Липиды и их роль в жизнедеятельности клетки

 Липиды и их классификация

Ли­пи­ды – это об­шир­ная груп­па жиров и жи­ро­по­доб­ных ве­ществ, ко­то­рые со­дер­жат­ся во всех живых клет­ках. Они непо­ляр­ны и, сле­до­ва­тель­но, гид­ро­фоб­ны.

Ли­пи­ды прак­ти­че­ски не рас­тво­ри­мы в воде, но хо­ро­шо рас­тво­ри­мы в ор­га­ни­че­ских рас­тво­ри­те­лях, на­при­мер в эфире, бен­зо­ле, хло­ро­фор­ме.

В неко­то­рых клет­ках ли­пи­дов очень мало, всего несколь­ко про­цен­тов, а в неко­то­рых их со­дер­жа­ние до­сти­га­ет 90 % (се­ме­на под­сол­неч­ни­ка, под­кож­ная жи­ро­вая клет­чат­ка).

По хи­ми­че­ско­му стро­е­нию ли­пи­ды раз­но­об­раз­ны. Од­на­ко на­сто­я­щие ли­пи­ды – это слож­ные эфиры выс­ших жир­ных кис­лот и ка­ко­го-ли­бо спир­та. 

Ли­пи­ды под­раз­де­ля­ют­ся на про­стые и слож­ные.

 Простые липиды

К про­стым ли­пи­дам от­но­сят­ся три­а­ци­лг­ли­це­ро­лы (ней­траль­ные жиры) и воска (см. Рис. 1).

1. Ней­траль­ные жиры – это самые рас­про­стра­нен­ные ли­пи­ды, встре­ча­ю­щи­е­ся в при­ро­де. Их мо­ле­ку­лы об­ра­зу­ют­ся в ре­зуль­та­те при­со­еди­не­ния трех остат­ков вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных жир­ных кис­лот к одной мо­ле­ку­ле трех­атом­но­го спир­та гли­це­ри­на.

Среди со­еди­не­ний этой груп­пы раз­ли­ча­ют жиры, оста­ю­щи­е­ся твер­ды­ми при тем­пе­ра­ту­ре 20 °С, и масла, ко­то­рые в этих усло­ви­ях ста­но­вят­ся жид­ки­ми.

2. Воска – это слож­ные эфиры, об­ра­зу­е­мые жир­ны­ми кис­ло­та­ми и мно­го­атом­ны­ми спир­та­ми. Они по­кры­ва­ют кожу, шерсть, перья жи­вот­ных, смяг­чая их и за­щи­щая их от воды. Также из вос­ков пчёлы стро­ят соты.

Рис. 1. Про­стые ли­пи­ды

 Значение нейтральных жиров

В ор­га­низ­ме жи­вот­ных, впа­да­ю­щих в спяч­ку, на­кап­ли­ва­ет­ся боль­шое ко­ли­че­ство жира, ко­то­рый рас­хо­ду­ет­ся во время спяч­ки.

У по­зво­ноч­ных жир на­кап­ли­ва­ет­ся также в под­кож­ной жи­ро­вой клет­чат­ке и слу­жит теп­ло­изо­ля­ци­ей. Осо­бен­но вы­ра­жен под­кож­ный слой у мле­ко­пи­та­ю­щих, жи­ву­щих в хо­лод­ном кли­ма­те.

В рас­те­ни­ях обыч­но на­кап­ли­ва­ют­ся масла, а не жиры. Се­ме­на, плоды, хло­ро­пла­сты бо­га­ты мас­ла­ми. А неко­то­рые се­ме­на, на­при­мер се­ме­на ко­ко­со­вой паль­мы, кле­ще­ви­ны, сои, под­сол­неч­ни­ка, слу­жат сы­рьем для по­лу­че­ния масла про­мыш­лен­ным спо­со­бом.

 Значение природных восков

При­род­ные воска, такие как пче­ли­ный воск и спер­ма­цет, нашли ши­ро­кое при­ме­не­ние в ме­ди­цине и пар­фю­мер­ной про­мыш­лен­но­сти.

Спер­ма­цет, по­лу­ча­е­мый из го­лов­но­го мозга ка­ша­ло­та, хо­ро­шо вса­сы­ва­ет­ся в кожу и слу­жит ос­но­вой для при­го­тов­ле­ния раз­лич­ных мазей и кре­мов.

Пче­ли­ный воск при­ме­ня­ет­ся в ме­ди­цине для при­го­тов­ле­ния мазей, вхо­дит в со­став пи­та­тель­ных, от­бе­ли­ва­ю­щих, очи­ща­ю­щих кре­мов и масок.

 Сложные липиды

К слож­ным ли­пи­дам от­но­сят­ся: фос­фо­ли­пи­ды, гли­ко­ли­пи­ды, сте­ро­и­ды (см. Рис. 2).

Рис. 2. Слож­ные ли­пи­ды

1. Фос­фо­ли­пи­ды (см. Рис. 3) по своей струк­ту­ре близ­ки к ней­траль­ным жирам, но в их мо­ле­ку­ле один или два остат­ка жир­ных кис­лот за­ме­ще­ны остат­ком фос­фор­ной кис­ло­ты.

Рис. 3. Фос­фо­ли­пи­ды

2. Гли­ко­ли­пи­ды об­ра­зу­ют­ся в ре­зуль­та­те со­еди­не­ния ли­пи­дов с уг­ле­во­да­ми. Гли­ко­ли­пи­ды ши­ро­ко пред­став­ле­ны в тка­нях, осо­бен­но в нерв­ной ткани, в част­но­сти в ткани мозга.

 Стероиды и терпены

Сте­ро­и­ды и тер­пе­ны – это ли­пи­ды, не име­ю­щие жир­ных кис­лот и име­ю­щие осо­бую струк­ту­ру.

К сте­ро­и­дам от­но­сят­ся по­ло­вые гор­мо­ны, на­при­мер про­ге­сте­рон и эст­ро­ген (жен­ские по­ло­вые гор­мо­ны), те­сто­сте­рон (муж­ской по­ло­вой гор­мон) (см. Рис. 4). 

Рис. 4. Те­сто­сте­рон

Также к сте­ро­и­дам от­но­сит­ся ви­та­мин D, при недо­стат­ке ко­то­ро­го воз­ни­ка­ет бо­лезнь под на­зва­ни­ем рахит.

Тер­пе­ны – ве­ще­ства, от ко­то­рых за­ви­сит аро­мат эфир­ных масел рас­те­ний, на­при­мер: мен­то­ла, мяты, кам­фа­ры.

 Функции липидов

1. Энер­ге­ти­че­ская

При пол­ном окис­ле­нии 1 г ли­пи­дов вы­де­ля­ет­ся 38,9 кДж энер­гии, то есть в 2 раза боль­ше, чем при окис­ле­нии 1 г уг­ле­во­дов.

2. За­па­са­ю­щая

Жиры яв­ля­ют­ся ос­нов­ным за­па­са­ю­щим ве­ще­ством у жи­вот­ных, а также у неко­то­рых рас­те­ний. Они могут ис­поль­зо­вать­ся также в ка­че­стве ис­точ­ни­ка воды (при окис­ле­нии 1 г жира об­ра­зу­ет­ся более 1 г воды). Это осо­бен­но ценно для пу­стын­ных жи­вот­ных, оби­та­ю­щих в усло­ви­ях де­фи­ци­та воды.

3. За­щит­ная

Об­ла­дая вы­ра­жен­ны­ми тер­мо­изо­ля­ци­он­ны­ми свой­ства­ми, ли­пи­ды за­щи­ща­ют наш ор­га­низм от тем­пе­ра­тур­ных пе­ре­па­дов. Также ли­пи­ды за­щи­ща­ют ор­га­низм от ме­ха­ни­че­ских и фи­зи­че­ских воз­дей­ствий.

Воска, ко­то­рые по­кры­ва­ют тело рас­те­ний, за­щи­ща­ют их от из­лиш­не­го ис­па­ре­ния воды. Это очень важно для тех рас­те­ний, ко­то­рые живут в за­суш­ли­вых ре­ги­о­нах в усло­ви­ях де­фи­ци­та влаги.

4. Струк­тур­ная

В ком­плек­се с бел­ка­ми ли­пи­ды яв­ля­ют­ся струк­тур­ны­ми ком­по­нен­та­ми всех био­ло­ги­че­ских мем­бран.

5. Ре­гу­ля­тор­ная

Ли­пи­ды при­ни­ма­ют уча­стие в ре­гу­ля­ции фи­зио­ло­ги­че­ских функ­ций ор­га­низ­ма, так как неко­то­рые из них яв­ля­ют­ся гор­мо­на­ми.