Біохімія тригліцеридів

Размещено на http://allbest.ru

РЕФЕРАТ

на тему:

Біохімія тригліцеридів

Поняття про ліпіди

Ліпіди -- це низькомолекулярні речовини з гідрофобними властивостями. Разом з білками і вуглеводами це основні компоненти всіх видів клітин. У різних органах і тканинах вміст ліпідів неоднаковий. Особливо багато їх у нервовій тканині, серці, печінці, нирках, крові, насінні і плодах деяких рослин.

Рис. 1. Структура ліпідів

Ліпіди - органічні сполуки, гідрофобні, їх можна виділити з клітин за допомогою неполярних розчинників (ефіру, хлороформу, ацетону тощо). Ліпіди здатні утворювати складні сполуки з білками, вуглеводами, залишками фосфатної кислоти тощо.

Класифікація ліпідів

Прості ліпіди

Тригліцериди

Воски

Складні ліпіди (основні класи)

Фосфоліпіди

Гліколіпіди

Основні функції

енергетична - у разі повного окиснення 1 г жирів до вуглекислого газу і води виділяється 38.9 кДж енергії.

будівельна - фосфоліпіди є основою клітинних мембран, входять до складу нервових волокон і т.д.

захисна - захищають внутрішні органи людини від механічних пошкоджень

теплоізоляційна - запобігають переохолодженю

видільна - у жировому тілі комах можуть накопичуватися кінцеві продукти обміну речовин

регуляція життєвих функцій - беруть участь у обміні речовин хребетних тварин

За хімічною будовою ліпіди досить різноманітні. До складу їхніх молекул входять вищі жирні кислоти, спирти, альдегіди, азотисті основи, амінокислоти, аміноспирти, вуглеводи, фосфорна кислота та ін. Між цими сполуками можуть утворюватися зв'язки: ефірні, складноефірні, глікозидні, амідні, фосфоефірні тощо. Класифікація ліпідів дуже складна у зв'язку зі складністю будови молекул цих речовин та їх різноманітністю. Нині всі ліпіди прийнято поділяти на нейтральні (жири) і фосфоліпіди.

Нейтральні ліпіди -- це похідні вищих жирних кислот і трьохатомного спирту гліцерину. Як і вуглеводи, жири використовуються як джерело енергії: під час розщеплення одного грама жиру виділяється 38,9 кДж енергії. Підшкірний жир виконує важливу теплоізоляційну функцію, а також сприяє зменшенню впливу ударів та поштовхів. Для тварин, які впадають у сплячку, жири забезпечують організм необхідною енергією, оскільки поживні речовини ззовні в цей час не надходять. Жири становлять запас поживних речовин і в насінні багатьох рослин.

Фосфоліпіди -- найбільша частина ліпідів, які входять до складу клітинних мембран. Якщо в середньому на ліпіди припадає 40 % сухої маси мембран, то 80 % з них -- на фосфоліпіди. Отже, основні функції мембран (регулювання проникності різних речовин і клітинного вмісту, функціонування іонних насосів, сприйняття, оброблення і передавання всередину клітини інформації з її поверхні, імунна відповідь, синтез білків і багато іншого) здійснюються за участю фосфоліпідів.

Ліпіди не розчинні у воді і добре розчинні в органічних розчинниках (бензині, ефірі тощо). Самі ліпіди є розчинниками для деяких вітамінів.

Ліпіди займають у клітині 5-15% сухої речовини. Ліпіди -- це похідні вищих жирних кислот і багатоатомних спиртів або альдегідів. Розрізняють нейтральні жири (триацилгліцериди жирних кислот) і ліпоїди (фосфатиди, цереброзиди, мієлін) (рис. 2).

Серед ліпоїдів розповсюдженим є холестерин, особливо в клітинах надниркових залоз і печінки, а також у клітинних мембранах.

До ліпоїдів належать і фосфатиди (лецитин, цефалін, інозид, плазмалоген), які так само беруть участь у побудові клітинних мембран.

Біологічне значення жирів і ліпоїдів. Ліпіди виконують дуже важливу роль в утворенні біологічних мембран, беруть участь в енергетичній функції клітини, а також у стабілізації постійності внутрішнього середовища клітин і організму.

Рис. 2. Структура ліпідів:

(а) нейтрального жиру (тригліцериду) жирних кислот) і

(б) ліпоїду холестерину

Ацилгліцериди або тригліцериди

Ацилгліцероли (ацилгліцериди) -- ліпіди, що є складними ефірами гліце-ролу (гліцерину) та жирних кислот. Ацилгліцероли (зокрема триацилгліцероли, або тригліцериди) мають емпіричну назву -- нейтральні жири. Тригліцериди є основною складовою частиною адипоцитів жирової тканини людини і тварин, являючи собою молекулярну форму зберігання вищих жирних кислот -- найбільш енергоємкого метаболічного палива. Природні тригліцериди є змішаними ліпідами, тобто до їх складу входять залишкирізних жирних кислот.

За своєю хімічною структурою більшість ліпідів є складними ефірами вищих карбонових (жирних) кислот та спиртів (гліцеролу, сфінгозину, холестеролу тощо). До складу багатьох класів ліпідів (складних ліпідів) входять також залишки фосфорної кислоти, азотистих основ (коламіну, холіну), вуглеводів тощо.

Жирні кислоти. Найважливішою ознакою, що визначає фізико-хімічні та біологічні властивості ліпідів, є їх жирнокислотний склад. Кількість вуглецевих атомів та, відповідно, довжина вуглеводневого ланцюга, ступінь насиченості жирних кислот, що входять до складу природних ліпідів (нейтральних жирів, фосфоліпідів, сфінголіпідів тощо) обумовлюють їх консистенцію (рідкі, тверді) та поверхневу активність, зокрема, здатність до комплексоутворення з білками і, відповідно, утворення міцел, бішарів, транспортних ліпопротеїнів, ліпідного матриксу біологічних мембран. До складу ліпідів організму людини і вищих тварин входять жирні кислоти з парним числом вуглецевих атомів, що містять від 12 до 24 атомів С, переважно від С 16 до С 20. В організмі людини жирні кислоти знаходяться частково у вільному, тобто неетерифікованому, стані (так звані неестерифіковані жирні кислоти -- НЕЖК) -- головним чином, у плазмі крові -- та переважно входять до складу складних структурних ліпідів і тригліцеридів жирової тканини як резерв енергетичного матеріалу. Серед насичених жирних кислот у жирах людини переважає пальмітинова кислота (С15Н 31СООН), серед ненасичених -- олеїнова (С17Н 33СООН), яка становить близько 60 % від загальної кількості головних жирних кислот, що входять до складу триацилгліцеридів жирової тканини людини. Наявність у ліпідах значної кількості олеїнової кислоти з низькою температурою плавлення зумовлює рідкий стан жирів тіла людини, температура плавлення яких становить в середньому 10-15 °С. Так, зокрема, ліпіди, які депоновані в адипоцитах жирової тканини, являють собою сферичну ліпідну краплину, що складається переважно з тригліцеридів; ліпіди плазми крові являють собою розчин ліпідних міцел, стабілізованих білками у вигляді ліпопротеїнів.

Перетравлювання жирів у шлунково-кишковому тракті

У процесах травлення всі омилювани ліпіди (тригліцериди, фосфоліпіди, гліколіпіди, стериди) піддаються гідролізу на складові частини, вже названі раніше, стерини ж хімічним змінам не підлягають.У складі ліпідів їжі переважають тригліцериди. Фосфоліпіди, стерини та інші ліпіди споживаються значно менше. Велика частина тригліцеридів, що надходять з їжею, розщеплюються до моногліцеридів і жирних кислот в тонкому кишечнику. Гідроліз жирів відбувається під впливом ліпаз соку підшлункової залози і слизової оболонки тонкого кишечника. Солі жовчних кислот і фосфоліпіди, проникаючі з печінки в просвіт тонкого кишечника в складі жовчі, сприяють утворенню стійких емульсій. У результаті емульгування різко збільшується площа зіткнення утворилися найдрібніших крапельок жиру з водним розчином ліпази, і цим самим збільшується липолітична дія ферменту. Солі жовчних кислот стимулюють процес розщеплення жирів, не тільки беручи участь у їхній емульгуванні, але і після активації ліпази. Розщеплення стероїдів відбувається в кишечнику за участю ферменту холінестерази, що виділяється з соком підшлункової залози. У результаті гідролізу стероїдів утворюються жирні кислоти і холестерин. Фосфоліпіди розщеплюються повністю або частково під дією гідролітичних ферментів - специфічних фосфоліпаз. Продуктом повного гідролізу фосфоліпідів є: гліцерин, вищі жирні кислоти, фосфорна кислота і азотисті основи. Всмоктуванню продуктів переварювання жирів передує утворення міцел - надмолекулярних утворень або асоціатів. Міцели містять в якості основного компонента солі жовчних кислот, у яких розчинені жирні кислоти, моногліцериди, холестерин тощо. У клітинах кишкової стінки з продуктів травлення, а в клітинах печінки, жирової тканини та інших органів з попередників, що виникли в обміні вуглеводів і білків, відбувається побудова молекул специфічних ліпідів тіла людини - ресинтез тригліцеридів і фосфоліпідів. Проте їх жирнокислотний склад у порівнянні з жирами їжі змінено: в тригліцеридів, синтезованих в слизовій оболонці кишечника містяться арахідонова і ліноленова кислоти навіть у тому випадку, якщо вони відсутні в їжі. Крім того, в клітинах кишкового епітелію жирова капля покривається білкової оболонкою і відбувається формування хіломікронів - велика жирова капля, яка оточена невеликою кількістю білка. Транспортуються екзогенні ліпіди в печінку, адипозну тканину, сполучну тканину, в міокард. Оскільки ліпіди і деякі їх складові частини нерозчинні у воді, для переносу з одного органу в інший, вони утворюють особливі транспортні частинки, у складі яких обов'язково є білковий компонент. Залежно від місця утворення ці частинки розрізняються структурою, співвідношенням складових частин і щільністю. Якщо в складі такої частки в процентному співвідношенні жири переважають над білками, то такі частинки називаються ліпопротеїнами дуже низької щільності (ЛПДНЩ) або ліпопротеїнами низької щільності (ЛПНЩ). У міру збільшення процентного вмісту білка (до 40%) частка перетворюється на ліпопротеїнів високої щільності (ЛПВЩ). В даний час вивчення таких транспортних частинок дає змогу з великою мірою точності оцінювати стан ліпідного обміну організму і використання ліпідів як джерела енергії. Якщо утворення ліпідів відбувається з вуглеводів або білків, попередником гліцерину стає проміжний продукт гліколізу - фосфодіоксіацетон, жирних кислот і холестерину - ацетилкофермент А, аміноспиртів - деякі амінокислоти. Синтез ліпідів вимагає великих енерговитрат для активації вихідних речовин. Основний частина продуктів розпаду жирів всмоктується з клітин кишкового епітелію в лімфатичну систему кишечнику, грудний лімфатичний проток і тільки потім - у кров. Незначна частина коротко жирних кислот і гліцерину здатна всмоктуватися у венозну кров. Ліпіди, що утворилися з продуктів травлення, надходять, в основному, в депо, де відкладаються в запас. Вони можуть мобілізуватися при збільшенні потреби організму в них. Частина знову синтезованих ліпідів надходить у клітини різних органів, де використовується переважно як структурний компонент протоплазми і мембран клітин. Ці ліпіди, на відміну від депонованих, мають видовою специфічністю і значною стійкістю. У порожнині рота жири жодним змінам не піддаються: в слині немає розщеплюють жири ферментів. Розщеплення жирів починається в шлунку, однак тут воно протікає з невеликою швидкістю, т. к. ліпаза шлункового соку може діяти лише на попередньо емульговані жири, в шлунку ж відсутні умови, необхідні для утворення жирової емульсії. Лише у дітей раннього віку, які отримують з їжею добре емульговані жири(молоко), розщеплення жирів в шлунку може досягати 5%. Основна частина жирів їжі піддається розщеплення і всмоктуванню у верхніх відділах кишечника. У тонкому кишечнику жири гідролізуються ліпазою (що виробляється підшлунковою залозою і залозами кишечника) до моногліцеридів і у меншій мірі до гліцерину і жирних кислот. Ступінь розщеплення жирів в кишечнику залежить від інтенсивності надходження в кишечник жовчі і від вмісту в ній жовчних кислот. Останні активують кишкову ліпазу і емульгують жири, роблячи їх доступнішими до дії ліпази; крім того, вони сприяють всмоктуванню вільних жирних кислот. Жирні кислоти в слизовій оболонці кишечника частково використовуються для ресинтезу жирів і ін ліпідів, специфічних для даної тканини організму, частково у вигляді вільних жирних кислот переходять в кров. Механізм синтезу тригліцеридів з жирних кислот пов'язаний з активацією останніх шляхом утворення їх з'єднань з коферментом А (КоА). Знову синтезовані тригліцериди, а також тригліцериди, що всмокталися в нерозщепленому вигляді, і вільні жирні кислоти можуть переходити із стінки кишечника як в лімфатичну систему, так і в систему ворітної вени. Тригліцериди, що надійшли в лімфатичну систему через грудну протоку, переходять невеликими порціями в загальний круг кровообігу і можуть відкладатися в жирових депо організму (підшкірна жирова клітковина, сальник, приниркова клітковина і т. д.). Більша ж частина тригліцеридів і жирних кислот, що надійшли в систему ворітної вени, затримується в печінці, наражаючись там на подальші перетворення. У ході проміжного обміну в тканинах під впливом тканинних ліпаз жири розщеплюються до гліцерину і жирних кислот, при подальшому окисленні яких виділяється велика кількість енергії, що накопичується в вигляді аденозинтрифосфорної кислоти. Окислення гліцерину пов'язане з утворенням оцтової кислоти, яка у вигляді ацетил-КоА втягується в цикл трикарбонових кислот. На цьому етапі відбувається перетин жирового обміну з обміном білків і вуглеводів. Окислення вищих жирних кислот в тканинах людини і тварин протікає інакше. Активовані вищі жирні кислоти у вигляді сполук з КоА реагують з карнітином, утворюючи його похідні, здатні проникати через мембрани мітохондрій. Усередині мітохондрій жирні кислоти послідовно окиснюються із звільненням активних двовуглецевих компонентів - ацетил-КоА, який залучається до циклу трикарбонових кислот або використовується на інші реакції біосинтезу. Жировий обмін знаходиться під контролем нервової системи і гормонів гіпофіза, надниркових і статевих залоз. Ушкоджуючи, наприклад, гіпоталамічну область мозку, можна викликати ожиріння тварини. У рослинах жири утворюються з вуглеводів. Цей процес найбільш інтенсивно йде в дозріваючих олійних насінні і плодах. При проростанні насіння йде зворотний процес: жири розщеплюються (за участю ліпаз) на гліцерин і жирні кислоти, і з продуктів розпаду утворюються вуглеводи.

Тому в міру проростання насіння зменшується вміст у них жирів і збільшується кількість вільних жирних кислот. Гліцерин в паростках присутній в незначній кількості, т. к. він легко і швидко перетворюється на вуглеводи. У проростаючому насінні олійних рослин шлях перетворення жирів у вуглеводи лежить через гліоксилатний цикл.

тригліцерид ліпід перетравлювання жир

Література

Мецлер Д. Біохімія. Т. 1, 2, 3. "Світ" - 2000

Ленінджер Д. Основи біохімії. Т.1, 2, 3. "Світ" 2002.

Тютюнників Б. Н., Хімія жирів, М., 1966;

Черкасова Л. С., Мережинский М. Ф., Обмін жирів і ліпідів, Мінськ,1961;

Размещено на Allbest.ru