6.1. Определение « липиды»

Липиды- разнородный по химическому составу класс природных соединений, которые характеризуются общим физико-химическим свойством- высокой гидрофобностью и низкой гидрофильностью. Гидрофобность означает неспособность к растворению в воде ( применяют также равноценный термин липофильность)

Классификация липидов имеет свои особенности: в отличие от других классов, где используется признак сходства строения и состава ( гомологические ряды) или тип функциональной группы, в основу классификации липидов положено физико-химическое свойство при условии, что эти вещества имеют природное происхождение или являются их аналогами или производными. Чтобы данное положение стало понятно, приведем пример: бензол или алканы обладают выраженными гидрофобными свойствами, но они не относится к классу липидов.

2. Классификация липидов

ЛИПИДЫ подразделяют на

- простые( ТГ, воска)

- сложные( фосфолипиды, сфинголипиды, липопротеины (ЛП),

гликолипиды)

- стероиды( и их производные)

- изопреноиды( витамин А, каротин, ликопин , терпены)

- группа прочих ( диацилглицерины,. высшие карбоновые кислоты и т.д.)

Встречающийся в литературе принцип разделения липидов на две группы « омыляемые и неомыляемые» неудобен с точки зрения принятой в биоорганической химии классификации, т.к. распределяет соединения одного класса в разные группы ( например, холестерин- неомыляемый, а эфиры холестерина- омыляемые) и используется в биохимии только в том случае, когда речь идет о переваривании или гидролизе отдельных представителей липидов Понятно, что омыляемые липиды подвергаются щелочному или кислотному гидролизу, а неомыляемые- не подвергаются.

6.3. Основные представители липидов

6.3.1. Природные высшие карбоновые кислоты

Встречаются в составе почти всех представителей липидов( воска, триглицериды, ффосфолипиды, эфиры холестерина и т.д.) и во многом определяют их физико-хические свойства

Природные высшие карбоновые кислоты разделяют на две группы: насыщенные и ненасыщенные.

Особенности строения высших карбоновых кислот организма человека : содержат в преобладающем своем большинстве четное число атомов углерода больше 12( наиболее распространены С-16, С-18, С-20). « Четность» числа атомов связана с их происхождением: высшие карбоновые кислоты в организме человека синтезируются соединением активных форм уксусной кислоты ацетилКоА (АцКоА), в составе которых два атома углерода . Процесс синтеза in vivo изучается в курсе биохимии.

Наиболее распространенными насыщенными кислотами организма человека являются пальмитиновая кислота С₁₅ Н ₃₁ СООН и стеариновая кислота С₁₇ Н ₃₅ СООН ( stear – греч- сало ). Это твердые жирные на ощупь кристаллические вещества, плавятся при температуре 50 -60⁰ , по внешнему виду напоминают растертый парафин

Ненасыщенные кислоты с биологических позиций разделяют на две группы –

-заменимые( мононенасыщенные -олеиновая, пальмитолеиновая), которые синтезируются в организме человека

- полиненасыщенные незаменимые, которые в организме человека не синтезируются и должны обязательно поступать с продуктами питания. . К ним относятся линолевая, линоленовая, арахидоновая, их совместно называют витамин F ( fat – жир).

Кислота С₁₇ Н ₃₃ СООН содержит одну двойную связь между 9,10 атомами углерода и существует в виде 2 изомеров: цис-изомер носит название олеиновая кислота, транс-изомер –элаидиновая кислота.

10 9

СН₃ -(СН₂ )₇ - СН==СН- ( СН₂ )₇ -СООН

Н Н Н ( СН₂ ) ₇ СООН

>С=С< >С=С<

СН₃ (СН₂) ₇ ( СН₂ ) ₇ СООН СН₃ (СН₂) ₇ Н

цис, олеиновая транс, элаидиновая

жидкая твердая

Формула линолевой кислоты С₁₇ Н ₃₁ СООН. Содержит две двойные связи цис-строения между атомами 9,10 и 12,13.

Принято обозначение: указывают общее число атомов углерода в молекуле кислоты, количество двойных связей, места положения двойных связей.

Например, линолевая - 18 : 2: 9, 12.

Линоленовая кислота С₁₇ Н ₂₉ СООН - 18 : 3: 9, 12, 15

Арахидоновая кислота С₁₉ Н ₃₁ СООН - 20 : 4: 5, 8, 11, 14

В рецептуре биодобавок принято для обозначения ненасыщенных кислот указывать расположение последней двойной связи от конца молекулы : линолевая кислота обозначается как ω -6 ( омега-6 ), линоленовая как ω -3.

Природные ненасыщенные высшие карбоновые кислоты имеют цис - строение

Все незаменимые кислоты – полиненасыщенные, жидкие при комнатной температуре, напоминают по внешнему виду густое растительное масло.

Имеется отличие физических свойств транс - и цис- ненасыщенных кислот (соответственно твердые и жидкие). Условием перехода менее устойчивой цис-формы в более устойчивый транс-изомер является действие свободных радикалов: кислорода, оксида азота NO, ультрафиолетового или ионизирующего излучения.

Изомеризация ненасыщенных кислот носит название элаидинизация ( по элаидиновой кислоте, которая образуется из природной олеиновой).

Превращение цис-ненасыщенных кислот в транс-форму в биологических условиях является для клетки патологическим процессом: изменяется агрегатное состояние, что влечет за собой изменение свойств соединений и структур, в составе которых есть ненасыщенные кислоты, например, триглицериды, фосфолипиды и мембраны клеток.

Углеводородные остатки (их часто называют «хвосты») насыщенных и ненасыщенных высших кислот имеют различное пространственное строение и расположение. «Хвосты» насыщенных кислот вытянуты в длину , валентные углы связей равны 109⁰ 28’, вокруг них возможно свободное вращение. У ненасыщенных кислот в местах расположения двойных связей валентные углы равны 120⁰, свободное вращение отсутствует. Возникают переломы цепи «кинки», цепь укорачивается и изменяет пространственное направление. ( kink – англ- перекручивание, петля).

Химические свойства высших карбоновых кислот, которые имеют важное значение в биохимических процессах::

- образование растворимых солей ( мыла) ,

- образование сложных эфиров и тиоэфиров.

- реакции дегидрирования.