Cząsteczki fosfolipidów i glikolipidów są amfifilowe, to znaczy rodniki węglowodorowe kwasów tłuszczowych i sfingozyny są hydrofobowe, a druga część cząsteczki, utworzona z węglowodanów, reszta kwasu fosforowego z przyłączoną do niej choliną, seryną, etanoloaminą, jest hydrofilowy. W rezultacie w środowisko wodne regiony hydrofobowe cząsteczki fosfolipidów są wypierane ze środowiska wodnego i oddziałują ze sobą, a regiony hydrofilowe stykają się z wodą, w wyniku czego powstaje podwójna warstwa lipidowa błony komórkowe(Rys. 9.1.). Ta podwójna warstwa membrany jest przesiąknięta cząsteczkami białka – mikrotubulami. Oligosacharydy są przyłączone do zewnętrznej strony błony. Ilość białka i węglowodanów w różnych błonach nie jest taka sama. Białka błonowe mogą pełnić funkcje strukturalne, mogą być enzymami, przeprowadzać przezbłonowy transport składników odżywczych i mogą pełnić różne funkcje regulacyjne. Membrany zawsze występują w postaci zamkniętych struktur (patrz ryc. 9.1). Dwuwarstwa lipidowa ma zdolność do samoorganizacji. Ta zdolność błon jest wykorzystywana do tworzenia sztucznych pęcherzyków lipidowych – liposomów.
Liposomy są szeroko stosowane jako kapsułki do dostarczania różnych leków, antygenów, enzymów do różnych narządów i tkanek, ponieważ kapsułki lipidowe są w stanie przenikać przez błony komórkowe. Dzięki temu leki mogą być precyzyjnie kierowane do chorego narządu.
Ryc.9.1. Schemat błony komórkowej utworzonej z dwuwarstwy lipidowej. Hydrofobowe regiony cząsteczki lipidu przyciągają się nawzajem; Hydrofilowe regiony cząsteczki znajdują się na zewnątrz. Cząsteczki białka przenikają przez dwuwarstwę lipidową.
Metabolizm lipidów
W organizmie neutralne tłuszcze występują w dwóch postaciach: tłuszczu zapasowego i tłuszczu protoplazmatycznego.
Skład tłuszczu protoplazmatycznego obejmuje fosfolipidy i lipoproteiny. Uczestniczą w tworzeniu składników strukturalnych komórek. Błony komórkowe, mitochondria i mikrosomy składają się z lipoprotein i regulują przepuszczalność poszczególnych substancji. Ilość tłuszczu protoplazmatycznego jest stała i nie zmienia się w zależności od postu czy otyłości.
Tłuszcz zapasowy (rezerwowy) – zawiera triacyloglicerole kwasów tłuszczowych – znajduje się w podskórnej tkance tłuszczowej oraz w magazynach tłuszczu narządy wewnętrzne.
Funkcja tłuszczu zapasowego polega na tym, że jest on rezerwowym źródłem energii dostępnej do wykorzystania w okresach postu; Jest to materiał izolujący przed zimnem i urazami mechanicznymi.
Ważne jest również, aby lipidy podczas rozkładu uwalniały nie tylko energię, ale także znaczną ilość wody:
Po utlenieniu 1 grama białka uwalniane jest 0,4 g; węglowodany – 0,5 g; lipidy – 1 g wody. Ta właściwość lipidów ma ogromne znaczenie dla zwierząt żyjących w warunkach pustynnych (wielbłądy).
Trawienie lipidów w przewodzie pokarmowym
W jamie ustnej lipidy poddawane są wyłącznie obróbce mechanicznej. Żołądek zawiera niewielką ilość lipazy, która hydrolizuje tłuszcze. Niska aktywność lipazy sok żołądkowy związane z kwaśną reakcją treści żołądkowej. Ponadto lipaza może oddziaływać jedynie na tłuszcze zemulgowane, w żołądku nie ma warunków do tworzenia emulsji tłuszczowej. Tylko u dzieci i zwierząt jednożołądkowych lipaza soku żołądkowego odgrywa ważną rolę w trawieniu lipidów.
Jelito jest głównym miejscem trawienia lipidów. W dwunastnica na lipidy wpływa żółć wątrobowa i sok trzustkowy, natomiast treść jelitowa (chyma) ulega neutralizacji. Emulgowanie tłuszczów następuje pod wpływem kwasów żółciowych. Skład żółci obejmuje: kwas cholowy, kwas dezoksycholowy (3,12 dihydroksycholanowy), chenodeoksycholowy (3,7 dihydroksycholanowy), sole sodowe sparowanych kwasów żółciowych: glikocholowy, glikodeoksycholowy, taurocholowy, taurodeoksycholowy. W ich skład wchodzą dwa składniki: kwas cholowy i dezoksycholowy oraz glicyna i tauryna.
kwas dezoksycholowy, kwas chenodeoksycholowy
kwas glikocholowy
kwas taurocholowy
Sole żółciowe dobrze emulgują tłuszcze. Zwiększa to obszar kontaktu enzymów z tłuszczami i zwiększa działanie enzymu. Niedostateczna synteza kwasów żółciowych lub opóźnione ich spożycie pogarsza skuteczność działania enzymów. Tłuszcze z reguły są wchłaniane po hydrolizie, ale część drobno zemulgowanych tłuszczów jest wchłaniana przez ścianę jelita i przedostaje się do limfy bez hydrolizy.
Esterazy rozrywają wiązanie estrowe w tłuszczach pomiędzy grupą alkoholową a grupą karboksylową kwasów karboksylowych i kwasów nieorganicznych (lipazy, fosfatazy).
Pod działaniem lipazy tłuszcze ulegają hydrolizie do gliceryny i wyższych kwasów tłuszczowych. Aktywność lipazy wzrasta pod wpływem żółci, tj. żółć bezpośrednio aktywuje lipazę. Dodatkowo aktywność lipazy zwiększają jony Ca++, ponieważ jony Ca++ tworzą z uwolnionymi kwasami tłuszczowymi nierozpuszczalne sole (mydła) i zapobiegają ich hamującemu wpływowi na aktywność lipazy.
Pod działaniem lipazy wiązania estrowe przy α i α 1 (bocznych) atomach węgla glicerolu ulegają najpierw hydrolizie, a następnie przy atomie węgla β:
Pod działaniem lipazy aż 40% triacyloglicerydów ulega rozkładowi do gliceryny i kwasów tłuszczowych, 50-55% ulega hydrolizie do 2-monoacylogliceroli, a 3-10% nie ulega hydrolizie i jest wchłaniane w postaci triacylogliceroli.
Sterydy paszowe są rozkładane przez enzym esterazę cholesterolową na cholesterol i wyższe kwasy tłuszczowe. Fosfatydy ulegają hydrolizie pod wpływem fosfolipaz A, A2, C i D. Każdy enzym działa na specyficzne wiązanie estrowe lipidu. Miejsca zastosowania fosfolipaz przedstawiono na schemacie:
Fosfolipazy trzustkowe, fosfolipazy tkankowe, są wytwarzane w postaci proenzymów i są aktywowane przez trypsynę. Fosfolipaza A2 z jadu węża katalizuje rozszczepienie nienasyconego kwasu tłuszczowego w pozycji 2 fosfoglicerydów. W tym przypadku powstają lizolecytyny o działaniu hemolitycznym.
lizolecytyna fosfatydylocholina
Dlatego, gdy ta trucizna dostanie się do krwi, następuje ciężka hemoliza.W jelicie niebezpieczeństwo to jest eliminowane przez działanie fosfolipazy A 1, która szybko inaktywuje lizofosfatyd w wyniku odszczepienia z niego reszty nasyconego kwasu tłuszczowego, przekształcając go w nieaktywną glicerofosfocholinę.
Lizolecytyny w małych stężeniach stymulują różnicowanie komórek limfoidalnych, aktywność kinazy białkowej C i wzmagają proliferację komórek.
Fosfolipazy kolaminowe i fosfatydy serynowe są rozszczepiane przez fosfolipazę A do fosfatydów lizokolaminy, fosfatydy lizoseryny, które są dalej rozszczepiane przez fosfolipazę A2 . Fosfolipazy C i D hydrolizują wiązania cholinowe; kolamina i seryna z kwasem fosforowym, a pozostała część kwasu fosforowego z gliceryną.
Wchłanianie lipidów następuje w jelicie cienkim. Kwasy tłuszczowe o długości łańcucha mniejszej niż 10 atomów węgla są absorbowane w formie niezestryfikowanej. Wchłanianie wymaga obecności substancji emulgujących - kwasów żółciowych i żółci.
W ścianie jelita następuje resynteza tłuszczu charakterystycznego dla danego organizmu. Stężenie lipidów we krwi jest wysokie w ciągu 3-5 godzin po spożyciu posiłku. Chylomikrony– drobne cząsteczki tłuszczu powstałe po wchłonięciu w ścianie jelita to lipoproteiny otoczone fosfolipidami i białkową otoczką, zawierającą wewnątrz cząsteczki tłuszczu i kwasów żółciowych. Dostają się do wątroby, gdzie lipidy podlegają pośredniemu metabolizmowi i dostają się do nich kwasy żółciowe pęcherzyk żółciowy a następnie z powrotem do jelit (patrz ryc. 9.3 na s. 192). W wyniku tego krążenia traci się niewielką ilość kwasów żółciowych. Uważa się, że cząsteczka kwasu żółciowego wykonuje 4 cykle dziennie.
Tłuszcze obojętne obejmują grupę lipidów składającą się z trójatomowego alkoholu – gliceryny i trzech reszt kwasów tłuszczowych, dlatego nazywane są triglicerydami.
Tłuszcze neutralne mogą zawierać te same kwasy tłuszczowe, takie jak kwas palmitynowy. W tym przypadku powstaje ester - trójgliceryd, tripalmityna. Są to proste tłuszcze. Jeśli tłuszcze zawierają pozostałości różnych kwasów tłuszczowych, powstają tłuszcze mieszane.
To równanie reakcji pokazuje odwracalne procesy syntezy (strzałka górna) i hydrolizy (dolna) tłuszczu.
Tłuszcze naturalne wyróżniają się dużą różnorodnością kwasów tłuszczowych wchodzących w skład, różnym umiejscowieniem w cząsteczce oraz stopniem nienasycenia. Potencjalnie mogą istnieć miliony izomerów trójglicerydów.
Kwasy tłuszczowe to kwasy organiczne o długim łańcuchu węglowodorowym (rodnik R), zawierające od 4 do 24 lub więcej atomów węgla i jedną grupę karboksylową. Ogólna formuła kwasy tłuszczowe mają postać
СnН2n + 1СООН lub R-COOH.
Wiele kwasów tłuszczowych charakteryzuje się obecnością parzystej liczby atomów węgla, co najwyraźniej wynika z ich syntezy poprzez dodanie jednostek dwuwęglowych do rosnącego łańcucha węglowodorowego.
W składzie tłuszczów w organizmie człowieka najczęściej znajdują się kwasy tłuszczowe o 16 lub 18 atomach węgla, które nazywane są wyższymi kwasami tłuszczowymi. Wyższe kwasy tłuszczowe dzielą się na nasycone (nasycone) i nienasycone (nienasycone)
W nasyconych kwasach tłuszczowych wszystkie wolne wiązania atomów węgla są wypełnione wodorem. Takie kwasy tłuszczowe nie mają podwójnych ani potrójnych wiązań w łańcuchu węglowym. Nienasycone kwasy tłuszczowe posiadają w łańcuchu węglowym wiązania podwójne (-C=C-), z których pierwsze występuje pomiędzy dziewiątym a dziesiątym atomem węgla z grupy karboksylowej. Kwasy tłuszczowe z wiązaniami potrójnymi są rzadkie. Kwasy tłuszczowe zawierające dwa lub więcej wiązań podwójnych nazywane są wielonienasyconymi.
Wraz ze wzrostem liczby atomów węgla w cząsteczkach kwasów tłuszczowych wzrasta ich temperatura topnienia. Kwasy tłuszczowe mogą być ciała stałe(na przykład stearynowy) lub płyn (na przykład linolowy, arachidonowy); są nierozpuszczalne w wodzie i bardzo słabo rozpuszczalne w alkoholu.
Tłuszcze stałe to tłuszcze pochodzenia zwierzęcego, z wyłączeniem olej rybny. Tłuszcze płynne- Ten oleje roślinne, z wyjątkiem olejów kokosowego i palmowego, które twardnieją po ochłodzeniu. W organizmie zwierząt i roślin znajduje się dwukrotnie więcej nienasyconych kwasów tłuszczowych niż nasyconych kwasów tłuszczowych.
Nienasycone kwasy tłuszczowe są bardziej reaktywne niż nasycone kwasy tłuszczowe. Z łatwością przyłączają dwa atomy wodoru w miejscu wiązań podwójnych, zamieniając się w nasycone:
Proces ten nazywa się uwodornieniem. Substancje poddane uwodornieniu zmieniają swoje właściwości. Na przykład oleje roślinne przekształcane są w tłuszcz stały. Reakcja uwodornienia jest powszechnie stosowana do produkcji stałego tłuszczu jadalnego – margaryny z ciekłych olejów roślinnych.
Szczególne znaczenie dla człowieka mają wielonienasycone kwasy tłuszczowe. Nie są syntetyzowane w organizmie. Przy ich niedoborze lub braku w pożywieniu metabolizm tłuszczów, w szczególności cholesterolu, zostaje zakłócony i obserwuje się zmiany patologiczne w wątrobie, skórze i funkcjonowaniu płytek krwi. Dlatego nienasycone kwasy tłuszczowe, takie jak kwas linolenowy i linolowy, są niezbędnymi czynnikami odżywczymi.
Ponadto sprzyjają uwalnianiu syntetyzowanych w wątrobie tłuszczów i zapobiegają jej otyłości. Ten efekt nienasyconych kwasów tłuszczowych nazywa się efektem lipotropowym. Nienasycone kwasy tłuszczowe służą jako prekursory syntezy biologicznej substancje czynne- prostaglandyny. Dzienne zapotrzebowanie człowieka na kwasy wielonienasycone wynosi zwykle około 15 g.
Tłuszcze obojętne gromadzą się w komórkach tłuszczowych (adipocytach), pod skórą, w gruczołach sutkowych, torebkach tłuszczowych wokół narządów wewnętrznych Jama brzuszna; niewielka ich ilość występuje w mięśniach szkieletowych. Tworzenie i gromadzenie się tłuszczów obojętnych w tkance tłuszczowej nazywa się odkładaniem. Trójglicerydy stanowią podstawę tłuszczów rezerwowych, które stanowią rezerwę energetyczną organizmu i są wykorzystywane podczas postu, niedostatecznego spożycia tłuszczu i długotrwałego aktywność fizyczna.
Tłuszcze obojętne wchodzą także w skład błon komórkowych, złożone białka protoplazmatyczne i nazywane są protoplazmatycznymi. Tłuszcze protoplazmatyczne nie są wykorzystywane jako źródło energii nawet przy wyczerpaniu organizmu, ponieważ pełnią funkcję strukturalną. Ich liczba i skład chemiczny są stałe i nie zależą od składu pożywienia, natomiast skład tłuszczów rezerwowych ulega ciągłym zmianom. U ludzi tłuszcze protoplazmatyczne stanowią około 25% całkowitej masy tłuszczowej w organizmie (2-3 kg).
W różne komórki W organizmie, szczególnie w tkance tłuszczowej, stale zachodzą reakcje enzymatyczne biosyntezy i rozkładu tłuszczów obojętnych:
Podczas hydrolizy tłuszczów w organizmie powstaje glicerol i wolne kwasy tłuszczowe. Proces ten jest katalizowany przez enzymy lipazy. Proces hydrolizy tłuszczów w tkankach organizmu nazywa się lipolizą. Tempo lipolizy znacznie wzrasta podczas ćwiczeń wytrzymałościowych, a aktywność lipazy wzrasta podczas treningu.
Jeżeli reakcję rozkładu tłuszczu prowadzi się w obecności zasad (NaOH, KOH), to sodu lub sole potasowe kwasy tłuszczowe, które nazywane są mydłami, a sama reakcja nazywa się zmydlaniem. Ten Reakcja chemiczna jest podstawą do produkcji mydła z różnych tłuszczów i ich mieszanin.
Fosfolipidy
Fosfolipidy to substancje tłuszczopodobne składające się z alkoholu (zwykle gliceryny), dwóch reszt kwasów tłuszczowych, reszty kwasu fosforowego i substancji zawierającej azot (aminoalkohol - cholina lub kolamina).
Jeśli cząsteczki fosfolipidów zawierają cholinę, nazywane są lecytynami, a jeśli występuje kolamina, nazywane są cefalinami.
Cholina Kolamina
Alfa-lecytyna Alfa-kefalina
Struktura izomerów beta różni się tym, że reszty kwasu fosforowego i aminoalkoholu znajdują się przy drugim (środkowym) atomie węgla glicerolu.
Fosfatydy, zwłaszcza lecytyna, występują w dużych ilościach w żółtku jaj. W organizmie człowieka są szeroko rozpowszechnione w tkance nerwowej. Fosfolipidy pełnią ważną rolę biologiczną, będąc składnikiem strukturalnym wszystkich błon komórkowych, dostawcami choliny niezbędnej do powstawania neuroprzekaźnika – acetylocholiny. Właściwości błony, takie jak przepuszczalność, funkcja receptora i aktywność katalityczna enzymów związanych z błoną, zależą od fosfolipidów.
Fosfolipidy dominują w błonach komórka zwierzęca, są one również zawarte w wielu jego cząsteczkach subkomórkowych.
Biologiczna rola fosfolipidów w organizmie jest znacząca i różnorodna. Jako niezbędny element błony biologiczne fosfolipidy biorą udział w ich funkcjach barierowych, transportowych, receptorowych, w podziale przestrzeni wewnętrznej komórki na organelle komórkowe - „cysterny”, przedziały. Te funkcje błonowe są obecnie uważane za najważniejsze mechanizmy regulacyjne aktywności komórki. Obecność fosfolipidów w błonach jest również niezbędna do funkcjonowania układów enzymatycznych związanych z błoną.
STEROIDY
Steroidy zaliczane są do lipidów niezmydlających się. Ze względu na charakter chemiczny steroidy są pochodnymi cyklopentanoperhydrofenantrenu. Dzieli się je na sterole i sterydy. Sterole to wielkocząsteczkowe alkohole cykliczne zawierające w cząsteczce rdzeń cyklopentanowo-perhydrofenantrenowy.
 |
W skład różnych tkanek wchodzą także sterydy – estry utworzone przez sterole i kwasy tłuszczowe. Sterole i ich pochodne pełnią w organizmie różnorodne funkcje. Duży znaczenie biologiczne zawiera cholesterol w organizmie zwierzęcia. Zaburzenie jego metabolizmu może prowadzić do zmiany patologiczne naczynia - miażdżyca. Cholesterol służy jako biologiczny prekursor kwasów żółciowych i hormonów steroidowych. Kwasy żółciowe odgrywają ogromne znaczenie w procesie rozkładu lipidów w jelicie. Hormony steroidowe regulują liczne procesy metaboliczne.
BIAŁKA
Najważniejszymi związkami w każdym organizmie są białka. Koniecznie znajdują się we wszystkich komórkach organizmu, w większości z nich białko stanowi ponad połowę suchej pozostałości. Wszystkie główne przejawy życia są powiązane z białkami. „Życie” – pisał F. Engels – „jest sposobem istnienia ciał białkowych... Wszędzie, gdzie spotykamy życie, stwierdzamy, że jest ono związane z jakimś rodzajem ciała białkowego, a wszędzie, gdzie spotykamy jakieś ciało białkowe, a nie w procesie rozkładu bez wyjątku spotykamy przejawy życia.”
Białka - o wysokiej masie cząsteczkowej, zawierające azot związki organiczne składający się z reszt aminokwasowych. Oprócz aminokwasów w niektórych białkach występują także inne związki.
Organizmy żywe charakteryzują się dużą różnorodnością białek, które stanowią podstawę struktury organizmu i zapewniają wiele jego funkcji. Uważa się, że w przyrodzie występuje około 1010-1012 różnych białek, co wyjaśnia ogromną różnorodność organizmów żywych. W organizmach jednokomórkowych występuje około 3000 różnych białek, a w organizmie człowieka około 5 000 000.
Pomimo swojej złożoności strukturalnej i różnorodności, wszystkie białka zbudowane są ze stosunkowo prostych elementów strukturalnych – aminokwasów. Białka to cząsteczki polimerowe zawierające 20 różnych aminokwasów. Zmiana liczby reszt aminokwasowych i kolejności ich umiejscowienia w cząsteczce białka umożliwia utworzenie ogromnej liczby białek, różniących się właściwościami fizykochemicznymi, strukturalną lub funkcjonalną rolą w organizmie.
Dla każdego organizmu białka odgrywają decydującą rolę we wszystkich procesach życiowych. Związane są z nimi takie właściwości żywego organizmu, jak drażliwość, kurczliwość, trawienie, zdolność wzrostu, rozmnażania się i poruszania się. W związku z tym białka są głównymi nośnikami życia. Związki podobne do białek nie występują w przyrodzie nieożywionej.
Skład chemiczny i biologiczna rola białek
Białka to wielkocząsteczkowe substancje zawierające azot, których hydroliza wytwarza aminokwasy. Czasami białka nazywane są białkami (od greckiego proteus - pierwszy, główny), określając w ten sposób ich najważniejszą rolę w życiu wszystkich organizmów. Białko w organizmie człowieka stanowi średnio 45% suchej masy ciała (12-14 kg). Jego zawartość w poszczególnych tkankach jest różna. Najwięcej białka znajduje się w mięśniach, kościach, skórze, przewód pokarmowy i inne gęste tkanki.
Dzienne zapotrzebowanie na białko osoby dorosłej nieuprawiającej sportu wynosi średnio 1,3 g na 1 kg masy ciała, czyli około 80 g. Przy dużych wydatkach energetycznych zapotrzebowanie na białko wzrasta o około 10 g na każde 2100 kJ wzrostu wydatek energetyczny .
Białka dostają się do organizmu głównie z pożywienia pochodzenia zwierzęcego. Rośliny zawierają znacznie mniej białka: warzywa i owoce - tylko 0,3-2,0% masy świeżej tkanki; Najwięcej białka znajdują się w roślinach strączkowych – 20-30%, zbożach – 10-13 i grzybach – 3-6%.
Elementarny skład białek. Najważniejszymi pierwiastkami chemicznymi wszystkich białek są węgiel (50-55%), tlen (21-23%), wodór (6,5-7,3%), azot (15-18%), siarka (0,3-2,5%). W białkach znaleziono także fosfor, żelazo, jod, miedź, mangan i inne pierwiastki chemiczne.
Lipidy mogą być proste lub złożone. Tłuszcze proste składają się z dwóch składników (na przykład tłuszcze obojętne zawierają glicerol i kwasy tłuszczowe), podczas gdy tłuszcze złożone zawierają więcej niż dwa.
Do prostych lipidów zaliczają się tłuszcze (triglicerydy lub tłuszcze obojętne) i woski. Ich niezbędnym składnikiem są kwasy tłuszczowe.
Kwasy tłuszczowe (FA) to kwasy monokarboksylowe posiadające jeden łańcuch alifatyczny, tj. składający się z jednej grupy karboksylowej i długiego niepolarnego ogona.
Kwasy tłuszczowe w naturalnych lipidach zazwyczaj zawierają parzystą liczbę atomów węgla
Kwasy tłuszczowe dzielą się na nasycone (lub nasycone) i nienasycone (nienasycone). Kwasy nasycone nie zawierają wiązań podwójnych. Kwasy nienasycone zawierają jedno (jednonienasycone) lub kilka (wielonienasyconych) wiązań podwójnych:
CH3(CH2)nCH=CH(CH2)nCOOH - jednonienasycone;
CH 3 (CH 2)n(CH=CHCH 2)m(CH 2)kCOOH – wielonienasycone
Wiązania podwójne w naturalnych wielonienasyconych kwasach tłuszczowych są izolowane (niesprzężone). Z reguły wiązania mają konfigurację cis, co nadaje takim cząsteczkom dodatkową sztywność. Ma to sens biologiczny, ponieważ takie cząsteczki są częścią błon komórkowych.
Podajmy ich klasyfikację.
Najpopularniejsze nienasycone kwasy tłuszczowe to palmitynowy i stearynowy.
C16:0, skrót od kwasu palmitynowego, oznacza, że ma 16 atomów węgla i nie ma podwójnych wiązań.
CH 3 (CH 2) 14 COOH - inne oznaczenie kwasu palmitynowego
C 18:0 – stearynowy, CH 3 (CH 2) 16 COOH
Ponadto uwalniane są następujące nasycone kwasy tłuszczowe:
Od 12:0 – laurowy;
Od 14:0 – mirystynowy;
Od 20:0 – arachina;
Od 22:0 – Behenovaya;
C 24:0 – lignocerowy.
Monoen:
C 16:1 – palmitooleinowy
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH;
C 18:1 – oleinowy
CH 3 (CH 2) 7 CH=CH(CH 2) 7 COOH.
Położenie wiązania podwójnego względem grupy karboksylowej jest oznaczone znakiem ∆ 9, gdzie liczba oznacza liczbę atomową atomu węgla, w pobliżu którego znajduje się wiązanie podwójne. Zatem wymienione kwasy można oznaczyć odpowiednio C 16:1, ∆ 9 i C 18:1, ∆ 9.
Kwasy polienowe najczęściej mają dwa i trzy wiązania podwójne:
C 18:2, ∆ 9 – linolowy, CH 3 (CH 2) 4 (CH=CHCH 2) 2 (CH 2) 6 COOH;
C 18:3, ∆ 9 – linolenowy, CH 3 CH 2 (CH=CHCH 2) 3 (CH 2) 6 COOH.
Czasami występują kwasy tłuszczowe (tzw. Niezwykłe), w których łańcuchach alifatycznych znajdują się podstawniki: CH 3 -, -OH, C=O itp.:
CH 3 (CH 2) 7 -CH-(CH 2) 8 COOH - tuberculostearic, C 19:0, z prątków gruźlicy
CH 3 (CH 2) 5 -CH - CH (CH 2) 9 COOH - Lactobacillus C 19:0.
Kwasy tłuszczowe są nierozpuszczalne w wodzie, temperatura topnienia maleje wraz ze wzrostem liczby wiązań podwójnych i skracaniem się łańcucha.
Kwasy tłuszczowe takie jak linolowy, linolenowy i tym podobne (z dwoma i trzema podwójnymi wiązaniami) nie są syntetyzowane w organizmie człowieka i nazywane są niezbędnymi. Dlatego należy je pozyskiwać z pożywienia.
W tym przypadku kwasy polienowe dzielą się na dwie grupy: ω-3 i ω-6 (w zależności od położenia podwójnego wiązania z atomu węgla ostatniej grupy metylowej). Kwasy te są prekursorami różnych grup lokalnych hormonów – eikozanoidów. Zatem kwas linolowy jest przykładem kwasów ω-6. Przykładem kwasów ω-3 jest kwas tymnodonowy (eikozapentanowy), C 20:5 (ω-3). Występuje w tłuszczu ryb morskich, chociaż jest pochodzenia roślinnego i jest syntetyzowany przez fitoplankton. Ponadto ryby takie jak łosoś, makrela, śledź, sardynki itp. Jedząc plankton, kumulują ten kwas w swoim tłuszczu. Kiedy dana osoba spożywa ten kwas, zmniejsza się krzepliwość krwi, co służy do zapobiegania chorobom sercowo-naczyniowym.
Woski
Woski to estry utworzone przez długołańcuchowe kwasy tłuszczowe i długołańcuchowe alkohole (o 16 do 36 atomach węgla). Woski są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Woskowa powłoka liści i owoców roślin chroni je przed uszkodzeniami mechanicznymi, ogranicza utratę wilgoci i zapobiega infekcjom. U kręgowców woski wydzielane przez gruczoły skórne działają jak powłoka ochronna, natłuszczająca i zmiękczająca skórę oraz chroniąca ją przed wodą. Włosy pokryte są woskową wydzieliną. Ptasie pióra i skóry zwierząt mają również woskową powłokę, która nadaje im właściwości hydrofobowe. Wosk owcza wełna– lanolina – jest szeroko stosowana w medycynie i kosmetyce jako baza do sporządzania maści i kremów. Wosk wytwarzany przez pszczoły służy jako budulec plastrów miodu:
Wosk
Woski są normalnymi metabolitami niektórych mikroorganizmów. Woski naturalne, obok estrów wyższych kwasów tłuszczowych i wyższych alkoholi, zawierają pewną ilość wolnych kwasów tłuszczowych, alkoholi, a także węglowodorów o nieparzystej liczbie atomów węgla (21-35), substancji barwiących i zapachowych. Wszystkie woski są substancjami stałymi o różnej barwie, odpornymi na światło, czynniki utleniające i ciepło. Ich temperatura topnienia wynosi od 30 do 90 o C.
Tłuszcze neutralne (triacyloglicerole, triglicerydy)
Są to estry gliceryny i kwasów tłuszczowych. Tłuszcze neutralne mogą być proste lub mieszane. Proste zawierają te same reszty kwasów tłuszczowych, mieszane zawierają różne reszty kwasów tłuszczowych. Tłuszcze neutralne mogą zawierać zarówno nasycone, jak i nienasycone kwasy tłuszczowe.
Tłuszcze obojętne dzielą się na triacyloglicerydy, diacyloglicerydy i monoacyloglicerydy (w zależności od ilości kwasów tłuszczowych przyłączonych do gliceryny). Najpopularniejsze są triacyloglicerydy. Nazwy triacylogliceroli pochodzą od nazw kwasów tłuszczowych, które je tworzą. Na przykład triacyloglicerol zawierający trzy reszty kwasu palmitynowego można by nazwać tripalmityną:
Jeśli cząsteczka zawiera reszty różnych kwasów tłuszczowych, wówczas w nazwie będą wskazane wszystkie reszty zawarte w jej składzie z końcówką –olej i dodatkiem słowa glicerol. Na przykład 1-stearoil, 2-linoleoil, 3-palmitoiloglicerol:
Właściwości fizykochemiczne trójglicerydów zależą od właściwości wchodzących w ich skład kwasów tłuszczowych. Ogólnie rzecz biorąc, triacyloglicerydy zwierzęce zawierają więcej kwasów nasyconych niż triacyloglicerydy roślinne i dlatego są twardsze. Skład i jakość tłuszczu charakteryzują specjalne parametry zwane stałymi chemicznymi trójglicerydów:
1) liczba jodowa to liczba gramów jodu związanego w 100 gramach tłuszczu. Ponieważ jod wiąże się tylko z podwójnymi wiązaniami kwasów tłuszczowych, liczba jodowa charakteryzuje stopień nienasycenia tłuszczu.
2) liczba kwasowa – liczba miligramów wodorotlenku potasu potrzebna do zneutralizowania 1 grama tłuszczu. Wskazuje ilość wolnych kwasów tłuszczowych w tłuszczu.
3) liczba zmydlania – liczba miligramów wodorotlenku potasu potrzebna do zneutralizowania wszystkich kwasów tłuszczowych, wolnych i związanych, zawartych w tłuszczu.
WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE I CHEMICZNE LIPIDÓW
Lipidy to substancje bardzo niejednorodne pod względem budowy chemicznej, charakteryzujące się różną rozpuszczalnością w rozpuszczalnikach organicznych i z reguły nierozpuszczalne w wodzie. Odgrywają ważną rolę w procesach życiowych. Będąc jednym z głównych składników błon biologicznych, lipidy wpływają na ich przepuszczalność, biorą udział w przekazywaniu impulsów nerwowych i tworzeniu kontaktów międzykomórkowych.
Inne funkcje lipidów to tworzenie rezerwy energii, tworzenie ochronnych, wodoodpornych i izolujących termicznie osłon u zwierząt i roślin oraz ochrona narządów i tkanek przed naprężeniami mechanicznymi. Frakcja lipidowa zawiera większość substancji, które przedstawiono w tabeli. Ze względu na niejednorodność składników wchodzących w skład frakcji lipidowej, określenia „frakcja lipidowa” nie można uważać za cechę strukturalną; jest to jedynie robocza nazwa laboratoryjna frakcji otrzymywanej w wyniku ekstrakcji materiału biologicznego rozpuszczalnikami niepolarnymi. Jednakże większość lipidów ma pewne wspólne cechy strukturalne, które nadają im ważne właściwości biologiczne i podobną rozpuszczalność. Najbardziej powszechnymi lipidami są tłuszcze obojętne, których składnikami strukturalnymi, podobnie jak większość lipidów, są kwasy tłuszczowe.
NIEKTÓRE NATURALNE KWASY TŁUSZCZOWE
|
Liczba atomów węgla |
Struktura |
Nazwa systematyczna |
Trywialna nazwa |
|
Nasycone kwasy tłuszczowe |
|||
|
CH3(CH2)10 COOH |
N- Dodekan |
Lauryk |
|
|
CH3(CH2)12COOH |
N- Tetradekan |
Mirystyk |
|
|
CH3(CH2)14COOH |
N- Heksadekan |
Palmitynowy |
|
|
CH3(CH2)16COOH |
N- Oktadekan |
Stearynowy |
|
|
CH3(CH2)18COOH |
N- Eikosan |
Arachinowa |
|
|
CH3(CH2)22COOH |
N- Tetrakozan |
Lignoceryczny |
|
|
Nienasycone kwasy tłuszczowe |
|||
|
CH 3 (CH 2) 5 CH = CH (CH 2) 7 COOH |
palmitynowy |
||
|
CH 3 (CH 2) 7 CH = CH (CH 2) 7 COOH |
oleinowy |
||
|
CH 3 (CH 2) 4 CH = CH CH 2 CH = CH (CH 2) 7 COOH |
Linolowy |
||
|
CH 3 CH 2 CH = CH CH 2 CH = CH CH 2 CH = CH (CH 2) 7 COOH |
Linolenowy |
||
|
CH 3 (CH 2) 4 CH = CH CH 2 CH = CH CH 2 CH = CH CH 2 CH = (CH 2) 3 COOH |
Arachidonowy |
||
Kwasy tłuszczowe – alifatyczne kwasy karboksylowe – występują w organizmie w postaci wolnej (śladowe ilości w komórkach i tkankach) lub pełnią funkcję budulcową większości klas lipidów.
Naturalne kwasy tłuszczowe, choć nieco arbitralnie, można podzielić na trzy grupy: nasycone, jednonienasycone i wielonienasycone kwasy tłuszczowe. Kwasy tłuszczowe występujące w naturalnych lipidach zawierają zwykle parzystą liczbę atomów węgla i przeważnie mają łańcuch prosty.
Kwasy tłuszczowe wchodzące w skład lipidów zwierząt i roślin wyższych mają wiele wspólnych właściwości. Jak już wspomniano, prawie wszystkie naturalne kwasy tłuszczowe zawierają parzystą liczbę atomów węgla, najczęściej 16 lub 18. Nienasycone kwasy tłuszczowe u zwierząt i ludzi biorące udział w budowie lipidów zwykle zawierają podwójne wiązanie pomiędzy 9. i 10. atomem węgla; dodatkowe wiązania podwójne zwykle znajdują się w obszarze pomiędzy 10. atomem węgla a końcem metylowym łańcucha. Osobliwością podwójnych wiązań naturalnych nienasyconych kwasów tłuszczowych jest to, że są one zawsze oddzielone dwoma prostymi wiązaniami, tj. zawsze znajduje się między nimi co najmniej jedna grupa metylenowa (-CH = CH - CH 2 - CH = CH -). Takie wiązania podwójne nazywane są „izolowanymi”. Zawierają naturalne nienasycone kwasy tłuszczowe cis-konfiguracja i są niezwykle rzadkie trans-konfiguracje. Uważa się, że w nienasyconych kwasach tłuszczowych z kilkoma wiązaniami podwójnymi cis-konfiguracja nadaje łańcuchowi węglowodorowemu wygięty i skrócony wygląd, co ma biologiczny sens (szczególnie biorąc pod uwagę, że wiele lipidów jest częścią błon).
Długołańcuchowe kwasy tłuszczowe są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie. Ich sole sodowe i potasowe (mydła) tworzą w wodzie micele. W tym ostatnim ujemnie naładowane grupy karboksylowe kwasów tłuszczowych są zwrócone w stronę fazy wodnej, a niepolarne łańcuchy węglowodorowe są ukryte w strukturze micelarnej. Takie micele mają ujemny ładunek netto i pozostają zawieszone w roztworze z powodu wzajemnego odpychania.
TEMAT. 1.CHARAKTERYSTYKA FIZYKOCHEMICZNATŁUSZCZE NEUTRALNE
(Godzina ósma)
Tłuszcze obojętne to estry glicerolu i kwasów tłuszczowych. Jeśli wszystkie trzy grupy hydroksylowe glicerolu są estryfikowane kwasami tłuszczowymi (rodniki acylowe R1, R2 i R3 mogą być takie same lub różne), wówczas związek ten nazywa się triglicerydem
Glicerol (glicerol) Monogliceryd (monoacyloglicerol)
(triacyloglicerol), jeśli dwie - digliceryd (diacyloglicerol) i wreszcie, jeśli jedna grupa jest etyryfikowana - monogliceryd (monoacyloglicerol).
Digliceryd (diacyloglicerol) Trójgliceryd (triacyloglicerol)
Tłuszcze neutralne występują w organizmie albo w postaci tłuszczu protoplazmatycznego, który jest składnikiem strukturalnym komórek, albo w postaci tłuszczu rezerwowego. Rola tych dwóch form tłuszczu w organizmie nie jest taka sama. Tłuszcz protoplazmatyczny ma stały skład chemiczny i zawarty jest w tkankach w określonej ilości, która nie zmienia się nawet przy chorobliwej otyłości, natomiast ilość tłuszczu rezerwowego podlega dużym wahaniom.
Większość naturalnych tłuszczów obojętnych to trójglicerydy. Kwasy tłuszczowe w trójglicerydach mogą być nasycone lub nienasycone. Najpopularniejszymi kwasami tłuszczowymi są kwas palmitynowy, stearynowy i oleinowy. Jeśli wszystkie trzy rodniki kwasowe należą do tego samego kwasu tłuszczowego, wówczas takie trójglicerydy nazywane są prostymi (na przykład tripalmityna, tristearyna, trioleina itp.), Ale jeśli należą do różnych kwasów tłuszczowych, wówczas są mieszane. Nazwy mieszanych trójglicerydów pochodzą od zawartych w nich kwasów tłuszczowych; w tym przypadku liczby 1, 2 i 3 wskazują połączenie reszty kwasu tłuszczowego z odpowiednią grupą alkoholową w cząsteczce glicerolu (na przykład 1-oleo-2-palmitostearyna).
Praktycznie determinują je kwasy tłuszczowe tworzące trójglicerydy właściwości fizykochemiczne. Zatem temperatura topnienia trójglicerydów wzrasta wraz ze wzrostem ich liczby i długość reszt nasyconych kwasów tłuszczowych . Natomiast im wyższa zawartość nienasyconych lub krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, tym niższa temperatura topnienia. Tłuszcze zwierzęce (smalec) zwykle zawierają znaczną ilość nasyconych kwasów tłuszczowych (palmitynowego, stearynowego itp.), Dzięki czemu są stałe w temperaturze pokojowej. Tłuszcze, które zawierają wiele kwasów jedno- i wielonienasyconych, w zwykłych temperaturach są płynne i nazywane są olejami. Zatem w oleju konopnym 95% wszystkich kwasów tłuszczowych to kwas oleinowy, linolowy i linolenowy, a tylko 5% to kwas stearynowy i palmitynowy. Należy pamiętać, że tłuszcz ludzki, który topi się w temperaturze 15°C (w temperaturze ciała jest płynny), zawiera 70% kwasu oleinowego.
Glicerydy mogą wchodzić we wszystkie reakcje chemiczne charakterystyczne dla estrów. Najwyższa wartość zachodzi reakcja zmydlania, w wyniku której z trójglicerydów powstają glicerol i kwasy tłuszczowe. Zmydlanie tłuszczu może wystąpić zarówno podczas hydrolizy enzymatycznej, jak i pod działaniem kwasów lub zasad.
Praca laboratoryjna nr 40
EDUKACJAPLAMA OLEJU
Postęp
Kroplę oleju nanosi się za pomocą szklanego pręta na kartkę papieru. Tworzy się plama, która nie znika po podgrzaniu.
Praca laboratoryjna nr 41
ROZPUSZCZALNOŚĆ W TŁUSZCZU
Odczynniki: Olej roślinny (słonecznikowy, lniany, bawełniany lub inny)
Tłuszcz stały (jagnięcina, wołowina)
Eter dietylowy, aceton
Etanol
Postęp
Umieścić dwa rzędy probówek po 4 w każdym. Do probówek pierwszego rzędu dodaje się kilka kropli oleju roślinnego, a do probówek drugiego rzędu dodaje się kawałek stałego tłuszczu. Do pierwszej probówki każdego rzędu wlewa się 2 ml wody destylowanej, do drugiej taką samą ilość eteru dietylowego, do trzeciej acetonu, a do czwartej alkoholu. Wszystkie probówki są wstrząsane i obserwuje się rozpuszczalność tłuszczów w różnych rozpuszczalnikach. Zaleca się podgrzewanie probówek z alkoholem w łaźni wodnej. Zapisz wyniki doświadczenia.
|
Opcja doświadczenia |
probówki |
Zastosowane odczynniki (ml) |
Stopień rozpuszczalności |
|||
|
Olej roślinny |
||||||
Wyciągnąć wniosek:
Praca laboratoryjna nr 42
EMULSIFICACJA OLEJÓW TŁUSZCZOWYCH
Reaktywacje: Olej roślinny
Węglan sodu, 2% roztwór
Mydło, 2% roztwór
Postęp
Dodaj 5 kropli olejku do czterech probówek. Do pierwszej probówki dodać 2 ml wody destylowanej, do drugiej 2 ml 2% roztworu węglanu sodu (sody), do trzeciej taką samą ilość 2% roztworu mydła, 2 ml wody i kilka kropel żółć do czwartej. Wszystkie probówki są wstrząsane i w pierwszej probówce tworzy się niestabilna emulsja oleju w wodzie, która szybko oddziela się po odstaniu, a w pozostałych - stabilna emulsja dzięki działaniu dodanych emulgatorów, które są adsorbowane w zewnętrznej warstwie kropelek tłuszczu i zmniejszają ich napięcie powierzchniowe.
Wynik doświadczenia wpisz do tabeli:
|
probówki |
Zastosowane odczynniki (ml) |
Charakter emulsji |
||||
|
Warzywo |
H2O+ żółć |
|||||
|
A Również studenci medyczny uniwersytety Ukraina. Metodyczny instrukcje skompilowany adiunkt. Fedorko N.L., adiunkt. Zakharieva Z.E., adiunkt. Wowczuk... Bezpieczeństwo w sytuacjach awaryjnych, analiza świadczenia przedszpitalnej opieki medycznej ofiarom wypadków drogowych z obrażeniami złożonymi w strefie arktycznej obwodu archangielskiegoDokumentLekarz, studenci humanitarne i medyczny Zidentyfikowano specjalizacje, które lekarz musi wykonywać Być wysoce wykwalifikowany specjalista, używać zaawansowane techniki... L. N. Viktorova Kandydat prawa, profesor nadzwyczajny Ch. 21 (współautor)Dokument... Przez sprawdzanie aptek i inni medyczny instytucje, dla osób zajmujących się rzemiosłem medyczny przepisy... Może Być rejestruje się czas wystąpienia takich skutków, Który zostaje ujawniony podczas badania dochodzeniowego za pomocą specjalista. Określony ... L. S. Volkova i Honorowy Pracownik Szkoły Wyższej Federacji Rosyjskiej, profesor (1)DokumentI co Przez uszkodzenie obu inny wywołuje jedynie afazję, Może Być, forma, w Który ekspresowo... i medyczny instytucje. Wskutek studenci wydziały oligofrenopedagogiki otrzymują w trakcie studiów na ul Uniwersytet Również i terapia logopedyczna... I. A. Altman (redaktor naczelny), A. E. Gerber, Yu. A. Dombrovsky, Yu. I. Kanner, B. N. Kovalev, G. V. Kostyrchenko, dr Tamás Kraus (Węgry), A I. Kruglov (Ukraina), D. I. Poltorak, E. S. Rosenblat ( Białoruś), L.ADokumentDla specjaliści system edukacji – menedżerowie, nauczyciele, psycholodzy, pedagodzy społeczni, medyczny pracownicy oświaty instytucje, A Również ... | ||||||
Acyloglicerole, Lub neutralny Lipidy są najczęstszą grupą lipidów w przyrodzie. Związki te to estry kwasów tłuszczowych i alkoholu trójwodorotlenowego, gliceryny (glicerydy), w których jedna, dwie lub trzy grupy hydroksylowe glicerolu mogą ulegać estryfikacji, tworząc odpowiednio mono-, di- I triacyloglicerole:
Triacyloglicerole występują najczęściej w przyrodzie. Ponieważ wszystkie wymienione powyżej acyloglicerole nie zawierają grup jonowych, należą do nich neutralny lipidy. Jeśli wszystkie trzy rodniki kwasowe należą do tego samego kwasu tłuszczowego, wówczas takie triacyloglicerole nazywane są prostymi, ale jeśli należą do różnych kwasów tłuszczowych, wówczas są mieszane.
Kwasy tłuszczowe tworzące triacyloglicerole decydują o ich właściwościach fizykochemicznych. Im więcej reszt kwasów krótkołańcuchowych i nienasyconych w lipidach, tym niższa temperatura topnienia i wyższa rozpuszczalność. Zatem tłuszcze zwierzęce zwykle zawierają znaczną ilość nasyconych kwasów tłuszczowych, dzięki czemu pozostają stałe w temperaturze pokojowej. Tłuszcze zawierające wiele nienasyconych kwasów będą w tych warunkach płynne; nazywane są olejami.
Większość tłuszczów zwierzęcych zawiera estry kwasu palmitynowego, stearynowego, palmitooleinowego, oleinowego i linolenowego w różnych proporcjach. Tłuszcz ludzki, który topi się w temperaturze 15°C, zawiera około 70% nienasyconych kwasów tłuszczowych, a w temperaturze ciała występuje w stanie ciekłym. Tłuszcze z różnych tkanek tego samego organizmu, podobnie jak oleje roślinne, mogą różnić się od siebie zarówno długością łańcuchów węglowodorowych, jak i stopniem ich nienasycenia.
Aby scharakteryzować właściwości tłuszczu, stosuje się stałe lub grube liczby,- liczba kwasowa, liczba zmydlania, liczba jodowa.
Wspólną częścią strukturalną wszystkich fosfoglicerydów jest kwas fosfatydowy (1,2-diacylo,3-fosfoglicerol).
Kwas fosfatydowy powstaje w organizmie podczas biosyntezy triacyloglików, neroli i fosfoglicerydów jako powszechny metabolit pośredni; w tkankach występuje w niewielkich ilościach. Należy zauważyć, że wszystkie naturalne fosfoglicerydy należą do serii L. Różny fosfoglicerydy różnią się od siebie dodatkowymi grupami przyłączonymi wiązaniem fosfoestrowym do kwasu fosfatydowego, tj. R3. Skład kwasów tłuszczowych różnych fosfoglicerydów jest zróżnicowany nawet w obrębie tego samego organizmu i wraz z grupami podstawieniowymi determinuje specyficzność fosfolipidów:
Fosfatydylocholina (lecytyna). Zawiera ho-line aminoalkoholową (wodorotlenek 3-hydroksyetylotrimetyloamoniowy):
 |
Fosfatydyloetanoloamina (kefalina). Zamiast choliny fosfatydyloetanoloaminy zawierają zasadę azotową etanoloaminę HO-CH2-CH2-NH3.
W ciele zwierząt i roślin wyższych największa liczba występują także fosfatydylocholiny i fosfatydyloetanoloaminy. Te dwie grupy glicerofosfolipidów są głównymi składnikami lipidowymi błon komórkowych.
Fosfatydyloinozytole W przeciwieństwie do innych grup fosfoglicerydów, zamiast związków zawierających azot, fosfatydyloinozytole zawierają 6-węglowy cykliczny alkohol inozytol, reprezentowany przez jeden z jego stereoizomerów, monositol.
Fosfatydyloglicerole. Podobnie jak fosfatydyloinozytole, fosfatydyloglicerole nie zawierają związku zawierającego azot. W tych związkach grupą polarną jest inna cząsteczka glicerolu.
