Глава 6

химиялипидов

Липиды представляют собой обширную группу соединений, существенно различающихся по своей химической структуре и функциям. Поэтому трудно дать единое определение, которое подошло бы для всех соединений, относящихся к этому классу.

Можно сказать, что липиды представляют собой группу веществ, которые характеризуются следующими признаками: нерастворимостью в воде; растворимостью в неполярных растворителях, таких, как эфир, хлороформ или бензол; содержанием высших алкильных радикалов; рас­пространенностью в живых организмах.

Под это определение попадает большое количество веществ, в том числе такие, которые обычно причисляют к другим классам соединений: на­пример, жирорастворимые витамины и их производные, каротиноиды, высшие углеводороды и спирты. Включение всех этих веществ в число липидов в известной степени оправдано, потому что в живых организмах они находятся вместе с липидами и вместе с ними экстрагируются не­полярными растворителями. С другой стороны, имеются представители липидов, которые довольно хорошо растворяются в воде (например, лизолецитины). Термин «липиды» является более общим, чем термин «липоиды», который объединяет группу жироподобных веществ, таких, как фосфолипиды, стерины, сфинголипиды и др.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЛИПИДОВ

Липиды играют важнейшую роль в процессах жизнедеятельности. Будучи одним из основных компонентов биологических мембран, липиды влияют на их проницаемость, участвуют в передаче нервного импульса, создании межклеточных контактов. Жир служит в организме весьма эффективным источником энергии либо при непосредственном использовании, либо потенциально —в форме запасов жировой ткани. В натуральных пищевых жирах содержатся жирорастворимые витамины и «незаменимые» жирные кислоты. Важная функция липидов-создание термоизоляционных покро­вов у животных и растений, защита органов и тканей от механических воздействий.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЛИПИДОВ

Существует несколько классификаций липидов. Наибольшее распростра­нение получила классификация, основанная на структурных особенностях липидов. По этой классификации различают следующие основные классы липидов.

188

A. Простые лишщы: сложные эфиры жирных кислот с различными спиртами.

1. Глицериды (ацилглицерины, или ацилглицеролы —по международной номенклатуре) представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот.

2. Воска: сложные эфиры высших жирных кислот и одноатомных или двухатомных спиртов.

Б. Сложные липиды: сложные эфиры жирных кислот со спиртами, до­полнительно содержащие и другие группы.

1. Фосфолипиды: липиды, содержащие, помимо жирных кислот и спир­ та, остаток фосфорной кислоты. В их состав часто входят азотистые основания и другие компоненты:

а) глицерофосфолипиды (в роли спирта выступает глицерол);

б) сфинголипиды (в роли спирта-сфингозин).

2. Гликолипиды (гликосфинголипиды).

3. Стероиды.

3. Другие сложные липиды: сульфолипиды, аминолипиды. К этому классу можно отнести и липопротеины.

B. Предшественники и производные липидов: жирные кислоты, глице­ рол, стеролы и прочие спирты (помимо глицерола и стеролов), аль­ дегиды жирных кислот, углеводороды, жирорастворимые витамины и гормоны.

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ

Жирные кислоты —алифатические карбоновые кислоты —в организме могут находиться в свободном состоянии (следовые количества в клетках и тка­нях) либо выполнять роль строительных блоков для большинства классов липидов *.

В природе обнаружено свыше 200 жирных кислот, однако в тканях человека и животных в составе простых и сложных липидов найдено около 70 жирных кислот, причем более половины из них в следовых количествах. Практически значительное распространение имеют немногим более 20 жирных кислот. Все они содержат четное число углеродных атомов, главным образом от 12 до 24. Среди них преобладают кислоты, имеющие С₁₆ и С₁₈ (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая). Ну­мерацию углеродных атомов в жирно-кислотной цепи начинают с атома углерода карбоксильной группы. Примерно ³/₄ ^всех жирных кислот явля­ются непредельными (ненасыщенными), т.е. содержат двойные связи. Ненасыщенные жирные кислоты человека и животных, участвующие в построении липидов, обычно содержат двойную связь между (9-м и 10-м атомами углеводородов); дополнительные двойные связи чаще бывают на участке между 11-м атомом углерода и метальным концом цепи. Свое­образие двойных связей природных ненасыщенных жирных кислот заклю­чается в том, что они всегда отделены двумя простыми связями, т.е. между

* В природе значительно чаще встречаются длинноцепочечные жирные кислоты с числом углеродных атомов больше двенадцати, часто их называют - «высшие жирные кислоты».

ними всегда имеется хотя бы одна метиленовая группа (—СН=СН— —СН₂—СН=СН—). Подобные двойные связи обозначают как «изоли­рованные».

Систематическое название жирной кислоты чаще всего образуется путем добавления к названию углеводорода окончания -овая. Насыщенные кисло­ты при этом имеют окончание -ановая (например, октановая кислота -систематическое название, каприловая кислота-тривиальное название), а ненасыщенные кислоты - -еновая (например, октадеценовая кислота -систематическое название, олеиновая кислота-тривиальное название) (табл. 6.1; 6.2).

Таблица 6.1. Некоторые физиологически важные насыщенные жирные кислоты

Число	Тривиальное название	Систематическое	Химическая формула
атомов С		название	соединения
6	Капроновая	Гексановая	CHj-fCHJ.-COOH
8	Каприловая	Октановая	сн3-(сн:).-соон
10	Каприновая	Декановая	СН3-(СН,),-СООН
12	Лауриновая	Додекановая	СН3-(СН,)|0-СООН
14	Миристиновая	Тетраде кановая	СН,-(СНД,-СООН
16	Пальмитиновая	Гексадекановая	СН,-(СН,) ,-СООН
18	Стеариновая	Октаде кановая	СН3-(СН2),.-СООН
20	Арахиновая	Эйкозановая	СН,-(СЮ, -СООН
22	Беге новая	Докозановая	СН,-(СН,),.-СООН
24	Лигноцериновая	Те тракозановая	СН3-(СН2)22-СООН

В соответствии с систематической номенклатурой количество и по­ложение двойных связей в ненасыщенных жирных кислотах часто обозна­чают с помощью цифровых символов: например, олеиновую кислоту как 18:1;9, линолевую кислоту как 18:2;9,12, где первая цифра—число угле­родных атомов, вторая —число двойных связей, а следующие цифры — номера ближайших к карбоксилу углеродных атомов, вовлеченных в образование двойной связи.

В специальной литературе жирные кислоты часто изображают в виде зигзагообразной вытянутой линии, отражающей жесткость валентного угла атомов углерода в ИГ для насыщенной и в 123°—для двойной связи. Однако такая конформация является условной и справедлива только для случая, когда жирная кислота находится в кристаллическом состоянии. В растворах жирно-кислотная цепь может образовывать бесчисленное количество конформаций вплоть до клубка, в котором имеются и линейные участки различной длины в зависимости от числа двойных связей. Клубки могут слипаться между собой, образуя так называемые мицеллы. В послед­них отрицательно заряженные карбоксильные группы жирных кислот об­ращены к водной фазе, а неполярные углеводородные цепи спрятаны внутри мицеллярной структуры. Такие мицеллы имеют суммарный от­рицательный заряд и в растворе остаются суспендированными благодаря взаимному отталкиванию.

Известно также, что при наличии двойной связи в жирнокислотной цепи вращение углеродных атомов относительно друг друга ограничено. Это обеспечивает существование ненасыщенных жирных кислот в виде геомет-

190

Таблица 6.2. Некоторые физиологически важиые ненасыщенные жириые кислоты

Число атомов С	Тривиальное название	Систематическое назва­ние, включая место­нахождение двойных связей
		Моиоеиовые кислоты
16	Пальмитиновая	9 - ге ксаде це но вая
18	Олеиновая	9-октадеце новая
22	Эруковая	13-докозеновая
		Диеновые кислоты
18	Ли нолевая	9,12-октадека-диеновая
		Триеиовые кислоты
18	Линоленовая	9,12,15-октаде-катриеновая

Химическая формра соединения

СН₃— (CH₂)_S— СН= =СН—(СН₂)_—СООН СН₃—(СН₂)₇—СН= =СН-(СН,).-СООН СН₃-(СН₂),-СН= =СН—(СЩ_п—СООЖ

СН,-(СН,).-СН= =СН—СН₂—СН = =СН-(СН₂)₇-СООН

СН₃—СН₂—СН = =СН—СН₂—СН= =СН-СН₂-СН= =СН—(СНА—СООН

20 Арахидоновая

Тетраеиовые кислоты

5,8,11,14-эйко-затетраеновая

СН₃— (СН,)₄— СН= = СН—СН,—СН = =СН—СН₂—СН = =СН-СН₂-СН== =СН-(СН₂)₃-СООН

22 Клупанодоновая

Пентаеиовые кислоты

7,10,13,16,19-доко-запентаеновая

СН₃—СН₂—СН= =СН —СН₂—СН = =СН —СН₂—СН = =СН — СН₂— СН= = СН—СН₂—СН = =СН-(СН₂),-СООН

рических изомеров (рис. 6.1), причем природные ненасыщенные жирные кислоты имеют ({t/c-конфигурацию и крайне редко т^янс-конфигурации. Считают, что жирной кислоте с несколькими двойными связями ({ре­конфигурация придает углеводородной цепи изогнутый и укороченный вид. По этой причине молекулы этих кислот занимают больший объем, а при образовании кристаллов упаковываются не так плотно, как т^янс-изомеры. Вследствие этого цис-шомеры имеют более низкую температуру плавления (олеиновая кислота, например, при комнатной температуре находится в жидком состоянии, тогда как элаидиновая —в кристаллическом). Цис-конфигурация делает ненасыщенную кислоту менее стабильной и более подверженной катаболизму.

191

Рис. 6.1. Конфигурация 18-углеродных насыщенных (а) и мононенасыщенных (б) жирных кислот.

ГЛИЦЕРИДЫ (АЦИЛГЛИЦЕРОЛЫ)

Глицериды (ацилглицерины, или ацилглицеролы *) представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. Если жирными кислотами этерифицированы все три гидроксильные группы глицерина (ацильные радикалы 1^, ГЦ и 1Ц могут быть одинаковы или различны), то такое соединеине называют триглицеридом (триацилглице-рол), если две-диглицеридом (диацилглицерол) и, наконец, если этери-фицирована одна группа-моноглицеридом (моноацилглицерол):

сн₂—он

но—сн

I

сн₂— он

но—сн

CH-J — ОН

-о—сн

о

сн₂—о-^—о—сн

сн,—о—

* Согласно рекомендации Международной номенклатурной комиссии, глицериды следует называть ацилглицеролами

Наиболее распространенными являются триглицериды, часто называ­емые нейтральными жирами или просто жирами. Нейтральные жиры находятся в организме либо в форме протоплазматического жира, яв­ляющегося структурным компонентом клеток, либо в форме запасного, резервного, жира. Роль этих двух форм жира в организме неодинакова. Протоплазматический жир имеет постоянный химический состав и со­держится в тканях в определенном количестве, не изменяющемся даже при патологическом ожирении, в то время как количество резервного жира подвергается большим колебаниям.

Как отмечалось, основную массу природных нейтральных жиров со­ставляют триглицериды. Жирные кислоты в триглицеридах могут быть насыщенными и ненасыщенными. Из жирных кислот чаще встречаются пальмитиновая, стеариновая и олеиновые кислоты. Если все три кислотных радикала принадлежат одной и той же жирной кислоте, то такие три­глицериды называют простыми (например, трипальмитин, тристеарин, три олеин и т.д.), если разным жирным кислотам, то смешанными. Назва­ния смешанных триглицеридов образуются в зависимости от входящих в их состав жирных кислот, при этом цифры 1, 2 и 3 указывают на связь остатка жирной кислоты с соответствующей спиртовой группой в молекуле гли­церина (например, 1-олео-2-пальмитостеарин). Необходимо отметить, что положение крайних атомов в молекуле глицерина на первый взгляд равно­значно, тем не менее их обозначают сверху вниз-1 и 3. Это объясняется прежде всего тем, что в структуре триглицерида при пространственном ее рассмотрении крайние «глицериновые» атомы углерода становятся уже не равнозначными, если гидроксилы 1 и 3 ацилированы разными жирными кислотами. При необходимости применяют также систему стереохими-ческой нумерации (обозначают sn-stereochemical numbering): например, 1,2-дистеарил-З-пальмитил-зп-глицерол:

По этой системе, если в проекции Фишера гидроксильная группа при 2-м углеродном атоме глицерина располагается слева, атому углерода, на­ходящемуся над ним, присваивается номер 1, а расположенному под ним-номер 3.

Действительно, углероды 1 и 3 глицерола, учитывая их пространствен­ное расположение, неидентичны. Особенно четко это видно на примере молекулы триглицерида. Ферменты это различают и всегда специфичны только к одному из трех углеродов глицерина. Так, глицеролкиназа фосфорилирует глицерин в положении sn-З, в результате чего образуется глицерол-3-фосфат, но не глицерол-1-фосфат.

Жирные кислоты, входящие в состав триглицеридов, практически оп­ределяют их физико-химические свойства. Так, температура плавления триглицеридов повышается с увеличением числа и длины остатков на­сыщенных жирных кислот. Напротив, чем выше содержание ненасыщенных жирных кислот, или кислот с короткой цепью, тем ниже точка плавления.

193

Животные жиры (сало) обычно содержат значительное количество на­сыщенных жирных кислот (пальмитиновой, стеариновой и др.). благодаря чему при комнатной температуре оин твердые. Жиры, в состав которых входит много ненасыщенных кислот, при обычной температуре жидкие и называются маслами. Так, в конопляном масле 95% всех жирных кислот приходится на долю олеиновой, линолевой и линоленовой кислот и только 5%-на долю стеариновой и пальмитиновой кислот. В жире человека, плавящемся при температуре 15°С (при температуре тела он жидкий), содержится 70% олеиновой кислоты.

Глицериды способны вступать во все химические реакции, свойственные сложным эфирам. Наибольшее значение имеет реакция омыления, в ре­зультате которой из триглицеридов образуются глицерол и жирные кисло­ты. Омыление жира * может происходить как при ферментативном гидро­лизе, так и при действии кислот или щелочей.

ВОСКА

Воска-сложиые эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных или двухатомных спиртов с числом углеродных атомов от 16 до 22 Общие их формулы можно представить так:

о о

R—О-С -Ч ; R—СН —О — 6- -г . R—СН —СН₂ —О—С - К

В этих формулах R, R' и R"-возможные радикалы.

Воска могут входить в состав жира, покрывающего кожу, шерсть, перья. У растений 80% от всех липидов, образующих пленку на поверхности листьев и плодов, составляют воска. Известно также, что воска являются нормальными метаболитами некоторых микроорганизмов. Природные воска (например, пчелиный воск, спермацет, ланолин) обычно содержат, кроме указанных сложных эфиров, некоторое количество свободных жир­ных кислот, спиртов и углеводородов с числом углеродных атомов 21-35.

ФОСФОЛИПИДЫ

Фосфолипиды представляют собой сложные эфиры многоатомных спиртов глицерина или сфингозина с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой. В состав фосфолипидов входят также азотсодержащие соеди­нения: холин, этаноламин или серии. В зависимости от того, какой многоатомный спирт участвует в образовании фосфолипида (глицерин или сфиигозин), последние делят на 2 группы: глицерофосфолипиды и сфинго-фосфолипиды. Необходимо отметить, что в глицерофосфолипидах либо холин, либо этаноламин или серии соединены эфирной связью с остатком фосфорной кислоты; в составе сфинголипидов обнаружен только холин. Наиболее распространенными в тканях животных являются глицерофосфо­липиды.

Глицерофосфолипиды

8 этих формулах Rj и Rj-радикалы высших жирных кислот, а R^-чаще радикал азотистого соединения. Для всех глицерофосфолипидов харак­терно, что одна часть их молекул (радикалы R_t и R_;) обнаруживает резко выраженную гидрофобность, тогда как другая часть гидрофильна благо­даря отрицательному заряду фосфорной кислоты и положительному заряду радикала R₃.

Из всех липидов глицерофосфолипиды обладают наиболее выражен­ными полярными свойствами. При помещении глицерофосфолипидов в воду в истинный раствор переходит лишь небольшая их часть, основная же масса липидов находится в виде мицелл. Существует несколько групп (подклассов) глицерофосфолипидов. В зависимости от характера азотис­того основания, присоединенного к фосфорной кислоте, Глицерофосфо­липиды подразделяют на фосфатидилхолины (лецитины), фосфатидилэта-ноламины (кефалины) и фосфатидилсерины. В состав некоторых глицеро-фосфолипидов вместо азотсодержащих соединений входит не содержащий азота шестиуглеродный циклический спирт инозит, называемый также инозитолом. Эти липиды называются фосфатидилинозитолами.

Фосфатидилхолипы (лецитины). В отличие от триглицеридов в молекуле фосфатидилхолина одна из трех гидроксильных групп глицерина связана не с жирной, а с фосфорной кислотой. Кроме того, фосфорная кислота в свою очередь соединена эфирной связью с азотистым основанием-холином [НО — СН,—СН,—N⁺(CH₃)j]. Таким образом, в молекуле фосфатидил­холина соединены глицерин, высшие жирные кислоты, фосфорная кислота и холин:

о II

О HjC-0-C-R.

II I

R,.- С-О-СН о

Фосфатидилэтаноламины. Основное различие между фосфатидилхоли-нами и фосфатидилэтаноламинами-наличие в составе последних азотис­того основания этаноламина (НО—СН;—СН_;—N⁺H₃):

н,с—о—р— о—сн

Из глицерофосфолипидов в организме животных и высших растений в наибольшем количестве встречаются фосфатидилхолины и фосфатидил-этаноламины. Эти 2 группы глицерофосфолипидов метаболически связаны друг с другом и являются главными липидиыми компонентами мембран клеток.

Фосфатидилсерины. В молекуле фосфатидилсерина азотистым соеди­нением служит остаток аминокислоты серина (ПО СП_; СП N11,):

О н₉с—О — с—R, II I

— С—О—СН О

Фосфатидилсерины распространены гораздо менее широко, чем фос-фатидилхолины и фосфоэтаноламины, и их значение определяется в ос­новном тем, что они участвуют в синтезе фосфатидилэтаноламинов.

Фосфатидилинозитолы. Эти липиды относятся к группе производных фосфатидиой кислоты, но не содержат азота. Радикалом (RJ в этом подклассе глицерофосфолипидов является шестиуглеродный циклический спирт инозитол:

О

ОН (,.C-O-C-R[ ,— 1 о

R,—С—О-СН

Фосфатидилинозитолы довольно широко распространены в природе. Оин обнаружены у животных, растений и микроорганизмов. В животном организме найдены в мозге, печени и легких.

Плазмалогены. От рассмотренных глицеролипидов плазмалогены от­личаются тем, что вместо одного остатка высшей жирной кислоты со-

196

держат остаток а,|3-ненасыщеиного спирта, который образует простую связь (в отличие от сложиоэфирной связи, образуемой остатком жирной кислоты) с гидроксильной группой глицерина в положении С-1:

О Н₂С—О—CH---CH--R

II I

R₂ —С —О—СН О

Н_?С — О — Р—О — СН₂— СН₂ — N(CH-,)₃

Основными подклассами плазмалогенов являются фосфатидальхолины, фосфатидальэтаноламины и фосфатидальсерины. В разбавленных кислотах плазмалогены гидролизуются с образованием альдегида соответствующего а,|3-ненасыщенного спирта, т.е. при кислотном гидролизе плазмалогенов образуются «жирные» альдегиды, называемые плазмалями, что и легло в основу термина «плазмалоген».

Кардиолинин. Своеобразным представителем глицерофосфолипидов яв­ляется кардиолипин, впервые выделенный из сердечной мышцы. По своей химической структуре кардиолипин можно рассматривать как соединение, в котором 2 молекулы фосфатидной кислоты связаны с помощью одной молекулы глицерина. В отличие от остальных глицерофосфолипидов кар­диолипин является как бы «двойным» глицерофосфолипидом. Кардио­липин локализован во внутренней мембране митохондрий. Функция его пока неясна, хотя известно, что в отличие от других фосфолипидов кардиолипин обладает иммунными свойствами.

R.-C-O-CH HC-0-C-R^

I I

R₂-C-O-CH2 H₂C-O-C-R₄

В этой формуле R₁₍ R_;, R₃, R₄-paniiKanbi высших жирных кислот.

Необходимо отметить, что в природе встречается свободная фосфатид-ная кислота, но в относительно небольших количествах по сравнению с глицерофосфолипидами. Среди жирных кислот, входящих в состав гли-церофосфолипидов, обнаружены как насыщенные, так и ненасыщенные (чаще стеариновая, пальмитиновая, олеиновая и линолевая).

Установлено также, что большинство фосфатидилхолинов и фосфати-дилэтаноламинов содержат одну насыщенную высшую жирную кислоту в положении С-1 и одну ненасыщенную высшую жирную кислоту в по­ложении С-2. Гидролиз фосфатидилхолинов и фосфатидилэтаноламинов

197

при участии особых ферментов (эти ферменты относятся к фосфолипазам А,), содержащихся, например, в яде кобры, приводит к отщеплению ненасыщенной жирной кислоты и образованию лизофосфолипидов-лизофосфатидилхолинов, или лизо ф ос фатидил этаноламинов, оказыва­ющих сильное гемолитическое действие:

Н,С—О—С— R.

|]

о

ио-сн „

Н,С—О—Р—О основание (холин или этэнолэмин)

Сфинголипиды (сфингофосфолипиды)

Сфингомиелины. Это наиболее распространенные сфинголипиды. В ос­новном они находятся в мембранах животных и растительных клеток. Особенно богата ими нервная ткань. Сфингомиелины обнаружены также в ткани почек, печени и других органов. При гидролизе сфингомиелины образуют одну молекулу жирной кислоты, одну молекулу двухатомного ненасыщенного спирта сфингозина, одну молекулу азотистого основания (чаще это холин) и одну молекулу фосфорной кислоты. Общую формулу сфингомиелинов можно представить так:

СНч-(СН_г)_|3-СН=СН— СН — СН — NH-C-R

!.. 1 Д

Общий план построения молекулы сфингомиелина в определенном отношении напоминает строение глицерофосфолипидов. Молекула сфин­гомиелина содержит как бы полярную «головку», которая несет одно­временно и положительный (остаток холина), и отрицательный (остаток фосфорной кислоты) заряды, и два неполярных «хвоста» (длинная али­фатическая цепь сфингозина и ацильный радикал жирной кислоты). В некоторых сфингомиелинах, например выделенных из мозга и селезенки, вместо сфингозина найден спирт дигидросфингозин (восстановленный сфиигозин):

СН₃-<СН₂)₁₂-СН=СН-СН-СН-СН_ЭОН CH₃-(CH5)|4-CH-CH-CH₃OH

ОН NH_S ОН NH₃

ГЛИКОЛИПИДЫ (ГЛИКОСФИНГОЛИПИДЫ)

Гликолипиды широко представлены в тканях, особенно в нервной ткани, в частности в мозге. Главной формой гликолипидов в животных тканях являются гликосфинголипиды. Последние содержат церамид, состоящий из спирта сфингозина и остатка жирной кислоты, и одни или несколько остатков Сахаров.

Простейшими гликосфинголипидами являются галактозилцерамиды и глюкозилцерамиды.

Галактозилцерамиды *-главные сфинголипиды мозга и других нервных тканей, но в небольших количествах встречаются и во многих других тканях. В состав галактозилцерамидов входит гексоза (обычно это D-галактоза), которая связана эфирной связью с гидроксильной группой аминоспирта сфингозина. Кроме того, в составе галактозилцерамида име­ется жирная кислота. Чаще всего это лигноцериновая, нервоновая или це-реброновая кислота, т.е. жирные кислоты, имеющие 24 углеродных атома.

Сфингозин

СН₃-(СН_г),_а-СН=СН-СН-СН-Ы-С-СН(ОН)-(СН_г}_а|-СН_э

Существуют сульфогалактозилцерамиды, которые отличаются от га­лактозилцерамидов наличием остатка серной кислоты, присоединенного к третьему углеродному атому гексозы. В мозге млекопитающих сульфо­галактозилцерамиды в основном находятся в белом веществе, при этом содержание их в мозге намного ниже, чем галактозилцерамидов.

Глюкозилцерамиды-простые гликосфинголипиды, представлены в тканях, отличных от нервной, причем главным образом глюкозил-церамидами. В небольших количествах они имеются в ткани мозга. В от­личие от галактозилцерамидов у них вместо остатка галактозы имеется остаток глюкозы.

Более сложными гликосфинголипидами являются ганглиозицы, обра­зующиеся из гликозилцерамидов. Ганглиозиды дополнительно содержат одну или несколько молекул сиаловой кислоты. В тканях человека до­минирующей сиаловой кислотой является нейраминовая. Кроме того, вместо остатка глюкозы они чаще содержат сложный олигосахарид. Ганглиозиды в больших количествах находятся в нервной ткани. Они,

* ПрО!

дереброз!.

по-видимому, выполняют рецепторные и другие функции. Одним из прос­тейших ганглиозидов является гематозид, выделенный из стромы эритро­цитов. Он содержит церамид (ацилсфингозин), одну молекулу глюкозы, одну молекулу N-ацетилнейраминовой кислоты.

СТЕРОИДЫ

Все рассмотренные липиды принято называть омыляемыми, поскольку при их щелочном гидролизе образуются мыла. Однако имеются липиды, которые не гидролизуются с освобождением жирных кислот. К таким липидам относятся стероиды. Стероиды-широко распространенные в при­роде соединения. Они часто обнаруживаются в ассоциации с жирами. Их можно отделить от жира путем омыления * (они попадают в неомыляемую фракцию). Все стероиды в своей структуре имеют ядро, образованное гидрированным фенантреном (кольца А, В и С) и циклопентаном (коль­цо D):

фгидрофенэнтрен Цик

Рис. 6.2. Обобщенное стероидное ядро.

К стероидам относятся, например, гормоны коркового вещества над­почечников, желчные кислоты, витамины группы D, сердечные гликозиды и другие соединения. В организме человека важное место среди стероидов занимают стерины (стеролы), т.е. стероидные спирты. Главным предста­вителем стеринов является холестерин (холестерол).

Ввиду сложного строения и асимметрии молекулы стероиды имеют много потенциальных стереоизомеров. Каждое из шестиуглеродных колец (кольца А, В и С) стероидного ядра может принимать две различные пространственные конформации - конформацию «кресла» либо «лодки».

В природных стероидах, в том числе и в холестерине, вое кольца в форме «кресла» (рис. 6.2), что является более устойчивой конформацией. В свою очередь по отношению друг к другу кольца могут находиться в цис- или т^янс-положениях.

Холестерин. Как отмечалось, среди стероидов выделяется группа соеди­нений, получивших название стеринов (стеролов). Для стеринов характерно наличие гидроксильной группы в положении 3, а также боковой цепи в положении 17. У важнейшего представителя стеринов-холестерина-вое кольца находятся в трлнс-положении; кроме того, он имеет двойную связь между 5-м и 6-м углеродными атомами. Следовательно, холестерин яв­ляется ненасыщенным спиртом:

Кольцевая структура холестерина отличается значительной жесткостью, тогда как боковая цепь - относительной подвижностью. Итак, холестерин

содержит спиртовую гидроксильную группу при С-3 и разветвленную алифатическую цепь из 8 атомов углерода при С-17. Химическое название холестерина 3-гидрокси-5,6-холестен. Гидроксильная группа при С-3 может быть этерифицирована высшей жирной кислотой, при этом образуются эфиры холестерина (холестериды).

Каждая клетка в организме млекопитающих содержит холестерин. Находясь в составе мембран клеток, неэтерифицированный холестерин вместе с фосфолипидами и белками обеспечивает избирательную про­ницаемость клеточной мембраны и оказывает регулирующее влияние на состояние мембраны и на активность связанных с ней ферментов. В цито­плазме холестерин находится преимущественно в виде эфиров с жирными кислотами, образующих мелкие капли-так называемые вакуоли. В плазме крови как неэтерифицированный, так и этерифицированный холестерин транспортируется в составе липопротеинов.

Холестерин-источник образования в организме млекопитающих желч­ных кислот, а также стероидных гормонов (половых и кортикоидных). Холестерин, а точнее продукт его окисления-7-дегидрохолестерин, под действием УФ-лучей в коже превращается в витамин D₃. Таким образом, физиологическая функция холестерина многообразна.

Холестерин находится в животных, но не в растительных жирах. В растениях и дрожжах содержатся близкие по структуре к холестерину соединения, в том числе эргостерин.

Эргостерин-предшественник витамина D. После воздействия на эрго­стерин УФ-лучами он приобретает свойство оказывать противорахитное действие (при раскрытии кольца В).

Восстановление двойной связи в молекуле холестерина приводит к об­разованию копростерина (копростанола). Копростерин находится в составе фекалий и образуется в результате восстановления бактериями кишечной микрофлоры двойной связи в холестерине между атомами С₅ и С₆.

Указанные стерины в отличие от холестерина очень плохо всасываются в кишечнике и потому обнаруживаются в тканях человека в следовых количествах.