9. Химия и обмен липидов

К липидам относится большое число малополярных природных веществ, различающихся между собой по химической структуре и выполняющих в организме разнообразные функции – это свободные жирные кислоты, нейтральные глицериды, воски, фосфолипиды, в том числе гликосфинголипиды, стерины и т.д.

Функции липидов: а) липиды являются источником энергии. При окислении липидов освобождается в два раза больше энергии, чем при окислении белков и углеводов; б) липиды являются основным структурным компонентом клеточных мембран; в) являются хорошим растворителем для некоторых витаминов и обеспечивают их накопление в организме; г) играют роль защиты от холода и механических ударов; д) выполняют функцию важнейших биологических регуляторов и медиаторов, участвующих во всех важнейших физиологических процессах (иммунный ответ, передача нейрональной информации, регуляции сосудистого и мышечного тонуса, воспаление и т.д.), происходящих в организме и в биохимических реакциях, протекающих в клетках животных и человека.

Являясь вторичными мессенджерами (передатчиками, переносчиками), они передают внутрь клетки различные внешние сигналы, а также сами являются межклеточными медиаторами. Так, гликосфинголипиды участвуют в процессах роста, дифференцировки и распознавания клеток, в межклеточной передаче сигналов, являются антигенами и активными иммуномодуляторами.

Липиды являются биоэффекторами. Так, фосфолипиды (фосфоинозиты) стимулируют активность некоторых форм протеинкиназы С, мобилизуют Ca²⁺ из внутриклеточного депо; фосфатидилхолин регулирует многие биологические процессы в крови. Лизофосфатидилхолин (лизолецитин) усиливает клеточную пролиферацию, стимулирует дифференцировку лимфоидных клеток.

Полиненасыщенные жирные кислоты и их производные регулируют активность фосфолипаз, ионных каналов, АТФаз, протеинкиназ, перенос гормональной информации и информацию генов.

Церамиды регулируют рост и развитие нервных клеток, рост аксонов нейронов гиппокампа, играют роль в апоптозе, дифференцировке и старении клеток, а также в торможени клеточного цикла.

В тканях животных липиды находятся или в свободном состоянии, или в виде соединения с белками и углеводами. Различают две группы липидов: простые и сложные. Простые липиды состоят из остатков спиртов (глицерина высших и циклических) и высших жирных кислот: сюда относята нейтральные жиры, стериды и воски.

Сложные липиды состоят из остатков спиртов (глицерина сфингозина, инозита и др.), высших жирных кислот и други) веществ (азотистых оснований, Н₃РО₄, H₂SO₄, углеводов и т.д.). К ним относятся фосфатиды, гликолипиды, сульфатиды.

Количество жиров в тканях животных различно. В одни> тканях их очень мало, например, в мышечной ткани их не более 0,1%, а в сальнике - до 90%.

Распределение нейтрального жира (в %) в организме животных (среднее число, общее количество жира принято за 100%): жир подкожной клетчатки – 50; почек – 10; сальника - 20; мышц – 1-2; печени – 2-5; молока – 3-5.

Жир является важнейшим энергетическим материалом в организме животного. Установлено, что 1 г жира дает 9,3 ккал; 1 г белка или углевода – не более 4,1 ккал.

Подкожный жировой слой у животных северных широт защищает их от охлаждения. У кита, например, он достигает 50-70 см толщины. Большое значение в защите от охлаждения тела имеет подкожный жир у новорожденных животных.

Жиры откладываются вокруг жизненно важных органов толстым слоем и предохраняют их от механических повреждений (почки, кишечник, сердце и т.д.).

Распадаясь в организме, жиры дают не только энергию, но значительное количество эндогенной воды, что очень важно у зимнеспящих животных (медведь), верблюдов, у насекомых, находящихся в стадии куколки и т.д.

Известно, что 100 г жира при биохимическом сгорании дает 107,1 г воды, а крахмал – 55,5 г, белок – 41,3 г.

Установлено большое значение для нормального обмена веществ ненасыщенных жирных кислот: олеиновой, линолевой, линоленовой, арахидоновой. Исключение их из рациона питания приводит к тяжелым заболеваниям. В зависимости от происхождения различают жиры животных, растений, рыб, микробов и т.д.