Ліпіди, їхня будова, властивості та функції.
ЛІПІДИ — це не розчинні у воді органічні речовини, які можна добути з клітин органічними розчинниками (ефіром, хлороформом, бензолом). У зв'язку з цим вони погано екстрагуються з клітин і їх важко отримувати в чистому вигляді. Звідси і назва «брудна хімія» для хімії ліпідів. Визначити цю групу органічних сполук більш чітко немає можливості через їх дуже велику хімічну різноманітність. Але можна все ж сказати, що справжні ліпіди — це складні ефіри жирних кислот і якогось спирту. Оскільки жирні кислоти є типовими компонентами жирів, то на них необхідно зупинитися детальніше. Жирні кислоти мають у своєму складі вже знайому школярам карбоксильну групу і довгий вуглеводневий «хвіст».
Перш ніж говорити про ліпіди, поговоримо докладніше про жирні кислоти. Більша частина жирних кислот містить парне число атомів Карбону від 14 до 22 (найчастіше 16 або 18). Іноді в жирних кислотах є один або декілька подвійних зв'язків. У цьому випадку жирні кислоти, а також ліпіди що їх утримують, називаються ненасиченими. Жирні кислоти і ліпіди, в молекулах яких немає подвійних зв'язків, називаються насиченими.
Ненасичені жирні кислоти плавляться при значно більш низьких температурах, ніж
Ліпіди — органічні сполуки, різні за структурою, хімічною будовою, функціями, але подібні за фізико-хімічними властивостями: не розчинні у воді, добре розчинні в органічних розчинниках (ефірі, хлороформі, ацетоні).
Найпоширеніші серед ліпідів жири. Вміст жирів у клітинах становить від 5 до 15%сухої речовини, а у клітинах жирової тканини (наприклад, у жировому тіш комах)—до90%. Підвищений вміст жирів характерний для нервової тканини, підшкірної клітковини, сальника, молока ссавців тощо. Багато жирів міститься у клітинах плодів та насіння певних видів рослин (соняшника, волоського горіха, маслини та ін.).
До ліпідів також належать воски, що здійснюють переважно захисну функцію. У ссавців воски, які виділяють сальні залози, змащують поверхню шкіри, надаючи їй еластичності та зменшуючи зношення волосяного покриву. У птахів воски секретує куприкова залоза. Вони надають пір'яному покриву водовідштовхувальних властивостей. Восковий шар вкриває листки наземних рослин і поверхню зовнішнього скелета членистоногих — мешканців суходолу, запобігаючи надлишковому випаровуванню води організмами
За хімічною будовою ліпіди поділяють на прості та складні. До простих відносять триацилгліцероли (вони ж — тригліцериди або жири) — що утворюються з гліцеролу та жирних кислот, воски (ефіри жирних кислот і довголанцюгових спиртів), вітаміни А, Е, К. До складних ліпідів належать:
— стероїди — холестерол, статеві гормони, вітамін Б;
— фосфоліпіди (до складу яких окрім гліцеролу та жирних кислот входять залишок фосфатної кислоти й нітрогеновмісні сполуки) — фосфатидилсерин, фосфатидилетаноламін (кефа-лін), фосфатидилхолін (лецитин) та ін.;
—» гліколіпіди (комплекс ліпідів з вуглеводами).
Триацилгліцероли (жири) зустрічаються як у тваринному, так і в рослинному світі. У тваринних організмах гліцерин сполучений з насиченими жирними кислотами. Жири тваринного походження тверді (вершкове масло, свиняче сало), оскільки насичені жирні кислоти мають високу температуру плавлення. До насичених кислот належать, наприклад, пальмітинова і стеаринова кислоти, а до ненасичених — олеїнова.
До складу рослинних жирів входять ненасичені жирні кислоти, які мають значно нижчу температуру плавлення. Тому ці жири рідкі (соняшникова, оливкова, бавовникова та інші олії).
Триацилгліцероли виконують в організмі функції запасних поживних речовин. Це допомагає живим істотам пристосовуватися до несприятливих умов існування. Наприклад, у тварин пустелі запасні жири є джерелом води, а для тих, які впадають у зимову сплячку, жири в цей період — основна харчова й енергетична сировина і, крім того, виконують теплоізоляційну функцію.
Фосфоліпіди. Молекули фосфоліпідів можна розглядати як похідні триацилгліцеролів, у яких один із залишків жирної кислоти замінений фосфатною кислотою. Жирні кислоти є неполярними (гідрофобними) сполуками, а фосфатна кислота — полярною (гідрофільною). Молекули, у яких є полярна та неполярна групи, називають амфіфільними. Властивість амфіфільності дозволяє фосфоліпідам формувати у водному середовищі двошарові мембрани, в яких гідрофільні частини — полярні головки.— орієнтовані назовні (контактують з водою), а гідрофобні — неполярні хвости жирних кислот — спрямовані всередину. Така структура є найбільш енергетично вигідною і служить матриксом усіх відомих біологічних мембран.
Холестерол (холестерин) крім того, що входить до складу мембран і стабілізує структуру ліпідного матриксу, є матеріалом для синтезу гормонів надниркових залоз, сім'яників, яєчників і вітаміну Б; з нього в печінці утворюється жовч. За хімічною структурою молекула холестерину є системою конденсуючих вуглеводневих кілець з неполярним вуглеводневим «хвостом» і полярною ОН-групою, тобто є амфіфільною.
Таким чином, молекули фосфоліпідів і холестеролу, являючи собою амфіфільні сполуки, беруть участь у формуванні біологічних мембран, а неполярні молекули триацилгліцеролів виконують запасну та терморегуляторну (захисну) функції.
Класифікація ліпідів. За хімічною будовою ліпіди поділяють на прості та складні.
До простих ліпідів належать 1) тріацилгліцероли (тригліцериди, або жири) — ефіри гліцерину та жирних кислот; 2) воски — ефіри жирних кислот і довголанцюгових спиртів; 3) вітаміни А, Е, К.
Ліпіди виконують у клітинах безліч функцій. Основні функції ліпідів подані у таблиці.