Lipider og deres rolle. Biologi ved Lyceum

I kontakt med

Klassekamerater

Dette er en stor gruppe naturlige organiske forbindelser, inkludert fett og fettlignende stoffer, som inkluderer triglyserider, kolesterol og lipoide stoffer (fosfolipider, steroler).

Triglyserider er eterforbindelser av glyserol og fettsyrer.

Fettlignende stoffer er en del av alle levende celler og er viktige i livsprosesser. Fettinnholdet i kroppen er 10-20%; hvis det er mer enn 50%, oppstår alvorlig patologi - fedme.

Den fysiologiske rollen til fett (lipider) i menneskekroppen er som følger:

• Strukturell plast - de er en av hovedkomponentene i biologiske membraner, som påvirker cellepermeabiliteten og aktiviteten til et stort antall enzymer.
• Energi - danner kroppens energireserve.
• De deltar i etableringen av intercellulære kontakter.
• Delta i overføringen av nerveimpulser, sikre retningen av nervesignaler.
• De er løsemidler for vitamin A, D, E og K.
• Biologisk aktive stoffer kommer inn i kroppen med lipider.
• Noen steroidhormoner (ildsted, binyrebark) og vitamin D syntetiseres fra dem.
• Ta del i muskelsammentrekning.
• Delta i immun-kjemiske prosesser.
• Utfør en beskyttende rolle (fra hypotermi, mekanisk skade, beskytt huden mot uttørking og sprekkdannelse).

Betydningen av fett og lipider i menneskekroppen

Den essensielle fettsyren linolsyre er av stor biologisk betydning i kroppen. En gang ble det til og med kalt vitamin F, siden det ikke syntetiseres i kroppen og absolutt må tilføres mat. Generelt hjelper flerumettede fettsyrer (som utgjør en betydelig del av vegetabilske oljer) å fjerne kolesterol fra kroppen. Imidlertid fører deres overskudd til nyre- og leversykdommer.

Med overdreven forbruk av fett forstyrres kolesterolmetabolismen, blodkoagulasjonsegenskapene forbedres, fedme, kolelitiasis og åreforkalkning oppstår. Jeg vil spesielt dvele ved det siste, siden det er en typisk stoffskiftesykdom, selv om medisinen klassifiserer den som en hjerte- og karsykdom.

Det bør tas i betraktning at fett oksiderer under lagring. Dette er ledsaget av en forringelse av deres organoleptiske egenskaper og dannelse av giftige oksidasjonsprodukter (peroksider, polymerforbindelser). Når du bruker fett i mat, bør du være tydelig klar over at det biologiske behovet for dem og enkelte andre komponenter kun kan dekkes gjennom en rasjonell blanding av fett av animalsk og vegetabilsk opprinnelse. Relativt nylig ble det funnet at flerumettede fettsyrer, som, som allerede nevnt, bare finnes i fett av planteopprinnelse og er essensielle, stimulerer kroppens beskyttende funksjoner, øker motstanden mot infeksjonssykdommer og effekten av stråling.

Forbruk av fett (lipider)

Hvis inntaket av vegetabilsk fett i lang tid reduseres eller bare smør kommer inn i kroppen, mister det evnen til å bruke overskuddet riktig og blir mindre motstandsdyktig mot utviklingen av den aterosklerotiske prosessen. Derfor bør minst 30 % av det daglige fettdietten komme fra vegetabilsk fett og ca. 70 % fra animalsk fett. Med alderen bør dette forholdet endres mot bruk av overveiende vegetabilsk fett.

Lipider- fettlignende organiske forbindelser, uløselige i vann, men svært løselige i ikke-polare løsemidler (eter, bensin, benzen, kloroform, etc.). Lipider tilhører de enkleste biologiske molekylene.

Kjemisk er de fleste lipider estere av høyere karboksylsyrer og en rekke alkoholer. Den mest kjente blant dem fett. Hvert fettmolekyl er dannet av et molekyl av triatomisk alkoholglyserol og esterbindingene til tre molekyler med høyere karboksylsyrer festet til det. I henhold til den aksepterte nomenklaturen kalles fett triacylglyseroler.

Når fett blir hydrolysert (det vil si brytes ned ved innføring av H + og OH - til esterbindinger), brytes de ned til glyserol og frie høyere karboksylsyrer, som hver inneholder et jevnt antall karbonatomer.

Karbonatomer i molekyler av høyere karboksylsyrer kan kobles til hverandre med både enkle og dobbeltbindinger. Blant de mettede (mettede) høyere karboksylsyrene som oftest finnes i fett er:

• palmittisk CH3-(CH2)14-COOH eller C15H31COOH;
• stearisk CH3-(CH2)16-COOH eller C17H35COOH;
• arakin CH3-(CH2)18-COOH eller C19H39COOH;

blant de ubegrensede:

• oljesyre-CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH eller C17H33COOH;
• linolsyre CH3-(CH2)4-CH = CH-CH2-CH-(CH2)7-COOH eller C17H31COOH;
• linolenisk CH 3 - CH 2 - CH = CH - CH 2 - CH = CH - CH 2 - CH = CH - (CH 2) 7 - COOH eller C 17 H 29 COOH.

Graden av umettethet og lengden på kjeder med høyere karboksylsyrer (dvs. antall karbonatomer) bestemmer de fysiske egenskapene til et bestemt fett.

Fett med korte og umettede syrekjeder har et lavt smeltepunkt. Ved romtemperatur er dette væsker (oljer) eller salvelignende stoffer. Omvendt er fett med lange og mettede kjeder av høyere karboksylsyrer faste stoffer ved romtemperatur. Dette er grunnen til at flytende peanøttsmør, for eksempel ved hydrogenering (metningen av syrekjeder med hydrogenatomer ved dobbeltbindinger), blir til et homogent, smørbart peanøttsmør, og solsikkeolje til margarin. Kroppene til dyr som lever i kaldt klima, som fisk fra de arktiske hav, inneholder vanligvis mer umettede triacylglyseroler enn de som lever på sørlige breddegrader. Av denne grunn forblir kroppen deres fleksibel selv ved lave temperaturer.

Det er:

Fosfolipider- amfifile forbindelser, dvs. de har polare hoder og ikke-polare haler. Gruppene som danner den polare hodegruppen er hydrofile (løselige i vann), mens de ikke-polare halegruppene er hydrofobe (uløselige i vann).

Den doble naturen til disse lipidene bestemmer deres nøkkelrolle i organiseringen av biologiske membraner.

Voks- estere av adnoatomiske (med én hydroksylgruppe) høymolekylære (med et langt karbonskjelett) alkoholer og høyere karboksylsyrer.

En annen gruppe lipider består av steroider. Disse stoffene er basert på kolesterol alkohol. Steroider er svært dårlig løselig i vann og inneholder ikke høyere karboksylsyrer.

Disse inkluderer gallesyrer, kolesterol, kjønnshormoner, vitamin D, etc.

Nær steroider terpener(plantevekststoffer - gibberelliner; fytol, som er en del av klorofyll; karotenoider - fotosyntetiske pigmenter; planteessensielle oljer - mentol, kamfer, etc.).

Lipider kan danne komplekser med andre biologiske molekyler.

Lipoproteiner- komplekse formasjoner som inneholder triacylglyceroler, kolesterol og proteiner, sistnevnte ikke har kovalente bindinger med lipider.

Glykolipider er en gruppe lipider bygget på basis av alkoholen sfingosin og inneholder, i tillegg til resten av høyere karboksylsyrer, ett eller flere sukkermolekyler (oftest glukose eller galaktose).

Funksjoner av lipider

Strukturell. Fosfolipider danner sammen med proteiner biologiske membraner. Membranene inneholder også steroler.

Energi. Når 1 g fett oksideres, frigjøres 38,9 kJ energi, som går mot dannelsen av ATP. En betydelig del av kroppens energireserver lagres i form av lipider, som konsumeres når det er mangel på næringsstoffer. Dvaledyr og planter akkumulerer fett og oljer og bruker dem til å opprettholde vitale prosesser. Det høye lipidinnholdet i frø gir energi til utviklingen av embryoet og frøplanten til den begynner å mate seg selv. Frøene til mange planter (kokospalme, ricinusbønne, solsikke, soyabønner, raps, etc.) tjener som råmateriale for industriell produksjon av olje.

Beskyttende og termisk isolasjon. Akkumulerer i det subkutane fettvevet og rundt noen organer (nyrer, tarmer), beskytter fettlaget kroppen mot mekanisk skade. I tillegg, på grunn av lav varmeledningsevne, hjelper laget med subkutant fett å holde på varmen, noe som gjør at for eksempel mange dyr kan leve i kaldt klima. Hos hval spiller den i tillegg en annen rolle - den fremmer oppdrift.

Smøremiddel og vannavstøtende. Voks dekker hud, ull, fjær, gjør dem mer elastiske og beskytter dem mot fuktighet. Bladene og fruktene til planter er dekket med et voksaktig belegg; voks brukes av bier i konstruksjonen av honningkaker.

Regulatorisk. Mange hormoner er derivater av kolesterol, som kjønnshormoner (testosteron hos menn og progesteron hos kvinner) og kortikosteroider (aldosteron).

Metabolsk. Kolesterolderivater, vitamin D spiller en nøkkelrolle i metabolismen av kalsium og fosfor. Gallesyrer er involvert i prosessene med fordøyelse (emulgering av fett) og absorpsjon av høyere karboksylsyrer.

Lipider er en kilde til metabolsk vann. Oksydasjonen av fett gir omtrent 105 g vann. Dette vannet er veldig viktig for noen ørkeninnbyggere, spesielt for kameler, som kan klare seg uten vann i 10-12 dager: fettet som er lagret i pukkelen brukes nettopp til dette formålet. Bjørner, murmeldyr og andre dvaledyr får det vannet de trenger for livet som følge av fettoksidering.

Organiske stoffer. Generelle egenskaper. Lipider

Organisk materiale er komplekse karbonholdige forbindelser. Disse inkluderer proteiner, fett, karbohydrater, enzymer, hormoner, vitaminer og produkter av deres transformasjoner som finnes i levende organismer.

Navnet "organiske forbindelser" dukket opp på et tidlig stadium i utviklingen av kjemi og taler for seg selv: forskere fra den tiden trodde at levende vesener består av spesielle organiske forbindelser.

Blant alle de kjemiske elementene karbon mest nært knyttet til levende organismer. Mer enn en million forskjellige molekyler bygget på grunnlaget er kjent. Av interesse er den unike evnen til karbonatomer til å danne kovalente bindinger med hverandre, og danner lange kjeder, komplekse ringer og andre strukturer.

De fleste organiske forbindelser i naturen dannes som et resultat av prosessen med fotosyntese - fra karbondioksid og vann med deltakelse av solstrålingsenergi i klorofyllholdige organismer.

Lavmolekylære organiske forbindelser fikk navnet sitt på grunn av deres lave molekylvekt. Disse inkluderer aminosyrer, lipider, organiske syrer, vitaminer, koenzymer (vitaminderivater som bestemmer enzymaktivitet) og andre.

Organiske forbindelser med lav molekylvekt utgjør 0,1 - 0,5 % av cellemassen.

Organiske forbindelser med høy molekylvekt (biopolymerer)

Et makromolekyl som består av monomerer kallespolymer(fra gresk poly - "mye"). Følgelig er en polymer en flerleddet kjede der et ledd er et relativt enkelt stoff.

Polymerer– Dette er molekyler som består av repeterende strukturelle enheter – monomerer.

Egenskapene til biopolymerer avhenger av antall og variasjon av monomerenheter som danner polymeren. Hvis du kombinerer 2 typer monomerer sammen EN Og B, så er det mulig å oppnå en rekke polymerer, hvis struktur og egenskaper vil avhenge av antall, forhold og rekkefølge av veksling av monomerer i kjedene.

La oss si at det er 16 enheter i parafin. Du vil ikke gjenta metylen - metylen - metylen 16 ganger ... For et så langt ord er det en forenkling - "heksadekan". Hva om det er tusen enheter i et molekyl? Vi snakker forenklet poly- "mye". La oss for eksempel ta tusen linker etylen, koble til, vi får noe kjent for alle polyetylen.

Homopolymerer (eller vanlige) er bygget av monomerer av samme type (f.eks. glykogen, stivelse og cellulose består av molekyler glukose).

Heteropolymerer(eller irregulære) er bygget av forskjellige monomerer (for eksempel proteiner som består av 20 aminosyrer og nukleinsyrer bygget av 8 nukleotider).

Hver av monomerene bestemmer en eller annen egenskap til polymeren. For eksempel, EN- høy styrke, B- elektrisk Strømføringsevne. Ved å veksle dem på forskjellige måter, kan du få et stort antall polymerer med forskjellige egenskaper. Dette prinsippet ligger til grunn for mangfoldet av liv på planeten vår.

Lipider, deres struktur, egenskaper og funksjoner

Lipider- dette er estere av den treverdige alkoholen glyserol og høyere fettsyrer. Hver av dem inneholder en sur COOH-rest; den, mister et hydrogenatom, kombineres med glyserol, og en karbonkjede er koblet til resten. Lipider er hydrofobe organiske forbindelser med lav molekylvekt.

« Dristig"Syrer kalles fordi noen høymolekylære medlemmer av denne gruppen er en del av fett. Generell formel for fettsyrer: CH3-(CH2)p-COOH. De fleste fettsyrer inneholder et jevnt antall karbonatomer (fra 14 til 22).

Fettsyrer syntetiseres fra kolesterol i leveren, og kommer deretter inn i tolvfingertarmen med galle, hvor de fremmer fordøyelsen av fett, emulgerer dem, og stimulerer dermed absorpsjonen.

Lipider inkluderer fett, voks, steroider, fosfolipider, terpener, glykolipider og lipoproteiner.

Lipider deles vanligvis inn i fett og oljer avhengig av om de forblir faste ved 20°C (fett) eller har en flytende konsistens ved denne temperaturen (oljer).

Rent fett er alltid hvitt, og ren olje er alltid fargeløs. Den gule, oransje og brune fargen på oljen skyldes tilstedeværelsen av karoten eller lignende forbindelser. Olivenolje har noen ganger en grønnaktig fargetone: den inneholder litt klorofyll.

Fett har et høyt kokepunkt. Dette gjør det praktisk å steke mat i fett. De fordamper ikke fra en varm stekepanne; de ​​begynner å brenne bare ved en temperatur på 200 - 300 0 C.

Nøytralt fett(triglyserider) er forbindelser av høymolekylære fettsyrer og trihydrisk alkoholglyserol. I cytoplasmaet til celler avsettes triglyserider i form av fettdråper.

Overflødig fett kan forårsake fettdegenerasjon. Hovedtegnet på fettdegenerasjon er en forstørrelse og fortykkelse av leveren på grunn av opphopning av fett i hepatocytter (leverceller).

Vokser- plastiske stoffer med vannavstøtende egenskaper. Hos insekter tjener de som materiale for konstruksjon av honningkaker. Et voksaktig belegg på overflaten av blader, stengler og frukter beskytter planter mot mekanisk skade og ultrafiolett stråling og spiller en viktig rolle i å regulere vannbalansen.

Fosfolipider- representanter for klassen av fettlignende stoffer, som er estere av glyserol og fettsyrer, som inneholder en fosforsyrerest.

De danner grunnlaget for alle biologiske membraner. I strukturen ligner fosfolipider på fett, men i deres molekyl er en eller to fettsyrerester erstattet med en fosforsyrerest.

Glykolipider- stoffer dannet som et resultat av kombinasjonen av karbohydrater og lipider. Karbohydratkomponentene i glykolipidmolekyler er polare, og dette bestemmer deres rolle: i likhet med fosfolipider er glykolipider en del av cellemembraner.

TIL fettlignende stoffer (lipoider) inkluderer forløpere og derivater av enkle og komplekse lipider: kolesterol, gallesyrer, fettløselige vitaminer, steroidhormoner, glyserin og andre.

Generelle egenskaper til lipider:

1) ha høy energiintensitet;
2) har en tetthet lavere enn vann;
3) ha et gunstig kokepunkt;
4) høykaloristoffer.

Variasjon lipider	Rolle i planter og dyr
Fett og oljer	1. Tjen som energidepot. 2. Lagring (oljer samler seg vanligvis i planter). 3. Hos virveldyr avsettes fett under huden og tjener til termisk isolasjon, hos hval bidrar de også til oppdrift. 4. Kilde til metabolsk vann hos dyr som lever i ørkenen.
Voks	Hovedsakelig brukt som et vannavstøtende belegg: 1) danner et ekstra beskyttende lag på skjellaget til epidermis til noen planteorganer, for eksempel blader, frukter og frø (hovedsakelig hos xerofytter); 2) dekker hud, ull og fjær; 3) er en del av eksoskjelettet til insekter. Bier bruker voks for å bygge honningkaker.
Fosfolipider	Membrankomponenter.
Steroider	Gallesyrer, for eksempel kolsyre, er en del av gallen. Gallesalter hjelper til med å emulgere og solubilisere lipider under fordøyelsen. Ved mangel på vitamin D utvikles rakitt. Hjerteglykosider, som digitalisglykosider, brukes mot hjertesykdom.
Terpener	Stoffer som aromaen av planteessensielle oljer avhenger av, for eksempel mentol i mynte, kamfer. Gibberelliner er plantevekststoffer. Phyton er en del av klorofyll. Karotenoider er fotosyntetiske pigmenter.
Lipoproteiner	Membraner er laget av lipoproteiner.
Glykolipider	Komponenter av cellemembraner, spesielt i myelinskjeden til nervefibre og på overflaten av nerveceller, samt komponenter av kloroplastmembraner.

Generelle funksjoner av lipider

Funksjon	Forklaring
Energi	Når 1 g triglyserider brytes ned, frigjøres 38,9 kJ energi
Strukturell	Fosfolipider og glykolipider er involvert i dannelsen av cellemembraner
Oppbevaring	Fett og oljer er de viktigste reservestoffene. Fett lagres i fettvevscellene til dyr og fungerer som en energikilde under dvalemodus, migrasjon eller sult. Plantefrøoljer gir energi til fremtidige frøplanter
Metabolsk vannkilde	Når 1 g fett oksideres, dannes det 1,1 g vann
Beskyttende	Lag med fett gir demping for dyreorganer, og subkutant fettvev skaper et varmeisolerende lag. Voks fungerer som et vannavstøtende belegg for planter
Regulatorisk	Steroide hormoner regulere grunnleggende prosesser i dyreorganismer - vekst, differensiering, reproduksjon, tilpasning, etc.
Katalytisk	Fettløselige vitaminer A, D, E, K er kofaktorer av enzymer, og selv om de selv ikke har katalytisk aktivitet, uten dem kan enzymer ikke utføre sine funksjoner

▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰▰

Hallo! Mange lesere som er interessert i deres helse, kommer ofte over begreper som lipider eller lipidmetabolisme i litteraturen. Men de vet ikke betydningen av disse ordene, så la oss bli kjent med dem!

Så la oss begynne!

Lipider (fett) er stoffer som finnes i nesten alle levende celler.

Den kjemiske sammensetningen av lipider er representert av alkoholforbindelser og estere av noen fettsyrer.

Kjennetegn på lipider

Lipider løses ikke opp i vann. På grunn av dens bestanddeler er den imidlertid løselig i alkoholer og etere. Således kan for eksempel bensin eller formaldehyd bryte lipoidforbindelser.

Vi kan skille slike typer lipider som komplekse og enkle.

Enkle lipider- fett fra C-H-O-gruppen, det vil si forbindelser som består av karbon, hydrogen og oksygen.

Disse er fettalkoholer, syrer, aldehyder, voks.

Et eksempel på et produkt som inneholder enkelt fett er vanlig såpe. Såpeforbindelser oppnås ved interaksjon av lipidsalter og alkali.

Komplekse lipider er forbindelser av enkle fettstoffer med tilleggsstoffer som nitrogen, fosfor (fosfolipider) og andre.

Kompleks fett er på sin side delt inn i polare og nøytrale.

Blant de polare:

• glykolipider,
• de samme fosfolipidene
• alifatiske aminoalkoholer.

Eksempler på nøytrale lipider er mono-, di-, triglyserider, ceramider, steariske estere og andre.

Stoffer relatert til lipider finnes i:

I tillegg isoleres faste og flytende lipider. De finnes i mange matvarer - animalsk og vegetabilsk fett.

Interessant nok inneholder melk fast fett, mens vegetabilske oljer inneholder flytende fett.

Som regel er mange animalske fettstoffer faste og blir til flytende tilstand når de varmes opp.

I struktur og sammensetning har molekylene til komplekse og enkle fettstoffer noen forskjeller:

• Enkle lipider inkluderer molekyler av alkoholer og etere, og
• kompleks - andre stoffer legges til disse molekylene, avhengig av den biologiske syntesen av disse fettene.

For å få en bredere forståelse av disse forbindelsene som er viktige for menneskekroppen, la oss definere hvilke stoffer er lipider?. Dette:

1) Nøytralt fett:

• fiskefett,
• vegetabilsk olje og andre;

2) Terpener:

• fyllokinon (vitamin K),
• hydrokarboner,
• harpiks,
• terpentin;

3) Steroider:

• Vitamin d,
• kjønnshormoner,
• galle,
• kolesterol, etc.;

4) Lipoproteiner:

• komponenter av cellemembraner;

• grønnsak,
• Bie,
• ull og andre.

Lipider i menneskekroppen representerer først og fremst en energikilde, så vi vil fremheve først energifunksjon fett

Akkumulerer i vevet til dyreorganismer, lipider danner fettreserver, som deretter tjener som en kilde til ernæring for organer og celler.

Lipider i menneskekroppen er mest konsentrert i subkutant fett (fiber).

Varmesparende funksjon. Vi er alle oppmerksomme på hvordan kjæledyr "runder opp" om vinteren. Dette skjer fordi beskyttende lipider samler seg under huden. I tillegg til sine ernæringsmessige egenskaper, holder de på varmen i kroppen. Ikke bare dyr, men også noen mennesker har evnen til å komme seg om vinteren.

Beskyttende og strukturelle funksjoner. Fett er et strukturelt element i mange organiske forbindelser og grunnlaget for det biologiske laget av cellemembraner, og danner så å si byggemateriale for vev. I tillegg tjener det eksisterende fettlaget som ekstra beskyttelse for indre organer under mekanisk stress.

Regulerende funksjon. Lipider spiller en svært viktig regulerende rolle. De deltar i mange kroppsfunksjoner:

• relatert til funksjonen til reproduksjonssystemet (kjønnshormoner i binyrene),
• advare kroppen om utbruddet av inflammatoriske prosesser (temperatur, smerte),
• forløpet av allergier,
• trykkregulering og andre funksjoner.

Forstyrrelser i lipidmetabolismen kan føre til betydelige forstyrrelser i funksjonen til menneskelige organer og vev.

Overflødige lipider kalles fedme, som er en ganske alvorlig sykdom med mange komplikasjoner.

Også en av representantene for lipider, kolesterol, kan skape adhesjoner på veggene i blodkarene og forårsake blokkering. Dette er full av forekomst av økt blodtrykk, vaskulære spasmer, etc.

Forutsetninger for lipidmetabolismeforstyrrelser kan være:

• genetisk predisposisjon,
• alkoholisme,
• nyre dysfunksjon,
• hormonelle dysfunksjoner og andre.

Hvis det er mangel på lipider i kroppen, kan det føre til utmattelse, for tidlig aldring, søvntap, nervøse lidelser m.m.

Derfor bør lipidbalansen i kroppen opprettholdes, og unngå svingninger i enten en eller motsatt retning.

Derfor ønsker vi deg balansert lipidmetabolisme og god helse!