисления жиров является вода. Эта метаболическая вода очень важна для обитателей пустынь. Так, жир, которым заполнен горб верблюда, служит в первую очередь не источником энергии, а источником воды (при окислении 1 кг жира выделяется 1,1 кг воды). 8.Повышение плавучести. Запасы жира повышают плавучесть водных животных. Функции липидов
Тест 1. При полном сгорании 1 г. вещества выделилось 38,9 кДж энергии. Это вещество относится: 1.К углеводам. 2.К жирам. 3.Или к углеводам, или к липидам. 4.К белкам. Тест 2. Основу клеточных мембран образуют: 1.Жиры. 2.Фосфолипиды. 3.Воска. 4.Липиды. Тест 3. Утверждение: "Фосфолипиды сложные эфиры глицерина (глицерола) и жирных кислот": Верно. Ошибочно. Повторение:
**Тест 4. Липиды выполняют в организме следующие функции: 1.Структурную.5. Некоторые являются ферментами. 2.Энергетическую.6. Источник метаболической воды 3.Теплоизолирующую.7. Запасающую. 4.Некоторые - гормоны.8. К ним относятся витамины A, D, E, K. **Тест 5. Молекула жира состоит из остатков: 1.Аминокислот. 2.Нуклеотидов. 3.Глицерина. 4.Жирных кислот. Тест 6. Гликопротеины это комплекс: 1.Белков и углеводов. 2.Нуклеотидов и белков. 3.Глицерина и жирных кислот. 4.Углеводов и липидов. Повторение:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Липидами называют сложную смесь органических соединений, которые содержатся в растениях, животных и микроорганизмах. Их общими признаками являются: нерастворимость в воде (гидрофобность) и хорошая растворимость в органических растворителях (бензине, диэтиловом эфире, хлороформе и др.).
Липиды часто делят на две группы: Простые липиды Сложные липиды Это липиды, молекула которых не содержит атомов азота, фосфора, серы. К простым липидам относятся: высшие карбоновые кислоты; воски; триольные и диольные липиды; гликолипиды. Это липиды, молекула которых содержит атомы азота и/или фосфора, а также серы.
Основная функция липидов энергетическая. Калорийность липидов выше, чем у углеводов. В ходе расщепления 1 г жиров освобождается 38,9 кДж. Структурная. Липиды принимают участие в образовании клеточных мембран. Запасающая. Это особенно важно для животных, впадающих в холодное время года в спячку или совершающих длительные переходы через местность, где нет источников питания.
Терморегуляторная. Жиры являются хорошими термоизоляторами вследствие плохой проводимости тепла. Они откладываются под кожей, образуя у некоторых животных толстые прослойки. Например, у китов слой подкожного жира достигает толщины 1 м. Защитно-механическая. Скапливаясь в подкожном слое, жиры защищают организм от механических воздействий.
Источник метаболический воды. Одним из продуктов окисления жиров является вода. Эта метаболическая вода очень важна для обитателей пустынь. Так, жир, которым заполнен горб верблюда, служит в первую очередь не источником энергии, а источником воды.
Повышение плавучести. Запасы жира повышают плавучесть водных животных. Например, благодаря подкожному жиру тело моржей весит примерно столько же, сколько вытесненная им вода.
Липиды (жиры) очень важны в питании, потому что они содержат ряд витаминов - А, О, Е, К и важных для организма жирных кислот, которые синтезируют различные гормоны. Они входят также в состав ткани и, в частности, нервной системы.
Некоторые липиды несут прямую ответственность за повышение уровня холестерина в крови. Рассмотрим: 1.Жиры, которые повышают холестерин Это насыщенные жиры, содержащиеся в мясе, сыре, сале, сливочном масле, молочных и копченых продуктах, пальмовом масле. 2. Жиры, которые мало способствуют образованию холестерина. Их содержат устрицы, яйца и птица без кожи. 3. Жиры, которые снижают холестерин. Это растительные масла: оливковое, рапсовое, подсолнечное, кукурузное и другие. Рыбий жир не играет никакой роли в холестериновом обмене веществ, но предупреждает сердечно-сосудистые заболевания. Поэтому рекомендуются следующие сорта рыбы (наиболее жирные): кета и семга, тунец, макрель, селедка, сардины.
ПЛАН ЛЕКЦИИ ХИМИЯ ЛИПИДОВ 1. Определение, роль, классификация. 2. Характеристика простых и сложных липидов. ПЕРЕВАРИВАНИЕ ЛИПИДОВ В ЖКТ 1. Роль липидов в питании. 2. Желчные кислоты. Эмульгирование. 3. Ферменты. 5. Всасывание продуктов гидролиза. 6. Особенности у детей. 7. Ресинтез. НАРУШЕНИЕ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ Стеаторея. Стеаторея.
Функции липидов: Субстратно-энергетическая Субстратно-энергетическая Структурная (компонент биомембран) Структурная (компонент биомембран) Транспортная (липопротеины) Транспортная (липопротеины) Передача нервного импульса Передача нервного импульса Электроизолирующая (миелиновое волокно) Электроизолирующая (миелиновое волокно) Теплоизолирующая (низкая теплопроводность) Теплоизолирующая (низкая теплопроводность) Защитная Защитная Гормональная Гормональная Витаминная Витаминная
По химическому строению 1. Простые: 1) триацилглицерины (нейтральный жир) - ТГ, ТАГ 1) триацилглицерины (нейтральный жир) - ТГ, ТАГ 2) воски 2) воски 2. Сложные: 1) фосфолипиды – ФЛ 1) фосфолипиды – ФЛ а) глицерофосфолипиды а) глицерофосфолипиды б) сфингофосфолипиды б) сфингофосфолипиды 2) гликолипиды – ГЛ (цереброзиды, ганглиозиды, сульфатиды) 2) гликолипиды – ГЛ (цереброзиды, ганглиозиды, сульфатиды) 3) стероиды (стерины и стериды) 3) стероиды (стерины и стериды) По отношению к воде 1. Гидрофобные (образуют пленку на поверхности воды) - ТГ 2. Амфифильные образуют: а) билипидный слой – ФЛ, ГЛ (1 головка, 2 хвоста) а) билипидный слой – ФЛ, ГЛ (1 головка, 2 хвоста) б) мицеллу – МГ, Хс, ВЖК (1 головка, 1 хвост) б) мицеллу – МГ, Хс, ВЖК (1 головка, 1 хвост) По биологической роли 1. резервные (ТГ) 2. структурные – образуют биологические мембраны (ФЛ, ГЛ, Хс)
Ненасыщенные (непредельные) общая формула С n H(2n+1)-2m COOH Мононенасыщенные: пальмитоолеиновая (16:1) С 15 Н 29 СООН олеиновая (18:1) С 17 Н 33 СООН Полиненасыщенные (витамин F): линолевая (18:2) С 17 Н 31 СООН линолевая (18:2) С 17 Н 31 СООН (ω-6) линоленовая (18:3) С 17 Н 29 СООН линоленовая (18:3) С 17 Н 29 СООН (ω-3) арахидоновая (20:4) С 19 Н 31 СООН арахидоновая (20:4) С 19 Н 31 СООН (ω-6)
Роль полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) 1. предшественники эйкозаноидов (простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов) - биологически активных веществ, синтезированных из ПНЖК с 20-ю углеродными атомами, выполняющих роль тканевых гормонов. 2. входят в состав фосфолипидов, гликолипидов. 3. способствуют выведению холестерина из организма. 4. Являются витамином F (омега 3, омега 6).
Жир человеческий = глицерин + 2 ненасыщенных + 1 насыщенная ВЖК (диолеопальмитин) Жир животный = глицерин + 1 ненасыщенная + 2 насыщенных ВЖК (олеопальмитостеарин глицерин + 1 ненасыщенная + 2 насыщенных ВЖК (олеопальмитостеарин) Жир растительный = глицерин + 3 ненасыщенных ВЖК (триолеин) Написать формулы молекулы нейтрального жира растительного, животного и человеческого происхождения самостоятельно.
Лизофосфолипиды Лизофосфатидилхолин (лизолецитин) Содержат свободную гидроксильную группу при 2-м атоме глицерина. Образуются при действии фосфолипазы А 2. Мембраны, в которых образуются лизофосфолипиды, становятся проницаемы для воды, поэтому клетки набухают и разрушаются. (Гемолиз эритроцитов при укусе змей, яд которых содержит фосфолипазу А 2)
II. ПЕРЕВАРИВАНИЕ ЛИПИДОВ В ЖКТ 1. Роль липидов в питании 1. Роль липидов в питании 2. Желчные кислоты: образование, строение, парные желчные кислоты, роль. 2. Желчные кислоты: образование, строение, парные желчные кислоты, роль. 3. Схема эмульгирования. 3. Схема эмульгирования. 4. Ферменты переваривания: поджелудочная липаза, химизм действия липазы на триглицерид; фосфолипазы, холестеролэстераза. 4. Ферменты переваривания: поджелудочная липаза, химизм действия липазы на триглицерид; фосфолипазы, холестеролэстераза. 5. Всасывание продуктов гидролиза липидов. 5. Всасывание продуктов гидролиза липидов. 6. Особенности переваривания липидов у детей. 6. Особенности переваривания липидов у детей. 7. Ресинтез триглицеридов и фосфолипидов в стенке кишечника. 7. Ресинтез триглицеридов и фосфолипидов в стенке кишечника. III. НАРУШЕНИЕ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ 1. Стеаторея: причины, виды (гепатогенная, панкреатогенная, энтерогенная).
РОЛЬ ЛИПИДОВ В ПИТАНИИ 1. Липиды пищи на 99% представлены триглицеридами. 2. Липиды поступают с такими продуктами питания как растительное масло - 98 %, молоко - 3 %, сливочное масло % и др. 3. Суточная потребность в липидах = 80 г/сут (50 г животн. +30 г растит.). 4. За счет жиров обеспечивается % суточной потребности в энергии. 5. Незаменимый компонент питания - полиненасыщенные ВЖК (эссенциальные), т.н. витамин F - это комплекс линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот. Суточная потребность витамина F = 3-16 г. 6. Липиды пищи служат растворителями для жирорастворимых витаминов А, Д, Е, К. 7. Высокое потребление насыщенных жиров повышает риск развития атеросклероза. Поэтому с возрастом животные жиры заменяют на растительные. 8. Повышают вкусовые качества пищи и обеспечивают насыщение.
ПЕРЕВАРИВАНИЕ ЛИПИДОВ В ЖКТ В полости рта не перевариваются. В полости рта не перевариваются. В желудке только у детей (желудочная липаза действует только на эмульгированные жиры молока, оптимум рН 5,5-7,5). В желудке только у детей (желудочная липаза действует только на эмульгированные жиры молока, оптимум рН 5,5-7,5). В тонком кишечнике: 1) эмульгирование, В тонком кишечнике: 1) эмульгирование, 2) ферментативный гидролиз. 2) ферментативный гидролиз. Факторы эмульгирования 1. желчные кислоты 2. СО2 3. клетчатка 4. перистальтика 5. полисахариды 6. соли жирных кислот (т.н. мыла)
Механизм эмульгирования – снижение поверхностного натяжения капли жира Механизм эмульгирования – снижение поверхностного натяжения капли жира Цель эмульгирования – увеличение площади соприкосновения молекул жира с молекулами ферментов Цель эмульгирования – увеличение площади соприкосновения молекул жира с молекулами ферментов Схема эмульгирования:
ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ – это производные холановой кислоты Образуются в печени из холестерина Образуются в печени из холестерина Секретируются с желчью Секретируются с желчью Циркулируют до 10 раз Циркулируют до 10 раз РОЛЬ ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ 1) ЭМУЛЬГИРУЮТ ЖИРЫ 2) АКТИВИРУЮТ ЛИПАЗУ 3) ОБРАЗУЮТ ХОЛЕИНОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ВСАСЫВАНИЯ (ВЖК, МГ, Хс, витамины А, Д, Е, К)
Панкреатическая липаза Оптимум рН 7-8 Оптимум рН 7-8 Активируется желчными кислотами Активируется желчными кислотами Действует только на эмульгированные жиры (на поверхности раздела фаз жир/вода) Действует только на эмульгированные жиры (на поверхности раздела фаз жир/вода)
ВСАСЫВАНИЕ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА ПИЩЕВЫХ ЛИПИДОВ 1. В СОСТАВЕ ХОЛЕИНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ (МИЦЕЛЛ): - ВЖК (с числом углеродных атомов больше 10) - ВЖК (с числом углеродных атомов больше 10) - моноацилглицериды - моноацилглицериды - холестерин - холестерин - жирорастворимые витамины А, Д, Е, К - жирорастворимые витамины А, Д, Е, К 2. Диффузией: глицерин, ВЖК (с числом углеродных атомов меньше 10). 3. Пиноцитоз.
НАРУШЕНИЕ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ Всегда сопровождаются стеатореей – обнаружение не переваренного нейтрального жира в кале. Виды стеатореи: 1. Гепатогенная (при заболеваниях печени) – нарушается эмульгирование при механической желтухе, гепатитах, циррозе, врожденной атрезии желчевыводящих путей. В кале очень много ТГ, высокая концентрация солей ВЖК (мыл), особенно кальциевых. Кал ахоличен (мало желчных пигментов). 2. Панкреатогенная (при заболеваниях поджелудочной железы)– нарушается гидролиз при хронических панкреатитах, врожденной гипоплазии, муковизцидозе. В кале высокая концентрация ТГ, мало ВЖК, при нормальном рН и содержании желчных кислот.
3. Энтерогенная – нарушается всасывание продуктов гидролиза жиров при заболеваниях тонкого кишечника, обширной резекции тонкого кишечника, амилоидозах, а-бета-липопротеинемии. В кале резко повышается содержание ВЖК, сдвиг рН в кислую сторону, желчные пигменты в норме.
Триацилглицерины (триглицериды, нейтральные жиры) – сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и ВЖК. Роль ТГ: энергетическая (запасающая), теплоизолирующая, амортизирующая (механическая защита). ГлицеринОбщая формула жира ВЖК (3 молекулы) Сложная эфирная связь - 3 Н 2 О этерификация
Лизофосфолипиды Лизофосфатидилхолин (лизолецитин) Содержат свободную гидроксильную группу при 2-м атоме глицерина. Образуются при действии фосфолипазы В (А 2). Мембраны, в которых образуются лизофосфолипиды, становятся проницаемы для воды, поэтому клетки набухают и разрушаются. (Гемолиз эритроцитов при укусе змей, яд которых содержит фосфолипазу В)
65
* * Липиды Холестерин Группы липид Функции Витамины * *Липидами называют сложную смесь органических соединений, которые содержатся в растениях, животных и микроорганизмах. Их общими признаками являются: нерастворимость в воде (гидрофобность) и хорошая растворимость в органических растворителях (бензине, диэтиловом эфире, хлороформе и др.). *Липиды часто делят на две группы: Простые липиды Это липиды, молекула которых не содержит атомов азота, фосфора, серы. К простым липидам относятся: высшие карбоновые кислоты; воски; триольные и диольные липиды; гликолипиды. Сложные липиды Это липиды, молекула которых содержит атомы азота и/или фосфора, а также серы. * Основная функция липидов энергетическая. Калорийность липидов выше, чем у углеводов. В ходе расщепления 1 г жиров освобождается 38,9 кДж. Запасающая. Это особенно важно для животных, впадающих в холодное время года в спячку или совершающих длительные переходы через местность, где нет источников питания. Структурная. Липиды принимают участие в образовании клеточных мембран. * Терморегуляторная. Жиры являются хорошими термоизоляторами вследствие плохой проводимости тепла. Они откладываются под кожей, образуя у некоторых животных толстые прослойки. Например, у китов слой подкожного жира достигает толщины 1 м. Защитно-механическая. Скапливаясь в подкожном слое, жиры защищают организм от механических воздействий. * Источник метаболический воды. Одним из продуктов окисления жиров является вода. Эта метаболическая вода очень важна для обитателей пустынь. Так, жир, которым заполнен горб верблюда, служит в первую очередь не источником энергии, а источником воды. * Повышение плавучести. Запасы жира повышают плавучесть водных животных. Например, благодаря подкожному жиру тело моржей весит примерно столько же, сколько вытесненная им вода. *Липиды (жиры) очень важны в питании, потому что они содержат ряд витаминов - А, О, Е, К и важных для организма жирных кислот, которые синтезируют различные гормоны. Они входят также в состав ткани и, в частности, нервной системы. Некоторые липиды несут прямую ответственность за повышение уровня холестерина в крови. Рассмотрим: 1.Жиры, которые повышают холестерин Это насыщенные жиры, содержащиеся в мясе, сыре, сале, сливочном масле, молочных и копченых продуктах, пальмовом масле. 2. Жиры, которые мало способствуют образованию холестерина. Их содержат устрицы, яйца и птица без кожи. 3. Жиры, которые снижают холестерин. Это растительные масла: оливковое, рапсовое, подсолнечное, кукурузное и другие. Рыбий жир не играет никакой роли в холестериновом обмене веществ, но предупреждает сердечно-сосудистые заболевания. Поэтому рекомендуются следующие сорта рыбы (наиболее жирные): кета и семга, тунец, макрель, селедка, сардины.