20.2. Жиры

Жиры составляют существенную часть пищи человека. Они содержатся в мясе, рыбе, молочных продуктах, зерне. Жиры – форма запасания энергии в организме.

Молекулы жиров состоят из углерода, водорода, кислорода, как и молекулы углеводов. Содержание кислорода в них меньше, чем в углеводах, и этим они ближе к углеводородам. Углеводороды они напоминают и по растворимости, и по содержанию энергии. Если поступление энергии в организм превышает его расход, то "лишнее" ее количество превращается в жир и откладывается в тканях организма. Если энергии поступает меньше, чем нужно, то этот жир расходуется.

Жиры входят в состав класса биомолекул, называемых липидами.

Жиры – это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот. В состав жиров могут входить насыщенные кислоты (твердые жиры) и ненасыщенные (масла) (см. тему 16). Установлено, что насыщенные жиры могут вызвать образование бляшек из жироподобного вещества на стенках артерий, что может привести к их закупориванию. В результате это приводит к таким заболеваниям, как инфаркт и инсульт. Жиры растительного происхождения содержат в своем составе несколько двойных связей (а есть и тройные). Так подсолнечное масло содержит 91 % ненасыщенных жиров, кукурузное – 87 %.

Молекулы жира богаты энергией. 1 г жира дает 9 ккал энергии, т.е. примерно в 2 раза больше, чем 1 г углеводов или белков. Поэтому жир выбран природой в качестве аккумулятора энергии в живых организмах. Именно поэтому и трудно "сжечь" избыток жира. Излишек углеводов перерабатывается организмом также в жир.

В настоящее время организм среднестатистического жителя развитых стран получает с жирами до 40 % энергии, в то время как врачи советуют, чтобы эта цифра не превышала 30 %.

20.3. Белки

Наше тело состоит примерно на 60 % из воды и на 20 % из жира. Остальные 20 % приходятся главным образом на белки, углеводы, а также на костные ткани, состоящие в основном из кальция и фосфора.

Белки – основной структурный компонент живых тканей. Кожа, волосы, глаза, ногти – это все белки. Костные ткани, кровь, мозг – все это содержит белки. Все ферменты, контролирующие процессы в организме, тоже представляют собой белки. В организме содержатся десятки различных белков. Можно сказать, что белки – это вещества, из которых состоит все живое на Земле.

Белки – незаменимый компонент живого организма, они необходимы как для его роста, так и для поддержания нормальной жизнедеятельности. В обоих случаях происходит образование новой ткани. Замена старых клеток на новые происходит очень часто. Например, красные кровяные клетки полностью обновляются ежемесячно; клетки, выстилающие стенки кишечника – еженедельно. При умывании мы стираем с себя мертвые клетки кожи.

Белками принято считать высокомолекулярные полипептиды, выполняющие какую-либо биологическую функцию.

Таблица 20.1.

Типы белков, присутствующих в человеческом теле, и их функции

Тип	Функции	Пример
Структурные белки
Мышцы	Обеспечение двигательных функций	Миозин (мышцы)
Соединительные ткани	Обеспечение целостности организма, защита от внешних воздействий	Коллаген (сухожилия), кератин (кожа, волосы, ногти)
Хромосомные белки	Часть структуры хромосом	Гистоны
Мембраны	Защита, контроль за потоком веществ в организме, передача информации	Рецепторы
Транспортные белки	Перенос кислорода и других веществ	Гемоглобин – переносчик кислорода
Регуляторные белки
Контролирующие белки	Поддержание рН, солевого состава	Альбумин сыворотки
Ферменты (биокатализаторы)	Контроль метаболизма	Протеазы – разрушают белки пищи
Гормоны	Регуляция процессов жизнедеятельности	Инсулин (контроль содержания глюкозы в крови)
Защитные белки	Антитела (защищают от инфекций)	Гаммаглобулин
Любые белки	Перерабатываются с получением энергии при их избытке или недостатке углеводов и жиров	Любые белки

Белок можно рассматривать как полимер аминокислот.

Большинство аминокислот описывается формулой

Н



R – C – COOH



NH₂

R - разнообразные группы (-СН₃; - СН₂ОН; - СН₂SH₂ и более сложные).

Аминокислоты представляют собой амфотерные вещества, т.к. благодаря присутствию аминогруппы они вступают в реакции, характерные для оснований, а из-за наличия карбоксильной группы ведут себя как кислоты. Это свойство позволяет регулировать рН в различных системах.

Молекула аминокислоты содержит как минимум 2 функциональные группы, следовательно, способна вступать в реакцию поликонденсации.

Некоторые белки имеют относительную молекулярную массу свыше 1 000 000, и, следовательно, состоят из большого числа аминокислотных остатков. В общем виде структуру любого полипептида можно представить следующим образом:

O O O O

ll ll ll ll

NH₂ ┬ C – NH ┬ C –  NH ┬ C – NH ┬ C – OH

R₁ R₂ R₃ R₄

R₁, R₂, R₃, R₄ – остатки, отвечающие любой из природных аминокислот.

Связь – СОNH – называется пептидной связью.

В человеческом организме содержится как минимум 50 000 различных белков. И это разнообразие достигается комбинацией всего 20 аминокислот.