Функции липидов в клетке


Функции липидов в клетке живого организма: синтез углеводов, строение и свойства

Все клетки содержат в своем составе липиды, без которых невозможна жизнедеятельность ни одного организма. Название произошло от греческого слова lipos, что означает жир.

Функции этих веществ в клетке различаются в зависимости от особенностей строения. Выделяют простые и сложные липиды. Последние включают в состав элементы других соединений, к примеру, белки или фосфор. Большая часть липидных веществ в организме существует в сложной форме.

Что такое липиды

Эти соединения являются органическими и объединяют целую группу веществ со сходным строением: все они содержат жирные кислоты в разных модификациях. Выделяют жиры и подобные им вещества, которые могут не иметь кислоты, а вместо нее содержать другой химический компонент со сходными свойствами. Липиды являются более обширной группой веществ, по сравнению с жирами, которые относятся лишь к некоторым их разновидностям, синонимом служат триглицериды.

Липиды объединяет способность вступать во взаимодействие с другими органическими веществами, примеры — бензин, эфир, хлороформ, бензол . В воде и спирте они не растворяются.

Липиды содержатся в большинстве продуктов питания, используются в медицине и фармацевтике, играют важную роль во многих отраслях промышленности. В живых организмах они в том или ином виде входят в состав всех клеток, считаются важным источником энергии.

История открытия

Практическое применение липидов было известно с давних времен. Еще в Древнем Египте имеются упоминания об использовании подобных соединений для получения лекарств, красок, косметики. Широкое распространение получили растительные масла и животные жиры, которые активно использовали индейцы, северные народы как для приготовления пищи, так и для заживления ран. Фактически эти вещества не имели какого-то научного названия, однако нашли свое место в алхимии как вспомогательный компонент для приготовления эликсиров.

В обиход простых людей, не имеющих отношения к медицине, липиды вошли в 18 веке, когда их стали применять для изготовления мыла. В 19-м столетии ученые начали активно исследовать строение этих веществ, поскольку активно наращивался рост их промышленного использования. Лавры первенства в этом процессе принадлежат ученым Карлу Вильгельму Шееле и Мишелю Шеврелю, которые определили состав и провели анализ свойств.

В 1854 году удалось синтезировать липиды, а также изучить опытным путем их основные химические характеристики. Исследователей также интересовало, какие функции выполняют эти веществ в организме человека. В 1877 году были выделены важнейшие компоненты биологических мембран — фосфолипиды.

Следующее столетие ознаменовано развитием химического производства, в котором жироподобные вещества стали использовать для изготовления моющих средств, детергентов, эмульгаторов. Совершенствовались и методы исследования этих соединений. В 70–80-е годы липиды попадают под пристальное внимание врачей в связи с тем, что оказывают влияние на развитие заболевания, получившего название атеросклероз.

Место в клетке

Строительными материалами для синтеза липидов служат жирные кислотные фракции и спирт глицерол. Большей частью они поступают в организм с пищей, откуда транспортируются со специальными белками в печень. В клетках этого органа продукты распределяются во все ткани организма для образования липидов. Затем они снова соединяются со специальными транспортными белками и доставляются по адресу.

Соединения поступают в клетку в основном при помощи активного транспорта, то есть с затратой энергии. Для этих целей имеются особые органеллы. В комплексе Гольджи, который имеет вид складчатой гармошки, происходит синтез простых липидов, далее в эндоплазматической сети (ЭПС) происходит их модификация в зависимости от потребностей, то есть конечный синтез. Всем клеточным соединениям требуются фосфолипиды для построения мембран. Далее из сети сложные вещества поступают в места использования.

Клетка также может и сама образовывать липидные соединения, но не все, и здесь ключевую роль играют жирные кислоты, которые делятся на заменимые и незаменимые. К последним относятся линолевая и линоленовая, они непременно должны поступать в организм человека с пищей.

Синтез заменимых осуществляется через промежуточный продукт других видов обмена в клетке — ацетил-Коэнзим-А. Он поступает в цитоплазму, а оттуда в сеть ЭПС и в митохондрии, где протекает цепь ферментативных реакций. В результате образуются жирные кислоты.

Биологические функции жиров в клетке

В организме липиды представлены практически во всех клетках. В силу своих химических свойств они главным образом являются частью каких-либо структур и практически не циркулируют по крови в свободном виде.

Перечень основных функций липидов:

  • участвуют в построении и обеспечивают защиту клетки,
  • служат основным источником энергии,
  • несут в себе запас питательных веществ,
  • переносят все виды жирорастворимых витаминов — А, D, Е, К,
  • участвуют в регулировании разных функций в организме.

Данные соединения образуют каркас каждой клетки или защитную мембрану, которая представлена двойным слоем фосфолипидов. Каждая такая молекула содержит нерастворимую в воде головку и растворимый хвост. В двойном слое головки фосфолипидов обращены в разные стороны, так что снаружи клетка покрыта нерастворимой оболочкой, а в нижележащем слое находятся растворимые хвосты. Это называется билипидный слой.

Такая структура необходима как для поддержания структуры самой клетки, так и для транспорта различных веществ через мембрану. Также эти молекулы находятся в постоянном колебательном движении и придают клетке устойчивость к температурным изменениям.

Жировые молекулы являются основным источником энергии. При расщеплении одного грамма жира выделяется почти 39 кДж энергии, это в несколько раз больше, чем при расщеплении одной молекулы углеводов. Энергия из жировых запасов может быть экстренно использована при больших затратах, а также при нехватке липидов. Это так называемый энергетический буфер организма.

Липидные соединения содержат запас питательных веществ. При расщеплении жира образуется множество других компонентов, которые могут быть использованы для построения углеводов и белков, кроме этого выделяется также и вода. В организме все обменные процессы (белковый, углеводный, липидный, минеральных веществ) не только взаимосвязаны, но и взаимозаменяемы.

Большое значение соединения имеют при регулировании функций, поскольку гормоны и сигнальные молекулы в основном состоят из липидных молекул. Они являются непосредственным участником эндокринной регуляции, при снижении запасов липидных фракций могут развиться серьезные нарушения.

Сложные соединения — сфинголипиды — включаются в оболочку нервных клеток — миелин, и участвуют в проведении сигналов. Без миелина нервное волокно не может передавать импульс, и развивается тяжелейшее заболевание — рассеянный склероз.

Также все соединения, которые имеют жир или ему подобные молекулы, являются хорошими термоизоляторами и предохраняют клетку от замерзания или, наоборот, перегревания. Это обеспечивает поддержку нормальной температуры тела и не позволяет человеку замерзнуть в холодную погоду, если у него имеется достаточный запас жира. Кожа человека, стенки сосудов и внутренних органов состоят в основном из липидов, которые делают их эластичными.

Кроме создания структуры клеток, липиды участвуют в формировании целых органов. К примеру, образуют жировое тело почки, которое как одеяло окутывает ее сзади и фиксирует на одном месте. Подобные прослойки из липидов есть практически в любом органе.

Свойства

Липидные молекулы обладают рядом важнейших химических и физических свойств. Без них невозможно правильно настроить функции организма для выполнения задач обеспечения жизненно важных органов своевременным питанием.

Физические

Липиды могут существовать как в твердой, так и в жидкой форме в зависимости от того, растительные они или животные. Первые являются жидкими, их называют маслами, вторые — твердыми. Эти свойства определяются связями между молекулами углерода в липидных соединениях. Большое количество ненасыщенных связей в растительных соединениях позволяет им иметь жидкую консистенцию, а у животных — наоборот.

Липидные соединения плохо проводят тепло и электричество. Этим объясняются их хорошие теплоизоляционные свойства. Имеют невысокую температуру плавления и кипения. Так, жир застывает при показателях на несколько градусов ниже, а плавится начинает при более высокой температуре, что имеет очень важное физиологическое значение. Например, говяжий жир плавится при 51 ºС, бараний — 55 ºС, свиной — 48 ºС. Попадая в организм человека вместе с пищей, они остаются в нем в жидком состоянии, так как застывают при 36 ºС и ниже. Это способствует лучшему их перевариванию и усвоению.

Еще один немаловажный физический показатель жира — вязкость. Он увеличивается в жирах по мере развития процессов полимеризации и окисления.

В чистом виде не имеют запаха и вкуса, окраски. Все эти свойства проявляются при наличии в их составе примесей. Липиды легче воды, их плотность составляет менее 1 г/см2, поэтому в воде они не растворяются.

Химические

По химической природе это один из важнейших типов жизненно необходимых веществ. Основным свойством всех липидных фракций является способность окисляться. При этом в организме выделяется большое количество энергии, а промежуточные продукты могут включаться в другие виды обменов. В промышленности также используют реакцию присоединения водорода, которая называется гидрированием. Таким образом из жидких жиров растений получают твердые, а сам продукт называется саломасом. Его используют для изготовления маргарина и спреда.

Также применяют реакцию гидролиза. Это взаимодействие протекает при участии воды и особых веществ, ускоряющих процесс — катализаторов. В результате получают особые кислоты (карбоновые) и спирт глицерол, которые затем используют для различных направлений промышленного синтеза.

При вступлении липидов в реакцию со щелочами в результате образуется всем известное мыло. Еще одним свойством является способность создавать стойкие водные эмульсии при добавлении поверхностно-активных веществ (эмульгаторов).

Строение

Все липидные соединения состоят из глицеринового спирта, соединенного с жирными кислотными остатками. Они имеют разветвленную конструкцию пространстве, за счет чего образуют связи и не пропускают тепло. Эти кислоты могут иметь огромное количество атомов углерода, представляя собой длинные цепочки. Простые липиды ими и ограничиваются, а в сложных молекулах соединяются с другими химическими группами, приобретая новые свойства.

Фосфолипиды образуют мембраны как внутри клеток, так и снаружи. Если рассматривать их под микроскопом, то они воспринимаются как единый слой, но на самом деле он двойной. Каждая из молекул, формирующих мембрану, имеет двухчастную структуру: головку и хвост. Первая, гидрофильная часть, соприкасается с водой, вторая — гидрофобная, которая избегает подобного контакта.

Бислой образуется благодаря способности гидрофильной стороны разворачиваться вовнутрь и наружу клетки. Хвосты почти соприкасаются один с другим и размещены между слоями. Внутри двойной оболочки находятся разные вещества (углеводы, прочие сложные соединения), которые способствуют попаданию внутрь клетки полезных органических веществ.

Толщина билипидного слоя небольшая, однако в одном микрометре может содержаться до нескольких миллионов молекул. Поскольку они являются амфифильными, то есть имеют растворимую и нерастворимую части, то могут принимать разные формы, к примеру, сворачиваться в шар и образовать мицеллу, — частицу, способную транспортировать различные вещества по организму. Растягиваясь в слой, они образуют покрытие клеток и их компонентов.

В состав мембраны клеток человека входят и другие соединения, которые повышают ее непроницаемость. Гормоны липидного строения имеют особую часть — стероидное кольцо, к которому присоединяются различные химические группы и вещества. Стероидные гормоны транспортируются в крови вместе со специальными белками.

Более сложное строение имеют липосомы. Они также участвуют в процессах транспортировки, но осуществляют их прямо в сосудистом русле. Липосомы имеют округлую форму и состоят из двойного слоя фосфолипидов, в отличие от мицелл. Это позволяет им переносить более широкий спектр веществ на более далекие расстояния. Липосома имеет нерастворимые оболочки снаружи и внутри, а между ними находятся связанные с липидными молекулами фосфорные хвосты.

Виды

Существует несколько классификаций липидов. В зависимости от строения их разделяют на простые и сложные. В медицине отдельно выделяют липидный спектр крови, который отличается по другим параметрам.

Биохимическая классификация

Вся группа делится на 2 большие ветви по способности вступать в реакцию омыления. То есть выделяют омыляемые молекулы и неомыляемые. К последним относят жиры стероидного происхождения. В организме человека они представлены гормонами, желчью, витаминами.

Омыляемые по своему строению разделяются на простые и сложные. Первые содержат только три химических компонента: углерод, кислород и водород. Представлены в виде спирта глицерина и жирных кислотных веществ.

В зависимости от связей углерода и водорода кислоты делят на два типа: насыщенные (твердые) и ненасыщенные (жидкие). Эти связи определяют их физическое состояние и химические свойства.

Простые жиры могут быть представлены в виде таких химических соединений как глицерин, воск и жирные кислоты, молекулы которых содержат остатки альдегидов и спиртов.

Существуют и простейшие липиды — мономеры, которые распространены исключительно в природе и способны образовывать сложные соединения путем скрепления друг с другом. Устанавливая химические связи с себе подобными, они составляют полимеры — высокомолекулярные вещества, состоящие из длинной цепи более мелких молекул и входящие в состав высших организмов.

Сложные (фосфолипиды, гликолипиды, липопротеиды) , помимо основных элементов, могут содержать: фосфор, азот и даже серу. Эти добавки делают молекулы более активными. Они в свою очередь делятся на нейтральные и полярные в зависимости от заряда и способности вступать в химические реакции. Полярные имеют 2 полюса и более активны, нейтральные — инертны и стабильны.

К полярным липидам относят:

  • фосфолипиды,
  • гликолипиды,
  • сфинголипиды,
  • фосфогликолипиды и т. д.

Медицинская классификация

В организме человека липиды циркулируют в крови совместно с белками, поэтому правильнее было бы назвать их липопротеидами. Но по сути белки являются лишь помощниками и выполняют транспортную функцию, играют роль адреса, по которому доставляются липидные вещества, а также позволяют нерастворимым молекулам перемещаться по крови.

Кроме белка, в этих структурах также имеются фосфолипиды, которые формируют полость, куда помещается жир, поступивший с пищей из кишечника. Поскольку в продуктах содержатся разные соединения, то по их концентрации в таких частицах липопротеиды делятся на несколько классов.

Хиломикроны в основном содержат триглицериды и холестерин, причем первые преобладают. Эти частицы имеют самый большой размер и образуются в кишечнике, откуда они уносят жир.

Липопротеиды очень низкой плотности в основном содержат триглицериды и образуются в печени. Однако они не находятся долго в крови, а быстро превращаются в липопротеиды низкой плотности, содержащие больше всего холестерина, вредного для здоровья.

Липопротеиды высокой плотности считаются хорошими и полезными, поскольку удаляют излишек холестерина из клеток. Эти структуры содержат холестерин, который связан с ненасыщенными кислотами, поэтому его никто не трогает, и он спокойно удаляется из тканей.

Таким образом в крови представлена совокупность белково-липидных комплексов :

  • липопротеиды низкой плотности,
  • очень низкой плотности,
  • высокой плотности,
  • триглицериды,
  • липопротеиды промежуточной плотности.

Последние соединения очень редко определяют в крови человека, потому что они живут меньше всех и отражают насыщение липопротеидов холестерином.

Как происходит обмен липидов

Липидные вещества в основном поступают в организм извне. Человеческие жиры отличаются по строению от таких же соединений других видов организмов. В кишечнике они расщепляются под действием ферментов и всасываются стенками кишечника, где подвергаются модификации. Этот процесс переработки регулируют ферменты, он занимает от часа до двух.

Через некоторое время жиры поступают в кровь, наступает гиперлипидемия, то есть увеличение липидной фракции после еды. Это нормальный процесс. Липидные молекулы транспортируются в виде хиломикронов, несут соединения в печень и жировую ткань, где происходит отложение запасов.

Поступившие в печень липидные вещества предназначены для доставки в другие органы и ткани. Для этого как раз и необходимы липопротеиды. Печень включает в них холестерин или жирные кислоты, триглицериды и отправляет по месту назначения (для чего и нужны опознавательные белки). В конце пути клетки получают жир, отщепляя от транспортных частиц соединения липидов при помощи ферментов. Излишек удаляется при помощи хороших липопротеидов высокой плотности. На этом обмен липидов не заканчивается.

В клетке жирные кислоты могут использоваться по-разному:

  • расщепляться для образования энергии,
  • участвовать в построении клетки,
  • образовывать соединения, которые будут выделаться наружу,
  • участвовать в синтезировании углеводов и аминокислот.

Последний процесс отражает тесную связь всех видов обмена. Конечным продуктом липидного будут являться вода и углекислый газ, если все процессы находятся в балансе, или же кетоновые тела, если на каком-то этапе нарушено окисление жирных соединений.

Важная роль в переносе липидов отводится желчным кислотам, которые обладают способностью к образованию мицеллярного раствора липидов в водной среде. В печени при участии данного вида кислот формируются мицеллы, в виде которых липиды переносятся в кишечник в гомогенном растворе или в желчи.

Методы исследования

Для изучения свойств липидов как химического класса используются самые разные способы.

В биохимии применяют следующие методы:

  1. Химический. Заключается в способности липидных молекул окисляться и образовывать формальдегид. По его концентрации и судят о наличии липидов.
  2. Ферментативный. Основан на использовании ферментов липаз, которые расщепляют те или иные соединения.
  3. Электрофорез. На специальной среде с гелем помещают электроды разной полярности и наблюдают за движением этих частиц. Скорость перемещения определяется зарядом, который у всех липопротеидов отличается. Результат оценивают в виде разной длины полосок.

В крови липидные фракции содержатся в определенных соотношениях. Увеличение какого-либо показателя будет называться гиперлипидемией, а если параллельно происходит уменьшение липопротеидов высокой плотности, то это состояние называется дислипидемией.

У здорового человека липиды содержатся в следующих объемах:

  • общий холестерин — менее 5 ммоль/л,
  • липопротеиды высокой плотности: более 1 ммоль/л — у мужчин и 1,2 ммоль/л — у женщин,
  • триглицериды — менее 1,7 ммоль/л,
  • индекс атерогенности — менее 3,5.

Общий холестерин — это объем содержания данного вещества крови в целом, может сориентировать врача на более глубокое исследование липидного спектра. Индекс атерогенности характеризует соотношение вредных и полезных частиц. Липопротеиды очень низкой и промежуточной плотности не определяют, потому что эти вещества нестойкие.

Значение

Определение липидных фракций имеет ключевое значение для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. Многие проблемы обусловлены закупоркой питающих сердце сосудов атеросклеротическими бляшками, которые, как известно, образуются из холестерина. Поэтому мониторинг его содержания может помочь вовремя выявить нарушение липидного обмена и подобрать диету либо медицинские препараты.

Атеросклеротическое сужение может вызвать инсульт, проблемы с почками и ногами. Поскольку сосуды размещены по всему телу, то и липиды всюду могут затруднить кровоток.

Кроме приобретенных недугов, исследование жиров необходимо и при врожденных гиперлипидемиях. Это редкие заболевания, некоторые формы протекают тяжело и требуют агрессивной терапии.

Исследование этих показателей также бывает нужно при использовании некоторых лекарств, которые могут их повысить. Чаще всего это касается препаратов для лечения давления из группы бета-блокаторов. Среди побочных эффектов есть указание на возможное нарушение липидного обмена, что желательно контролировать, правильно подбирая дозировку.

Видео

Ознакомьтесь с некоторыми химическими особенностями липидных соединений в этом видео.

Что такое липиды? Состав и функции липидов в клетке :: SYL.ru

Жиры и жироподобные вещества, например, такие как стероиды, воски и фосфолипиды, в биологии объединены одним термином: липиды. Они различаются между собой внешним видом, строением и химическими характеристиками. Однако есть свойство, которое всех их объединяет в один класс. На вопрос "что такое липиды" мы ответим так: это нерастворимые в воде соединения, способные растворяться в органических растворителях. Они выполняют в клетке и в организме в целом много важных функций. Мы и рассмотрим их в нашей статье.

Жиры в клетке

Соединения, являющиеся сложными эфирами трехатомного спирта глицерина и высших карбоновых кислот – это жиры. Содержание и функции липидов в клетке зависят от особенностей ткани, в которую они входят. Например, эндосперм семян и плодов таких растений, как грецкий орех, подсолнечник, кукуруза, может вмещать до 90% жира. Подкожная жировая клетчатка млекопитающих представляет собой резервуар богатого энергией органического вещества, выполняющего также защитные и теплоизоляционные функции. В клетках эпителия или мышц содержание жира не превышает 5-15%. Синтез клеточного жира происходит на каналах эндоплазматической сети в процессе реакций пластического обмена. Давая ответ на вопрос о том, что такое липиды, большое внимание мы уделим их химическому строению.

Химическое строение

Реакция, приводящая к образованию молекул жира, называется этерификацией. Сложные эфиры, образовавшиеся в ее результате, кроме остатка глицерина содержат также жирные кислоты. Чаще всего это стеариновая, олеиновая и пальмитиновая высшие карбоновые кислоты. Свойства жиров зависят от их качественного состава и количественного соотношения. Растительные жиры практически всегда легкоплавки, поэтому в обычных условиях представляют собой жидкости. Они содержат ненасыщенные кислоты, например олеиновую. Это оливковое, подсолнечное, горчичное, кунжутное масла. Исключение составляет кокосовое масло, имеющее твердую консистенцию. Твердые – животные жиры – в основном содержат в своем составе насыщенные (предельные) кислоты и накапливаются в сальнике или подкожной жировой клетчатке. Равно как углеводы и белки, липиды относятся к сложным органическим соединениям и синтезируются в реакциях цикла Кальвина клетками зеленых растений в процессе фотосинтеза.

Что такое фосфолипиды

Все живые организмы на Земле, за исключением вирусов, имеют клеточное строение. В состав биологических мембран клеток обязательно входят фосфолипиды. Они также являются сложными эфирами трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. От настоящих, или истинных жиров, рассмотренных нами ранее, фосфолипиды отличаются присутствием в их молекулах остатков ортофосфорной кислоты. Молекулы веществ невелики и состоят из частей, именуемых головкой (имеет гидрофильные свойства) и двумя гидрофобными хвостами. Такие соединения называют амфифильными. Находясь в воде, они формируют мицеллы и способны образовывать билипидный слой. Такой состав липидов вместе с белками является основой всех клеточных мембран.

Гликолипиды

Соединения, в состав которых, кроме липидов, входят еще и углеводы, наиболее распространены в нервной ткани, являющейся структурным материалом головного и спинного мозга, а также отходящих от них нервов.

Центробежные нервные окончания передают процесс возбуждения от центральной нервной системы к органам и тканям, а центростремительные нервные волокна посылают импульсы от рецепторов к отделам головного и спинного мозга. Для осуществления передачи возбуждения нервы собраны в пучки и покрыты слоем нейроглии, содержащей гликолипиды. Она выполняет как трофическую (питают нейроны), так и изоляционную функции, не допуская рассеивания электрических импульсов, проходящих по нервным волокнам. Важные функции липидов, содержащих остатки сахаров, характерны для гликокаликса - надмембранного комплекса животной клетки. Благодаря ему осуществляется процесс адгезии – слипания клеток, приводящий к образованию ткани как устойчивой структуры организма.

Лецитин

Вещество входит в группу липидов и в чистом виде представляет собой белую массу, похожую на воск и хорошо впитывающую воду. Температура плавления его составляет +149 °C. Соединение растворяется в органических растворителях, в воде способно набухать и образовывать мицеллы. В промышленности выделяют лецитин из соевых бобов, высокое содержание вещества также наблюдается в яичном желтке, мясе, рыбе. Именно из пищи организм и получает лецитин, так как того, что самостоятельно продуцируется клетками, недостаточно. Какая функция липидов наиболее ярко выражена у лецитина? Это участие вещества в метаболических реакциях. Соединение играет важную роль в жировом обмене, препятствует перерождению гепатоцитов и предохраняет печень от цирроза. Лецитин является протектором, защищающим стенки кровеносных сосудов от появления атеросклеротических бляшек. Доказана функция вещества как антиоксиданта. Как видим, роль липидов в клетке не ограничивается только энергетической и строительной функциями. Велико их значение в поддержании гомеостаза - нормального уровня обмена веществ на уровне клетки и организма в целом.

Стероиды

Половые гормоны, витамин D, холестерин дополняют перечень веществ под общим названием липиды. Эстроген, прогестерон, тестостерон являются регуляторами полового развития организма и его репродуктивных функций. Жирорастворимый витамин D участвует в обмене кальция и фосфора в костной ткани, предотвращая развитие рахита у детей. Исключительно важная роль принадлежит холестерину, который в большом количестве синтезируется половыми железами, надпочечниками, кишечником и почками. Вместе с цитохромами (белками-переносчиками) холестерин находится в крови. Он участвует в синтезе многих гормонов: половых и альдостерона, витамина D. Высокая концентрация холестерина в крови может вызвать появление холестериновых бляшек на стенках сосудов и спровоцировать развитие некоторых сердечно-сосудистых заболеваний: гипертонии, ишемической болезни сердца. Избыточный вес, малоподвижный образ жизни, курение повышают риск образования плохого холестерина. Провоцирует развитие атеросклероза несбалансированное питание, в котором преобладают рафинированные жиры, избыток углеводов, много копченостей и консервантов. Подводя итог, мы ответим на вопрос "что такое липиды" следующим образом: это органические вещества, регулирующие работу важных в организме человека систем - эндокринной, половой и сердечно-сосудистой.

Витамины, гормоны и воски

Низкомолекулярные соединения, выполняющие важные биохимические и физиологические функции – это витамины. Среди них существует группа веществ, растворяющихся в жирах и имеющих липидную природу. Например, витамин D, являющийся производным соединением холестерина. Попадая в организм сначала в виде провитамина, он под действием ультрафиолетовых лучей в клетках кожи превращается в активную форму. Гормоны надпочечников и половых желез - альдостерон, тестостерон, эстроген, прогестерон - также являются жироподобными соединениями. Воски, как и липиды, в клетке выполняют функции защиты. Они встречаются в растительных и животных организмах в качестве водоотталкивающего покрытия. Например, на листьях фикуса, семенах и плодах растений, на перьевом покрове птиц. Пчелами воск используется для постройки сот.

Энергетическая функция

Обмен веществ и энергии в клетках состоит из двух взаимосвязанных и противоположных процессов – ассимиляции и диссимиляции. В реакциях расщепления органических веществ, происходящих при участии кислорода, выделяется определенное количество энергии, которое аккумулируется в клеточных органеллах (митохондриях) в виде молекул аденозинтрифосфорной кислоты – АТФ. Наибольшее количество энергии образуется при расщеплении жиров. Кроме жиров, содержание которых в пище невелико, клетка в основном использует для получения необходимого количества АТФ запасы углеводистой пищи (картофеля, хлеба, сахара), поступившей в организм. Таким образом, еще одним ответом на вопрос о том, что такое липиды, будет следующее утверждение: это наиболее энергоемкий пластический материал клетки.

Обмен жиров в организме

Основными поставщиками липидов в наш организм служат высококалорийные продукты: сливочное масло, жирные сорта мяса и рыбы, сливки, грецкие орехи, арахис, подсолнечное масло.

Они поступают вместе с пищей сначала в желудок, где частично перевариваются под действием фермента желудочного сока – липазы. Затем в двенадцатиперстной кишке под действием панкреатического сока и желчи расщепляются до глицерина и жирных кислот. Эти соединения, попав в тонкий кишечник, всасываются его ворсинками, содержащими мельчайшие лимфатические капилляры. Попав в лимфу, глицерин и высшие карбоновые кислоты проникают из нее в межклеточную жидкость, а затем и в клетки. Здесь, на каналах гладкой эндоплазматической сети, располагается система ферментов, катализирующих реакции ассимиляции, приводящие к образованию молекул жира, специфичных для организма человека.

В нашей статье мы изучили, что такое липиды, и рассмотрели примеры их распространения в живой природе.

Какую функцию в клетке выполняют липиды в организме животных: какие вещества относятся, их состав

Клетки любого организма содержат в себе достаточно большое количество различных элементов. В клетку животного входят липиды – это соединения органического характера, в чьем составе находятся желчные кислоты, спирты и многие другие химические элементы….

Они выполняют крайне важную задачу в физиологии животных и людей. Какую функцию выполняют липиды в организме?

Человек самостоятельно синтезирует основные виды этих веществ в печени (7-14%) и тонком кишечнике.

Они находятся во всех частях человеческого тела в разных количествах, переносясь вместе с кровяными тельцами, особенно много их в жировой и нервной ткани.

У животных и людей жиры находятся в тканях, а из растительного мира ими богаты подсолнечник, авокадо и арахис.

Основные понятия

Липиды это соединения со сложной структурой, которые состоят из множества отдельных химических элементов, и для простого понимания могут называться жирами. Говоря простым языком, это обобщающее называние для растительных и животных жиров, холестеринов, гормонов и терпенов. Они маслянистые и не могут раствориться в обычной воде, но вполне растворимы в других вариациях жидкостей.

Важно! Каждая группа соединений имеет свой состав липидов, отличный от других подобных им.

Классификация

Существует несколько видов, классифицируемых по различным характеристикам. Самая популярная из них – это разделение в зависимости от способности молекул растворятся в простом водороде:

  • Омыляемые – их можно растворить водой и разложить на отдельные продукты (воск),
  • Не омыляемые – их нельзя подвергнуть гидролизу (терпены, витамины).

По другой классификации их делят на:

  • двухкомпонентные или простейшие,
  • многокомпонентные или сложнейшие.

Простейшие жиры находятся в растениях, а сложные больше характерны для животных и людей. Эти вещества играют важную роль в их жизнедеятельности и отличаются разнообразием.

Свойства

Вещества обладают рядом характерных свойств, которые зависят от количества молекул спирта в них и от того, насколько насыщенные их кислоты:

  • Устойчивы к водороду, т.е. не распадаются в воде и других растворителях. Иногда, в зависимости от составляющих полярных групп, они могут взаимодействовать с последними.
  • Температура плавления жиров зависит от количества тесных связей в составе входящих в них кислот. Чем из больше, тем сильнее снижается необходимая для плавки температура. Если в составе присутствуют насыщенные ВЖК, они по внешнему виду твердые, а если кислот больше ненасыщенных, то они будут жидкими.
  • При взаимодействии с определенными группами растворителей, жиры равномерно распределяются по раствору.
  • Свойства липидов всегда характеризуются характером и свойствами их составных частей молекул кислоты и спирта.
  • Если молекулы богаты кислотами ненасыщенными – они имеют свойство притягивать молекулы водорода к себе.

Состав

Жиры обладают крайне разнообразными веществами в своем составе, начиная со спиртов и заканчивая огромным числом кислот.

В зависимости от преобладания того или иного элемента, меняются и свойства липидов.

Точного ответа на вопрос «Какие вещества относятся к липидам?» нет, поскольку в их составе присутствуют:

спирты, углерод, кислоты, кислород, водород, фосфорные кислоты, углеводы. азотистые основания.

Кроме этого, в небольших количествах содержатся редкоземельные химические элементы.

Важно! Простые молекулы в своем составе имеют только водород, кислород и углерод.

Роль молекул

Как важные химические элементы, данные вещества играют огромную роль в жизнедеятельности молекул, а также более сложных организмах. В зависимости от своего состава, они выполняют разные функции, каждая из которых крайне важна. Какие функции выполняют в организме людей и животных?

В клетке

Прежде чем говорить о сложных структурах, следует поговорить о клетке. Это базовая единица, с которой и начинается формирование всего организма, независимо от его размеров и сложности. В клетке липиды обязательно присутствуют, как элементарные химические связи. Липиды и их роль в жизнедеятельности клетки сложно недооценить, ведь они выполняют несколько важных функций:

  • резервно-энергетическую – накапливаются в виде запасов энергии, и содержат до 35% от ее общего количества,
  • структурную – принимают активное участие в формировании мембран для всех тканей и органов,
  • сигнальную – обладают свойствами рецепторов и улавливают появление бактериальных токсинов,
  • защитную – защищают от механических повреждений и воздействия холодных температур.

Все перечисленные функции невероятно важны, и в клетке выполняют их молекулы жира. Среди них, незаменимыми считаются те, которые состоят из непредельных кислот, поскольку помогают образовывать простагландины – молекулы-регуляторы жизнедеятельных процессов.

В человеке

В целом, жиры выполняют в тканях и органах людей те же функции. Каковы же они? Их роль крайне обширна:

  1. Находятся в составе всех органов до 70 % в тканях головного мозга, способствуя его электровозбудимости.
  2. Частично присутствуют в миелиновых нервных оболочках, печенке и сердце.
  3. Принимают участие в обезвреживании токсинов при инфекционных заболеваниях.
  4. Принимают участие в активизации протромбина.
  5. Играют важную роль в формировании и усвоении белка.
  6. Удаляют переизбыток холестерина с поверхностей клеток.
  7. Помогают красным кровяным тельцам становится более устойчивыми к гемолизу.
  8. Изолируют нервные окночания и защищают их от механических повреждений.
  9. Принимают роль в перемещении по телу нервных импульсов.

Таким образом, сложно недооценить их роль для человека.

Они поступают в составе некоторых продуктов и синтезируются печенью самостоятельно, за исключением некоторых кислот, которые следует обязательно употреблять с пищей.

В организме животных

Нейтральные жиры это огромный источник энергии для печени, почек и мышц.

Биологические функции липидов обширны:

  1. Структурная. Определенный вид компонентов – фосфолипиды, кооперируясь с белком, могут строить перегородки, а также принимают участие в строительстве тканей.
  2. Энергетическая. Когда жиры окисляются и распадаются, появляется энергия, которая используется телом для его нужд. Они обеспечивают до 40% энергии от общего количества всего энергетического запаса тела, ведь во время расщепления 1 г жира в организм попадет около 9,3 ккал тепла, что намного выше, чем при распаде углеводов и белков. В момент голодания именно они являются источником сил и энергии, поэтому в случае недостатка питания они расщепляются. Перед этим жиры своевременно запасаются в различных органах и всех тканях, чтобы при необходимости расщепиться. Во время спячки именно они обеспечивают жизнеспособность животного.
  3. Теплоизоляционная. Вещества откладываются в прослойке вокруг органов и между кожей, и сохраняют внутри них тепло. Именно эта функция позволяет животным жить даже в арктических условиях, поскольку их органы полностью защищены от губительного воздействия внешней среды.
  4. Сигнальная. Молекулы переносят важные сигналы внутри клетки и за ее пределы. За эту функцию отвечают фосфатидилинозитолы, эйкозаноиды и гликолипиды. Они имеют способность связываться с гормонами, и тем самым обеспечивать передачу информации по организму. Следует помнить, что эти вещества могут и не иметь в своем составе данных компонентов, поскольку они крайне многообразны по своему составу.
  5. Защитная функция липидов. Откладываясь вокруг органов, эти вещества защищают их от механических повреждений, например, во время беременностей у самок жиры концентрируются в области живота, чтобы при необходимости защитить плод от ударов и других внешних воздействий. А вот фосфолипиды могут активировать белки и прочие гормоны, которые участвуют в свертывании крови, что также защищает тело животного от повреждений и вовремя останавливает кровотечение.
  6. Смазывающая и водоотталкивающая. Кожа, шерсть и перья имеют слой воска, который позволяет им оставаться эластичными. Кроме этого он препятствует попаданию влаги внутрь ворсинок и защищает от влаги перья и шерсть.
  7. Регуляторная. В состав этих веществ входят половые гормоны (тестостерон и прогестерон), которые участвуют в процессах размножения и в пищеварения.

Основная функция, из указанных выше это защитная функция липидов и теплоизоляционная. Единственная отсутствующая – это ферментативная функция, поскольку они не выполняют никакой роль в усилении химических реакций, хотя и участвуют в них. Ферментативную функцию в основном выполняют белки, ускоряя распады всех веществ и прочие химические реакции.

Функции липидов в клетке

Строение и функции липидов

Вывод

При изучении жировых веществ крайне важно понимать, что это – сложные соединения, имеющие в своем составе огромное количество компонентов. Они имеют важное значение для жизнедеятельности любого организма, поэтому входят в состав продуктов питания, могут быть получены дополнительно в виде витаминов, а также применяются в некоторых отраслях промышленности.

в клетке липиды выполняют функцию?

Биологические функции липидов Что такое липиды? Липиды - это ряд органических веществ, который входит в состав всех живых клеток. Туда же входят жиры и жироподобные вещества, которые содержатся в клетках и тканях животных в составе жировой ткани, которые играет важнейшую физиологическую роль. Организм человека сам способен синтезировать все основные липиды. Не могут синтезироваться в организме животных и человека только жирорастворимые витамины и незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты. В основном синтез липидов происходит в печени и клетках эпителия тонкой кишки. Ряд липидов в какой-то мере характерны для определённых органов и тканей, остальные липиды имеются в составе клеток всех тканей. Количество содержащихся липидов в органах и тканях разное. Само много липидов содержится в жировой и нервной ткани. Содержание липидов в печени человека варьируется от 7 до 14% (на сухую массу) . В случае заболеваний печени, например при жировой дистрофии печени, содержание липидов в ткани печени достигает 45%, в основном за счёт увеличения количества триглицеридов. Липиды в плазме крови содержатся в сочетании с белками и в таком составе они транспортируются в другие органы и ткани. Функции липидов Липиды выполняют следующие биологические функции: 1. Структурная. В сочетании фосфолипиды с белками образуют биологические мембраны. 2.Энергетическая. В процессе окисления жиров происходит высвобождение большого количества энергии, именно она и идёт на образование АТФ. Большая часть энергетических запасов организма хранится именно в форме липидов, а расходуется в случае недостатка питательных веществ. Так, например животные впадают в зимнюю спячку, а на поддержание жизнедеятельности идут жиры и масла предварительно накопленные. Благодаря высокому содержанию липидов в семенах растений развивается зародыш и проросток до тех самых пор, пока не будет самостоятельно питаться. Семена таких растений, как кокосовая пальма, клещевина, подсолнечник, соя, рапс - являются сырьём, из которого делают растительное масло промышленным способом. 3. Теплоизоляционная и защитная. Откладывается в подкожной клетчатке и вокруг таких органов, как кишечник и почки. Образующийся слой жира защищает организм животного и его органы от механических повреждений. Так как подкожный жир обладает низкой теплопроводимостью, то он прекрасно сохраняет тепло, это позволяет животным жить в условиях холодного климата. Китам например, этот жир способствует плавучести. 4. Смазывающая и водоотталкивающая. На коже, шерсти и перьях есть слой воска, который оставляет их эластичными и защищает от влаги. Такой слой воска есть и на листьях и плодах различных растений. 5. Регуляторная. Половые гормоны, тестостерон, прогестерон и кортикостероиды, а так же и другие являются производными холестерола. Витамин D, производные холестерола, играют важную роль в обмене кальция и фосфора. Желчные кислоты участвуют в пищеварении (эмульгирование жиров) , а так же и всасывания высших карбоновых кислот. Источником образования метаболической воды являются липиды. Для получения 105 граммов воды, окислилось 100 грамм жира. Для жителей пустынь такая вода жизненно необходима, например для верблюдов, которым приходится обходиться без воды на протяжение 10-12 суток, у них такой жир откладывается в горбе и расходуется с целью получения воды. Процесс окисления жиров очень важен для животных, впадающих в зимнюю спячку, например для сурков, медведей и т. д.

2. В клетках человека и животных в качестве строительного материала и источника энергии используются 1) гормоны и витамины 2) вода и углекислый газ 3) неорганические вещества 4) белки, жиры и углеводы 13. Жиры, как и глюкоза, выполняют в клетке функцию 1) строительную 2)информационную 3) каталитическую 4) энергетическую 14. Укажите на рисунке изображение вторичной структуры молекулы белка 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 15. В состав ферментов входят 1) нуклеиновые кислоты 2) белки 3) молекулы АТФ 4) углеводы 16. Четвертичная структура молекулы белка формируется в результате взаимодействия 1)аминокислот и образования пептидных связей 2)нескольких полипептидных нитей 4)белковой глобулы с мембраной клетки 3)участков одной белковой молекулы за счет водородных связей 17. Какую функцию выполняют белки, вырабатываемые в организме при проникновении в него бактерий или вирусов? 1) регуляторную 3) защитную 2) сигнальную 4) ферментативную 18. Разнообразные функции в клетке выполняют молекулы 1)ДНК 2) белков 3) иРНК 4) АТФ 19. Какую функцию выполняют белки, ускоряющие химич. реакции, в клетке? 1) гормональную 2)сигнальную 3) ферментативную 4)информационную 20. Программа о первичной структуре молекул белка зашифрована в молекулах 1)тРНК 3)липидов 2) ДНК 4) полисахаридов Попроси больше объяснений Следить Отметить нарушение! от ostov 19.12.2013 ОТВЕТЫ И ОБЪЯСНЕНИЯ Nigge хорошист 11)2 12)3 13)1 14)2 15)2 16)1 17)1 18)1 19)1 20)3 Комментарии Отметить нарушение! 7 СПАСИБО 20 Елизавет15 хорошист 1-2, 2-4, 3-4, 4-3, 5-2, 6-1, 7-1, 8-4, 9-2, 10-4, 11-4, 12-4, 13-4, 14- тот, на котором изогнутая структура, но нет "клубка", 15-2, 16-2, 17-1, 18-2, 19-3, 20-2, 21- 1, 22-3, 23-4, 24-2, 25 - ? Комментарии Отметить нарушение! 6 СПАСИБО 13 Мозг Мозг Helper Сомневаешься в ответе? СМОТРЕТЬ ДРУГИЕ ОТВЕТЫ УЗНАВАЙТЕ БОЛЬШЕ НА ЗНАНИЯХ! У Вас проблема с домашними заданиями? Попросите о помощи! 80% ответов приходят в течение 10 минут Мы не только ответим, мы также объясним Качество гарантируется нашими экспертами ХОЧУ ЗДЕСЬ АККАУНТ! ЧТО ТЫ ХОЧЕШЬ УЗНАТЬ?

Все ищите в гугле или в яндексе :)

Липиды выполняют следующие биологические функции: 1. Структурная. В сочетании фосфолипиды с белками образуют биологические мембраны. 2.Энергетическая. В процессе окисления жиров происходит высвобождение большого количества энергии, именно она и идёт на образование АТФ. Большая часть энергетических запасов организма хранится именно в форме липидов, а расходуется в случае недостатка питательных веществ. Так, например животные впадают в зимнюю спячку, а на поддержание жизнедеятельности идут жиры и масла предварительно накопленные. Благодаря высокому содержанию липидов в семенах растений развивается зародыш и проросток до тех самых пор, пока не будет самостоятельно питаться. Семена таких растений, как кокосовая пальма, клещевина, подсолнечник, соя, рапс - являются сырьём, из которого делают растительное масло промышленным способом. 3. Теплоизоляционная и защитная. Откладывается в подкожной клетчатке и вокруг таких органов, как кишечник и почки. Образующийся слой жира защищает организм животного и его органы от механических повреждений. Так как подкожный жир обладает низкой теплопроводимостью, то он прекрасно сохраняет тепло, это позволяет животным жить в условиях холодного климата. Китам например, этот жир способствует плавучести. 4. Смазывающая и водоотталкивающая. На коже, шерсти и перьях есть слой воска, который оставляет их эластичными и защищает от влаги. Такой слой воска есть и на листьях и плодах различных растений. 5. Регуляторная. Половые гормоны, тестостерон, прогестерон и кортикостероиды, а так же и другие являются производными холестерола. Витамин D, производные холестерола, играют важную роль в обмене кальция и фосфора. Желчные кислоты участвуют в пищеварении (эмульгирование жиров) , а так же и всасывания высших карбоновых кислот.


Смотрите также

От вздутия живота народные средства

От Вздутия Живота Народные Средства

Народные средства от вздутия живота Вздутие живота или метеоризм характеризуется излишним скоплением газов в кишечнике, которое может вызывать болезненные… Подробнее...
Заболевания вызывающие тошноту, диарею и повышенную температуру тела

Температура Понос Тошнота

Заболевания вызывающие тошноту, диарею и повышенную температуру тела Каждый хоть однажды сталкивался с такими неприятными симптомами, как температура, понос,… Подробнее...
Почему у ребенка зеленый понос

Понос Зеленый У Ребенка

Почему у ребенка зеленый понос Появление у ребенка зеленого поноса часто вводит в панику его родителей. Не зная причину появления поноса зеленого цвета, в… Подробнее...
Какие болезни сопровождаются поносом и рвотой

Температура Понос Рвота У Ребенка

Какие болезни сопровождаются поносом и рвотой У маленького ребенка еще только формируется защитная система организма, и… Подробнее...
Лекарство от вздутия живота

Лекарство От Вздутия Живота

Чем снять вздутие живота Вздутие живота, как его называют врачи, метеоризм, — неприятная, а главное, исключительно… Подробнее...
Причины поноса после еды

После Еды Сразу Иду В Туалет По Большому - Понос

Причины поноса после еды Некоторый жалуются, что после еды сразу идут в туалет по-большому из-за поноса. Такая… Подробнее...
Понос после арбуза

Понос После Арбуза

Какие продукты могут вызвать понос Расстройство пищеварения может возникнуть не только как реакция на отравление, но и… Подробнее...
Первая помощь ребенку при рвоте

Рвота У Ребенка Без Температуры И Поноса Что Делать - 3 Года

Первая помощь ребенку при рвоте Дети до 5 лет являются самой восприимчивой к различным вирусам и бактериям группой.… Подробнее...