Тема 6: Биологическое значение липидов

Липиды (жиры) – это вещества, содержащиеся во всех живущих клетках. Жиры состоят из сложных эфиров глицерина и жирных кислот. Кислоты подразделяют на: насыщенные, мононенасыщенные, полиненасыщенные. Во всех без исключения жирах присутствуют все три вида кислот.

Молекулы насыщенных жирных кислот (НЖК) целиком покрывают атомы водорода и имеют с ними одинарные связи. Подобные жиры не превращаются в жидкость в условиях комнатной температуры, оставаясь в твердом состоянии. К ним относятся жиры животного происхождения, получаемые из мяса, птицы, а также молочные продукты (масло, сыр, творог и т.п.), тропические жиры – это кокосовое, пальмовое масла и др. Все перечисленные продукты питания содержат и ненасыщенные жирные кислоты, но в гораздо меньшей концентрации. Мясо содержит очень большое количество пальмитиновой кислоты, а молоко и молочные продукты – стеариновую. Но ни одна из этих кислот не влияет на уровень холестерина в крови человека, если потребляется малое количество простых углеводов. Когда же рацион человека насыщен простыми углеводами, употребление жиров, содержащих насыщенные кислоты становиться очень вредным для организма.

Употребление даже жирного мяса и сала в сочетании с достаточным количеством таких продуктов как: листовой салат, различная зелень, болгарский перец, редька, цветная капуста и прочие, не содержащие крахмала овощи, не представляет абсолютно никакого вреда. Норма употребления углеводов: не более 4 грамм на один килограмм веса человека. Отклонения же от данной формулы может привести к тому, что насыщенные кислоты в организме могут спровоцировать болезни сердца и сосудов, ожирение и даже диабет.

Мононенасыщенные жирные кислоты (МНЖК) – это вещества, у которых хотя бы одна молекула не покрыта атомом водорода В отличие от насыщенных жиров, такие продукты разжижаются при обычной комнатной температуре, а также не полностью отвердевают при замораживании. Это масла растительного происхождения. Источниками МНЖК считаются продукты, в которых данных кислот содержится больше 60 %: оливки и оливковое масло, авокадо, миндаль, фисташки, лесные орехи и их масло и др. Пальмитиновую или олеиновую кислоты называют «кардеопротекторами». Они обеспечивают защиту сердцу и сосудам, предотвращаю инсульты и инфаркты. Олеиновая кислота предотвращает отложение жира и способствует его скорейшему уничтожению и вполне применима в различных диетах.

Полиненасыщенные жирные кислоты – ПНЖК – это вещества, в молекулах которых атомы углерода имеют несколько двойных и тройных связей и наблюдается очень низкая концентрация атомов водорода. От расположения связей ПНЖК делят на «Омега 3» (линоленовую) и «Омега 6» (линолевую) кислоты. Это эссенциальные кислоты, которые нужны организму, но самостоятельно он их вырабатывать не способен. По этой причине следует их получать с пищей. Содержатся в следующих продуктах: морская рыба; рыбий жир; морепродукты; масла черной смородины, примулы и огуречника; льняное масло; соевые продукты; грецкие орехи и многие другие. ПНЖК в условиях комнатной температуры остаются в жидком состоянии.

Липиды не растворяются в воде. Однако, благодаря своим составляющим компонентам, растворимы спиртами и эфирами. Так, разорвать липоидные соединения способны, например, бензин или формалин.

Липиды (жиры) вместе с белками образуют соединения, входящие в состав оболочек (мембран) клеток и регулируют обменные процессы в клетках. Участвуют в передаче нервного импульса, мышечном сокращении, создании межклеточных контактов, в иммунохимических процессах.

Жиры тоже являются источником энергии для организма. При окислении 1 г. жира выделяется 9 ккал. Энергии. Жиры могут накапливаться в организме в виде резервного материала, образуя жировое депо, что обеспечивает постоянное поступление жиров в ткани и клетки, но такие жиры малоценны.

Большинство липидов – это производные высших жирных кислот, спиртов или альдегидов. Простые липиды включают вещества, молекулы которых состоят только из остатков жирных кислот, альдегидов и спиртов. К ним относят воски, эфиры жирных кислот и этиленгликоля и других двухатомных спиртов.

Альдегиды – класс органических соединений, содержащий альдегидную группу (-СНО), в которых карбонильная группа связана с одним атомом водорода и одной группой R. (Спирт лишённый водорода).

Рисунок 1 - Общая структурная формула альдегидов

В состав молекул сложных липидов могут входить белки (липопротеиды), углеводы (гликолипиды), производные фосфорной кислоты (фосфолипиды). Сложные липиды входят в состав нервных клеток, участвуют в иммунных реакциях, межклеточных контактах.

По происхождению жиры делятся на жиры растительного и животного происхождения. Липиды растительного происхождения участвуют в дыхании клеток, принося в них кислород. В растениях жиры находятся в семенах. Семена с большим количеством жиров называют масляничные. К растительным относят: масло подсолнечное, оливковое, соевое, арахисовое, кукурузное, хлопковое. Температура плавления 16 – 20 градусов Ц. и жидкая консистенция.

К жирам животного происхождения относят: сливочное масло, говяжий, свиной, бараний жир. Чем ниже температура плавления жира, тем он лучше усваивается. Как правило, они имеют твёрдую консистенцию.

Ряд жирных кислот являются незаменимыми для организма - фосфолипиды, образующие мембраны клеток, простагландины – формируют сердечную мышцу и гладкую мускулатуру.

Особое значение для жизнедеятельности человека имеют глицериды жиров, содержащие линоленовую, линолевую и арахидоновую жирные кислоты, называемые эссенциальными кислотами, которые играют роль в обмене стеринов. При их недостатке в организме холестерин образует с насыщенными жирными кислотами трудно окисляемые сложные эфиры, которые накапливаются в крови и откладываются на стенках артерий, затрудняя кровоснабжение. Теряется эластичность и прочность. Возникает заболевание атеросклероз, причиной которого является нарушение липидного обмена. При достаточном количестве эссенциальных жирных кислот они образуют с холестерином простые эфиры, которые при обмене веществ окисляются до низкомолекулярных веществ и легко выводятся из организма.

Большое значение имеют находящиеся во многих жирах, особенно в растительных маслах – фосфатиды. Попадая в организм человека с пищей, они способствуют более раннему и обильному выделению желчи из кишечника, предохраняют печень от жировой инфильтрации, а также способствуют накоплению в организме белков. При нарушении обмена фосфатидов возникает ожирение печени, диабет.

Вследствие плохой теплопроводности жиры предохраняют организм от охлаждения. Жировая ткань образуют мягкую прослойку, обеспечивая механическую защиту внутренних органов от сотрясений.

При недостатке поступления жиров в организм прекращается рост, поражается кожа, сосуды, нарушается липидный обмен. Этот процесс связан с недостатком холина, который поступает в организм с пищей в составе сложных жиров или синтезируется в организме при достаточном количестве незаменимой аминокислоты метионина. Например, творог богат содержанием метионина.

Многие жиры растительного происхождения понижают уровень холестерина в сыворотке крови. Этим свойством обладают жиры некоторых видов рыб. Содержание холестерина понижается под влиянием полиненасыщенных жирных кислот.

Суточная норма потребления жиров 80 – 100 г., причём 30 – 40 г должны занимать жиры растительного происхождения.

Можно выделить такие виды липидов, как сложные и простые.

Простые липиды — жиры группы С-Н-О, то есть, соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Это жирные спирты, кислоты, альдегиды, воски.

Простейшим примером, содержащий простые жиры, является обыкновенное мыло. Мыльные соединения получаются путём взаимодействия липидных солей и щёлочи.

Сложные липиды – это соединения простых жиров с дополнительными веществами, такими как азот, фосфор (фосфолипиды) и другие.

Сложные жиры, в свою очередь, делятся на полярные и нейтральные.

Полярные липиды:

- гликолипиды,

- фосфолипиды,

- аминоспирты алифатические.

Нейтральные липиды:

- моно-, ди-, триглицериды,

- церамиды,

- стеариновые эфиры и другие.

Вещества, относящиеся к липидам, обнаружены в: арахисе, кукурузе, льне, пшенице, соевых продуктах и других.

Кроме того, выделяют липиды твердые и жидкие. Они содержатся во многих пищевых продуктах — жиры животные и растительные. В молоке содержатся именно твёрдые жиры, а в растительных маслах – жидкие.

Как правило, многие жиры животного происхождения твердые, при нагревании, переходят в жидкое состояние.

По структуре и составу, молекулы сложных и простых жиров имеют некоторые различия:

- Простые липиды включают молекулы спиртов и эфиров;

- Сложные липиды — к этим молекулам добавляются еще и другие вещества, зависимо от биологического синтеза данных жиров.

Вещества относятся к липидам:

1) Жиры нейтральные:

- рыбий жир,

- растительное масло и другие;

2) Терпены:

- филлохинон (витамин К),

- углеводороды,

- смолы,

- скипидар;

3) Стероиды:

- витамин Д,

- половые гормоны,

- желчи,

- холестерин и т. д.;

4) Липопротеины:

- составляющие клеточных мембран;

5) Воски:

- растительный,

- пчелиный,

- шерстяной и другие.

Функции липидов:

Энергетическая. Накапливаясь в тканях животных организмов, липиды образуют жировые запасы, которые далее служат источником питания для органов и клеток. Домашние животные в зиму, как правило, «круглеют». Это происходит потому, что под кожей накапливаются защитные липиды. Кроме питательных способностей, они сохраняют в организме тепло. Не только животные, но и некоторые люди к зиме имеют способность поправляться.

Защитная и структурная. Жиры являются структурным элементом многих органических соединений и основой биологического слоя мембран клеток, образуя, как бы, строительный материал для тканей. Кроме того, имеющаяся жировая прослойка служит дополнительной защитой для внутренних органов при механическом воздействии.

Регулирующая. Липиды играют очень важную регулирующую роль. Они принимают участие во множестве функций организма:

- работа половой системы (половые гормоны надпочечников),

- предупреждает организм о наступлении воспалительных процессов (температура, болевые ощущения),

- протекание аллергии,

- регулирует давление и другие функции.

Нарушение обмена липидов может повлечь за собой значительные сбои в работе человеческих органов и тканей. Избыток липидов называется ожирением, что является серьёзной болезнью с многими осложнениями.

Холестерин, способен создать на стенках сосудов спайки и вызвать их закупорку. Это чревато возникновением болезней сердца, повышением артериального давления (АД), спазмами сосудов и т. д.

Предпосылками нарушений жирового обмена могут стать:

- генетическая предрасположенность,

- алкоголизм,

- нарушения работы почек,

- гормональные дисфункции и другие.

При недостатке липидов в организме может наступить его истощение, преждевременное старение, потеря сна, нервные расстройства и т. д. Таким образом, следует поддерживать липидный баланс в организме, не допуская колебаний как в одну, так и в другую сторону.

Для оценки качества жиров по жирнокислотному составу Институт питания РАМН и ВНИИМС предложили по аналогии с идеальным белком ввести понятие «гипотетически идеальный жир», предусматривающее определенные соотношения между отдельными группами и представителями жирных кислот. Согласно этой модели «гипотетически идеальный жир» должен содержать (в относительных частях): ненасыщенных жирных кислот - от 0,38 до 0,47; насыщенных жирных кислот - от 0,53 до 0,62; олеиновой кислоты - от 0,38 до 0,32; линолевой кислоты - от 0,07 до 0,12; линоленовой кислоты - от 0,005 до 0,01; низкомолекулярных насыщенных жирных кислот - от 0,1до 0,12; трансизомеров - не более 0,16. Отношения содержания ненасыщенных и насыщенных жирных кислот в таком жире должны находиться в пределах от 0,6 до 0,9; линолевой и линоленовой кислот - от 7 до 40;линолевой и олеиновой кислот - от 0,25 до 0,4; олеиновой с линолевой и пентадециловой со стеариновой кислот - от 0,9 до 1,4.

При нарушении обмена жиров в организме возникают болезненные состояния. Питание существенно влияет на продолжительность жизни человека, поэтому необходимо учитывать создание новых продуктов для возрастных категорий, профессиональных групп людей, индивидуального питания.

Значение фосфолипидов (лецитин).Лецитин появляется ещё в утробе матери, после рождения впитывается с её молоком. Без лецитина не будет происходить рост и развитие организма, функционировать центральная нервная система, развиваться человеческий интеллект. Без лецитина не будет нормально работать ни сердце, ни печень, ни почки, ни один орган в человеческом теле.

Лецитин - это представитель эссенциальных фосфолипидов, физиологическая роль которых находится на одном уровне с белком. Образуя клеточную мембрану, они играют роль «стража ворот», пропуская в клетку только нужные ей вещества и «запирая вход для чужаков». Лецитин постоянно «выходит» из клеточной мембраны там, где на клетку действуют какие-либо неблагоприятные факторы, а взамен приходят новые фосфолипидные молекулы, «цементируя» место повреждения. Лецитин осуществляет «текущий ремонт» и постоянное обновление клеток организма.

Лецетинвходит в состав всех клеточных мембран организма, это главный компонент защитной оболочки головного мозга и всех нервных волокон.

Из лецитина состоит 30% мозгового вещества, 2/3 изолирующих и защитных тканей, окружающих головной и спинной мозг, тысячи километров нервных волокон. Главный «биохимический цех» нашего организма - печень - на 85% состоит из фосфолипидов, входящих в состав лецитина. Деятельность сердца пропорциональна концентрации лецитина в сердечной мышце. Лецитин служит вторичным источником при обмене информации в клетке (сбои передачи сигналов в клетке могут вызвать патологические состояния типа болезни Альцгеймера и рака). Дефицит лецитина сразу же приводит к различным нарушениям в клетке и развитию самых разных заболеваний.

Лецитином богаты яичные желтки, икра рыб, бобы сои, семена подсолнечника, арахис зерновые культуры, пивные дрожжи. Его много в нерафинированном подсолнечном масле. Часть лецитинов синтезируется в организме. Много лецитина расходуется при физических и психических нагрузках.

Установлено, что через плаценту из системы кровообращения лецитин поступает к плоду в соотношении 1:14. А материнское молоко содержит лецитина в 100 раз больше, нежели её кровеносная система. Объем лецитина, который получает новорожденный ребенок через материнское молоко, во многом определят объем памяти, тип нервной системы и устойчивость к процессам старения взрослого человека. В коровьем молоке лецитина нет.

Специалисты утверждают: без фосфора мозг не умеет думать, хуже работает. А лецитин содержит в необходимом количестве и в удобной для организма форме нужные вещества (фосфолипиды), питающие мозг.

В период перехода от детского возраста к юношескому идет половое созревание, интенсивно задействованы все жизненно важные системы организма: пищеварительная, кровеносная, сердечно-сосудистая, нервная, а лецитин и есть основное, после белков, строительное и питательное вещество, дающее силы и энергию организму.

Лецитин, регулярно питает защитные оболочки мозга и нервных волокон, помогает сохранить работоспособность, избегать мозгового истощения, раздражительности, усталости и нервных срывов.

При недостатке лецитина снижается способность организмом усваивать витамины А, Е и К.

Контрольные вопросы:

1. Каково назначение липидов в организме человека, их структура и строение. Назовите эссенциальные жирные кислоты.

2. Обоснуйте причины образования сложных эфиров в крови человека.

3. Каковы существенные особенности фосфатидов.

4. Укажите отличительные признаки НЖК, МНЖК, и ПНЖК.

5. Дайте характеристику фосфолипидам в организме человека.