Институт Биотехнологии и ветеринарной медицины

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия»

Институт Биотехнологии и ветеринарной медицины

Кафедра кормления и разведения сельскохозяйственных животных

Химия углеводов, белков, жиров

Часть 1

Методические указания по дисциплине «Биологическая химия» для проведения практических занятий для студентов специальности 310700 «Зоотехния», 310800 «Ветеринария»

Тюмень 2011

Составители: профессор Ярмоц Л.П., доцент к.с.-х. наук Иванова И.Е., к.с.-х. наук Хлыстунова В.А.

Методические указания составлены в соответствии с типовой программой по дисциплине «Биохимия животных». Предназначены для лабораторных работ со студентами 2 курса очного и заочного обучения по специальности »Зоотехния», «Ветеринария».

Рецензент:

Содержание

	Введение…………………………………………………………
	Теоретическая часть
	Углеводы …………………………………………
	Моносахариды
	Олигосахариды
	Полисахариды
	Липиды …………………
	Жирные кислоты
	Простые жиры
	Сложные жиры
	Физико-химические константы липидов
	Белки………………………………..
	Строение белков
	Строение и свойства аминокислот
	Классификация белков
	Реакции осаждения белков ………………………………
	Лабораторный практикум
	Техника безопасности при работе в биохимической лаборатории…
	Словарь терминов
	Сокращения
	Литература……………………………………………

Введение

Биохимия – это наука, изучающая состав, структуру и свойства компонентов протоплазмы, обмен веществ и энергии в живом организме. Она является теоретической основой современной ветеринарии и зоотехнии.

Целью дисциплины является создание представления у студентов об обмене веществ между внешней средой и организмом и их метаболизма внутри организма.

Задачами дисциплины являются:

- изучение строения и взаимопревращения углеводов белков, липидов, минеральных веществ, витаминов, ферментов, гормонов, биологически активных веществ в организме животных;

- изучение биохимических показателей, биологических жидкостей и тканей;

- освоение и практическое закрепление навыков определения уровня белков, углеводов, липидов, минеральных веществ в биологических жидкостях;

- умение на основании полученных лабораторных исследований поставить диагноз.

Студент должен иметь представление о химическом составе живых

организмов и природе химических процессов, происходящих в отдельных органах и тканях на клеточном уровне и в целостном организме; о путях обмена веществ в организме, от интенсивности которых зависит рост, развитие, размножение и продуктивность животных. На основании этих знаний научно разрабатывать мероприятия по профилактике заболеваний животных и по повышению продуктивности.

В процессе изучения биохимии студент должен уметь: выполнить сам

биохимические исследования крови и мочи, определить состояние обмена веществ по содержанию в крови и моча белков, углеводов, минеральных веществ и их метаболитов.

Знания, полученные при изучении биохимии, служат теоретической

основой для освоения прикладных наук – кормления и разведения животных, патологической физиологии, фармакологии, зоогигиены и других наук.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Тема: Углеводы.

Цель: Ознакомиться с важнейшими углеводами пищевого рациона, их

биологическим значением, классификацией.

Углеводы относятся к полифункциональным соединениям, содержащим карбонильную (альдегидную или кетонную) и гидроксильные спиртовые группы. Поэтому они одновременно обладают свойствами альдегидов или кетонов и многоатомных спиртов.

Углеводы являются наиболее распространенным классом органических соединений природы и, благодаря их функции, углеводы можно рассматривать как основу существования растительных и животных организмов. Необходимость изучения углеводов заключается в широком спектре их функций.

Функции

Энергетическая – преимущество углеводов состоит в их способности окисляться как в аэробных, так и в анаэробных условиях (глюкоза),

Защитно-механическая – основное вещество трущихся поверхностей суставов, находятся в сосудах и слизистых оболочках (гиалуроновая кислота

и другие гликозаминогликаны),

Опорно-структурная – целлюлоза в растениях, гликозаминогликаны в составе протеогликанов, например, хондроитинсульфат в соединительной ткани,

Гидроосмотическая и ионрегулирующая – гетерополисахариды обладают высокой гидрофильностью, отрицательным зарядом и, таким образом, удерживают Н₂О, ионы Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺ в межклеточном веществе, обеспечивают тургор кожи, упругость тканей,

Кофакторная – гепарин является кофактором липопротеинлипазы плазмы крови и ферментов свертывания крови (инактивирует тромбокиназу).

Углеводы подразделяются на моносахариды и полисахариды.

Важнейшие представители

моносахариды

олигосахариды

полисахариды

триозы

тетрозы

пентозы

гексозы

дисахариды

трисахариды

гомополисахариды

гетерополисахариды

Глицериновый альдегид←

Диоксиацетон←

Эритроза←

рибоза←

дезоксирибоза←

Глюкоза←

Фруктоза←

Сахароза←

Лактоза ←

Мальтоза←

Рафиноза ←

Крахмал ←

Гликоген ←

Клетчатка ←

Ходроитин серные кислоты←

Гепарин ←

Гиалуроновая кислота←

Моносахариды.

Основа моносахаридов – это неразветвленная цепочка углеродных атомов, соединенных между собой одинарными ковалентными связями. Один из атомов углерода связан двойной связью с атомом кислорода (С=О), образуя карбонильную группу, которая может являться частью альдегидной группы. Все остальные атомы углерода присоединены к гидроксильным группам.

Моносахаридыподразделяются на альдозыикетозыв зависимости от наличия альдегидной или кетогруппы. Альдозы и кетозы, в свою очередь, разделяются в соответствии с числом атомов углерода в молекуле: триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и т.д.

Химические свойства различных моносахаридов схожи в силу сходства их строения:

1. Свойства восстановителей (благодаря наличию альдегидной группы в составе их молекулы), что дает возможность проводить качественное и количественное определения сахаров. На этом свойстве базируется о-толуидиновый метод определения уровня глюкозы в крови и реакции (Троммера, Ниландера), определения сахара в моче.

С О

// //

С₅Н₁₁О₅─ С + 2CuSO₄ + 5NaOH---→ С₅Н₁₁О₅─ С +2CuOH+2Na₂SO₄+H₂O

\ \

Н ОН

Моносахариды способны образовывать эфиры; особо важны фосфорные эфиры гексоз (глюкозы, фруктозы, галактозы) и пентоз (рибозы и дезоксирибозы), так как именно фосфорилированные сахара участвуют в реакциях метаболизма.

Глюкозо-6-фосфат +Н₂О → Глюкоза + Н₃РО₄

Производные моносахаридов

В природе существуют многочисленные производные как перечисленных выше моносахаров, так и других. К ним, например, относятся:

Уроновые кислоты – дериваты гексоз, имеющие в 6 положении карбоксильные группы, например, глюкуроновая, галактуроновая, идуроновая, аскорбиновая кислоты.

аскорбиновая к-та

Аминосахара – производные моносахаров, содержащие аминогруппы, например, глюкозамин или галактозамин. Эти производные обязательно входят в состав дисахаридных компонентов гетерополисахаридов. Ряд антибиотиков (эритромицин, карбомицин) содержат в своем составе аминосахара.

глюкозамин галактозамин

Сиаловые кислоты являются N- или O-ацилпроизводными нейраминовой кислоты, которую можно рассматривать как производное глюкозы. Они, наряду с аминосахарами, входят в состав гликопротеинов и гликолипидов (ганглиозидов).

Гликозиды – соединения, образующиеся путем конденсации моносахарида (свободного или в составе полисахарида) с гидроксильной группой другого соединения, которым может быть любой моносахарид или вещество неуглеводной природы (агликон), например, метанол, глицерол, стерол, фенол. Широкое применение в кардиологии нашли входящие в состав наперстянки сердечные гликозиды, в качестве агликона они содержат стероиды. Известный антибиотик стрептомицин также является гликозидом.

Олигосахариды

Олигосахаридыделятся по числу моносахаридов в молекуле: дисахариды, трисахаридыи т.д.

Дисахариды

Это сложные углеводы, молекула которых при гидролизе распадается на два моносахарида. Имеют общую формулу С₁₂Н₂₂О₁₁.

Сахароза – пищевой сахар, в которой остатки глюкозы и фруктозы связаны α 1, 2-гликозидной связью. В наибольшем количестве содержится в сахарной свекле и тростнике, моркови, ананасах, сорго.

Мальтоза – продукт гидролиза крахмала и гликогена, два остатка глюкозы связаны α 1, 4-гликозидной связью, содержится в солоде, проростках злаков.

Лактоза – молочный сахар, остаток галактозы связан с глюкозой β 1, 4-гликозидной связью, содержится в молоке. В некоторых ситуациях (например, беременность) может появляться в моче.

Целлобиоза – промежуточный продукт гидролиза целлюлозы в кишечнике, в котором остатки глюкозы связаны β 1, 4-гликозидной связью. Здоровая микрофлора кишечника способна гидролизовать до 3/4 поступающей сюда целлюлозы до свободной глюкозы, которая либо потребляется самими микроорганизмами, либо всасывается в кровь.

При гидролитическом расщеплении дисахариды распадаются с присоединением молекул воды на две гексозы.

1. Сахароза → глюкозу и фруктозу

(тростниковый сахар)

2. Мальтоза → глюкозу и глюкозу

(солодовый сахар)

3. Лактоза → глюкозу и галактозу

(молочный сахар)

4.Целлюлоза → 2-глюкозу и β - глюкозу

Редуцирующие дисахариды (лактоза, мальтоза) способны окисляться до соответствующих кислот, восстанавливать соли металлов. Не редуцирующие дисахариды (сахароза) в такие реакции не вступают.

Полисахариды

Это высокомолекулярные соединения, которые образуются в результате соединения большого количества молекул моносахаридов с выделением такого же количества молекул воды. Наиболее важные полисахариды построены из гексоз и имеют общую формулу (С₆Н₁₀О₅)_n.

Выделяют гомополисахариды, состоящие из одинаковых остатков моносахаров (крахмал, гликоген, целлюлоза) и гетерополисахариды (гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты), включающие разные моносахара.

Гомополисахариды

Крахмал – гомополимер α -D-глюкозы. Находится в злаках, бобовых, картофеле и некоторых других овощах. Синтезировать крахмал способны почти все растения.

Двумя основными компонентами крахмала являются амилоза (15-20%) и амилопектин (80-85%). Амилоза представляет собой неразветвленную цепь, в которой остатки глюкозы соединены исключительно α -1, 4-гликозидными связями.

Амилопектин содержит α -1, 4- и α -1, 6-гликозидные связи и является разветвленной молекулой, причем ветвление происходит за счет присоединения небольших глюкозных цепочек к основной цепи посредством α -1, 6-гликозидных связей. Каждая ветвь имеет длину 24-30 остатков глюкозы, веточки возникают примерно через 14-16 остатков глюкозы в цепочке.

Гликоген – резервный полисахарид животных тканей, в наибольшей мере содержится в печени и мышцах. Структурно он схож с амилопектином, но, во-первых, длина веточек меньше – 11-18 остатков глюкозы, во-вторых, более разветвлен – через каждые 8-10 остатков. За счет этих особенностей гликоген более компактно уложен, что немаловажно для животной клетки. Гликоген, или животный крахмал, находится главным образом, в печени и мышцах позвоночных животных и расходуется по мере надобности, являясь одним из важнейших источников энергии. Содержание гликогена составляет 1-4% веса печени, максимальное до 20%.

При гидролизе гликоген дает ряд промежуточных соединений-декстринов, затем дисахарид - мальтозу, моносахарид - глюкозу.

Целлюлоза является наиболее распространенным органическим соединением биосферы. Около половины всего углерода Земли находится в ее составе. В отличие от предыдущих полисахаридов она является внеклеточной молекулой, имеет волокнистую структуру и абсолютно нерастворима в воде. Единственной связью в ней является β -1, 4-гликозидная связь.

Гетерополисахариды

Большинство гетерополисахаридов характеризуется наличием повторяющихся дисахаридных остатков. Эти дисахариды включают в себя уроновую кислотуиаминосахар. Дублируясь, они образуют олиго- и полисахаридные цепи – гликаны. В биохимии используются синонимы – кислые гетерополисахариды (так как имеют много кислотных групп), гликозаминогликаны (производные глюкозы, содержат аминогруппы). Гликозаминогликаны входят в состав протеогликанов (мукополисахаридов) – сложных белков, функцией которых является заполнение межклеточного пространства и удержание здесь воды, что обеспечивает тургор тканей и эластичность хрящей, также они выступают как смазочный и структурный компонент суставов, хрящей, кожи. В частности, гиалуроновая кислота находится в стекловидном теле глаза, в синовиальной жидкости, в межклеточном пространстве.

Основными представителями гетерополисахаридов (гликозаминогликанов) являются гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты, кератансульфаты и дерматансульфаты, гепарин.

Использование углеводов

Полисахарид фруктозы инулин, содержащийся в корнях георгинов, артишоков, одуванчиков, является легко растворимым соединением. В медицинской практике используется для определения очистительной способности почек – клиренса.

Декстраны используются как компонент кровезаменителей, например, в виде вязкого раствора на 0, 9% NaCl – реополиглюкина,

Тема: Липиды

Цель: Ознакомиться с классом «липиды», структурой, классификацией, биологическим значением этих соединений.

Липиды – многочисленная группа веществ, построенная по принципу сложных эфиров и характеризующаяся растворимостью в органических растворителях и нерастворимостью в воде. Липиды являются растворителями для жирорастворимых витаминов, липиды входят в большом количестве в состав мозга и нервной ткани. Они определяют явления проницаемости в тканях. Из липидов в организме человека и животных могут образовываться некоторые биологически активные вещества: стероидные гормоны, витамин Д, желчные кислоты и т.д.

Липиды являются третьим классом органических веществ из которых состоит живой организм. Правильный качественный и количественный состав липидов клетки определяет ее возможности, активность и выживаемость. Жирнокислотный состав мембранных фосфолипидов, недостаток или избыток холестерола в мембране неизбежно влияет на деятельность мембранных белков – транспортеров, рецепторов, ионных каналов. Все это влечет за собой изменение работы клеток и, конечно, функций всего органа, как например, при инсулиннезависимом сахарном диабете. Существуют наследственные болезни накопления липидов липидозы, сопровождающиеся тяжелыми нарушениями в организме.

Функции липидов

Структурная функция

Мембраны клеток состоят из фосфолипидов, обязательным компонентом являются гликолипиды и холестерол. Основным компонентом сурфактанта легких является фосфатидилхолин. Т.к. активность мембранных ферментов зависит от состояния и текучести мембран, то жирнокислотный состав и наличие определенных видов фосфолипидов, количество холестерола влияет на активность мембранных липидзависимых ферментов (например, аденилатциклаза, Nа⁺, К⁺-АТФаза, цитохромоксидаза ).

Сигнальная функция

Гликолипидывыполняют рецепторные функции и задачи взаимодействия с другими клетками. Фосфатидилинозитол непосредственно принимает участие в передаче гормональных сигналов в клетку. Производные жирных кислот – эйкозаноиды – являются " местными гормонами", обеспечивая регуляцию функций клеток.

Защитная функция

Подкожный жир является хорошим термоизолирующим средством, наряду с брыжеечным жиром он обеспечивает механическую защиту внутренних органов. Фосфолипиды играют определенную роль в активации свертывающей системы крови.

Жирные кислоты

Жирные кислоты входят в состав практически всех указанных классов липидов, кроме производных холестерола.

У человека жирные кислоты характеризуются следующими особенностями:

· четное число углеродных атомов в цепи,

· отсутствие разветвлений цепи,

· наличие двойных связей только в цис-конформации.

В свою очередь, по строению жирные кислоты неоднородны и различаются длиной цепи и количеством двойных связей.

К насыщенным жирным кислотам относится пальмитиновая (С16), стеариновая (С18) и арахиновая (С20).

К мононенасыщенным – пальмитоолеиновая (С16: 1, Δ 9), олеиновая (С18: 1, Δ 9). Указанные жирные кислоты находятся в большинстве пищевых жиров и в жире человека.

Полиненасыщенные жирные кислоты содержат от 2-х и более двойных связей, разделенных метиленовой группой. Кроме отличий по количеству двойных связей, кислоты различаются их положением относительно начала цепи (обозначается через греческую букву Δ " дельта" ) или последнего атома углерода цепи (обозначается буквой ω " омега" ).

По положению двойной связи относительно последнего атома углерода полиненасыщенные жирные кислоты делят на ω 9, ω 6 и ω 3-жирные кислоты. Рассмотрим ω 6 и ω 3-жирные кислоты.

1. ω 6-жирные кислоты, эти кислоты объединены под названием витамин F, и содержатся в растительных маслах.

· линолевая (С18: 2, Δ 9, 12),

· γ -линоленовая (С18: 3, Δ 6, 9, 12),

· арахидоновая (эйкозотетраеновая, С20: 4, Δ 5, 8, 11, 14).

2. ω 3-жирные кислоты:

· α -линоленовая (С18: 3, Δ 9, 12, 15),

· тимнодоновая (эйкозопентаеновая, С20: 5, Δ 5, 8, 11, 14, 17),

· клупанодоновая (докозопентаеновая, С22: 5, Δ 7, 10, 13, 16, 19),

· цервоновая (докозогексаеновая, С22: 6, Δ 4, 7, 10, 13, 16, 19).

Наиболее значительным источником кислот ω 3-группы служит жир рыб холодных морей. Исключением является α -линоленовая кислота, имеющаяся в конопляном, льняном, кукурузном маслах.

Внимание исследователей к ω 3-кислотам привлек феномен эскимосов, коренных жителей Гренландии, и коренных народов российского Заполярья. На фоне высокого потребления животного белка и жира и очень незначительного количества растительных продуктов у них отмечалось состояние, которое назвали антиатеросклероз. Он характеризуется рядом положительных особенностей: отсутствие заболеваемости атеросклерозом, ишемической болезнью сердца и инфарктом миокарда, инсультом, гипертонией.
Увеличенное содержание ЛПВП в плазме крови, уменьшение концентрации общего холестерина, сниженная агрегация тромбоцитов, невысокая вязкость крови, иной жирнокислотный состав мембран клеток по сравнению с европейцами.

Жирные кислоты насыщенного ряда:

Лауриновая СН₃(СН₂)₁₀СООН С₁₁Н₂₃СООН;
Миристиновая СН₃(СН₂)₁₂СООН С₁₃Н₂₇СООН;
Пальмитиновая СН₃(СН₂)₁₄СООН С₁₅Н₃₁СООН;
Стеариновая СН₃(СН₂)₁₆СООН С₁₇Н₃₅СООН;
Лигноцериновая СН₃(СН₂)₂₁СООН С₂₃Н₄₇СООН;
Меллисиновая СН₃(СН₂)₂₅СООН С₂₇Н₅₅СООН.

Жирные кислоты ненасыщенного ряда:

- Пальмитолеиновая СН₃(СН₂)₅СН=СН(СН₂)-СООН: С₁₅Н₂₉СООН

- олеиновая СН₃(СН₂)₇СН=СН(СН₂)₇СООН: С₁₇Н₃₃СООН

- линолевая СН₃(СН₂)₄С=СНСН₂СН=СН(СН₂)₇СООН: С₁₇Н₃₁СООН

- линоленовая СН₃СН₂СН=СНСН₂СН=СНСН₂СН=СН(СН₂)₇СООН: С₁₇Н₂₉СООН

- арахидоновая С₁₉Н₂₇СООН

СН₃(СН₂)₄СН=СНСН₂СН=СНСН₂СН=СНСН₂СН=СН(СН₂)₃СООН.

Роль жирных кислот

1. Энергетическая. Благодаря окислению жирных кислот ткани организма получают более половины всей энергии, только эритроциты и нервные клетки не используют их в этом качестве. Как энергетический субстрат используются, в основном, насыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты.

2. Жирные кислоты входят в состав фосфолипидов и триацилглицеролов. Наличие полиненасыщенных жирных кислот определяет биологическую активность фосфолипидов, свойства биологических мембран, взаимодействие фосфолипидов с мембранными белками и их транспортную и рецепторную активность.

3. Для длинноцепочечных (С₂₂, С₂₄) полиненасыщенных жирных кислот установлена функция участия в механизмах запоминанияиповеденческих реакциях.

4. Очень важная функция ненасыщенных жирных кислот заключается в том, что они являются субстратом для синтеза эйкозаноидов – биологически активных веществ, изменяющих количество цАМФ и цГМФ в клетке, модулирующих метаболизм и активность как самой клетки, так и окружающих клеток. Иначе эти вещества называют местные или тканевые гормоны.

Источники

Поскольку жирные кислоты определяют свойства молекул, в состав которых они входят, то они находятся в совершенно разных продуктах. Источником насыщенныхимононенасыщенных жирных кислот являются твердые жиры – сливочное масло, сыр и другие молочные продукты, свиное сало и говяжий жир.

Полиненасыщенные ω 6-жирные кислоты в большом количестве представлены в растительных маслах(кроме оливкового и пальмового ) – подсолнечное, конопляное, льняное масло. В небольшом количестве арахидоновая кислота имеется также в свином жире и молокопродуктах.

Полиненасыщенные ω 3-жирные кислоты находятся в рыбьем жире – в первую очередь жир трески. Как исключение, α -линоленовая кислота содержится вльняном масле.

Классификация жиров

Классификация липидов сложна, так как в класс липидов входят вещества весьма разнообразные по своему строению. Их объединяет только одно свойство – гидрофобность.

По отношению к гидролизу в щелочной среде все липиды подразделяют на две большие группы: омыляемыеинеомыляемые.

Среди неомыляемых определена большая группа стероидов, в состав которой входят холестерол и его производные: стероидные гормоны, стероидные витамины, желчные кислоты.

Среди омыляемых липидов существуют простые липиды, т.е. состоящие только из спирта и жирных кислот ( воска, триацилглицеролы, эфиры холестерола ), и сложные липиды, включающие, кроме спирта и жирных кислот, вещества иного строения (фосфолипиды, гликолипиды, липопротеиды).

ПРОСТЫЕ СЛОЖНЫЕ

Воски Фосфолипиды

Стериды (эфиры холестерола) Гликолипиды

Нейтральный жир (ТАГ) Липопротеиды

Простые жиры

Нейтральный жир

Нейтральные жиры (ТАГ, триацилглицеролы) являются наиболее распространенными липидами в организме животных. В среднем их доля составляет 16-23% от массы тела взрослого. Триацилглицеролами является практически любой жир, используемый в пищу – любые растительные масла, свиной, говяжий и другой животный жир, жир молочных продуктов и сливочное масло.

Суточная потребность человека в нейтральных жирах принята на уровне 80-100 г, растительных масел должно быть не менее 30% от общего количества жира. Однако в связи с изменением образа жизни в развитых странах (переедание, гиподинамия) в последние годы появилась тенденция к пересмотру рекомендуемых величин в сторону снижения до 30-40 г/сут.

Синтез ТАГ.

В состав ТАГ входит трехатомный спирт глицерол и три жирные кислоты. Жирные кислоты могут быть насыщенные (пальмитиновая, стеариновая) и мононенасыщенные (пальмитолеиновая, олеиновая).

Гидролиз сложного ТАГ

По строению можно выделить простые и сложные ТАГ. В простых ТАГ все жирные кислоты одинаковые, например трипальмитат, тристеарат. В сложных ТАГ жирные кислоты отличаются, например, дипальмитоилстеарат, пальмитоилолеилстеарат.

Строение триглицеридов

Стериды

Холестерол

Холестерол относится к группе соединений, имеющих в своей основе циклопентан-пергидрофенантреновое кольцо, и является ненасыщенным спиртом.

Источники

Синтез холестерола в организме составляет примерно 0, 5-0, 8 г/сут, при этом половина образуется в печени, около 15% в кишечнике, оставшаяся часть в любых клетках, не утративших ядро. Таким образом, все клетки организма способны синтезировать холестерол.

Из пищевых продуктов наиболее богаты холестеролом (в пересчете на 100 г продукта) сметана (0, 002 г), сливочное масло (0, 03 г), яйца (0, 18 г), говяжья печень (0, 44 г). В целом за сутки с обычным рационом поступает около 0, 4 г.

Выведение из организма

Выведение холестерола из организма происходит в основном через кишечник:

· с фекалиями в виде холестерола поступающего из желчи и образованных микрофлорой нейтральных стеролов (до 0, 5 г/сут),

· в виде желчных кислот (до 0, 5 г/сут),

· около 0, 1 г удаляется со слущивающимся эпителием кожи и секретом сальных желез,

· примерно 0, 1 г превращается в стероидные гормоны и после их деградации выводится с мочой.

Функции холестерола

1. Структурная – входит в состав мембран, обуславливая их вязкость и жесткость,

2. Транспорт полиненасыщенных жирных кислот между органами и тканями в составе липопротеинов низкой и высокой плотности,

3. Является предшественником желчных кислот, стероидных гормонов и витамина D. Примерно 1/4 часть всего холестерола в организме этерифицирована олеиновой кислотой и полиненасыщенными жирными кислотами. В плазме крови соотношение эфиров холестерола к свободному холестеролу составляет 2: 1.

Воски

Во́ ски — распространённые в растительном и животном мире сложные эфиры высших жирных кислот и высших высокомолекулярных спиртов. Очень устойчивы, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в бензине, хлороформе, эфире. По происхождению воски можно разделить на животные: пчелиный вырабатывается пчёлами; шерстяной (ланолин) предохраняет шерсть и кожу животных от влаги, засорения и высыхания; спермацет добывается из спермацетового масла кашалотов; растительные воски покрывают тонким слоем листья, стебли, плоды и защищают их от размачивания водой, высыхания, вредных микроорганизмов, иногда в качестве резервных липидов входят в состав семян (т. н. «масло» жожоба); ископаемый воск (озокерит) состоит главным образом из предельных углеводородов.

Пчелиный воск выделяется специальными железами медоносных пчёл, из него пчёлы строят соты.

Воски зарегистрированы в качестве пищевых добавок E901 - E903 (используются напр. для покрытия сыров).

Сложные жиры

Гликолипиды

Гликолипиды широко представлены в нервной ткани и мозге. Размещаются они на наружной поверхности плазматических мембран, при этом олигосахаридные цепи направлены наружу. Наиболее вероятная их функция - рецепторная.

Строение гликолипидов

Большую часть гликолипидов составляют цереброзиды, включающие церамид (соединение аминоспирта сфингозина с длинноцепочечной жирной кислотой) и один или несколько остатков сахаров. Еще одна группа гликолипидов, широко представленных в мозге – ганглиозиды. Они содержат церамид и одну или несколько молекул сиаловых кислот (ацильные производные нейраминовой кислоты), а также остатки моносахаров и их производных (сульфосахаров и аминосахаров).

Строение гликолипидов

Для большинства тканей более характерны глюкозилцерамиды, однако в нервной ткани главным цереброзидом является галактозилцерамид.

Фосфолипиды

Фосфолипиды представляют собой соединение спирта глицерола или сфингозина с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой. В их состав также входят азотсодержащие соединения холин, этаноламин, серин, циклический шестиатомный спирт инозитол (витамин В₈).

Доля фосфолипидов в пищевом жире невелика (не более 10%), это фосфолипиды клеточных мембран и жировых эмульсий. Источниками фосфолипидов является практически любой жир, используемый в пищу – любые растительные масла, свиной, говяжий и другой животный жир, жир молочных продуктов и сливочное масло. В результате фосфолипидов поступает около 8-10 г в сутки.

В организме человека и животных наиболее распространены глицерофосфолипиды.

Глицерофосфолипиды

Жирные кислоты, входящие в состав этих фосфолипидов, неравноценны. Ко второму атому углерода присоединена, как правило, полиненасыщенная жирная кислота. При углероде С¹находятся любые кислоты, чаще мононенасыщеннные или насыщенные.

Наиболее простым глицерофосфолипидом является фосфатидная кислота (ФК) – промежуточное соединение для синтеза ТАГ и ФЛ.

Фосфатидилсерин(ФС), фосфатидилэтаноламин(ФЭА, кефалин ), фосфатидилхолин(ФХ, лецитин) – структурные ФЛ, вместе с ХС формируют липидный бислой клеточных мембран, регулируют активность мембранных ферментов, вязкость и проницаемость мембран.

Строение глицерофосфолипидов

Кроме этого, дипальмитоилфосфатидилхолин, являясь поверхностно-активным веществом, служит основным компонентом сурфактанта легочных альвеол. Его недостаток в легких недоношенных младенцев приводит к развитию синдрома дыхательной недостаточности. Еще одной функцией ФХ является участие в образовании желчи и поддержании находящегося в ней ХС в растворенном состоянии.

Сфингофосфолипиды

Представителем являются сфингомиелины – основное их количество расположено в сером и белом веществе головного и спинного мозга, в оболочке аксонов периферической нервной системы, есть в печени, почках, эритроцитах и других тканях. В качестве жирных кислот выступают насыщенные и мононенасыщенные.

В нервной ткани сфингомиелин участвует в передаче нервного сигнала по аксонам. В последние годы активно разрабатывается роль сфинголипидов в регуляции внутриклеточных процессов в качестве источника вторичного мессенджера церамида.

Липопротеиды

Липопротеи́ ды (липопротеины) — класс сложных белков, простетическая группа которых представлена каким-либо липидом. Так, в составе липопротеинов могут быть свободные жирные кислоты, нейтральные жиры, фосфолипиды, холестериды.

Липопротеины представляют собой комплексы, состоящие из белков (аполипопротеинов; сокращенно — апо-ЛП) и липидов, связь между которыми осуществляется посредством гидрофобных и электростатических взаимодействий.

Липопротеины подразделяют на свободные, или растворимые в воде (липопротеины плазмы крови, молока и др.), и нерастворимые, т. н. структурные (липопротеины мембран клетки, миелиновой оболочки нервных волокон, хлоропластов растений).

Среди свободных липопротеинов (они занимают ключевое положение в транспорте и метаболизме липидов) наиболее изучены липопротеины плазмы крови, которые классифицируют по их плотности. Чем выше содержание в них липидов, тем ниже плотность липопротеинов. Различают липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), низкой плотности (ЛПНП), высокой плотности (ЛПВП) и хиломикроны. Каждая группа липопротеинов очень неоднородна по размерам частиц (наиболее крупные — хиломикроны) и содержанию в ней апо-липопротеинов. Все группы липопротеинов плазмы содержат полярные и неполярные липиды в разных соотношениях.

Контрольные вопросы

1. Определение класса «Липиды»?

2. Классификация липидов?

3. Какие важнейшие функции выполняют липиды в организме животного?

4. Биологическое значение резервных липидов?

5. Какие жизненно необходимые жиры поступают в организм в месте с продуктами питания?

6. Даите характеристику физико-химических свойств жиров. Назовите физико-химические константы жиров и дайте их определение.

7. Написать формулы ненасыщенных и насыщенных жирных кислот, входящих в состав жира?

8. Напишите формулу триглицерида?

9. Напишите формулу фосфолипида (лецитин)?

10. Напишите формулу холестерина, какие биологически активные вещества из него образуются?

11. Напишите формулу холестерида?

Тема: Белки

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒