Химический состав и биологическая роль липидов

ЛЕКЦИЯ №4.

ФИЗИОЛОГИЯ/БИОХИМИЯ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН. ПИЩЕВАРЕНИЕ. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ.(ЖИРЫ). ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ЖИРОВОЙ ОБМЕН. ПАТОЛОГИИ, СВЯЗАННЫЕ С ЖИРОВЫМ ОБМЕНОМ И ИХ УСТРАНЕНИЕ.

Обмен жиров.Жиры состоят из глицерина и высших карбоновых кислот. Они являются гидрофобными соединениями, т.е. плохо растворяются в воде. После обработки пищи в ротовой полости и желудке химус содержит их в виде крупных скоплений, капель. В таком состоянии они не могут быть подвержены действию ферментов пищеварительных соков. Желчные кислоты, содержащиеся в желчи, эмульгируют жиры, т.е. образуют из них более мелкие капли. После этого начинают действовать липазы кишечного и панкреатического соков. Они последовательно отщепляют от глицерина остатки жирных кислот. В результате образуются три молекулы высших карбоновых кислот и одна молекула глицерина. Они переносятся из просвета кишечника в эпителий ворсинок тонкой кишки. Там образуются молекулы липидов, свойственные данному организму. После синтеза собственных, специфичных для организма, жиров они переходят из клеток эпителия преимущественно в лимфатический (млечный) капилляр ворсинки тонкой кишки. С током лимфы, минуя печень, липиды попадают в кровь и далее направляются ко всем клеткам и тканям. Наибольшее количество липидов содержится в жировой ткани (до 90%). Основные запасы жира находятся в организме в подкожной жировой клетчатке и в клетчаточных пространствах брюшной полости.

Липиды выполняют в организме ряд важных функций:

1) являются компонентами клеточных структур (например, фосфолипиды мембран);

2) при их распаде до С0₂и Н₂0 образуется большое количество энергии (1 г жиров дает 38,9 кДж энергии), при недостаточном питании жиры используются организмом как резерв энергии;

3) многие гормоны имеют липидную природу;

4) вместе с жирами в организм поступают некоторые витамины (A, D, Е, К);

5) жиры подкожной жировой клетчатки плохо проводят тепло и следовательно, принимают участие в поддержании температурного гомеостаза организма.

Синтез липидов в организме стимулирует, например, инсулин.

Распад жиров в клетках активируют гормоны мозгового вещества надпочечников (адреналин, норадреналин), гормоны щитовидной железы (тироксин и трийодтиронин).

Следует отметить, что при избыточном потреблении жиров (в норме около 100 г в сутки) они накапливаются в депо и возникает ожирение, сопровождающееся тяжелыми нарушениями обмена веществ. Жиры играют огромную роль в образовании атеросклеротических бляшек. При высоком содержании липидов в плазме крови (особенно холестерина) они оседают на стенках сосудов. Образовавшиеся бляшки закупоривают сосуды, препятствуя нормальному кровотоку.

Избыточное потребление углеводов также может привести к этому состоянию, так как углеводы могут превращаться в жиры путем сложных биохимических превращений.

Жиры могут синтезироваться из углеводов и белков. Для нормального функционирования человеческого организма важное значение имеет не только поступление необходимого количества питательных веществ, но и их процентное соотношение. Наиболее адекватным считается соотношение белков, жиров и углеводов в пропорции 1:1:4.

БИОХИМИЯ ЛИПИДОВ

В организме человека в форме жиров запасает­ся большое количество энергии. Если гликоген пе­чени и скелетных мышц может обеспечить около 2000 ккал энергии, то жиры мышц и жировых тка­ней — около 70 000 ккал. Запасы жиров в организ­ме практически неисчерпаемы, поскольку даже при прохождении марафонской дистанции расходуется их менее 1 кг. Жиры служат энергетическим суб­стратом преимущественно при аэробной физической работе на выносливость. Использование их при мышечной деятельности поддерживает высокую ра­ботоспособность и отдаляет состояние утомления организма.

Химический состав и биологическая роль липидов

Липидыили жиры(от греч. lipos — жир) — это класс органических соединений, не растворимых в воде. Они растворяются в органических растворителях, та­ких как эфиры, хлороформ или бензол. Клипидам от­носятся также жирорастворимые витамины, простагландины, пигменты и другие не растворимые в воде соединения, которые извлекаются из тканей органи­ческими растворителями.

Молекулы жира, как и молекулы углеводов, состо­ят из атомов углерода, водорода и кислорода. Одна­ко содержание кислорода по отношению к другим атомам значительно меньше, чем в углеводах, что видно, например, из формулы жира (тристеарина): С₅₇Н_]10О₆. Поэтому для окисления жиров требуется значительно большее количество кислорода, чем для окисления углеводов.

Жиры в организме выполняют разнообразные биологические функции, основными из которых явля­ются следующие.

• Энергетическая. При распаде 1 г жира осво­бождается 39 кДж (9,3 ккал) энергии, что значитель­но больше, чем при окислении углеводов. В форме гликогена организм может запасать энергию для обеспечения основного обмена не более чем на сутки, тогда как в фор­ме триглицеридов — на несколько месяцев.

• Структурная. Липиды в комплексе с белками являются структур­ным компонентом всех клеточных мембран. В связи с этим они участвуют в транспорте веществ через мембраны, рецепции и в других мембранных процессах.

• Регуляторная, или гормональная. Регуляторную функцию выполняют
гормоны стероидной природы, а также тканевые гормоны простагландины,
образующиеся из полиненасыщенных высших жирных кислот.

• Терморегуляторная. Жиры, входящие в состав подкожной клетчатки, предохраняют организм от переохлаждения, поскольку являются плохим
проводником тепла.

• Защитная. Липиды в виде жировых прослоек защищают внутренние
органы от механических повреждений, а также нервные окончания и кровеносные сосуды от сдавливания и ушибов. Жир придает эластичность
кожным покровам, а насыщенные жирные кислоты — бактерицидные свойства.

• В качестве растворителя. В жирах растворяются многие органичес­кие соединения, в том числе витамины A, D, Е и К, благодаря чему они легко проникают через стенки сосудов, мембраны клеток, транспортиру­ются в биологических жидкостях.